DE102009027103A1 - Fuel injector for injecting fuel into high-pressure reservoir of internal combustion engine, has valve module housing resting on bearing surface of valve piece of injector, where stroke of actuator is set in direction by bearing surface - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von bekannten Kraftstoffinjektoren zur Injektion von Kraftstoffen in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Insbesondere wird die Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen von Kraftstoff aus einem gemeinsamen Hochdruckspeicher (Common Rail), über welchen an mehrere Kraftstoffinjektoren Kraftstoff unter hohem Druck bereitgestellt wird, also so genannte Common-Rail-Injektoren. Insbesondere betrifft die Erfindung Kraftstoffinjektoren mit mindestens einem Magnetaktor, bei welchem mittels eines magnetisch betätigten Ventils eine Bewegung eines Einspritzventilglieds, welches eine oder mehrere Einspritzöffnungen freigibt oder verschließt, über einen oder mehrere hydraulische Steuerräume gesteuert wird.The The invention is based on known fuel injectors for injection of fuels in the combustion chamber of an internal combustion engine. In particular, will the invention described with reference to fuel injectors for injecting fuel from a common high-pressure accumulator (Common Rail), about which fuel to a plurality of fuel injectors under high pressure is provided, so-called common rail injectors. Especially The invention relates to fuel injectors having at least one Magnetic actuator in which by means of a magnetically actuated valve a movement of an injection valve member, which one or more Injection ports releases or closes over one or more hydraulic control chambers is controlled.
Bei heutigen, in Serie befindlichen Common-Rail-Injektoren, bei denen ein Magnetventil am oberen Ende des Injektors angeordnet ist, beispielsweise koaxial, wird das Magnetventil bei der Montage in der Regel aus mehreren Komponenten im Kraftstoffinjektor montiert. Dabei werden in der Regel mit Hilfe von Auswahlscheiben funktionsrelevante Maße wie z. B. Ventilhub und Restluftspalt des Magnetaktors, eingestellt. Dadurch müssen Einzelbauteile in der Regel nicht so genau gefertigt werden. Ein Nachteil der bekannten Herstellungsverfahren und Kraftstoffinjektoren liegt jedoch darin, dass die Fertigung vergleichsweise aufwendig ist, da die Kraftstoffinjektoren aus einer Vielzahl von Einzelbauteilen zusammengesetzt werden müssen und in einem aufwendigen Montageprozess mittels der genannten Einzelbauteile eingestellt werden müssen.at Today, in series common rail injectors, in which a solenoid valve is disposed at the upper end of the injector, for example Coaxial, the solenoid valve is usually off during assembly several components mounted in the fuel injector. It will be usually with the help of selection wheels functionally relevant dimensions such. B. valve lift and residual air gap of the magnetic actuator set. Thereby have to Individual components are usually not made so accurately. One Disadvantage of the known production methods and fuel injectors lies however in the fact that the production comparatively expensive is because the fuel injectors from a variety of individual components must be composed and in a complex assembly process by means of said individual components have to be adjusted.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es werden daher ein Kraftstoffinjektor sowie eine Ventilgruppe zur Verwendung in dem Kraftstoffinjektor vorgeschlagen, welche die Nachteile der bekannten Kraftstoffinjektoren zumindest teilweise vermeiden und welche eine einfachere und zuverlässigere Montage ermöglichen. Der Kraftstoffinjektor dient zur Injektion von Kraftstoffen in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere, wie oben dargestellt, aus einem Hochdruckspeicher. Der Kraftstoffinjektor umfasst eine vormontierbare Ventilgruppe. Unter einer vormontierbaren Gruppe ist dabei allgemein eine Baugruppe zu verstehen, welche in einem separaten Schritt und als separat handhabbares Bauteil fertigbar ist. Die Ventilgruppe umfasst ein Ventilmodulgehäuse sowie mindestens ein in dem Ventilmodulgehäuse axial beweglich gelagertes Ankermodul. Insbesondere kann das Ankermodul koaxial gelagert sein. Das Ankermodul umfasst mindestens einen Anker, welcher mit einer Magnetspule und/oder einem Magnetkern eines Magnetaktors zusammenwirken kann, und mindestens ein mit dem Anker verbundenes Stellelement. Das Stellelement kann insbesondere ganz oder teilweise zylinderförmig ausgestaltet sein und dient zum Verschließen oder Freigeben einer Öffnung in einem Ventilstück des Kraftstoffinjektors, beispielsweise einer Öffnung in mindestens einer Bohrung in dem Ventilstück des Kraftstoffinjektors. Beispielsweise kann diese Bohrung direkt oder indirekt mit einem Steuerraum des Kraftstoffinjektors verbunden sein, um direkt oder indirekt hydraulisch einen Hub eines Einspritzventilgliedes zu steuern.It Therefore, a fuel injector and a valve group for Use in the fuel injector proposed which has the disadvantages avoid the known fuel injectors at least partially and which allow a simpler and more reliable installation. The fuel injector is used for the injection of fuels in one Combustion chamber of an internal combustion engine, in particular, as shown above, from a high-pressure accumulator. The fuel injector includes a Pre-assembled valve group. Under a pre-assembled group is in general an assembly to understand, which in one separate step and as a separate manageable component manufacturable is. The valve group comprises a valve module housing and at least one in the Valve module housing axially movable mounted anchor module. In particular, the anchor module be stored coaxially. The anchor module comprises at least one anchor, which with a magnetic coil and / or a magnetic core of a magnetic actuator can cooperate, and at least one connected to the anchor Actuator. The actuator can in particular completely or partially cylindrically be configured and used to close or release an opening in a valve piece of Fuel injector, for example, an opening in at least one Bore in the valve piece of the fuel injector. For example, this hole can be directly or indirectly connected to a control chamber of the fuel injector be directly or indirectly hydraulically a stroke of an injection valve member to control.
Das Ventilmodulgehäuse, welches beispielsweise im wesentlichen zylindersymmetrisch ausgestaltet sein kann, liegt auf einer Auflagefläche eines Ventilstücks des Kraftstoffinjektors. Beispielsweise kann dieses Ventilstück in einem Gehäuse des Kraftstoffinjektors ausgebildet sein und somit fester Bestandteil des Gehäuses oder, alternativ, als separates Bauteil des Kraftstoffinjektors ausgebildet sein. Das Ventilstück kann beispielsweise, wie oben genannt, mindestens eine Bohrung aufweisen, welche beispielsweise mit einem Steuerraum des Kraftstoffinjektors verbunden ist.The Valve module housing, which, for example, designed essentially cylindrically symmetrical can be on a support surface of a valve piece of the Fuel injector. For example, this valve piece in a casing be formed of the fuel injector and thus an integral part of the housing or, alternatively, as a separate component of the fuel injector be educated. The valve piece may, for example, as mentioned above, have at least one bore, which, for example, with a control chamber of the fuel injector connected is.
Die Ventilgruppe ist derart ausgestaltet, dass ein Hub des Stellelements in einer ersten Richtung (Schließrichtung) durch die Auflagefläche des Ventilstücks und in einer anderen Richtung (Öffnungsrichtung) durch einen Anschlag in dem Ventilmodulgehäuse vorgegeben ist. Das Stellelement kann insbesondere mindestens einen Vorsprung und/oder mindestens eine Schulter umfassen. Beispielsweise kann es sich dabei um eine ringförmige Aufweitung des Stellelements, beispielsweise an seinem der Auflagefläche zuweisendem Ende, handeln. Der Vorsprung und/oder die Schulter wirken mit dem Anschlag des Ventilgehäuses zusammen, so dass der Hub des Stellelements in der Öffnungsrichtung begrenzt wird. Das Stellelement kann insbesondere zumindest teilweise als Hülse, beispielsweise als Ankerhülse, ausgestaltet sein. Das Stellelement kann dementsprechend beispielsweise ringförmig auf der Auflagefläche aufliegen und beispielsweise eine Öffnung in der Auflagefläche ringförmig umschließen. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich.The Valve group is designed such that a stroke of the actuating element in a first direction (closing direction) through the support surface of the valve piece and in another direction (opening direction) is predetermined by a stop in the valve module housing. The actuator In particular, at least one projection and / or at least include a shoulder. For example, this may be a annular Expansion of the actuating element, for example, at its the support surface zuweisendem End, act. The projection and / or the shoulder act with the Stop of the valve housing together, allowing the stroke of the actuator in the opening direction is limited. The adjusting element can in particular at least partially as a sleeve, for example as an anchor sleeve, be designed. The actuator can accordingly, for example annular on the support surface rest and, for example, enclose an opening in the support surface annular. Also However, other embodiments are possible in principle.
Das Ventilmodulgehäuse kann mindestens eine radiale Bohrung umfassen, durch welche Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Kraftstoff, von mindestens einer in der Auflagefläche aufgenommenen Bohrung bei von der Auflagefläche abgehobenen Stellelement strömen kann. Beispielsweise kann das Ventilmodulgehäuse einen, beispielsweise zylinderförmigen, Raum umfassen, in welchem sich das Stellelement, insbesondere der mindestens eine Vorsprung und/oder die mindestens eine Schulter des Stellelements, zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung bewegen kann. Die mindestens eine radiale Bohrung kann insbesondere im Bereich dieses Raums aufgenommen sein.The valve module housing may comprise at least one radial bore through which hydraulic fluid, in particular fuel, can flow from at least one bore received in the bearing surface when the actuating element is lifted off the support surface. For example, the valve module housing may comprise a, for example cylindrical, space in which the actuating element, in particular the at least one projection and / or the at least one shoulder of the Actuator, between a closed position and an open position can move. The at least one radial bore can be received in particular in the region of this space.
Der Anker kann beispielsweise einen Ankerteller umfassen, welcher beispielsweise plattenförmig und beispielsweise rotationssymmetrisch ausgestaltet sein kann. Der Anker kann insbesondere mit dem Stellelement stoffschlüssig verbunden sein, beispielsweise durch eine Schweißverbindung. Zwischen dem Anker und dem Stellelement kann mindestens eine Einstellscheibe für einen Restluftspalt vorgesehen sein.Of the Anchor may for example comprise an anchor plate, which for example plate-shaped and, for example, can be configured rotationally symmetrical. The anchor can in particular be materially connected to the actuating element be, for example by a welded joint. Between the anchor and the actuator can at least one shim for a Be provided residual air gap.
Die Ventilgruppe kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass das Stellelement in einer geöffneten Anschlagstellung direkt auf dem Anschlag in dem Ventilmodulgehäuse aufliegt, das heißt ohne Zwischenschaltung eines oder mehrerer Einstellelemente. Weiterhin kann die Ventilgruppe derart ausgestaltet sein, dass das Stellelement in einer geschlossen Anschlagstellung direkt auf der Auflagefläche aufliegt, das heißt wiederum ohne Verwendung von zusätzlichen Einstellelementen. Das Stellelement kann beispielsweise einstückig ausgestaltet sein, insbesondere im Bereich des Anschlags und im Bereich der Auflagefläche.The Valve group may in particular be designed such that the Control element in an open Stop position rests directly on the stop in the valve module housing, this means without the interposition of one or more adjustment elements. Farther the valve group can be designed such that the actuating element in a closed stop position rests directly on the support surface, this means again without the use of additional Setting elements. The control element can for example be designed in one piece be, especially in the area of the stop and in the area of the bearing surface.
Die Ventilgruppe kann mit einem Gehäuse des Kraftstoffinjektors insbesondere durch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung verbunden sein.The Valve group can with a housing of the Fuel injector in particular by a non-positive and / or positive Be connected.
Beispielsweise kann es sich dabei um eine Schraubverbindung handeln. Insbesondere kann diese Schraubverbindung zwischen dem Ventilmodulgehäuse und einer Ventilspannschraube des Kraftstoffinjektors bestehen.For example this can be a screw connection. Especially This screw connection between the valve module housing and consist of a valve clamping screw of the fuel injector.
Der Kraftstoffinjektor kann mindestens eine Magnetspule umfassen, welche beispielsweise auch einen Magnetkern umfassen kann. Die Magnetspule ist eingerichtet, um auf den Anker einzuwirken und dadurch einen Hub des Stellelements zu bewirken. Weiterhin kann mindestens ein Federelement auf den Anker und/oder das Stellelement einwirken, beispielsweise in einer der Magnetkraft entgegengesetzten Richtung. Der Kraftstoffinjektor kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass ein Restluftspalt, also ein bei maximalem Hub verbleibender Spalt zwischen dem Anker und einem Magnetkern der Magnetspule, fest durch das Ankermodul vorgegeben ist, ohne dass zusätzliche Restluftspaltscheiben oder ähnliche Einstellelemente vorgesehen sind.Of the Fuel injector may include at least one solenoid, which for example, may also include a magnetic core. The solenoid is set up to act on the armature and thereby a stroke to cause the actuator. Furthermore, at least one spring element act on the anchor and / or the actuator, for example in a direction opposite to the magnetic force. The fuel injector can in particular be designed such that a residual air gap, So a gap remaining at maximum stroke between the anchor and a magnetic core of the solenoid, fixed by the armature module is given without any additional Residual air gap disks or similar Adjustment elements are provided.
Neben dem Kraftstoffinjektor in einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausgestaltungen wird weiterhin eine Ventilgruppe zur Verwendung in einem Kraftstoffinjektor gemäß der obigen Beschreibung vorgeschlagen. Die Ventilgruppe ist als vormontierbare Ventilgruppe ausgestaltet und weist ein Ventilmodulgehäuse sowie mindestens eine in dem Ventilmodulgehäuse axial beweglich gelagertes Ankermodul auf. Das Ankermodul umfasst mindestens einen Anker und mindestens ein mit dem Anker verbundenes Stellelement. Das Ventilmodulgehäuse ist eingerichtet, um auf einer Auflagefläche eines Ventilstücks des Kraftstoffinjektors aufzuliegen. Ein Hub des Stellelements ist dabei in einer Richtung durch die Auflagefläche und in einer anderen Richtung durch einen Anschlag in dem Ventilmodulgehäuse vorgegeben. Für weitere mögliche Ausgestaltungen der Ventilgruppe kann auf die obige Beschreibung des Kraftstoffinjektors verwiesen werden.Next the fuel injector in one or more of those described above Embodiments will continue to be a valve group for use in a fuel injector according to the above Description proposed. The valve group is as preassembled Valve group configured and has a valve module housing as well at least one axially movably mounted in the valve module housing Anchor module on. The anchor module comprises at least one anchor and at least one actuator connected to the armature. The valve module housing is set up, around on a support surface a valve piece of the fuel injector. A stroke of the actuating element is doing so in one direction through the support surface and in another direction specified a stop in the valve module housing. For further possible Embodiments of the valve group can be made to the above description of Fuel injector be referenced.
Der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor und die vorgeschlagene Ventilgruppe weisen gegenüber bekannten Vorrichtungen dieser Art zahlreiche Vorteile auf. Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass es bei Kraftstoffinjektoren gemäß dem Stand der Technik zunächst von Vorteil sein mag, dass der Ventilhub eingestellt werden kann und damit die Einzelbauteile nicht mit höchster Präzision gefertigt werden müssen. Allerdings gilt dies in der Regel nur, wenn die Bauteile in ihrer Gesamtheit keine hohe Genauigkeit fordern. Besitzen die einzelnen Bauteile des Kraftstoffinjektors bereits auf Grund steigender Anforderungen generell eine höhere Qualität, so ist es von Vorteil, die für den Ventilhub relevanten Maße direkt in die Bauteile einzubringen, beispielsweise einzuschleifen. Damit kann während der Montage der Einmessprozess entfallen, und es kann auf zusätzliche Einstellelemente verzichtet werden.Of the proposed fuel injector and the proposed valve group show respect to known Devices of this type have numerous advantages. The invention is based inter alia on the recognition that it is fuel injectors according to the state the technique first may be advantageous that the valve lift can be adjusted and so that the individual components do not have to be manufactured with the highest precision. Indeed This usually only applies if the components in their entirety do not demand high accuracy. Own the individual components the fuel injector already due to increasing demands generally a higher one Quality, so it is an advantage for the the valve lift relevant dimensions directly into the components to introduce, for example, to grind. This can be done during The assembly eliminates the calibration process, and it may be additional Setting elements are dispensed with.
Das eigentliche Ventil kann dann in Form der Ventilgruppe als fertig vormontiertes und eingestelltes Modul einer Montagelinie des Kraftstoffinjektors zugeführt werden. Dort kann dieses dann direkt montiert werden, ohne dass noch einmal eine Einmessung er forderlich ist. Ein weiterer Vorteil des Kraftstoffinjektors und der Ventilgruppe besteht darin, dass eine kleinere Anzahl an Bauelementen am Ventilhub beteiligt ist. Dadurch wird die Toleranzkette allgemein verringert, und die Anzahl der Schnittstellen, die auf Grund von Setzverhalten über die Lebensdauer den Ventilhub verändern können, wird verringert.The actual valve can then be finished in the form of the valve group pre-assembled and adjusted module to be supplied to an assembly line of the fuel injector. There it can be mounted directly without having to do it again a calibration is required. Another advantage of the fuel injector and the valve group is that a smaller number of Components involved in the valve lift. This will change the tolerance chain generally reduced, and the number of interfaces based on from setting behavior over the lifetime can change the valve lift is reduced.
Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Vorteil, dass während der Montage des Kraftstoffinjektors ein Einmessen des Ventilhubs entfallen kann, besteht ein Vorteil der Erfindung weiterhin darin, dass die am Ventilhub beteiligten Dimensionen räumlich gesehen sehr eng beieinander ausgestaltet werden können. Dadurch kann ein kleiner Temperatureinfluss am Gesamthub realisiert werden. Wird die Ventilgruppe, welche im folgendem auch als Ventilmodul bezeichnet wird (beide Begriffe können synonym verwendet werden), direkt auf die Auflagefläche aufgesetzt, so ergibt sich außerdem eine geringere Veränderung des Ventilhubs im Betrieb. Die Auflagefläche kann, muss jedoch nicht notwendigerweise in einer Ebene mit einem Ventilsitz der Ventilgruppe liegen.In addition to the above-described advantage that a calibration of the valve lift can be omitted during assembly of the fuel injector, it is an advantage of the invention that the dimensions involved in the valve lift can be configured very close to each other spatially. As a result, a small temperature influence on the total stroke can be realized. If the valve group, which is also referred to below as a valve module (both terms can be used interchangeably), placed directly on the support surface, so also results in a lower Verän the valve lift during operation. The support surface may, but does not necessarily have to lie in a plane with a valve seat of the valve group.
In den Serienvarianten bekannter Kraftstoffinjektoren kann es unter Systemdruck zu einer elastischen Verbiegung des Ventilstücks kommen. Diese führt bei hohen Rail-Drücken zu einer Ventilhubreduzierung. Diese kann bei Systemdrücken von ca. 2000 bar bei Gesamthüben von 25 μm bis zu 5 μm betragen. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird der Ventilhub hingegen durch einen Abstand zwischen der Auflagefläche und dem Anschlag bestimmt. Da auch das Ventilmodulgehäuse auf der Auflagefläche aufliegt, bleibt dieser Abstand auch bei einer elastischen Verschiebung des Ventilstücks und/oder einer Durchbiegung im wesentlichen konstant, so dass keine Veränderung des Ventilhubs auftritt.In the series variants of known fuel injectors can under System pressure come to an elastic deflection of the valve piece. These leads high rail pressures too a valve lift reduction. This can be done at system pressures of approx. 2000 bar in total strokes of 25 μm up to 5 μm be. In the embodiment according to the invention the valve lift, however, by a distance between the support surface and determined the stop. As well as the valve module housing on the bearing surface rests, this distance remains even with an elastic displacement the valve piece and / or a deflection substantially constant, so no change the valve lift occurs.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention is illustrated in the drawings and in the following Description closer explained.
Es zeigen:It demonstrate:
Ausführungsbeispieleembodiments
In
den
Weiterhin
umfassen die Kraftstoffinjektoren
In
den
Zur
Einstellung der gewünschten
Dimensionen, beispielsweise zum Ausgleich fertigungsbedingter Toleranzen,
sind in den Ausführungsbeispielen gemäß den
In
den
Wiederum
umfasst der Kraftstoffinjektor
Unmittelbar
unterhalb des Magnetaktors
In
einem dritten, sich nach unten an den Stellelementabschnitt
Das
Ventilmodulgehäuse
In
einem geschlossenen Zustand wird das Stellelement
Der
Anker
Wie
aus den
Bei
der Montage des Kraftstoffinjektors
In
beiden Ausführungsbeispielen
der Erfindung wird also ein Ventilmodul
Der
Restluftspalt zwischen dem Anker
Claims (12)
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---|---|---|---|
DE200910027103 DE102009027103A1 (en) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | Fuel injector for injecting fuel into high-pressure reservoir of internal combustion engine, has valve module housing resting on bearing surface of valve piece of injector, where stroke of actuator is set in direction by bearing surface |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009027103A1 true DE102009027103A1 (en) | 2010-12-30 |
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ID=43217645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200910027103 Withdrawn DE102009027103A1 (en) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | Fuel injector for injecting fuel into high-pressure reservoir of internal combustion engine, has valve module housing resting on bearing surface of valve piece of injector, where stroke of actuator is set in direction by bearing surface |
Country Status (1)
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DE (1) | DE102009027103A1 (en) |
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