DE102009003145A1

DE102009003145A1 - Fuel injector for internal combustion engine for injecting fuel under high pressure, comprises nozzle needle and control valve which controls nozzle needle for opening and closing injection opening

Info

Publication number: DE102009003145A1
Application number: DE102009003145A
Authority: DE
Inventors: Thomas Soehner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2010-11-18

Abstract

The fuel injector comprises a nozzle needle (10) and a control valve (30) which controls the nozzle needle for opening and closing an injection opening. The control valve comprises a control valve link with a valve piston (34) and a valve sleeve (36) having a section (50). The pressure acting on the valve sleeve in a control valve chamber (31), deforms the valve sleeve for reducing a guide gap (32) between the valve piston and valve sleeve.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a fuel injector for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine finden bei Common-Rail-Systemen Anwendung. Dabei ist in einem Injektorkörper eine längsverschiebbare Düsennadel angeordnet, die mittels eines Düsennadelsitzes Einspritzöffnungen öffnet oder verschließt. Die Düsennadel ist mit einer rückseitigen Druckfläche einem Steuerraum ausgesetzt, der von einem Steuerventil (Servo-Ventil) gesteuert wird und dabei über einem Ablaufkanal mit dem Niederdruck-/Rücklaufsystem (Leckölsystem) verbunden wird. Das Steuerventil wird dabei von einem Aktor angesteuert, der elektromagnetisch oder mittels eines Piezos betrieben wird. Das Steuerventil ist hierbei als 3/2-Wege-Ventil ausgeführt und steuert die Verbindung des Steuerraums einerseits zur Hochdruckquelle, aus der der verdichtete Kraftstoff den Einspritzdüsen zugeführt wird, und andererseits zu einem Niederdruckraum, der mit dem Niederdruck-/Rücklaufsystem in Verbindung steht. Das Steuerventil weist dabei ein Steuerventilglied auf, das mittels des Aktors innerhalb des Steuerventilraums bewegt wird und so mit einem ersten Steuerventilsitz und einem zweiten Steuerventilsitz zusammenwirkt.fuel injectors for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine find application in common rail systems. It is in an injector body arranged a longitudinally displaceable nozzle needle, which opens injection ports by means of a nozzle needle seat or closes. The nozzle needle is with a back pressure surface exposed to a control room, which is controlled by a control valve (servo-valve) and thereby over a drainage channel with the low-pressure / return system (leakage oil system) is connected. The control valve is controlled by an actuator, which is operated electromagnetically or by means of a piezo. The control valve is designed as a 3/2-way valve and controls the connection of the control chamber on the one hand to the high-pressure source, from which the compressed fuel is supplied to the injectors and, on the other hand, to a low pressure space associated with the low pressure / recirculation system communicates. The control valve has a control valve member on, which moves by means of the actuator within the control valve chamber is and so with a first control valve seat and a second Control valve seat cooperates.

Ein entsprechendes Steuerventil ist aus WO 2006/067015 A1 bekannt, bei dem das Steuerventilglied vom Kraftstoffdruck des Steuerraums beaufschlagt ist. Das Steuerventil wird dabei anfangs in Anlage am ersten Steuerventilsitz gehalten und durch den Aktor in den Steuerventilraum hinein bewegt, bis es zur Anlage am zweiten Steuerventilsitz gelangt. Dabei muss das Steuerventilglied vom ersten Steuerventilsitz weg gegen den Kraftstoffdruck im Steuerventilraum bewegt werden. Da im Steuerventilraum anfangs zumindest annähernd der Druck im Steuerraum der Düsennadel herrscht, der wiederum in etwa dem zugeführten Kraftstoffhochdruck entspricht, ist die Kraft, die aufgebracht werden muss, um das Steuerventilglied gegen den zweiten Steuerventilsitz zu halten, sehr hoch, was einen entsprechend kräftigen Aktor mit entsprechend hoher Leistung voraussetzt.A corresponding control valve is off WO 2006/067015 A1 known in which the control valve member is acted upon by the fuel pressure of the control chamber. The control valve is initially held in contact with the first control valve seat and moved by the actuator in the control valve chamber into it until it comes to rest on the second control valve seat. The control valve member must be moved away from the first control valve seat against the fuel pressure in the control valve chamber. Since in the control valve chamber initially at least approximately the pressure prevails in the control chamber of the nozzle needle, which in turn corresponds approximately to the supplied fuel high pressure, the force that must be applied to hold the control valve member against the second control valve seat, very high, which is a correspondingly strong actuator with correspondingly high performance requires.

Die bekannten Steuerventile weisen außerdem den Nachteil auf, dass das Steuerventilglied mit einer starken Feder gegen den ersten Steuerventilsitz vorgespannt ist. Dies ist notwendig, um ein zuverlässiges Schließen des Steuerventilglieds sicherzustellen, auch dann, wenn durch die Bewegung des Steuerventilglieds im Steuerventilraum die hydraulischen Kräfte auf das Steuerventilglied sich stark ändern. Eine sehr stark ausgebildete Schließfelder weist jedoch den Nachteil auf, dass das Steuerventilglied auch bei relativ geringen Einspritzdrücken, also dann, wenn im Steuerventilraum nur ein geringer Kraftstoffdruck anliegt, durch die sehr starke Feder gegen den ersten Steuerventilsitz gedrückt wird. Dies führt zu einem unnötig hohen Verschleiß am ersten Steuerventilsitz, was die Lebensdauer des Kraftstoffeinspritzventilglieds nachteilig beeinflussen kann.The known control valves also have the disadvantage that the control valve member with a strong spring against the first Control valve seat is biased. This is necessary to be a reliable one Closing the control valve member, too when, by the movement of the control valve member in the control valve space the hydraulic forces on the control valve member itself change strongly. A very strong trained closing fields points However, the disadvantage that the control valve member even at relative low injection pressures, so then when in the control valve chamber only a low fuel pressure is applied, by the very strong Spring is pressed against the first control valve seat. This leads to an unnecessarily high wear on first control valve seat, which is the life of the fuel injection valve member adversely affect.

Mit der DE-Patentanmeldung 10 2008 001 330.7 wurde ein Kraftstoffinjektor mit einem kraftausgeglichenen Steuerventil vorgeschlagen, bei dem ein Steuerventilglied in Anlage am Steuerventilsitz im Wesentlichen kraftausgeglichen ist. Dazu weist das Steuerventilglied einen Ventilkolben auf, an dem eine Ventilhülse geführt. Die Ventilhülse weist eine Ringfläche auf, die gegen eine Stirnfläche eines Gehäuseteils drückt und so einen Niederdruckraum von einem mit Hochdruck beaufschlagten Steuerventilraum trennt. Dem Niederduckraum ist der Ventilkolben innerhalb der Ventilhülse mit einer dem Steuerventilsitz gegenüberliegenden Stirnfläche ausgesetzt. Der Niederdruckraum ist an eine Niederdruck/Rücklaufsystem angeschlossen und somit stets druckentlastet.With the DE patent application 10 2008 001 330.7 a fuel injector has been proposed with a force-balanced control valve, in which a control valve member in engagement with the control valve seat is substantially force-balanced. For this purpose, the control valve member has a valve piston on which a valve sleeve is guided. The valve sleeve has an annular surface which presses against an end face of a housing part and thus separates a low-pressure space from a control valve space acted upon by high pressure. The low pressure chamber is exposed to the valve piston within the valve sleeve with an end face opposite the control valve seat. The low pressure chamber is connected to a low pressure / return system and thus always depressurized.

Bei diesen druck- bzw. kraftausgeglichenen Steuerventilen ist prinzipbedingt eine permanente Leckage zwischen dem an Hochdruck liegenden Steuerventilraum mit dem mit Niederdruck verbundenen Niederdruckraum vorhanden. Durch den anliegenden Druck verformt sich der Führungsspalt zwischen Ventilkolben und Ventilhülse und weitet sich aufgrund des Drucks auf, wodurch gleichzeitig die Führungslänge der Ventilhülse nicht linear abnimmt. Aufgrund des konstant anliegenden Drucks an der Außenseite der Ventilhülse wird der Druckaufweitung in der Führung entgegengewirkt. Dies führt zur Reduzierung der Leckagemenge, die somit nicht bei maximal anliegendem Druck vorliegt, sondern bereits bei einem im Steuerventilraum anliegendem mittleren Druck.at These pressure or force balanced control valves is inherent a permanent leakage between the high-pressure control valve space with the low pressure associated low pressure space available. By the applied pressure deforms the guide gap between Valve piston and valve sleeve and expands due to the Pressure on, thereby increasing the guide length the valve sleeve does not decrease linearly. Because of the constant applied pressure on the outside of the valve sleeve the pressure expansion in the guide is counteracted. This leads to the reduction of the leakage quantity, which thus is not present at maximum applied pressure, but already at a in the control valve chamber adjacent mean pressure.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine gezielte Verformung der Ventilhülse erzeugt wird, wodurch sich der Führungsspalt zwischen Ventilkolben und Ventilhülse reduziert und dadurch eine geringere Leckagemenge am Führungsspalt auftritt. Dadurch steht der von der Hochdruckpumpe bereitgestellte Systemdruck mit geringeren Verlusten für die Kraftstoffeinspritzung zur Verfügung.The Invention having the characterizing features of claim 1 the advantage that a targeted deformation of the valve sleeve is generated, whereby the guide gap between the valve piston and valve sleeve reduces and thereby a smaller amount of leakage occurs at the guide gap. This is the result of the high pressure pump provided system pressure with lower losses for the Fuel injection available.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Maßnahmen der Unteransprüche möglich.advantageous Further developments of the invention are by the measures the dependent claims possible.

Eine besonders wirkungsvolle Reduzierung des Führungsspaltes wird ereicht, wenn der Abschnitt mit verringerter Wandstärke im Bereich des Spaltaustritts des Führungsspaltes liegt.A particularly effective reduction of the guide gap is reached when the section with reduced wall thickness lies in the region of the gap outlet of the guide gap.

Die Wandstärke lässt sich zweckmäßig über die Außendurchmesser der Außenumfangsfläche der Ventilhülse einstellen. Dazu weist die Ventilhülse an einer in den Steuerventilraum weisenden Stirnfläche einen Außendurchmesser d1, an einer gegenüberliegenden, als Dichtfläche zum Niederduckraum wirkenden Ringfläche einen Außendurchmesser d2 und einen in der Ebene des Spaltaustritts liegenden Außendurchmesser d3 aufweist, wobei die Außendurchmesser d1, d2 und d3 verschieden sind. Vorteilhafterweise ist der Außendurchmesser d1 an der Stirnfläche in der Nähe des Spalteintritts größer als der Außendurchmesser d2 und größer als der Außendurchmesser d3.The Wall thickness can be expedient on the Outer diameter of the outer peripheral surface adjust the valve sleeve. For this purpose, the valve sleeve at one in the control valve chamber facing end face a Outer diameter d1, at an opposite, as a sealing surface to Niederduckraum acting annular surface an outer diameter d2 and one in the plane of the gap exit lying outer diameter d3, wherein the outer diameter d1, d2 and d3 are different. Advantageously, the outer diameter d1 at the end face near the gap entry larger than the outer diameter d2 and larger than the outer diameter d3.

Eine erstes Ausführungsbeispiel liegt vor, indem der Abschnitt mit verringerter Wandstärke von einer an einer Außenumfangsfläche verlaufenden, umlaufenden Ringnut gebildet ist. Die Ringnut ist dabei zwischen einem Hülsenabschnitt mit dem Außendurchmesser d1 und einem Hülsenabschnitt mit dem Durchmesser d2 näher zum Spaltaustritt an der Ventilhülse angeordnet.A first embodiment is given by the section with reduced wall thickness of one on an outer peripheral surface extending, circumferential annular groove is formed. The annular groove is while between a sleeve portion with the outer diameter d1 and a sleeve portion with the diameter d2 closer arranged for gap outlet on the valve sleeve.

Die Ringnut ist aus fertigungsgründen zweckmäßigweise mit einem Radius r ausgeführt und weist eine Grundfläche mit einer Tiefe t auf, an welcher sich der Außendurchmesser d3 ausbildet, wobei der Außendurchmesser d1 größer als der Außendurchmesser d2 und der Außendurchmesser d2 größer als der Außendurchmesser d3 ist. Die stärkste Verformung der Ventilhülse am Spaltaustritt entsteht, wenn der Außendurchmesser d3 und die Tiefe t in einer Ebene zusammen mit dem Spaltaustritt liegen. Eine zusätzliche Kraftkomponente in Richtung Spalteintritt wird erzielt, wenn die Ringnut zu einem Spalteintrittsabschnitt hin eine konische Seitenwand mit einem Winkel β und zu einem Spaltaustrittsabschnitt hin eine konische Seitenwand mit einem Winkel α aufweist, wobei α > β ist.The Ring groove is convenient for manufacturing reasons executed with a radius r and has a base with a depth t at which the outer diameter d3 forms, wherein the outer diameter d1 larger as the outer diameter d2 and the outer diameter d2 larger than the outer diameter d3 is. The strongest deformation of the valve sleeve at Gap occurs when the outer diameter d3 and the depth t lie in one plane together with the gap exit. A additional force component in the direction of gap entry achieved when the annular groove to a gap entry section towards a conical sidewall with an angle β and towards a gap exit section a conical sidewall having an angle α, where α> β.

Ein zweites Ausführungsbeispiel liegt vor, indem der Abschnitt mit verringerter Wandstärke von einer konisch verlaufenden Außenumfangsfläche der Ventilhülse gebildet ist, wobei die Wandstärke zumindest vom Spalteintritt bis zum Spaltaustritt abnimmt. Zweckmäßigerweise lässt sich der Abschnitt mit verringerter Wandstärke mit einer vollständig konischen Außenumfangsfläche der Ventilhülse herstellen, indem der Außendurchmesser d1 größer als der Außendurchmesser d3 und der Außendurchmesser d3 größer als der Außendurchmesser d2 ist.One second embodiment is provided by the section with reduced wall thickness from a tapered Outside peripheral surface of the valve sleeve formed is, wherein the wall thickness at least from the gap entrance to decreases to the gap outlet. Appropriately lets the section with reduced wall thickness with a completely conical outer peripheral surface Make the valve sleeve by changing the outside diameter d1 larger than the outer diameter d3 and the outer diameter d3 greater than the outer diameter is d2.

Ausführungsbeispieleembodiments

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention are illustrated in the drawing and in the following description explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen Längsschnitt durch einen Kraftstoffinjektor gemäß dem Stand der Technik, 1 a longitudinal section through a fuel injector according to the prior art,

2 eine vergrößerte Darstellung des Kraftstoffinjektors in 1 mit einem erfindungsgemäßen Steuerventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 2 an enlarged view of the fuel injector in 1 with a control valve according to the invention according to a first embodiment,

3 einen Halbschnitt des Steuerventils in 2 in vergrößerter Darstellung und 3 a half section of the control valve in 2 in an enlarged view and

4 einen Halbschnitt des Steuerventils in vergrößerter Darstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 4 a half section of the control valve in an enlarged view according to a second embodiment.

Der in 1 dargestellte Kraftstoffinjektor weist einen Haltekörper 2, einen Ventilkörper 4, eine Drosselplatte 6 und einen Düsenkörper 8 auf, die in dieser Reihenfolge aneinanderliegen und mittels einer Spannmutter 9 hydraulisch dicht verspannt sind. Im Düsenkörper 8 ist ein Düsennadeldruckraum 14 ausgebildet, in dem eine kolbenförmige Düsennadel 10 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Düsennadel 10 weist an ihrem dem Brennraum zugewandten Ende eine Dichtfläche 11 auf, mit der sie mit einem Düsennadelsitz 13 zusammenwirkt. Vom Düsennadelsitz 13 gehen eine oder mehrere Einspritzöffnungen 12 ab, die in Einbaulage des Kraftstoffinjektors direkt in den Brennraum einer Brennkraftmaschine münden. Die Düsennadel 10 wird in einem mittleren Abschnitt im Druckraum 14 geführt, wobei der Kraftstoff durch mehrere Anschliffe 15 zu den Einspritzöffnungen 12 geleitet wird.The in 1 illustrated fuel injector has a holding body 2 , a valve body 4 , a throttle plate 6 and a nozzle body 8th which abut in this order and by means of a clamping nut 9 hydraulically tight clamped. In the nozzle body 8th is a nozzle needle pressure chamber 14 formed in which a piston-shaped nozzle needle 10 is arranged longitudinally displaceable. The nozzle needle 10 has at its end facing the combustion chamber a sealing surface 11 on, with which she uses a jet needle seat 13 interacts. From the nozzle needle seat 13 go one or more injection ports 12 from, which open in installation position of the fuel injector directly into the combustion chamber of an internal combustion engine. The nozzle needle 10 is in a middle section in the pressure room 14 led, whereby the fuel through several bevels 15 to the injection openings 12 is directed.

Die Düsennadel 10 ist an ihrem dem Düsennadelsitz 13 abgewandten Ende in einer Steuerraumhülse 22 geführt, wobei die Steuerraumhülse 22 durch eine Schließfeder 18, gegen die Drosselplatte 6 gedrückt wird. Durch die Steuerraumhülse 22 wird ein Steuerraum 20 begrenzt, der mit Kraftstoff befüllt ist, so dass durch den Druck im Steuerraum 20 eine hydraulische Kraft auf die dem Düsennadelsitz 13 abgewandte Stirnseite der Düsennadel 10 ausgeübt wird, die auf die Düsennadel 10 eine Schließkraft in Richtung des Düsennadelsitzes 13 ausübt.The nozzle needle 10 is at her the nozzle needle seat 13 opposite end in a control chamber sleeve 22 guided, wherein the control chamber sleeve 22 by a closing spring 18 , against the throttle plate 6 is pressed. Through the control chamber sleeve 22 becomes a control room 20 limited, which is filled with fuel, so by the pressure in the control room 20 a hydraulic force on the nozzle needle seat 13 opposite end face of the nozzle needle 10 is exercised on the nozzle needle 10 a closing force in the direction of the nozzle needle seat 13 exercises.

Im Haltekörper 2, dem Ventilkörper 4 und der Drosselplatte 6 ist ein Zulaufkanal 25 vorhanden, über den Kraftstoff von einer nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckquelle in dem Druckraum 14 geleitet wird. Die Kraftstoffhochdruckquelle, beispielsweise ein Common Rail, stellt den Kraftstoff mit Hochdruck als Systemdruck des Common Rails bereit. Wie in 2 vergrößert dargestellt, ist der Zulaufkanal mit dem Steuerraum 20 über eine in der Drosselplatte 6 verlaufende Zulaufdrossel 40 verbunden. Mit einer zeitlichen Verzögerung stellt sich somit stets der gleiche Kraftstoffdruck zwischen dem Hochdruckkanal 25 und dem Steuerraum 20 ein.In the holding body 2 , the valve body 4 and the throttle plate 6 is an inlet channel 25 present, via the fuel from a high-pressure fuel source, not shown in the pressure chamber 14 is directed. The high-pressure fuel source, such as a common rail, provides the fuel with high pressure as the system pressure of the common rail ready. As in 2 shown enlarged, is the inlet channel with the control room 20 about one in the throttle plate 6 running inlet throttle 40 connected. With a time delay thus always the same fuel pressure between the high pressure passage 25 and the control room 20 one.

Zur Steuerung des Kraftstoffdrucks im Steuerraum 20 ist ein Steuerventil 30 im Ventilkörper 4 angeordnet, wobei das Steuerventil 30 einen Steuerventilraum 31 aufweist, der als Hohlraum im Ventilkörper 4 ausgebildet ist. Der Steuerventilraum 31 ist über eine Ablaufdrossel 42, die in der Drosselplatte 6 ausgebildet ist, mit dem Steuerraum 20 verbunden. Im Steuerventilraum 31 ist ein Steuerventilglied mit einem Ventilkolben 34 und einer als Dichthülse wirkenden Ventilhülse 36 angeordnet. Der Ventilkolben 34 weist an seinem der Drosselscheibe 6 abgewandten Ende eine pilzförmige Erweiterung auf, an der eine Dichtfläche 35 ausgebildet ist, mit der der Ventilkolben 34 mit einem Ventilsitz 37 zusammenwirkt, der an der Innenseite des Steuerventilraums 31 ausgebildet ist.For controlling the fuel pressure in the control room 20 is a control valve 30 in the valve body 4 arranged, the control valve 30 a control valve room 31 having, as a cavity in the valve body 4 is trained. The control valve room 31 is via an outlet throttle 42 that in the throttle plate 6 is formed, with the control room 20 connected. In the control valve room 31 is a control valve member with a valve piston 34 and a valve sleeve acting as a sealing sleeve 36 arranged. The valve piston 34 indicates at its the throttle plate 6 opposite end on a mushroom-shaped extension, on which a sealing surface 35 is formed, with the valve piston 34 with a valve seat 37 interacts with the inside of the control valve compartment 31 is trained.

Der Ventilkolben 34 ist an seinem dem Ventilsitz 37 abgewandten Ende in der Ventilhülse 36 geführt, die eine in den Steuerventilraum 31 weisende Stirnfläche 33 und eine sich an der Drosselscheibe 6 abstützende Ringfläche 39 aufweist. Zwischen der Ventilhülse 36 und der pilzförmigen Erweiterung des Ventilkolbens 34 ist eine Feder 38 unter Vorspannung angeordnet. Durch die Feder 38 wird einerseits der Ventilkolben 34 gegen den Ventilsitz 37 gepresst und andererseits die Ventilhülse 36 zur Ausbildung einer Dichtfläche mit der Ringfläche 39 gegen die Drosselplatte 6 gedrückt. Zwischen dem Ventilkolben 34 und der Ventilhülse 36 ist eine Führung mit einem Führungsspalt 32 ausgebildet. Die Bewegung des Ventilkolbens 34 im Steuerventilraum 31 geschieht über einen Kolben 28, der durch einen nicht dargestellten elektrisch betätigten Aktor in seiner Längsrichtung bewegbar ist, wobei der elektrisch betriebene Aktor vorzugsweise ein Piezoaktor ist. Der Kolben 28 befindet sich hierbei in einem Niederdruckraum 23, der stets druckentlastet ist und mit einem Niederdruck-/Rücklaufsystem verbunden ist.The valve piston 34 is at his the valve seat 37 opposite end in the valve sleeve 36 led, one in the control valve room 31 pointing face 33 and one on the throttle plate 6 supporting ring surface 39 having. Between the valve sleeve 36 and the mushroom-shaped extension of the valve piston 34 is a spring 38 arranged under bias. By the spring 38 on the one hand, the valve piston 34 against the valve seat 37 pressed and on the other hand, the valve sleeve 36 for forming a sealing surface with the annular surface 39 against the throttle plate 6 pressed. Between the valve piston 34 and the valve sleeve 36 is a guide with a guide gap 32 educated. The movement of the valve piston 34 in the control valve room 31 happens via a piston 28 which is movable in its longitudinal direction by an electrically actuated actuator, not shown, wherein the electrically operated actuator is preferably a piezoelectric actuator. The piston 28 is located in a low pressure room 23 , which is always relieved of pressure and connected to a low pressure / return system.

Durch die Ventilhülse 36, den Ventilkolben 34 und die Drosselscheibe 6 wird durch die Ringfläche 39 ein Niederdruckraum 44 begrenzt, der über einen Ablauf 46 stets druckentlastet und an ein Niederdruck-/Rücklaufsystem angeschlossen ist. Durch die Dichtfläche zwischen Ringfläche 39 und Drosselplatte 6 wird der Niederdruckraum 44 von dem mit Hochdruck beaufschlagten Steuerventilraum 31 abgedichtet. Über den Führungsspalt 32 kann daher eine mehr oder minder große Leckagemenge Kraftstoff aus dem mit Hochdruck beaufschlagten Steuerventilraum 31 in den Niederdruckraum 44 abfließen.Through the valve sleeve 36 , the valve piston 34 and the throttle disk 6 gets through the ring surface 39 a low pressure room 44 limited, over an expiration 46 always depressurised and connected to a low pressure / return system. Through the sealing surface between the ring surface 39 and throttle plate 6 becomes the low pressure space 44 from the high-pressure control valve space 31 sealed. About the guide gap 32 Therefore, a more or less large amount of leakage fuel from the high-pressure control valve chamber 31 in the low pressure room 44 flow away.

Der Führungsspalt 32 zwischen Ventilkolben 34 und Ventilhülse 36 weist gemäß 3 und 4 einen in den Ventildruckraum 31 weisenden Spalteintritt 52 und einen in den Niederdruckraum 44 weisenden Spaltaustritt 53 auf. Die Ventilhülse 36 ist analog dazu an den gegenüberliegenden Enden mit einem Spalteintrittsabschnitt 54 und einem Spaltaustrittsabschnitt 55 bezeichnet. Ein Maß c legt den Abstand zwischen der die Dichtfläche bildenden Ringfläche 39 der Ventilhülse 36 und dem Spaltaustritt 53 fest. Die Ventilhülse 36 besitzt an der am Spalteintrittsabschnitt 54 ausgebildeten Stirnfläche 33 einen Außendurchmesser d1 und einen am Spaltaustrittsabschnitt 55 liegenden Außendurchmesser d2. Den Ausführungsbeispielen gemäß 3 und 4 gemeinsam ist, dass die Ventilhülse 36 mindestens einen Abschnitt 50 mit verringerter Wandstärke aufweist.The guide gap 32 between valve piston 34 and valve sleeve 36 according to 3 and 4 one in the valve pressure chamber 31 pointing column entry 52 and one in the low-pressure room 44 pointing gap exit 53 on. The valve sleeve 36 is analogous thereto at the opposite ends with a gap entry portion 54 and a gap exit section 55 designated. A measure c sets the distance between the ring surface forming the sealing surface 39 the valve sleeve 36 and the gap exit 53 firmly. The valve sleeve 36 owns at the on the gap entry section 54 trained face 33 an outer diameter d1 and one at the gap exit portion 55 lying outer diameter d2. According to the embodiments 3 and 4 common is that the valve sleeve 36 at least one section 50 having reduced wall thickness.

Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 und 3 ist der Abschnitt 50 mit verringerter Wandstärke von einer an einer Außenumfangsfläche 48 umlaufende Ringnut 51 gebildet. Die Ringnut 51 trennt den Spalteintrittsabschnitt 54 mit dem Außendurchmesser d1 vom Spaltaustrittsabschnitt 55 mit dem Außendurchmesser d2. Die Außendurchmesser d1 und d2 sind unterschiedlich und so gewählt, dass der Durchmesser d2 am Spaltaustrittsabschnitt 55 kleiner ist als der Durchmesser d1 am Spalteintrittsabschnitt 54. Die Ringnut 51 besitzt ferner eine Grundfläche mit einer Tiefe t und einen am Grund der Grundfläche verlaufenden Radius r. Die Tiefe t bildet einen Außendurchmesser d3, der somit kleiner als der Außendurchmesser d1 und keiner als der Außendurchmesser d2 ist. Die Ringnut 51 verläuft zum Spalteintrittsabschnitt 54 hin mit einer konischen Seitenwand 57 mit einem Winkel α und zum Spaltaustrittsabschnitt 55 hin mit einer konischen Seitenwand 58 mit einem Winkel β, wobei α > β ist.In the first embodiment according to 2 and 3 is the section 50 with reduced wall thickness of one on an outer peripheral surface 48 circumferential annular groove 51 educated. The ring groove 51 separates the column entry section 54 with the outer diameter d1 of the gap exit section 55 with the outer diameter d2. The outer diameters d1 and d2 are different and selected such that the diameter d2 at the gap outlet section 55 is smaller than the diameter d1 at the gap entry section 54 , The ring groove 51 also has a base with a depth t and a radius r running at the bottom of the base. The depth t forms an outer diameter d3, which is thus smaller than the outer diameter d1 and none than the outer diameter d2. The ring groove 51 runs to the gap entry section 54 out with a conical sidewall 57 at an angle α and to the gap exit section 55 out with a conical sidewall 58 with an angle β, where α> β.

Die Ringnut 51 ist an der Außenumfangsfläche 48 axial näher zum Spaltaustrittsabschnitt 55 positioniert und zwar so, dass das Maß c am Ort des Spaltaustritts 53 der Tiefe t mit dem Außendurchmesser d3 gegenüberliegt, d. h., dass der Außendurchmesser d3 und die Tiefe t in einer Ebene mit dem Spaltaustritt 53 liegen, wobei die Ebene senkrecht zur Mittellinie der Ventilhülse 36 liegt. Damit ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Außendurchmesser d1 an der Stirnfläche 33 größer als der Außendurchmesser d2 an der Ringfläche 39 und der Außendurchmesser d2 an der Ringfläche 39 größer als der Außendurchmesser d3 in der Ebene des Spaltaustritts 53. (d1 > d2 > d3).The ring groove 51 is on the outer peripheral surface 48 axially closer to the gap exit section 55 positioned in such a way that the dimension c at the location of the gap outlet 53 the depth t is opposed to the outer diameter d3, that is, the outer diameter d3 and the depth t in a plane with the gap exit 53 lie, wherein the plane perpendicular to the center line of the valve sleeve 36 lies. Thus, in this embodiment, the outer diameter d1 at the end face 33 larger than the outer diameter d2 on the annular surface 39 and the outer diameter d2 at the annular surface 39 greater than the outer diameter d3 in the plane of the gap exit 53 , (d1>d2> d3).

Der durch die umlaufenden Ringnut 51 entstehende Abschnitt 50 mit verringerter Wandstärke der Ventilshülse 36 bewirkt an der Ventilhülse 36 eine Verformung, die insbesondere am Spaltaustritt 53 der Ventilhülse 36 den Führungsspalt 32 verringert. Eine zusätzliche Druckkomponente in Richtung des Spalteintrittsabschnitts 54 wird durch die angegebene Beziehung der Winkel mit α > β erreicht. Die auf die Seitenwand 57 wirkende Druckkomponente bewirkt, dass der Führungsspalt 32 auch am Spalteintritt 52 reduziert wird, so dass die Druckunterwanderung im Führungsspalt 32 zwischen Ventilkolben 34 und Ventilhülse 36 auch dort begrenzt bleibt.The through the circumferential annular groove 51 resulting section 50 with reduced wall thickness of the valve sleeve 36 causes on the valve sleeve 36 a deformation, in particular at the gap outlet 53 the valve sleeve 36 the guide gap 32 reduced. An additional pressure component in the direction of Gap inlet section 54 is achieved by the given relationship of angles with α> β. The on the sidewall 57 acting pressure component causes the guide gap 32 also at the column entrance 52 is reduced, so that the pressure infiltration in the guide gap 32 between valve piston 34 and valve sleeve 36 also remains limited there.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 4 wird der Abschnitt 50 mit verringerter Wandstärke von einer konisch verlaufenden Außenumfangsfläche 49 der Ventilhülse 36 gebildet, wobei die Außenumfangsfläche 49 einen Konuswinkel γ aufweist. Dazu nimmt die Wandstärke der Ventilhülse 36 von der Stirnfläche 33 bis zur Ringfläche 39 um den Konuswinkel γ ab. Der Außendurchmesser d3 in der Ebene des Spaltaustritts 53 liegt somit zwischen dem an der Stirnfläche 33 vorhandene Außendurchmesser d1 und dem an der Ringfläche 39 vorhandenen Außendurchmesser d2, so dass der Außendurchmesser d1 größer als der Außendurchmesser d3 und der Außendurchmesser d3 größer als der Außendurchmesser d2 ist (d1 > d3 > d2).According to the second embodiment 4 becomes the section 50 with reduced wall thickness from a tapered outer peripheral surface 49 the valve sleeve 36 formed, wherein the outer peripheral surface 49 has a cone angle γ. The wall thickness of the valve sleeve increases 36 from the frontal area 33 to the ring surface 39 by the cone angle γ. The outer diameter d3 in the plane of the gap outlet 53 thus lies between the at the end face 33 existing outer diameter d1 and the at the annular surface 39 existing outer diameter d2, so that the outer diameter d1 is greater than the outer diameter d3 and the outer diameter d3 is greater than the outer diameter d2 (d1>d3> d2).

Durch die am Spaltaustrittsabschnitt 55 vorliegende geringere Wandstärke der Ventilhülse 36 entsteht dort auch eine stärkere Verformung der Ventilhülse 36, die insbesondere am Spaltaustritt 53 den Führungsspalt 32 zwischen Ventilkolben 34 und Ventilhülse 36 verringert.By the at the gap exit section 55 present lower wall thickness of the valve sleeve 36 There is also a stronger deformation of the valve sleeve 36 , especially at the gap exit 53 the guide gap 32 between valve piston 34 and valve sleeve 36 reduced.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2006/067015 A1 [0003]
- DE 102008001330 [0005]

Claims

Fuel injector for internal combustion engines for the injection of fuel under high pressure with a nozzle needle ( 10 ) and a control valve ( 30 ), which the nozzle needle ( 10 ) and thereby the nozzle needle ( 10 ) at least one injection opening ( 12 ) opens and closes, the control valve ( 30 ) a control valve member with a valve piston ( 34 ) and a valve sleeve ( 36 ), wherein the valve sleeve ( 36 ) a low-pressure space ( 44 ), which is always depressurized, from a high-pressure control valve chamber ( 31 ), and wherein between valve piston ( 34 ) and valve sleeve ( 36 ) a guide gap ( 32 ) is present, which one in the control valve room ( 31 ) pointing column entry ( 52 ) and one in the low-pressure space ( 44 ) pointing gap exit ( 53 ), characterized in that the valve sleeve ( 36 ) at least one section ( 50 ) having reduced wall thickness, such that the on the valve sleeve ( 36 ) in the control valve room ( 31 ) acting pressure the valve sleeve ( 36 ) deformed to the guide gap ( 32 ) between valve piston ( 34 ) and valve sleeve ( 36 ) to reduce.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the section ( 50 ) with reduced wall thickness in the region of the gap outlet ( 53 ) lies.

Fuel injector according to claim 1 or 2, characterized in that the valve sleeve ( 36 ) at one in the control valve room ( 31 ) facing end face ( 33 ) an outer diameter d1, at an opposite, as a sealing surface to Niederduckraum ( 44 ) acting annular surface ( 39 ) an outer diameter d2 and one in the plane of the gap outlet ( 53 ) outside diameter d3, wherein the outer diameter d1, d2, d3 are different.

Fuel injector according to claim 3, characterized that the outer diameter d1 is greater than the outer diameter d2 and the outer diameter d2 larger than the outer diameter d3 is.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the section ( 50 ) having a reduced wall thickness of one on an outer peripheral surface ( 48 ) running, circumferential annular groove ( 51 ) is formed.

Fuel injector according to claim 5, characterized in that the annular groove ( 51 ) between a portion with the outer diameter d1 and a portion with the diameter d2 closer to the gap exit ( 53 ) on the valve sleeve ( 36 ) is arranged.

Fuel injector according to claim 5 or 6, characterized in that the annular groove ( 51 ) has a base surface, which is designed with a radius r, that the base surface has a depth t, which forms an outer diameter d3 that the valve sleeve ( 36 ) at one in the control valve room ( 31 ) facing end face ( 33 ) an outer diameter d1 and at an opposite, as a sealing surface to Niederduckraum ( 44 ) acting annular surface ( 39 ) has an outer diameter d2, and that the outer diameter d1 is larger than the outer diameter d2 and the outer diameter d2 is larger than that of the outer diameter d3.

Fuel injector according to claim 7, characterized in that the outer diameter d3 and the depth t in a plane with the gap outlet ( 53 ), wherein the plane perpendicular to the center line of the valve sleeve ( 39 ) lies.

Fuel injector according to one of claims 5 to 8, characterized in that the annular groove ( 51 ) to a column entry section ( 54 ) a conical side wall ( 57 ) at an angle α and to a gap exit section (FIG. 55 ) a conical side wall ( 58 ) at an angle β, where α> β.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the section ( 50 ) with reduced wall thickness from a conically extending outer peripheral surface ( 49 ) of the valve sleeve ( 36 ) is formed, and that the wall thickness at least from the column entry ( 52 ) to the gap exit ( 53 ) decreases.

Fuel injector according to claim 10, characterized in that the valve sleeve ( 36 ) at one in the control valve room ( 31 ) facing end face ( 33 ) an outer diameter d1, at an opposite, as a sealing surface to Niederduckraum ( 44 ) acting annular surface ( 39 ) an outer diameter d2 and one in the plane of the gap outlet ( 53 ), and that the outer diameter d1 is larger than the outer diameter d3 and the outer diameter d3 is larger than the outer diameter d2.