DE102009039609A1 - Injektorbaugruppe mit Drosselelement - Google Patents

Injektorbaugruppe mit Drosselelement Download PDF

Info

Publication number
DE102009039609A1
DE102009039609A1 DE200910039609 DE102009039609A DE102009039609A1 DE 102009039609 A1 DE102009039609 A1 DE 102009039609A1 DE 200910039609 DE200910039609 DE 200910039609 DE 102009039609 A DE102009039609 A DE 102009039609A DE 102009039609 A1 DE102009039609 A1 DE 102009039609A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
throttle
communication channel
injector assembly
throttle element
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE200910039609
Other languages
English (en)
Other versions
DE102009039609A8 (de
Inventor
Willibald SCHÜRZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Priority to DE200910039609 priority Critical patent/DE102009039609A1/de
Publication of DE102009039609A1 publication Critical patent/DE102009039609A1/de
Publication of DE102009039609A8 publication Critical patent/DE102009039609A8/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0033Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
    • F02M63/0036Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat with spherical or partly spherical shaped valve member ends
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0056Throttling valves, e.g. having variable opening positions throttling the flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/28Details of throttles in fuel-injection apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0017Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators

Abstract

Eine Injektorbaugruppe (14) hat einen Fluidzulauf (33), einen Injektorkörper (37), einen Steuerraum (55) und eine Düsennadel (57). Die Injektorbaugruppe (14) umfasst eine Drosseleinheit (20), die ein schaltbares Drosselelement (21) und einen ersten Kommunikationskanal (26) aufweist, der die Drosseleinheit (20) mit dem Steuerraum (55) hydraulisch koppelt. Des Weiteren weist die Drosseleinheit (20) einen zweiten Kommunikationskanal (27) auf, der die Drosseleinheit (20) mit einem Fluidzulauf (33) koppelt über eine Zulaufdrossel (32). Hierbei ist das Drosselelement (21) derart ausgebildet, dass es sich bei einem höheren Druck in dem ersten Kommunikationskanal (26) als im zweiten Kommunikationskanal (27) in einer ersten Schaltstellung befindet mit einem vorgegebenen ersten Drosselwiderstand der Drosseleinheit (20). Das Drosselelement (21) ist zudem derart ausgebildet, dass es sich bei einem niedrigen Druck in dem ersten Kommunikationskanal (26) als in dem zweiten Kommunikationskanal (27) in einer zweiten Schaltstellung befindet, mit einem vorgegebenen zweiten Drosselwiderstand der Drosseleinheit, der sich von dem ersten Drosselwiderstand unterscheidet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Injektorbaugruppe mit einem Fluidzulauf, einem Injektorkörper, einem Steuerraum und einer Düsennadel, deren Position abhängig von einem Druck in dem Steuerraum einstellbar ist.
  • Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich der zulässigen Schadstoff-Emissionen von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind, machen es erforderlich diverse Maßnahmen vorzunehmen, durch die die Schadstoff-Emissionen gesenkt werden. Ein Ansatzpunkt hierbei ist, die während des Verbrennungsprozesses des Luft/Kraftstoff-Gemisches erzeugten Schadstoff-Emissionen zu senken. Insbesondere die Bildung von Ruß ist stark abhängig von der Aufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine. Um eine sehr gute Gemischaufbereitung zu erreichen, wird Kraftstoff zunehmend unter sehr hohem Druck zugemessen. Im Falle von Diesel-Brennkraftmaschinen betragen die Kraftstoffdrücke bis zu 2000 bar. Für derartige Anwendungen kommen zum Beispiel Einspritzventile mit Steuerkolben zum Einsatz. Die Herstellung von solchen Einspritzventilen mit Steuerkolben ist sehr aufwendig.
  • Die EP 0767304 B1 zeigt eine Anordnung ohne Steuerkolben mit einem Zuleitungskanal zum Zuleiten von Kraftstoff von einer Kraftstoffquelle unter hohem Druck. In der Anordnung ist ein Druckregler mit einem Strömungswiderstand in dem Zuleitungskanal vorgesehen und derart angeordnet, dass der im Gebrauch auf die Anlaufflächen der Düsennadel wirkende Kraftstoffdruck gesteuert wird, so dass, wenn der Kraftstoff im Gebrauch den Zuleitungskanal entlangströmt, eine Druckdifferenz zwischen einem Teil des Zuleitungskanals stromaufwärts des Strömungswiderstandes und einen Teil des Zuleitungskanal stromabwärts des Strömungswiderstandes erzeugt wird. Die wirksame Fläche des Strömungswiderstandes ist abhängig von der Druckdifferenz eines ersten Drucks stromaufwärts des Strömungswiderstandes und eines zweiten Drucks stromabwärts des Strömungswiderstandes.
  • Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine Injektorbaugruppe und eine Einspritzventil zu schaffen, die beziehungsweise das ein präzises Zumessen von Fluid ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch eine Injektorbaugruppe für ein Einspritzventil, mit einem Fluidzulauf, einem Injektorkörper und einem Steuerraum, der in dem Injektorkörper ausgebildet ist. Die Injektorbaugruppe weist eine Düsennadel auf, deren Stirnfläche an den Steuerraum grenzt und deren Position abhängig von einem Druck in dem Steuerraum einstellbar ist. Die Düsennadel unterbindet in einer Schließposition einen Fluidfluss durch mindestens ein Einspritzloch und gibt diesen ansonsten frei. Die Injektorbaugruppe umfasst eine Drosseleinheit, die ein schaltbares Drosselelement und einen ersten Kommunikationskanal aufweist, der die Drosseleinheit mit dem Steuerraum hydraulisch koppelt. Des Weiteren weist die Drosseleinheit einen zweiten Kommunikationskanal auf, der die Drosseleinheit mit einem Fluidzulauf koppelt über eine Zulaufdrossel. Die Injektorbaugruppe umfasst des Weiteren ein hydraulisch stromabwärts der Zulaufdrossel angeordnetes Steuerventil, das in seiner Schließstellung den zweiten Kommunikationskanal hydraulisch entkoppelt von einem Niederdruckraum und das außerhalb der Schließstellung den zweiten Kommunikationskanal hydraulisch koppelt mit einem Niederdruckraum. Hierbei ist das Drosselelement derart ausgebildet, dass es sich bei einem höheren Druck in dem ersten Kommunikationskanal als im zweiten Kommunikationskanal in einer ersten Schaltstellung befindet mit einem vorgegebenen ersten Drosselwiderstand der Drosseleinheit. Der Drosselwiderstand der Drosseleinheit kann auch als Strömungswiderstand der Drosseleinheit bezeichnet werden. Das Drosselelement ist zudem derart ausgebildet, dass es sich bei einem niedrigen Druck in dem ersten Kommunikationskanal als in dem zweiten Kommunikationskanal in einer zweiten Schaltstellung befindet, mit einem vorgegebenen zweiten Drosselwiderstand der Drosseleinheit, der sich von dem ersten Drosselwiderstand unterscheidet.
  • Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der zweite Drosselwiderstand geringer ist als der erste Drosselwiderstand.
  • Eine derartige Anordnung mit einer schaltbaren Drosseleinheit hat den Vorteil, dass sie die Möglichkeit bietet, dass die Öffnungs- und Schließdynamik der Düsennadel weitgehend unabhängig voneinander eingestellt werden kann durch Freiheitsgrade in der Ausgestaltung insbesondere der Dimensionierung der Zulaufdrossel und/oder der Drosseleinheit. Ein weiterer Vorteil ist, dass für die Steuerung der Schaltstellung des Drosselelements kein Aktor erforderlich ist, sondern die Schaltstellung des Drosselelements über ein Druckverhältnis zwischen ersten und zweiten Kommunikationskanal beeinflusst wird. Die Federkonstante einer Düsenfeder zum Beaufschlagen der Düsennadel mit einer in Schließrichtung der Düsennadel wirkenden Kraft kann deutlich größer gewählt werden, da der Steuerraum, der an die Stirnseite der Düsennadel grenzt, auf einen deutlich kleineren Druck abgesenkt werden kann als bei Ablauf- und Zulaufdrosselanordnungen, bei denen die Zulaufdrossel in den Steuerraum mündet. Eine hohe Federkraft der Düsenfeder ermöglicht eine hohe Schließgeschwindigkeit der Düsennadel.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Drosseleinheit einen Drosselkörper auf mit einer Ausnehmung des Drosselkörpers in die einerseits der erste Kommunikationskanal mündet und andererseits der zweite Kommunikationskanal mündet, wobei das Drosselelement axial beweglich ist in der Ausnehmung des Drosselkörpers.
  • Der axiale Hub des Drosselelements beeinflusst die Geschwindigkeit mit welcher der Steuerraum über der Düsennadel entlastet wird. Die Entlastung des Steuerraums hängt vom Hub und dem Querschnittsflächenverhältnis von Drosseleinheit zu Düsennadel ab. Im Falle, dass das Drosselelement in die zweite Schaltstellung übergeht, sinkt der Druck in dem ersten Kommunikationskanal und in dem Steuerraum ab, da zusätzlicher Raum zur Verfügung steht in den das Fluid aus dem Steuerraum abfließen kann. Eine rasche Entlastung kann dazu genutzt werden, dass sich geringe Öffnungsdrücke erzielen lassen bei denen die Düsennadel ihre Schließposition verlässt. Freiheitsgrade in der Ausgestaltung des Hubes und des Flächenverhältnisses können vorteilhaft genutzt werden, um bei mittleren und hohen Raildrücken die Genauigkeit bei der Kraftstoffeinspritzung im Kleinstmengebereich zu gewährleisten und bei kleineren Raildrücken ein rasches Öffnen der Düsennadel zu gewährleisten.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Drosselelement eine Ablaufdrossel auf, die ausgebildet ist als eine Ausnehmung, die das Drosselelement in axialer Richtung bezüglich einer Längsachse des Drosselelements durchdringt und in der ersten Schaltstellung den ersten Drosselwiderstand bestimmt.
  • Dies hat den Vorteil, dass eine Öffnungsgeschwindigkeit der Düsennadel im Wesentlichen über die Ablaufdrossel festgelegt werden kann. Durch den Abfluss des Fluids wird der Steuerraum entlastet und die Düsennadel geht in die Öffnungsposition über. Während der Zeit, in der sich das Steuerventil außerhalb seiner Schließstellung befindet, erfolgt ein Fluidstrom aus dem Steuerraum heraus im Wesentlichen über die Ablaufdrossel in den Niederdruckraum.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Drosselelement eine Aussparung ausgebildet an einem dem zweiten Kommunikationskanal zugewandten axialen Ende des Drosselelements.
  • Dies hat den Vorteil, dass wenn sich das Drosselelement in der ersten Schaltstellung befindet, die Kontaktfläche zwischen Drosselelement und Drosselkörper verringert ist und somit in der ersten Schaltstellung eine höhere Flächenpressung ermöglicht. Die Verringerung der Kontaktfläche vereinfacht die Herstellung, da die Kontaktfläche eine besonders hohe Ebenheit und Oberflächengüte aufweisen sollte, um eine ausreichende Dichtigkeit zu gewährleisten.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Drosselelement eine topfförmige Ausnehmung ausgebildet, die sich hin zu dem zweiten Kommunikationskanal öffnet.
  • Dies hat den Vorteil, dass die Länge der Ablaufdrossel auf eine minimale erforderliche Länge reduziert werden kann und so eine kostengünstige Lösung für die Injektorbaugruppemöglich ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Drosselelement eine topfförmige Ausnehmung ausgebildet, die sich hin zu dem ersten Kommunikationskanal öffnet.
  • Dies hat den Vorteil, dass die Länge der Ablaufdrossel auf eine minimal erforderliche Länge reduziert werden kann und so eine kostengünstige Lösung für die Injektorbaugruppe möglich ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in die topfförmige Ausnehmung eine Rückstellfeder eingebracht.
  • Dies hat den Vorteil, dass die Ausgangsschaltstellung des Drosselelements festgelegt werden kann und damit unabhängig von der Vorgeschichte der Strömungsflüsse in der Ablaufdrossel ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Drosseleinheit mindestens ein axialer Strömungskanal ausgebildet, der bei der zweiten Schaltstellung des Drosselelements mit dem ersten und zweiten Kommunikationskanal hydraulisch gekoppelt ist und in der ersten Schaltstellung von dem ersten und/oder zweiten Kommunikationskanal entkoppelt ist.
  • Dies hat den Vorteil, dass wenn das Steuerventil geschlossen wird und das Drosselelement in die zweite Schaltstellung übergeht, zusätzliche Strömungswege freigegeben werden. Die Strömungsfläche des mindestens einen axialen Strömungskanals beeinflusst den zweiten Drosselwiderstand der Drosseleinheit. Wird der zweite Drosselwiderstand wesentlich kleiner gewählt als der Drosselwiderstand der Zulaufdrossel und der Ablaufdrossel, kann die Schließgeschwindigkeit der Düsennadel im Wesentlichen über die Zulaufdrossel festgelegt werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Drosseleinheit der mindestens eine axiale Strömungskanal als Nut im Drosselkörper ausgebildet. Damit ist eine einfache Ausbildung der Drosseleinheit möglich.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Drosseleinheit der mindestens eine axiale Strömungskanal ausgebildet als Abflachung am Drosselelement. Auch auf diese Weise ist eine einfache Ausbildung der Drosseleinheit möglich.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in der Drosseleinheit mindestens ein radialer Strömungskanal ausgebildet zwischen an einem dem ersten Kommunikationskanal zugewandten axialen Ende des Drosselelements und dem Drosselkörper und ist der radiale Strömungskanal hydraulisch gekoppelt mit dem ersten Kommunikationskanal und mindestens einem der axialen Strömungskanäle.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine radiale Strömungskanal ausgebildet als Nut im Drosselelement. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung der Drosseleinheit.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine radiale Strömungskanal ausgebildet als Nut im Drosselkörper. Auch dies ermöglicht eine einfache Herstellung der Drosseleinheit.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch ein Einspritzventil mit einer Injektorbaugruppe,
  • 2 eine Detailansicht einer ersten Ausführungsform der Injektorbaugruppe und der Drosseleinheit,
  • 3 die erste S1 und zweite Schaltstellung S2 des Drosselelements und den dazugehörigen Fluidfluss,
  • 4 eine Detailansicht der Drosseleinheit einer ersten Ausführungsform der Drosseleinheit in einem Längsschnitt und einem Querschnitt und
  • 5 eine Detailansicht der Drosseleinheit in weiteren Ausführungsformen.
  • Ein Einspritzventil 10 (1) hat eine Injektorbaugruppe 14 und eine Aktuatoreinheit 42. Die Injektorbaugruppe 14 wird in einer Brennkraftmaschine eingesetzt, beispielsweise einer Dieselkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Bauweise.
  • Die Injektorbaugruppe 14 weist einen Injektorkörper 37 mit einer Injektorkammer 39 auf. Der Injektorkörper 37 kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. In der Injektorkammer 39 des Injektorkörpers 37 ist eine Düsennadel 57 angeordnet. Die Düsennadel 57 ist insbesondere einteilig ausgebildet, kann aber auch oder mehrteilig ausgebildet sein.
  • Die Aktuatoreinheit 42 ist in dem Injektorköper 37 angeordnet. Die Aktuatoreinheit 42 kann insbesondere als Piezoaktuator ausgebildet sein. Es können jedoch auch andere Aktuatoren eingesetzt werden, wie z. B. Solenoidakuatoren.
  • Der Injektorkörper 37 umfasst ferner einen Hochdruckanschluss 44, über den das Einspritzventil 10 im montierten Zustand mit einem nicht dargestellten Hochdruckkreis eines Fluids verbunden ist.
  • Wie insbesondere in 2 gezeigt, sind in dem Injektorkörper 37 ein Fluidzulauf 33, eine Zulaufdrossel 32, eine Drosseleinheit 20 und ein Steuerraum 55 ausgebildet.
  • 2 zeigt die Struktur der Drosseleinheit 20 im Detail. Die Drosseleinheit 20 umfasst einen Drosselkörper 17 mit einer Ausnehmung des Drosselkörpers 17, in die einerseits ein erster Kommunikationskanal 26 mündet und anderseits ein zweiter Kommunikationskanal 27 mündet. Der erste Kommunikationskanal 26 koppelt die Drosseleinheit 20 mit dem Steuerraum 55 hydraulisch. Der zweite Kommunikationskanal 27 koppelt die Drosseleinheit 20 über die Zulaufdrossel 32 mit dem Fluidzulauf 33. Hydraulisch stromabwärts der Zulaufdrossel 32 ist ein Steuerventil 31 angeordnet, das in seiner Schließstellung den zweiten Kommunikationskanal (27) hydraulisch entkoppelt von einem Niederdruckraum (34) und das außerhalb der Schließstellung den zweiten Kommunikationskanal (27) hydraulisch koppelt mit einem Niederdruckraum (34)
  • Der Drosselkörper 17 der Drosseleinheit 20 kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Das Drosselelement 21 ist axial beweglich in der Ausnehmung des Drosselkörpers 17. Der Drosselkörper 17 kann einen Teil des Injektorkörpers 37 bilden.
  • In dem Drosselelement 21 ist eine Ablaufdrossel 25 ausgebildet. Die Ablaufdrossel 25 kann als eine Ausnehmung zum Beispiel in Form einer Bohrung ausgebildet sein. Sie durchdringt das Drosselelement 21 in axialer Richtung bezüglich einer Längsachse L des Drosselelements 21. Sie kann beispielsweise koaxial zur Längsachse L verlaufen, aber grundsätzlich auch mit Versatz oder zu dieser geneigt. Die Querschnittsfläche der Ablaufdrossel 25 ist bevorzugt kleiner gewählt als die Querschnittsfläche der Zulaufdrossel 32. Besonders bevorzugt ist die Querschnittsfläche der Zulaufdrossel 32 zweimal bis fünfmal so groß gewählt wie die Querschnittsfläche der Ablaufdrossel 25.
  • In dem in 2 dargestellten Drosselelement 21 ist eine Aussparung 19 ausgebildet, die sich hin zum zweiten Kommunikationskanal 27 öffnet. Die Aussparung 19 kann als geringe Eintiefung ausgebildet sein, die eine beliebige Form haben kann, wie zum Beispiel zylindrisch, kegelstumpfförmig oder halbkugelförmig. Der Vorteil der Aussparung 19 ist, dass wenn sich das Drosselelement 21 in der ersten Schaltstellung S1 befindet, die Kontaktfläche zwischen Drosselelement 21 und Drosselkörper 17 verringert wird und somit in der ersten Schaltstellung S1 eine höhere Flächenpressung ermöglicht.
  • Des Weiteren ist in dem in 2 gezeigten Drosselelement 21 eine topfförmige Ausnehmung 28 ausgebildet, die sich hin zum zweiten Kommunikationskanal 27 öffnet. Die Form der topfförmigen Ausnehmung 28 kann in Hinsicht auf die Herstellung des Drosselelements vorteilhaft gewählt werden, zum Beispiel zylindrisch, kegelstumpfförmig oder halbkugelförmig. Die Aussparung 19 und die topfförmige Ausnehmung 28 können ineinander übergehen, wie es in dem in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
  • 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Drosseleinheit 20. In der in 4 gezeigten Ausführungsform ist der mindestens eine axiale Strömungskanal 29 ausgebildet durch eine Nut im Drosselkörper 17. Um die Führung des Drosselelements 21 in dem Drosselkörper 17 zu verbessern können mehrere axiale Strömungskanäle 29 symmetrisch angeordnet werden. Der Drosselkörper 17 kann auch Teil des Injektorkörpers 37 sein.
  • In der in 4 gezeigten Ausführungsform ist der mindestens eine radiale Strömungskanal 30 als Nut im Drosselkörper 17 ausgebildet. Eine Ausbildung in Form einer flächigen Ausnehmung, so dass sich ein breiter Strömungskanal ergibt, ist ebenfalls möglich.
  • 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Drosseleinheit 20. In der in 5 dargestellten Ausführungsform wird der mindestens eine axiale Strömungskanal 29 durch eine Abflachung eines zylindrischen Drosselelements 21 realisiert. Der mindestens eine axiale Strömungskanal 29 kann beispielsweise auch als Nut oder Bohrung im Drosselelement 21 ausgebildet sein.
  • In der in 5 dargestellten Ausführungsform ist der mindestens eine radiale Strömungskanal 30 als Nut im Drosselelement 21 ausgebildet. Ein Ausbilddung in Form einer flächigen Ausnehmung, so dass sich ein breiter Strömungskanal ergibt, ist ebenfalls möglich.
  • Eine Kombination der in 4 und 5 gezeigten verschiedenen Ausführungsformen für die axialen Strömungskanäle und radialen Strömungskanäle ist ebenfalls möglich.
  • Die in 5 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich des Weiteren von der in der 4 gezeigten ersten Ausführungsform durch die Position der topfförmigen Ausnehmung 28. In dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich die topfförmige Ausnehmung 28 an dem ersten Kommunikationskanal 26 zugewandten Ende des Drosselelements 21. Die topfförmige Ausnehmung 28 kann zylindrisch, kegelstumpfförmig oder halbkugelförmig ausgebildet sein. In der topfförmigen Ausnehmung 28 kann eine Rückstellfeder 18 angeordnet sein.
  • Eine Kombination der in 4 und 5 gezeigten verschiedenen Ausführungsformen der Strömungskanäle und der topfförmigen Ausnehmung ist ebenfalls möglich.
  • Im Folgenden soll kurz die Funktion des Einspritzventils 10 erläutert werden:
    Ausgangszustand sei die in 2 dargestellte geschlossene Schaltstellung des Steuerventils 31. In diesem Fall herrscht im zweiten Kommunikationskanal 27, in der Drosseleinheit 20, im ersten Kommunikationskanal 26 und im Steuerraum 55 stationär in etwa der gleiche Druck. Der Druck wird über den Fluidzulauf 33 aus dem nicht dargestellten Hochdruckkreislauf in die zuvor genannten Räume und Kanäle übertragen. Handelt es sich bei der Anordnung um ein Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Bauweise, korreliert der Druck zu dem Raildruck.
  • Beim Öffnen des Steuerventils 31 fließt das Fluid in den Niederdruckraum 34 ab, wodurch der Druck im zweiten Kommunikationskanal 27 abfällt. Die sich einstellende Druckdifferenz zwischen zweitem 27 und erstem Kommunikationskanal 26 führt dazu, dass eine resultierende Kraft auf das Drosselelement 21 wirkt. Das Drosselelement 21 bewegt sich axial in Richtung zweiten Kommunikationskanal 27 und geht in die erste Schaltstellung S1 über. Sobald das Drosselelement 21 die erste Schaltstellung 51 erreicht hat, sind die axialen Strömungskanäle 29 von dem zweiten Kommunikationskanal 27 entkoppelt. Für den Fall, dass nur ein axialer Strömungskanal 29 ausgebildet ist, ist dieser von dem zweiten Kommunikationskanal entkoppelt. Aufgrund der Druckdifferenz fließt ein Fluidstrom aus den Steuerraum 55 über den ersten Kommunikationskanal 26 und die Ablaufdrossel 25 im Drosselelement 21 und den zweiten Kommunikationskanal 27 in den Niederdruckraum 34 ab. Der Fluidfluss ist in 3 schematisch mit Hilfe der Pfeile P dargestellt. Dadurch, dass das Fluid aus dem Steuerraum 55 abfließt, verringert sich der Druck auf die Düsennadel 57 und die Düsennadel 57 öffnet sich. Der Fluidstrom durch die Ablaufdrossel 25 bestimmt in diesem Fall im Wesentlichen die Öffnungsgeschwindigkeit der Düsennadel 57.
  • Wird anschließend das Steuerventil 31 geschlossen, strömt Fluid über den Fluidzulauf 33, die Zulaufdrossel 32, den zweiten Kommunikationskanal 27, die Drosseleinheit 20 und den ersten Kommunikationskanal 26 in den Steuerraum 55. Dadurch, dass das Fluid in den Steuerraum 55 fließt, erhöht sich der Druck auf die Düsennadel 57 und die Düsennadel 57 schließt sich.
  • Nach dem Schließen des Steuerventils 31 steigt der Druck im zweiten Kommunikationskanal 27 an und zwischen dem ersten 26 und zweiten Kommunikationskanal 27 stellt sich eine Druckdifferenz ein, wodurch eine resultierende Kraft auf das Drosselelement 21 wirkt. Das Drosselelement 21 bewegt sich folglich axial in Richtung ersten Kommunikationskanal 26 und geht in die zweite Schaltstellung S2 über. Dadurch werden zusätzliche Strömungswege über den axialen 29 und radialen Strömungskanal 30 beziehungsweise die axialen 29 und radialen Strömungskanäle 30 freigegeben. Der Fluidfluss ist in 3 schematisch mit Hilfe der Pfeile P dargestellt.
  • Für den Fall, dass die axialen 29 und radialen Strömungskanäle 30 in der Form ausgebildet sind, dass der Gesamtwiderstand der Drosseleinheit 20 in der Schaltstellung S2 wesentlich kleiner ist als der Widerstand der Ablaufdrossel 25 und der Widerstand der Zulaufdrossel 32, entstehen durch die Drosseleinheit 20 nur geringe Drosselverluste. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Düsennadel 57 in die Schließstellung übergeht, ist in diesem Fall im Wesentlichen abhängig von dem Fluidstrom durch die Zulaufdrossel 32.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0767304 B1 [0003]

Claims (13)

  1. Injektorbaugruppe (14) für ein Einspritzventil (10) mit – einem Fluidzulauf (33), – einem Injektorkörper (37), – einem Steuerraum (55), der in dem Injektorkörper (37) ausgebildet ist, – einer Düsennadel (57), deren Stirnfläche an den Steuerraum (55) grenzt, deren Position abhängig von einem Druck in dem Steuerraum (55) einstellbar ist und die in einer Schließposition einen Fluidfluss durch mindestens ein Einspritzloch (61) unterbindet und diesen ansonsten freigibt, – einer Drosseleinheit (20), die aufweist ein schaltbares Drosselelement (21), einen ersten Kommunikationskanal (26), der die Drosseleinheit (20) mit dem Steuerraum (55) hydraulisch koppelt, und einen zweiten Kommunikationskanal (27), der die Drosseleinheit (20) mit einem Fluidzulauf (33) koppelt über eine Zulaufdrossel (32), – einem hydraulisch stromabwärts der Zulaufdrossel (32) angeordneten Steuerventil (31), das in seiner Schließstellung den zweiten Kommunikationskanal (27) hydraulisch entkoppelt von einem Niederdruckraum (34) und das außerhalb der Schließstellung den zweiten Kommunikationskanal (27) hydraulisch koppelt mit einem Niederdruckraum (34), – wobei das Drosselelement (21) derart ausgebildet ist, dass es sich bei einem höheren Druck in dem ersten Kommunikationskanal (26) als in dem zweiten Kommunikationskanal (27) in einer ersten Schaltstellung (S1) befindet mit einem vorgegebenen ersten Drosselwiderstand der Drosseleinheit (20) und dass es sich bei einem niedrigeren Druck im ersten Kommunikationskanal (26) als in dem zweiten Kommunikationskanal (27) in einer zweiten Schaltstellung (S2) befindet mit einem vorgegebenen zweiten Drosselwiderstand der Drosseleinheit (20) der sich von dem ersten Drosselwiderstand unterscheidet.
  2. Injektorbaugruppe (14) nach Anspruch 1, wobei die Drosseleinheit (20) einen Drosselkörper (17) aufweist, mit einer Ausnehmung des Drosselkörpers (17), in die einerseits der erste Kommunikationskanal (26) mündet und andererseits der zweite Kommunikationskanal (27) mündet, wobei das Drosselelement (21) axial beweglich ist in der Ausnehmung des Drosselkörpers (17).
  3. Injektorbaugruppe (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Drosselelement (21) eine Ablaufdrossel (25) aufweist, die ausgebildet ist als eine Ausnehmung, die das Drosselelement (21) in axialer Richtung bezüglich einer Längsachse (L) des Drosselelements (21) durchdringt und in der ersten Schaltstellung (S1) den ersten Drosselwiderstand bestimmt.
  4. Injektorbaugruppe (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in dem Drosselelement (21) eine Aussparung (19) ausgebildet ist an einem dem zweiten Kommunikationskanal (27) zugewandten axialen Ende des Drosselelements (21).
  5. Injektorbaugruppe (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in dem Drosselelement (21) eine topfförmige Ausnehmung (28) ausgebildet ist die sich hin zu dem zweiten Kommunikationskanal (27) öffnet.
  6. Injektorbaugruppe (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem Drosselelement (21) eine topfförmige Ausnehmung (28) ausgebildet ist, die sich hin zu dem ersten Kommunikationskanal (26) öffnet.
  7. Injektorbaugruppe (14) nach Anspruch 6, wobei in die topfförmige Ausnehmung (28) eine Rückstellfeder (18) eingebracht ist.
  8. Injektorbaugruppe (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in der Drosseleinheit (20) mindestens ein axialer Strömungskanal (29) ausgebildet ist, der bei der zweiten Schaltstellung (S2) des Drosselelements (21) mit dem ersten (26) und zweiten Kommunikationskanal (27) hydraulisch gekoppelt ist und in der ersten Schaltstellung (S1) von dem ersten und/oder zweiten Kommunikationskanal (26, 27) entkoppelt ist.
  9. Injektorbaugruppe (14) nach Anspruch 8, wobei in der Drosseleinheit (20) der mindestens eine axiale Strömungskanal (29) als Nut in dem Drosselkörper (17) ausgebildet ist.
  10. Injektorbaugruppe (14) nach Anspruch 8, wobei in der Drosseleinheit (20) der mindestens eine axiale Strömungskanal (29) ausgebildet ist als Abflachung im Drosselelement (21).
  11. Injektorbaugruppe (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in der Drosseleinheit (20) mindestens ein radialer Strömungskanal (30) ausgebildet ist zwischen einem dem ersten Kommunikationskanal (26) zugewandten axialen Ende des Drosselelements (21) und dem Drosselkörper (17) und der radiale Strömungskanal (30) hydraulisch gekoppelt ist mit dem ersten Kommunikationskanal (26) und mit mindestens einem der axialen Strömungskanäle (29).
  12. Injektorbaugruppe (14) nach Anspruch 11, wobei der mindestens eine radiale Strömungskanal (30) ausgebildet ist als Nut im Drosselelement (21).
  13. Injektorbaugruppe (14) nach Anspruch 11, wobei der mindestens eine radiale Strömungskanal (30) ausgebildet ist als Nut im Drosselkörper (17).
DE200910039609 2009-09-01 2009-09-01 Injektorbaugruppe mit Drosselelement Ceased DE102009039609A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910039609 DE102009039609A1 (de) 2009-09-01 2009-09-01 Injektorbaugruppe mit Drosselelement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910039609 DE102009039609A1 (de) 2009-09-01 2009-09-01 Injektorbaugruppe mit Drosselelement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009039609A1 true DE102009039609A1 (de) 2011-03-03
DE102009039609A8 DE102009039609A8 (de) 2011-06-01

Family

ID=43525188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910039609 Ceased DE102009039609A1 (de) 2009-09-01 2009-09-01 Injektorbaugruppe mit Drosselelement

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009039609A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010040989A1 (de) 2010-09-17 2012-03-22 Continental Automotive Gmbh Steuerventileinheit für einen Kraftstoffinjektor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02146255A (ja) * 1988-11-22 1990-06-05 Nippondenso Co Ltd 燃料噴射装置
JPH08296521A (ja) * 1995-02-28 1996-11-12 Isuzu Motors Ltd インジェクタの針弁制御装置
EP0767304B1 (de) 1995-10-04 1999-11-17 LUCAS INDUSTRIES public limited company Einspritzventil
WO2005019637A1 (de) * 2003-08-22 2005-03-03 Ganser-Hydromag Ag Pilotventil gesteuertes brennstoffeinspritzventil
DE102004057501A1 (de) * 2003-12-05 2005-07-07 Caterpillar Inc., Peoria Drei-Wege-Ventil und elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung, die dieses verwendet
DE102005032464A1 (de) * 2005-07-12 2007-01-25 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit Vorsteuerraum
WO2007098621A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-07 Ganser-Hydromag Ag Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02146255A (ja) * 1988-11-22 1990-06-05 Nippondenso Co Ltd 燃料噴射装置
JPH08296521A (ja) * 1995-02-28 1996-11-12 Isuzu Motors Ltd インジェクタの針弁制御装置
EP0767304B1 (de) 1995-10-04 1999-11-17 LUCAS INDUSTRIES public limited company Einspritzventil
WO2005019637A1 (de) * 2003-08-22 2005-03-03 Ganser-Hydromag Ag Pilotventil gesteuertes brennstoffeinspritzventil
DE102004057501A1 (de) * 2003-12-05 2005-07-07 Caterpillar Inc., Peoria Drei-Wege-Ventil und elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung, die dieses verwendet
DE102005032464A1 (de) * 2005-07-12 2007-01-25 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit Vorsteuerraum
WO2007098621A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-07 Ganser-Hydromag Ag Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010040989A1 (de) 2010-09-17 2012-03-22 Continental Automotive Gmbh Steuerventileinheit für einen Kraftstoffinjektor
WO2012035101A1 (de) 2010-09-17 2012-03-22 Continental Automotive Gmbh Steuerventileinheit für einen kraftstoffinjektor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009039609A8 (de) 2011-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2387661B1 (de) Kraftstoffinjektor für brennkraftmaschinen
DE102006055548A1 (de) Kraftstoffinjektor
EP1126160B1 (de) Einspritzventil für die Einspritzung von Kraftstoff in eine Verbrennungskraftmaschine
EP1640604A1 (de) Servoventil und Einspritzventil
EP1925812B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP1630409A1 (de) Servoventil und Einspritzventil
EP1354133B1 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung
EP1311755A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung
DE102008035087A1 (de) Einspritzventil
DE102004014198B3 (de) Servoventil und Einspritzventil
DE102009039609A1 (de) Injektorbaugruppe mit Drosselelement
DE10042309B4 (de) Zumessventil
EP2798192B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
EP1961953A1 (de) Mehrwegeventil
DE102007034319A1 (de) Injektor
DE102010043110A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE102005005713A1 (de) Düsenbaugruppe und Einspritzventil
DE102008000596A1 (de) Injektor
DE102009007213A1 (de) Injektorbaugruppe für ein Einspritzventil
DE102004036367B3 (de) Einspritzventil
DE102004060180B4 (de) Düsenbaugruppe und Einspritzventil
DE10300385B3 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit schnell schließendem 3/3-Wege-Steuerventil
DE102011051861A1 (de) Kraftstoff-Einspritzinjektor
DE102009051677B4 (de) Einspritzventil
DE102011082668A1 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8196 Reprint of faulty title page (publication) german patentblatt: part 1a6
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20120306