DE102008040092A1 - Fuel injector for internal combustion engine in motor vehicle, has sleeve arranged inside injector body, where sleeve limits high pressure chamber that surrounds injection valve and limits another high pressure chamber that surrounds sleeve - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem eines Kraftfahrzeuges, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The invention relates to a fuel injector for a fuel injection system an internal combustion engine, in particular for a common rail injection system a motor vehicle, having the features of the preamble of the claim 1.
Zur Reduzierung der Emissionswerte ist ein hoher Einspritzdruck vorteilhaft. Um die Leckagemenge gering zu halten, sind Kraftstoffinjektoren mit einem Einspritzventilglied bekannt, welches vollständig von hohem Kraftstoffdruck des Common-Rails umgeben ist. Dadurch wird innerhalb des Injektorkörper des Kraftstoffinjektors ein zusätzliches Speichervolumen ausgebildet, das auch zur Dämpfung von Druckschwingungen dient.to Reduction of the emission values, a high injection pressure is advantageous. To keep the amount of leakage small, fuel injectors are with an injection valve member known which completely surrounded by high fuel pressure of the common rail. Thereby becomes inside the injector body of the fuel injector an additional storage volume is formed, too serves to dampen pressure oscillations.
Zur
Verbesserung des Schließverhaltens und der Stabilität
eines solchen Kraftstoffinjektors vor allem bei der Zumessung kleiner
Einspritzmengen ist aus
Die vorstehend genannten Vorteile erfordern jedoch jeweils den Einbau einer zusätzlichen Drossel, wodurch Aufwand und Kosten bei der Herstellung eines Kraftstoffinjektors steigen.The However, the advantages mentioned above require installation in each case an additional throttle, reducing effort and costs increase in the production of a fuel injector.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Lösungen anzugeben, die eine einfache und kostengünstige Herstellung eines gattungsgemäßen Kraftstoffinjektors ermöglichen.task the present invention is to provide solutions the simple and inexpensive production of a allow generic fuel injector.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen beschrieben.to Solution of the task is a fuel injector with the Characteristics of claim 1 proposed. Advantageous developments are described in the subclaims.
Der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor besitzt ein axial verstellbares Einspritzventilglied und eine Hülse, die koaxial hierzu angeordnet ist und das Einspritzventilglied zumindest teilweise umgibt. Dabei wird zwischen dem Einspritzventilglied und der Hülse ein erster Hochdruckraum ausgebildet, der über wenigstens eine als Drossel ausgebildete Öffnung in der Hülse mit einem zweiten, die Hülse umgebenden Hochdruckraum verbunden ist.Of the proposed fuel injector has an axially adjustable Injection valve member and a sleeve coaxial with it is arranged and the injection valve member at least partially surrounds. It is between the injection valve member and the sleeve formed first high-pressure space, the at least one designed as a throttle opening in the sleeve connected to a second, surrounding the sleeve high-pressure chamber is.
Vorteilhaft ist ein Kolbenabschnitt des Einspritzventilgliedes in einem Ventilstück geführt, an dem ein dem Kolbenabschnitt nahes Ende der Hülse unmittelbar oder mittelbar dichtend anliegt. Ferner ist ein Nadelabschnitt des Einspritzventilgliedes zumindest teilweise in einem Düsen- oder Haltekörper aufgenommen, an dem das dem Kolbenabschnitt ferne Ende der Hülse unmittelbar oder mittelbar dichtend anliegt. Dabei wird zumindest eine Dichtstelle gebildet, die neben der Dichtfunktion eine Längenausgleichsfunktion zur Kompensation von Fertigungstoleranzen und/oder Längenänderungen besitzt.Advantageous is a piston portion of the injection valve member in a valve piece guided, on which a piston section near the end of the Sleeve rests directly or indirectly sealing. Further is a needle portion of the injection valve member at least partially received in a nozzle or holding body, at which the piston portion distal end of the sleeve immediately or indirectly sealing. At least one sealing point is created formed, in addition to the sealing function a length compensation function to compensate for manufacturing tolerances and / or changes in length has.
Das einen Kolbenabschnitt und einen Nadelabschnitt aufweisende Einspritzventilglied kann auch aus einem Ventilkolben und einer Ventilnadel zusammengesetzt sein, die entsprechend einen Kolbenabschnitt bzw. einen Nadelabschnitt bilden. Die das Einspritzventilglied umgebende Hülse berührt dabei weder den Kolbenabschnitt, noch den Nadelabschnitt, um eine Entkopplung des Einspritzventilgliedes zu gewährleisten. Zur Ausbildung eines ersten und eines zweiten Hochdruckraumes ist die Hülse mit den das Einspritzventilglied aufnehmenden Bauteilen, das heißt dem Ventilstück und dem Düsen- bzw. Haltekörper des Kraftstoffinjektors verbunden, wobei die Verbindungsstellen vorzugsweise als Dichtstellen ausgebildet sind. Indem Verbindungsstellen und Dichtstellen zusammenfallen, kann zunächst die Anzahl der Dichtstellen reduziert werden, die erforderlich sind, um den ersten Hochdruck wirksam vom zweiten Hochdruckraum zu trennen. Darüber hinaus können die Anforderungen an die Dichtheit der Dichtstellen herabgesetzt werden. Denn entweder entsprechen sich die innen- und außenseitig an der Hülse anliegenden Druckkräfte, so dass sie sich gegenseitig aufheben und die Verbindungs- bzw. Dichtstelle nicht zusätzlich belastet wird, oder die Druckverhältnisse an der Hülse können über die Anordnung wenigstens einer Drossel derart eingestellt werden, dass die Hülse in den Dichtsitz gedrückt wird. Bei der Ausbildung einer Drossel kommt ferner hinzu, dass im Verhältnis zur Größe der Drosselöffnung kleinere, undichte Stellen weniger ins Gewicht fallen. Dadurch wird nicht nur die Ausbildung einer derartigen Verbindungs- bzw. Dichtstelle vereinfacht, sondern auch die eines derartige Verbindungs- bzw. Dichtstellen aufweisenden Kraftstoffinjektors.The a piston portion and a needle portion having injection valve member can also be composed of a valve piston and a valve needle be corresponding to a piston section or a needle section form. The sleeve surrounding the injection valve member contacts Neither the piston section, nor the needle section to a To ensure decoupling of the injection valve member. To form a first and a second high-pressure chamber the sleeve with the injection valve member receiving Components, ie the valve piece and the nozzle or holding body of the fuel injector, wherein the joints preferably formed as sealing points are. By connecting junctions and sealing points, First, the number of sealing points can be reduced, which are required to take the first high pressure effectively from the second High pressure room to separate. In addition, you can reduced the requirements for the tightness of the sealing points become. Because either the inside and outside correspond on the sleeve adjacent compressive forces, so that they cancel each other and the connection or sealing point not additionally loaded, or the pressure conditions on the sleeve can on the arrangement at least a throttle can be adjusted so that the sleeve is pressed into the sealing seat. In training a Throttle is further added that in proportion to the size the throttle opening smaller, leaks less ins Weight fall. This not only the training of such Connection or sealing point simplified, but also one of Such connection or sealing points having fuel injector.
Weist zudem wenigstens eine Dichtstelle eine Längenausgleichsfunktion auf, können etwaige Fertigungstoleranzen der Bauteile bei der Montage des Kraftstoffinjektors ausgeglichen werden. Entsprechend können die Anforderungen an die Maßhaltigkeit der Bauteile herabgesetzt werden, was sich wiederum günstig auf die Herstellungskosten auswirkt. Auch betriebsabhängige, wie beispielsweise temperaturbedingte Längenänderungen der Bauteile können über die Längenausgleichsfunktion der Dichtstelle kompensiert werden, da vorzugsweise die Längenausgleichsfunktion im Betrieb des Kraftstoffinjektors erhalten bleibt.has In addition, at least one sealing point a length compensation function on, can any manufacturing tolerances of the components at the assembly of the fuel injector are compensated. Corresponding can meet the dimensional requirements the components are reduced, which in turn is favorable affects the manufacturing costs. Also operational, such as temperature-related changes in length The components can be adjusted via the length compensation function the sealing point to be compensated, since preferably the length compensation function maintained during operation of the fuel injector.
Um eine dauerhafte Entkopplung der Hülse von dem Einspritzventilglied zu gewährleisten, ist der Innendurchmesser der Hülse zumindest geringfügig größer als der maximale Außendurchmesser des Einspritzventilgliedes gewählt. Somit kann es auch bei Formabweichungen durch Fertigungstoleranzen oder systembedingte Verformungen nicht zu einer Berührung der Bauteile kommen. Die Hülse liegt ausschließlich am Ventilstück oder am Düsen- bzw. Haltekörper an. Soweit vorliegend zwischen Düsen- und Haltekörper unterschieden wird, ist diese Unterscheidung lediglich begrifflicher Natur. Bezeichnet wird jeweils ein Körper, der den Düsenraum umgibt bzw. ausbildet und Teil eines Injektorkörpers oder eines hieran angesetzten Düsenmoduls, oder eines zwecks Verbindung des Düsenmoduls mit dem Injektorkörper vorgesehenen Spannkörpers ist.Around a permanent decoupling of the sleeve from the injection valve member to ensure is the inner diameter of the sleeve at least slightly larger than that maximum outer diameter of the injection valve member selected. Thus, it can also form deviations due to manufacturing tolerances or systemic deformations do not lead to a contact of the Components come. The sleeve is exclusively on the valve piece or on the nozzle or holding body at. As far as present between nozzle and holding body distinction, this distinction is merely more conceptual Nature. In each case, a body is called the nozzle space surrounds and forms part of an injector body or a nozzle module attached thereto, or one purpose Connection of the nozzle module with the injector body provided clamping body is.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Hülse und dem Ventilstück und/oder dem Düsen- bzw. Haltekörper ein elastisches Material zur Ausbildung einer Dichtstelle angeordnet, dessen Elastizität einen Längenausgleich ermöglicht. Dabei kann das elastische Material zwischen zwei sich jeweils radial oder axial erstreckenden Anlageflächen angeordnet sein. Entsprechend seiner Anordnung wird das elastische Material beispielsweise bei einer Längenausdehnung der Hülse gestaucht oder auseinander gezogen.To a preferred embodiment is between the sleeve and the valve piece and / or the nozzle or holding body an elastic material arranged to form a sealing point, its elasticity allows a length compensation. there The elastic material between each can be radial or be arranged axially extending contact surfaces. Corresponding his arrangement, the elastic material, for example a length expansion of the sleeve compressed or pulled apart.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine am Ventilstück oder am Düsen- bzw. Haltekörper anliegende Fläche der Hülse geringfügig verformbar ist. Beispielsweise kann die anliegende Fläche als Beißkante ausgebildet sein, die eine geringfügige plastische Verformbarkeit aufweist und daher einen Längenausgleich ermöglicht. Die Beißkante ist dabei vorzugsweise an wenigstens einer Stirnfläche der Hülse ausgebildet. Bei einer zylinderförmigen Hülse ergibt sich somit eine kreis- bzw. ringförmige Beißkante, die an einer sich radial erstreckenden Anlagefläche des Ventilstücks und/oder des Düsen- bzw. Haltekörpers anliegt.alternative or in addition it can be provided that at least one on the valve piece or on the nozzle or holding body fitting surface of the sleeve slightly is deformable. For example, the applied surface be designed as a biting edge, which is a minor has plastic deformability and therefore a length compensation allows. The biting edge is preferably formed on at least one end face of the sleeve. In a cylindrical sleeve thus results a circular or annular biting edge, the a radially extending contact surface of the valve piece and / or the nozzle or holding body is present.
Bevorzugt weist die Hülse einen Bereich (a) axialer Überdeckung mit dem Ventilstück und/oder dem Düsen- bzw. Haltekörper auf, der weiterhin vorzugsweise eine axiale Verschiebung der Hülse gegenüber dem Ventilstück und/oder dem Düsen- bzw. Haltekörper ermöglicht. Zum Einen kann beim Einsetzen der Hülse eine konkrete und ggf. Fertigungstoleranzen kompensierende Längeneinstellung vorgenommen werden, zum Anderen können spätere Längenänderungen über eine mögliche axiale Verschiebung kompensiert werden. Dies setzt jedoch voraus, dass ein gewisses axiales Spiel (b) vorhanden ist, um eine axiale Verschiebung der Hülse gegenüber dem Ventilstück und/oder dem Düsen- bzw. Haltekörper überhaupt zu ermöglichen.Prefers the sleeve has an area (a) axial overlap with the valve piece and / or the nozzle or holding body on, the further preferably an axial displacement of the sleeve opposite the valve piece and / or the nozzle or holding body allows. For one thing, at Insert the sleeve a concrete and possibly manufacturing tolerances compensating length adjustment are made, for Others can later change the length over a possible axial displacement can be compensated. This assumes, however, that some axial play (b) is present is opposite to an axial displacement of the sleeve the valve piece and / or the nozzle or holding body at all to enable.
Weiterhin bevorzugt weist das Ventilstück und/oder der Düsen- bzw. der Haltekörper einen sich axial erstreckenden Ansatz auf, der zumindest abschnittsweise zylinderförmig, insbesondere hohlzylinderförmig, und/oder konisch ausgebildet und in axialer Überdeckung mit einem Endabschnitt der Hülse bringbar ist. Die Hülse kann dann auf das Ventilstück und/oder den Düsen- bzw. Haltekörper aufgesetzt oder in das jeweilige Bauteil eingesetzt werden, so dass sich eine axiale Überdeckung ergibt. Auch hier sollte ausreichendes axiales Spiel vorhanden sein, um eine Verschiebung der Hülse gegenüber dem Ventilstück und/oder dem Düsen- bzw. Haltekörper zwecks eines Längenausgleichs zu ermöglichen.Farther Preferably, the valve piece and / or the nozzle or the holding body has an axially extending approach on, at least partially cylindrical, in particular hollow cylindrical, and / or conical and in axial overlap can be brought with an end portion of the sleeve. The sleeve can then be applied to the valve piece and / or the nozzle or holding body placed or in the respective component be used, so that an axial overlap results. Again, there should be sufficient axial clearance to a displacement of the sleeve relative to the valve piece and / or the nozzle or holding body for the purpose of a To allow length compensation.
Vorteilhafterweise liegt die Hülse unter einer radialen und/oder axialen Vorspannung am Ventilstück und/oder am Düsen- bzw. Haltekörper unmittelbar oder mittelbar an. Die Vorspannung gewährleistet eine sichere und dichte Verbindung der Hülse mit dem jeweiligen Bauteil. Vorzugsweise wird eine gewisse Vorspannung der Hülse bereits bei Einsetzen in den Kraftstoffinjektor bewirkt. Eine axiale Vorspannung kann beispielsweise durch ein radiales Übermaß realisiert werden, das die Hülse gegenüber dem Ventilstück und/oder dem Düsen- bzw. Haltekörper aufweist bzw. andersherum, je nach dem, welches Bauteil das jeweils radial außen- bzw. innenliegende Bauteil ist.advantageously, the sleeve is under a radial and / or axial bias on the valve piece and / or on the nozzle or holding body directly or indirectly. The bias ensures a safe and tight connection of the sleeve with the respective Component. Preferably, a certain bias of the sleeve already effected on insertion into the fuel injector. An axial Bias can be realized for example by a radial oversize be that the sleeve relative to the valve piece and / or the nozzle or holding body or vice versa, depending on which component that each radial external or internal component is.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Hülse und/oder das Ventilstück und/oder der Düsen- bzw. Haltekörper eine Ausdrehung zur Ausbildung einer sich im Wesentlichen radial erstreckenden Schulter als Anlage- oder Anschlagfläche auf. Im Bereich (a) der Ausdrehung kann beispielsweise eine axiale Überdeckung der Bauteile hergestellt werden, die eine Verschiebung der Bauteile gegeneinander und damit einen Längenausgleich zulässt. Durch die Schulter wird das axiale Spiel (b) begrenzt, so dass das Maß der Verschiebung vorher festlegbar ist.To a further advantageous embodiment, the Sleeve and / or the valve piece and / or the nozzle or holding body a recess to form a essentially radially extending shoulder as abutment or stop surface on. In the area (a) of the recess, for example, an axial overlap the components are manufactured, which is a displacement of the components against each other and thus allows a length compensation. The axial play (b) is limited by the shoulder, so that the Measure of the shift is predetermined beforehand.
Vorzugsweise ist die Hülse mit dem Ventilstück und/oder dem Düsen- bzw. dem Haltekörper über eine Steck-, Klemm-, Press-, oder Rastverbindung verbunden. Diese Verbindungsarten sind konstruktiv einfach auszuführen und bedürfen keiner weiteren Verbindungsmittel. Wird die Hülse beispielsweise mit einem Ansatz des Ventilstücks und/oder dem Düsen- bzw. Haltekörper verpresst, erweist sich die Verbindung auch ohne zusätzliche Dichtmittel in der Regel als dicht. Wie bei den anderen Verbindungsarten können aber auch beim Verpressen Dichtringe oder andere Dichtmaterialien zwischen die Hülse und dem Ventilstück und/oder dem Düsen- bzw. Haltekörper angeordnet werden.Preferably is the sleeve with the valve piece and / or the Nozzle or the holding body via a Plug, clamp, press or locking connection connected. These connection types are structurally simple to execute and require no further connection means. If the sleeve, for example with an approach of the valve piece and / or the nozzle or holding body pressed, proves the connection even without additional sealant usually as tight. As with the other types of connections but also at Press sealing rings or other sealing materials between the Sleeve and the valve piece and / or the nozzle or Holding body can be arranged.
Weiterhin wird vorgeschlagen, zwischen der Hülse und dem Ventilstück und/oder dem Düsen- bzw. Haltekörper ein Verbindungsglied anzuordnen, das vorzugsweise ring-oder topfförmig ist. Das Verbindungsglied kann beispielsweise als Distanzstück dienen, um radiale und/oder axiale Fertigungstoleranzen auszugleichen. Handelt es sich um ein elastisch oder plastisch verformbares Material bzw. Bauteil besitzt es ferner eine Längenausgleichsfunktion. Verformbare Materialien eignen sich insbesondere auch zur Herstellung einer Pressverbindung. Bei einer ringförmigen Gestaltung ist das Verbindungsglied vorzugsweise stirnseitig oder umfangseitig an der Hülse bzw. einem Ansatz des Ventilstücks und/oder dem Düsen- bzw. Haltekörper angeordnet. Ein topfförmiges Verbindungsglied weist zudem eine radiale Anlagefläche auf, die das Verbindungsglied gegen eine axiale Verschiebung bei der Montage sichert.Furthermore, it is proposed between the sleeve and the valve piece and / or the nozzle or holding body to arrange a connecting member, which is preferably ring-or cup-shaped. The connecting member may serve as a spacer, for example, to compensate for radial and / or axial manufacturing tolerances. If it is an elastically or plastically deformable material or component, it also has a length compensation function. Deformable materials are also particularly suitable for producing a press connection. In an annular design, the connecting member is preferably arranged on the front side or peripherally on the sleeve or a projection of the valve piece and / or the nozzle or holding body. A pot-shaped connecting member also has a radial bearing surface, which secures the connecting member against axial displacement during assembly.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Hülse Durchmesservorsprünge in Form wenigstens einer Sicke oder Nut aufweist. Zum Einen können derartige Durchmesservorsprünge dazu beitragen, dass die Steifigkeit der Hülse herabgesetzt wird und somit eine Verformung der Hülse beim Einsetzen in den Kraftstoffinjektor zur Erzielung einer Vorspannung möglich ist. Zum Anderen bilden Durchmesserversprünge sich radial erstreckende Anlageflächen, beispielsweise zur Abstützung von Dichtringen oder dergleichen aus.Farther It is advantageous if the sleeve diameter projections in the form of at least one bead or groove. For one thing Such diameter protrusions contribute to the stiffness the sleeve is lowered and thus a deformation of the Sleeve when inserting into the fuel injector to achieve a bias is possible. On the other hand form diameter jumps radially extending contact surfaces, for example for supporting sealing rings or the like.
Bevorzugt weist die Hülse wenigstens eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Anlagefläche zur Abstützung einer Düsenfeder auf. Damit übernimmt die insbesondere zur Ausbildung einer Schließdrossel vorgesehene Hülse eine weitere Funktion, nämlich die der Düsenfederaufnahme.Prefers the sleeve has at least one substantially radially extending contact surface for supporting a Nozzle spring on. This takes over the particular provided for forming a closing throttle sleeve another function, namely the nozzle spring receptacle.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Hülse mehrere als Drossel ausgebildete und vorzugsweise mittels Bohren, insbesondere Laserbohren, oder Erodieren hergestellte Öffnungen auf, die weiterhin vorzugsweise umfangseitig gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Neben der Drosselwirkung besitzen derartige Öffnungen auch eine Filterwirkung, die dem Schutz des Ventilsitzes und der Spritzlöcher vor Partikeln dient. Dabei empfiehlt es sich die Anzahl der Öffnungen möglichst groß zu wählen. Die Herstellung mittels Laserbohrens wird bevorzugt, da sie eine besonders präzise Ausführung der Öffnungen ermöglicht und die Filterfunktion verbessert. Die Filterfunktion stellt eine weitere Funktion der Hülse dar.To a preferred embodiment, the sleeve several designed as throttle and preferably by drilling, in particular laser drilling, or eroding produced openings, the further preferably circumferentially evenly are arranged distributed. In addition to the throttle effect possess such openings also a filtering effect, the protection of the valve seat and the spray holes before particles serves. It is recommended that the number of openings to choose as large as possible. The production Laser drilling is preferred because it is particularly precise Execution of the openings allows and improves the filter function. The filter function represents another Function of the sleeve.
Da eine Bündelung der Funktionen grundsätzlich eine Vereinfachung bewirkt, indem normalerweise die Anzahl der erforderlichen Bauteile reduziert werden kann, tragen die verschiedenen Funktionen der Hülse sowie der als Dichtstelle ausgebildeten Verbindungsstelle der Hülse allesamt zur Lösung der eingangs gestellten Ausgabe bei. Darüber hinaus wird die Montage der Hülse erheblich erleichtert, indem wenigstens eine Verbindungsstelle der Hülse mit einem anderen Bauteil des Kraftstoffinjektors einen Längenausgleich ermöglicht.There a bundling of functions basically one Simplification usually causes the number of required Components can be reduced, carry the various functions the sleeve and the junction formed as a sealing point the sleeve all for the solution of the beginning Issue at. In addition, the assembly of the sleeve greatly facilitated by at least one connection point of the Sleeve with another component of the fuel injector allows a length compensation.
Ausführungsbeispieleembodiments
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred Embodiments of the invention are described below explained in more detail in the drawings. Show it:
Zwischen
dem Ventilstück
Die
Hülse
An
ihrem dem Kolbenabschnitt
Die
Für
den in der
Bei
der Ausführungsvariante der
Den
Bei
der Variante der
Bei
den
Bei
den Beispielen der
Die
Bei
der Variante
Bei
der Variante
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |