DE102009027841A1 - Fuel injection valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine mit einem Steuerventil (1) zur Steuerung eines Einspritzventilgliedes (2), das wenigstens eine Einspritzöffnung (3) freigibt oder verschließt, wobei das Steuerventil (1) ein Schließelement (4) mit einer zentralen Bohrung (5) zur Aufnahme und Führung eines Druckstiftes (6) sowie eine ringförmige Dichtkante (7) besitzt, deren Durchmesser im Wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung (5) entspricht, so dass das Schließelement (4) in der Schließstellung, in der die Dichtkante (7) dichtend an einem Ventilsitz (8) anliegt, im Wesentlichen druckausgeglichen ist. Erfindungsgemäß besitzt das Steuerventil (1) zudem eine Druckbegrenzungsfunktion, indem der Druckstift (6) bei einer definierten Druckkraft an seiner dem Ventilsitz (8) zugewandten Stirnfläche (9) durch Veränderung seiner axialen Lage eine hydraulische Verbindung der Bohrung (5) mit einem Rücklauf bewirkt.The invention relates to a fuel injection valve for an internal combustion engine with a control valve (1) for controlling an injection valve member (2) which opens or closes at least one injection opening (3), the control valve (1) being a closing element (4) with a central bore (5 ) for receiving and guiding a pressure pin (6) and has an annular sealing edge (7), the diameter of which essentially corresponds to the diameter of the bore (5), so that the closing element (4) in the closed position in which the sealing edge (7) sealingly rests on a valve seat (8), is essentially pressure balanced. According to the invention, the control valve (1) also has a pressure-limiting function in that the pressure pin (6) effects a hydraulic connection of the bore (5) to a return line at a defined pressure force on its end face (9) facing the valve seat (8) by changing its axial position ,
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine mit einem Steuerventil zur Steuerung eines Einspritzventilgliedes, das wenigstens eine Einspritzöffnung freigibt oder verschließt, wobei das Steuerventil ein Schließelement mit einer zentralen Bohrung zur Aufnahme und Führung eines Druckstiftes sowie eine ringförmige Dichtkante besitzt, deren Innendurchmesser dem Durchmesser der Bohrung entspricht, so dass das Schließelement in der Schließstellung, in der die Dichtkante dichtend an einem Ventilsitz anliegt, druckausgeglichen ist.The The invention relates to a fuel injection valve for a Internal combustion engine with a control valve for controlling an injection valve member, the at least one injection opening opens or closes, wherein the control valve has a closing element with a central Bore for receiving and guiding a pressure pin as well has an annular sealing edge whose inner diameter corresponding to the diameter of the bore, so that the closing element in the closed position, in which the sealing edge sealing abuts a valve seat, pressure balanced.
Stand der TechnikState of the art
Kraftstoffeinspritzventile
bzw. Kraftstoffinjektoren der vorstehend genannten Art sind aus
dem Stand der Technik bekannt. Als Beispiel wird auf die Druckschrift
Als nachteilig erweist sich jedoch bei den aus dem Stand der Technik bekannten druckausgeglichenen Ventilen, dass sie bei einem fehlerhaften Überdruck im System nicht selbständig öffnen. Aus diesem Grund ist daher in der Regel zusätzlich ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen, das sich jedoch ungünstig auf den erforderlichen Bauraum und die Kosten auswirkt.When However, it is disadvantageous in the prior art known pressure-balanced valves that they are at a faulty pressure in the system does not open independently. For this Reason is therefore usually also a pressure relief valve provided, but unfavorable to the required Space and costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritzventil der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass die vorstehend genannten Nachteile beseitigt werden. Insbesondere soll der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein.Of the Invention is based on the object, a fuel injection valve of the type mentioned in such a way that the above-mentioned disadvantages are eliminated. In particular, should the proposed fuel injector simple and inexpensive be produced.
Zur
Lösung der Aufgabe wird ein Kraftstoffeinspritzventil mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.to
Solution to the problem is using a fuel injector
the features of
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das vorgeschlagene Kraftstoffeinspritzventil zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass das Steuerventil zudem eine Druckbegrenzungsfunktion besitzt, indem der Druckstift bei einer definierten Druckkraft an seiner dem Ventilsitz zugewandten Stirnfläche durch Veränderung seiner axialen Lage eine hydraulische Verbindung der Bohrung mit einem Rücklauf bewirkt. Aufgrund der Ausführung des Steuerventils als druckausgeglichenes Ventil, liegt am Druckstift, der hochdruckdicht in der zentralen Bohrung des Schließelementes des Steuerventils geführt ist und damit zumindest in einem Teilbereich im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Bohrung besitzt, der Systemdruck an. Um bei einem fehlerhaften Überdruck im System zur Druckbegrenzung eine hydraulische Verbindung der Bohrung zum Rücklauf herzustellen, wird dieser fehlerhafte Systemdruck als Druckkraft definiert, die eine Veränderung der axialen Lage des Druckstiftes bewirkt. Vorzugsweise wird die Druckkraft als Grenzwert definiert, den es zur Auslösung der Druckbegrenzungsfunktion zu überschreiten gilt. Durch die Veränderung der axialen Lage des Druckstiftes wird dann eine hydraulische Verbindung der Bohrung zum Rücklauf und damit zu einem Niederdruckbereich bewirkt, so dass eine Druckabnahme innerhalb der Bohrung erfolgt. Da die Bohrung über Drosseln in Verbindung mit einem als Steuerraum ausgelegten Druckraum steht, wird durch die Druckbegrenzungsfunktion zugleich vermieden, dass der Steuerdruck einen bestimmten Grenzwert übersteigt. Zur Druckbegrenzung ist somit kein zusätzliches Druckbegrenzungsventil erforderlich, sondern lediglich ein druckausgeglichenes Steuerventil mit einem hülsenförmigen Schließelement und einem innen liegenden, losen Druckstift zum Druckausgleich. Ein Kraftstoffinjektor mit einem solchen Steuerventil kann demnach kompakt und damit bauraumschonend ausgeführt werden. Zudem ist es aufgrund des Verzichtes auf ein zusätzliches Druckbegrenzungsventil kostengünstig herstellbar.The proposed fuel injection valve according to the invention characterized in that the control valve also has a pressure limiting function, by the pressure pin at a defined pressure force on his the valve seat facing end face by changing its axial position with a hydraulic connection of the bore causes a return. Due to the execution the control valve as a pressure compensated valve, is located on the pressure pin, the high-pressure-tight in the central bore of the closing element the control valve is guided and thus at least in one Partial area substantially the same diameter as the bore own, the system pressure on. In case of a faulty overpressure in the pressure limiting system, a hydraulic connection of the bore to make the return, this is faulty system pressure defined as a compressive force, which is a change in the axial Position of the pressure pin causes. Preferably, the pressing force defined as the limit value that it triggers for the pressure limiting function must be exceeded. By changing the axial position of the pressure pin is then a hydraulic connection the bore to the return and thus to a low pressure area causes, so that a pressure decrease takes place within the bore. Since the bore via throttles in conjunction with a as Control room designed pressure chamber is, through the pressure limiting function at the same time avoiding that the control pressure exceeds a certain limit. For pressure relief is thus no additional pressure relief valve required, but only a pressure balanced control valve with a sleeve-shaped closing element and an internal, loose pressure pin for pressure equalization. A fuel injector with such a control valve can accordingly compact and thus space-saving. moreover It is due to the absence of an additional pressure relief valve inexpensive to produce.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zur Herstellung der hydraulischen Verbindung der Bohrung mit dem Rücklauf eine radiale Aufweitung zumindest in einem Teilbereich der Bohrung vorgesehen, die durch eine Veränderung der axialen Lage des Druckstiftes freigebbar ist. In dem Bereich der radialen Aufweitung wird somit die hochdruckdichte Führung des Druckstiftes innerhalb der Bohrung aufgegeben. Dabei kann die radiale Aufweitung umlaufend, beispielsweise durch Ausführung der Bohrung als Stufenbohrung, oder lediglich in einem sich über einen begrenzten Winkelbereich erstreckenden Teilabschnitt erfolgen. Gegebenenfalls ist bei einer umlaufenden ringförmigen Aufweitung der zentralen Bohrung des Schließelementes für eine zusätzliche, beispielsweise gehäuseseitige Führung des Druckstiftes zu sorgen. Besteht eine solche zusätzliche Führung kann der Druckstift den Führungsbereich der Bohrung zur Herstellung einer hydraulischen Verbindung der Bohrung mit dem Rücklauf den Führungsbereich auch vollständig verlassen.According to a preferred embodiment of the invention, a radial expansion at least in a partial region of the bore is provided for producing the hydraulic connection of the bore with the return, which can be released by changing the axial position of the pressure pin. In the area of the radial expansion thus the high-pressure-tight leadership of the pressure pin is abandoned within the bore. In this case, the radial expansion circumferentially, for example by Ausfüh tion of the bore as a stepped bore, or take place only in a over a limited angular range extending portion. Optionally, in the case of a peripheral annular widening of the central bore of the closing element, an additional, for example, housing-side guidance of the pressure pin is to be ensured. If such an additional guide, the pressure pin, the guide portion of the bore for making a hydraulic connection of the bore with the return of the guide area also completely leave.
Alternativ oder ergänzend kann zur Herstellung der hydraulischen Verbindung der Bohrung mit dem Rücklauf wenigstens ein axial und/oder radial geführter Ablaufkanal in der Wandung der Bohrung vorgesehen sein, der durch eine Veränderung der axialen Lage des Druckstiftes freigebbar ist. Beispielsweise kann ein solcher Ablaufkanal in Form einer axial verlaufenden Nut in der Wandung der Bohrung und/oder als radial oder schräg geführte und von der zentralen Bohrung abzweigende Bohrung ausgebildet sein.alternative or in addition, for the preparation of the hydraulic connection the bore with the return at least one axially and / or provided radially guided drain passage in the wall of the bore be, by a change in the axial position of the pressure pin is releasable. For example, such a drainage channel in shape an axially extending groove in the wall of the bore and / or as radially or obliquely guided and from the central Hole branching hole may be formed.
Ebenfalls alternativ oder ergänzend kann zur hydraulischen Verbindung der Bohrung mit dem Rücklauf eine sich in die Bohrung nach radial innen erstreckende Anschlagfläche vorgesehen sein, die in Anlage mit einer am Druckstift ausgebildeten Anschlagfläche bringbar ist, so dass bei einer Veränderung der axialen Lage des Druckstiftes das Schließelement zumindest über eine Teilstrecke mitgeführt wird. Dabei wird das Schließelement aus seinem Dichtsitz gehoben. Die Strömungsverbindung zum Rücklauf kann demnach dadurch bewirkt werden, dass das Schließelement über eine axiale Verschiebung des Druckstiftes in eine Offenstellung überführt wird und/oder über die axiale Verschiebung des Druckstiftes eine weitere Strömungsverbindung freigegeben wird. Die einzelnen Maßnahmen sind somit auch kumulativ anwendbar. Soll bei einer axialen Verschiebung des Druckstiftes die Mitnahme des Schließelementes zumindest über eine Teilstrecke erfolgen, kann hierzu am Schließelement ein sich in die Bohrung nach radial innen erstreckender ringförmiger Absatz vorgesehen sein, der eine Anschlagfläche für eine korrespondierend am Druckstift ausgebildete Anschlagfläche, beispielsweise in Form eines ringförmigen Absatzes, bildet. Die Mitnahme des Schließelementes über lediglich eine Teilstrecke setzt voraus, dass der Druckstift zunächst über eine erste Teilstrecke eine axiale Verschiebung gegenüber dem Schließelement erfährt, bis er am ringförmigen Absatz der Bohrung anschlägt. Erst dann wird das Schließelement über eine weitere Teilstrecke mitgeführt. Hierbei hebt es vom Dichtsitz ab, so dass ein Druckausgleich über den Ventilsitz erfolgt.Also alternatively or additionally, the hydraulic connection the bore with the return one into the hole after be provided radially inwardly extending stop surface, in contact with a formed on the pressure pin stop surface Can be brought, so that when changing the axial Position of the pressure pin, the closing element at least over a section is carried. In this case, the closing element lifted out of his tight seat. The flow connection to the return can therefore be effected by the fact that the closing element over an axial displacement of the pressure pin is transferred to an open position and / or via the axial displacement of the pressure pin another flow connection is released. The individual measures are thus also cumulatively applicable. Should at an axial displacement of the pressure pin driving the closing element at least over a partial route can do this, on the closing element into the hole provided radially inwardly extending annular shoulder be that of a stop surface for a corresponding formed on the pressure pin stop surface, for example in the form of an annular shoulder forms. The takeaway of the closing element over only a partial distance requires that the pressure pin first over a first section opposite to an axial displacement learns the closing element until it on the annular Paragraph of the hole strikes. Only then is the closing element over carried another section. Here it lifts from the Seal seat off, allowing a pressure equalization over the valve seat he follows.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Druckstift gehäuseseitig abgestützt. Zur Abstützung kann beispielsweise eine Anschlagscheibe vorgesehen sein, die bei Überschreiten einer definierten Druckkraft an der dem Ventilsitz zugewandten Stirnfläche des Druckstiftes bricht, um eine axiale Verschiebung des Druckstiftes zuzulassen. Der Sollbruch der Anschlagscheibe erfolgt erst bei Überschreiten eines vorher festgelegten Grenzwertes, der einem fehlerhaften Überdruck im System entspricht. Die gehäuseseitge Abstützung kann vorzugsweise auch eine zusätzliche Führung des Druckstiftes bewirken, wenn zum Beispiel der Druckstift zur Herstellung einer hydraulischen Verbindung der Bohrung mit dem Rücklauf den Führungsbereich der Bohrung verlässt.According to one Another advantageous embodiment is the pressure pin supported on the housing side. For support For example, a stop disc may be provided which, when exceeded a defined pressure force on the valve seat facing end face of the pressure pin breaks to an axial displacement of the pressure pin permit. The breakage of the stop disk takes place only when exceeded a predetermined limit value, the faulty overpressure in the system. The housing side support can preferably also an additional guide cause the pressure pin, for example, if the pressure pin for the production a hydraulic connection of the bore with the return leaves the guide area of the hole.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist alternativ vorgesehen, dass der Druckstift mittelbar oder unmittelbar durch die Druckkraft einer Feder beaufschlagt wird, die vorzugsweise gehäuseseitig abgestützt ist. Dabei bewirkt die Feder einen Druckausgleich, so dass der Druckstift in einer bestimmten axialen Lage gehalten wird. Steigt jedoch der Systemdruck an, kann die Federkraft überwunden werden, so dass der Druckstift seine axiale Lage verändert, das heißt, sich in Richtung der Feder bewegt. Die Federkraft bestimmt demnach den Grenzwert, dessen Überschreiten eine Veränderung der axialen Lage des Druckstiftes und damit eine Druckbegrenzung bewirkt. Die Einstellung erfolgt demnach über die Federkraft der Feder und die am Druckstift ausgebildete Druckfläche. Als Feder eigenen sich verschiedene Arten von Federelementen. Beispielsweise kann eine Schraubenfeder, eine Federhülse oder eine Tellerfeder eingesetzt werden, die den Druckstift an seiner dem Ventilsitz abgewandten Stirnseite unmittelbar oder mittelbar mit einer Druckkraft beaufschlagt, die dem Systemdruck entgegengesetzt ist. Zur mittelbaren Druckkraftbeaufschlagung kann die Feder einerseits am Gehäuse, andererseits an einer Platte abgestützt sein, die zugleich eine Anlage- bzw. Anschlagfläche für den Druckstift bildet. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist daher zwischen Druckstift und Feder eine Druckplatte angeordnet.According to one Another embodiment is alternatively provided that the pressure pin indirectly or directly by the pressure force of a Spring is applied, preferably on the housing side is supported. The spring causes a pressure equalization, so that the pressure pin is kept in a specific axial position becomes. However, if the system pressure increases, the spring force can be overcome be so that the pressure pin changes its axial position, the means moving in the direction of the spring. The spring force therefore determines the limit whose exceeding a Change in the axial position of the pressure pin and thus causes a pressure limit. The setting is made accordingly over the spring force of the spring and the pressure pin formed on the pressure surface. As spring own different types of spring elements. For example can be a coil spring, a spring sleeve or a plate spring are used, which remote from the pressure pin on the valve seat Front side directly or indirectly acted upon by a compressive force, which is opposite to the system pressure. For the indirect pressurisation the spring on the one hand on the housing, on the other hand on a Supported plate, which at the same time a investment or Stop surface for the pressure pin forms. According to one advantageous embodiment is therefore between pressure pin and spring arranged a pressure plate.
Weiterhin vorzugsweise ist das Steuerventil ein Magnetventil und besitzt einen über einen Elektromagneten bewegbaren Anker, der mit dem Schließelement verbunden ist. Alternativ kann auch der Anker als Schließelement des Steuerventils ausgebildet sein. Hierzu weist der Anker vorzugsweise eine Ankerplatte mit einem ventilsitzseitig angeordneten, hülsenförmigen Ansatz auf. Der Hülsenkörper umschließt eine Bohrung, die der Aufnahme und Führung des Druckstiftes dient und an dessen Stirnseite eine ringförmige Dichtkante ausgebildet ist, die mit einem Ventilsitz dichtend zusammenwirkt. Vorzugsweise ist die Dichtkante linienförmig, das heißt, dass die Ringfläche eine geringe radiale Erstreckung aufweist, um die Dichtkraft zu erhöhen. Beispielsweise kann die Dichtkante als Beißkante ausgeführt sein. Der Ventilsitz ist hierzu bevorzugt kegelförmig oder als Flachsitz ausgebildet.Further preferably, the control valve is a solenoid valve and has a movable armature via an electromagnet, which is connected to the closing element. Alternatively, the armature can be designed as a closing element of the control valve. For this purpose, the anchor preferably has an anchor plate with a valve seat side arranged, sleeve-shaped approach. The sleeve body encloses a bore which serves to receive and guide the pressure pin and on whose front side an annular sealing edge is formed, which cooperates sealingly with a valve seat. Preferably, the sealing edge is linear, that is, the annular surface has a small radial extent in order to increase the sealing force. For example, the sealing edge may be designed as a biting edge. The valve seat is this preferably cone-shaped or formed as a flat seat.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:preferred Embodiments of the invention are described below explained in more detail in the drawings. These show:
Das
in
Das
hülsenförmige Schließelement
Zur
Umsetzung der Druckbegrenzungsfunktion weist das Schließelement
Zur
Umsetzung der Druckbegrenzungsfunktion weist das in
Das
in der
Ein
weiteres unterscheidendes Merkmal der Ausführungsform der
Beide beispielhaft gezeigten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen einfach und kompakt aufgebaute Kraftstoffeinspritzventile, die wenig Bauraum beanspruchen und ferner kostengünstig herstellbar sind. Zudem kommen die Vorteile eines druckausgeglichenen Ventils zum Tragen.Both Exemplary embodiments of the present invention Invention show simple and compact fuel injection valves, the take up little space and also inexpensive to produce are. In addition, there are the advantages of a pressure-balanced valve to carry.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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EP3032090A1 (en) | 2014-12-09 | 2016-06-15 | Robert Bosch Gmbh | Switching or pressure control valve for a fuel injection system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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EP2278152B1 (en) | 2014-01-22 |
EP2278152A1 (en) | 2011-01-26 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |