DE102010029257A1 - Injector for use with pressure booster, particularly for fuel injection system, has valve seat, over which pressure medium is discharged by controlling valve element in direction of low-pressure connection of pressure reducing valve - Google Patents

Injector for use with pressure booster, particularly for fuel injection system, has valve seat, over which pressure medium is discharged by controlling valve element in direction of low-pressure connection of pressure reducing valve Download PDF

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Abstract

The injector (1) has a valve seat (22), over which a pressure medium is discharged by controlling a valve element (23) in the direction of a low-pressure connection of a pressure reducing valve (10). The pressure medium stands under pressure. The pressure reducing device is formed in the form of an ejector.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Injektor mit einem Druckübersetzer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an injector with a pressure booster according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Injektor ist das der DE 10 2005 030 220 A1 der Anmelderin bekannt. Hierbei ist der Rücklaufbereich des Druckübersetzers mit einem Ventilsitz eines Ventilglieds in Wirkverbindung geschaltet, das einen unter Raildruck stehenden Bereich von dem Rücklaufbereich trennt. Nachteilig dabei ist, dass aufgrund des starken Druckabfalls am Ventilglied in dessen Öffnungsstellung in Verbindung mit aus geometrischen Gründen oftmals erforderlichen relativ starken Umlenkungen des Strömungskanals es zu Kavitationen kommt. Diese Kavitationen können eine Kavitationserosion zur Folge haben und sie entstehen insbesondere durch Druckspitzen in Folge einer gleichzeitigen Ansteuerung aller Injektoren in einem Kraftstoffeinspritzsystem.Such an injector is that of DE 10 2005 030 220 A1 the applicant known. In this case, the return region of the pressure booster is connected in operative connection with a valve seat of a valve member which separates a region under rail pressure from the return region. The disadvantage here is that due to the strong pressure drop on the valve member in its open position in conjunction with geometric reasons often required relatively strong deflections of the flow channel it comes to cavitation. These cavitations can result in cavitation erosion and result in particular from pressure peaks as a result of simultaneous activation of all injectors in a fuel injection system.

Um die angesprochenen Druckspitzen zumindest abzuschwächen ist es daher bereits bekannt, den Rücklaufkanal im Druckübersetzer in Wirkverbindung mit einer Zahnradpumpe anzuordnen, die die Druckspitzen durch Absaugen des Kraftstoffs verhindern bzw. abmindern. Dadurch lassen sich mögliche Kavitationsschäden in Form von Kavitationserosion am Ventilsitz des Ventilglieds vermeiden. Der konstruktive und herstellungstechnische Aufwand des bekannten Injektors ist jedoch durch die zusätzliche Zahnradpumpe relativ hoch.In order to at least mitigate the mentioned pressure peaks, it is therefore already known to arrange the return passage in the pressure booster in operative connection with a gear pump, which prevent or reduce the pressure peaks by sucking off the fuel. This avoids possible cavitation damage in the form of cavitation erosion on the valve seat of the valve member. However, the design and manufacturing complexity of the known injector is relatively high due to the additional gear pump.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Injektor mit einem Druckübersetzer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass auf eine Absaugung von Kraftstoff aus dem Strömungskanal mittels einer Pumpe, insbesondere mittels einer Zahnradpumpe, entweder vollständig verzichtet oder zumindest die erforderliche Saugleistung erheblich verringert werden kann. Diese Aufgabe wird mit einem Injektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, die beim Stand der Technik in Form einer Pumpe mit dem Strömungskanal in Wirkverbindung angeordnete Druckreduzierungseinrichtung in Form wenigstens einer Saugstrahlpumpe auszubilden. Eine derartige Saugstrahlpumpe ist mit relativ geringem konstruktivem Aufwand realisierbar, sodass sich der zusätzliche Aufwand durch eine separate Pumpe, insbesondere eine Zahnradpumpe, vermeiden lässt bzw. eine in ihrer Baugröße und somit Kosten deutlich reduzierte Pumpe einsetzen lässt.Based on the illustrated prior art, the present invention seeks to further develop an injector with a pressure booster according to the preamble of claim 1 such that on a suction of fuel from the flow channel by means of a pump, in particular by means of a gear pump, either completely omitted or at least the required suction power can be significantly reduced. This object is achieved with an injector having the features of claim 1. The invention is based on the idea of forming in the prior art in the form of a pump in operative connection with the flow channel pressure reducing device in the form of at least one suction jet pump. Such a suction jet pump can be realized with relatively little design effort, so that the additional effort by a separate pump, in particular a gear pump, can be avoided or can be used in their size and thus cost significantly reduced pump.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Injektors mit einem Druckübersetzer sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.Advantageous developments of the injector according to the invention with a pressure booster are given in the dependent claims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.

Besonders vorteilhaft ist die Anordnung bzw. Ausbildung der Saugstrahlpumpe, wenn diese einen düsenartigen Auslass aufweist, der in Wirkverbindung mit einem Umlenkbereich für das Druckmittel im Strömungskanal angeordnet ist.Particularly advantageous is the arrangement or design of the suction jet pump, if this has a nozzle-like outlet, which is arranged in operative connection with a deflection region for the pressure medium in the flow channel.

Besonders einfach lässt sich die Funktion der Saugstrahlpumpe darstellen, wenn die Saugstrahlpumpe mit unter Hochdruck, insbesondere mit unter Raildruck, stehenden Druckmittel gekoppelt ist. Man nutzt somit das unter Raildruck stehende Druckmittel des Kraftstoffeinspritzsystems zum Betrieb der Saugstrahlpumpe aus, sodass keinerlei zusätzliche Einrichtungen zur Erzeugung eines unter Druck stehenden Druckmittels erforderlich sind.The function of the suction jet pump can be represented particularly simply if the suction jet pump is coupled with pressurized fluid under high pressure, in particular under rail pressure. Thus, the pressure medium of the fuel injection system that is under rail pressure is used to operate the ejector pump, so that no additional means for generating a pressurized pressure medium are required.

Je nach Auslegung der Saugstrahlpumpe bzw. der geometrischen Gegebenheiten des Druckübersetzers kann es darüber hinaus vorteilhaft sein, dass der Druckübersetzer zusätzlich eine mechanisch betriebene Saugeinrichtung, insbesondere eine Zahnradpumpe, umfasst. Eine derartige Saugeinrichtung unterstützt die Tätigkeit der Saugstrahlpumpe, sodass ein besonders sicherer bzw. kavitationsfreier Betrieb des Druckübersetzers des Injektors ermöglicht wird.Depending on the design of the suction jet pump or the geometric conditions of the pressure booster, it may also be advantageous that the pressure booster additionally comprises a mechanically operated suction device, in particular a gear pump. Such a suction device supports the activity of the suction jet pump, so that a particularly safe or cavitation-free operation of the pressure booster of the injector is made possible.

Ein besonders kompakter Aufbau der Saugstrahlpumpe lässt sich erzielen, wenn diese zumindest teilweise in einer im Gehäuse angeordneten Ventilplatte ausgebildet ist, in der auch der Ventilsitz angeordnet ist. Da die Ventilplatte zur Ausbildung des Ventilsitzes mechanisch bearbeitet wird, kann somit die Saugstrahlpumpe während der Fertigung des Ventilsitzes in der Ventilplatte ausgebildet werden.A particularly compact construction of the suction jet pump can be achieved if it is at least partially formed in a housing arranged in the valve plate in which the valve seat is arranged. Since the valve plate is machined to form the valve seat, thus, the suction jet pump can be formed during the manufacture of the valve seat in the valve plate.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings.

Diese zeigen in:These show in:

1 einen Längsschnitt durch einen Injektor mit einem Druckübersetzer im Wesentlichen im Bereich seines Druckübersetzers nach dem Stand der Technik, 1 a longitudinal section through an injector with a pressure booster substantially in the region of its pressure booster according to the prior art,

2 eine Teilansicht des Druckübersetzers gemäß 1 bei einer erfindungsgemäßen Abwandlung unter Verwendung zweier Saugstrahlpumpen, 2 a partial view of the pressure intensifier according to 1 in a modification according to the invention using two suction jet pumps,

3 eine Einzelheit der 2 im vergrößerten Maßstab und 3 a detail of 2 on an enlarged scale and

4 den Bereich einer Ventilplatte bei einem erfindungsgemäßen Injektor in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung. 4 the area of a valve plate in an injector according to the invention in a perspective, partially sectioned view.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit identischen Bezugsziffern versehen.The same components or components with the same function are provided in the figures with identical reference numerals.

In der 1 ist ein Druckübersetzer 10 dargestellt. Der Druckübersetzer 10 ist Bestandteil eines nicht näher dargestellten Injektors 1 eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines sogenannten Common-Rail-Einspritzssystems.In the 1 is a pressure intensifier 10 shown. The pressure intensifier 10 is part of an injector, not shown 1 a fuel injection system, in particular a so-called common rail injection system.

Bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus eines derartigen Injektors 1 mit Druckübersetzer 10 und dessen Funktionsweise wird auf die DE 10 2005 030 220 A1 der Anmelderin verwiesen, die insofern Bestandteil dieser Anmeldung sein soll.Regarding the basic structure of such an injector 1 with pressure intensifier 10 and its operation is on the DE 10 2005 030 220 A1 referred to the applicant, which should be part of this application.

Der Druckübersetzer 10 weist ein im Wesentlichen hülsenförmiges erstes Gehäuseteil 11 auf, das eine Sacklochbohrung 12 aufweist, in dem ein Übersetzerkolben 13 gleitend geführt ist. Der Übersetzerkolben 13 ist über eine Druckfeder 14, die einem zweiten Gehäuseteil 15 angeordnet ist, in Richtung des Grundes der Sacklochbohrung 12 kraftbeaufschlagt. In dem Übersetzerkolben 13 ist ferner eine durchgehende Längsbohrung 16 ausgebildet, an deren dem ersten Gehäuseteil 11 zugewandten Ende ein Ventileinsatz 17 angeordnet ist. Der Ventileinsatz 17 bildet zusammen mit einem als Ventilkugel 18 ausgebildeten Dichtelement einen Dichtsitz 19 aus. Der Grund der Sacklochbohrung 12 hat über eine Verbindungsbohrung 21 zumindest mittelbar Verbindung, insbesondere mit Hochdruckbereich des Injektors 1 im Bereich dessen Einspritzmoduls. Ferner ist die Längsbohrung 16 über nicht dargestellte Verbindungskanäle mit einem Rail verbunden, über den die Injektoren 1 des Kraftstoffeinspritzsystems mit Kraftstoff versorgt werden. Beim Betrieb des Druckübersetzers 10 ist es in bestimmten Betriebsstellungen erforderlich, den Druck im Hochdruckbereich des Injektors 1 abzubauen. Hierzu ist auf der der Ventilkugel 18 gegenüberliegenden Seite des Übersetzerkolbens 13 an einer Ventilplatte 26 ein weiterer Ventilsitz 22 ausgebildet.The pressure intensifier 10 has a substantially sleeve-shaped first housing part 11 on, a blind hole 12 in which a booster piston 13 is guided in a sliding manner. The translator piston 13 is via a compression spring 14 that is a second housing part 15 is arranged, in the direction of the bottom of the blind hole 12 with force. In the translator piston 13 is also a continuous longitudinal bore 16 formed, at whose the first housing part 11 facing the end of a valve core 17 is arranged. The valve insert 17 forms together with one as a valve ball 18 trained sealing element a sealing seat 19 out. The reason of the blind hole drilling 12 has a connection hole 21 at least indirectly connection, in particular with high-pressure region of the injector 1 in the area of its injection module. Furthermore, the longitudinal bore 16 connected via connecting channels, not shown, with a rail through which the injectors 1 fueled by the fuel injection system. During operation of the pressure intensifier 10 It is necessary in certain operating positions, the pressure in the high pressure area of the injector 1 dismantle. This is on the valve ball 18 opposite side of the booster piston 13 on a valve plate 26 another valve seat 22 educated.

Der weitere Ventilsitz 22 wirkt mit einem Ventilglied 23 zusammen, das bei einem bestimmten Überdruck öffnet und den auf der einen Seite 24 anstehenden Druck des Kraftstoffes über insbesondere im zweiten Ventilkörper 15 ausgebildete Strömungskanäle 25 einem Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems zuführt. Der Ventilsitz 22 ist in der insbesondere scheibenförmigen Ventilplatte 26 angeordnet, in der auch im Ausführungsbeispiel zwei, um 180° zueinander versetzt angeordnete und senkrecht zur Längserstreckung des Druckübersetzers 10 verlaufende erste Bereiche 28 des Strömungskanals 25 ausgebildet sind. Die ersten Bereiche 28 gehen über Umlenkbereiche 29 in zweite Bereiche 30 des jeweiligen Strömungskanals 25 über, die mit dem Kraftstoffrücklauf verbunden sind und in dem zweiten Ventilkörper 22 ausgebildet sind.The other valve seat 22 acts with a valve member 23 together, which opens at a certain overpressure and the one on one side 24 Pending pressure of the fuel over in particular in the second valve body 15 trained flow channels 25 a low pressure region of the fuel injection system supplies. The valve seat 22 is in the particular disk-shaped valve plate 26 arranged, in the embodiment also two, offset by 180 ° to each other and arranged perpendicular to the longitudinal extent of the pressure booster 10 running first areas 28 of the flow channel 25 are formed. The first areas 28 go over deflection areas 29 in second areas 30 of the respective flow channel 25 over, which are connected to the fuel return and in the second valve body 22 are formed.

Ein soweit beschriebener Injektor 1 mit einem Druckübersetzer 10 ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt und wird auch bei der Erfindung angewendet.An injector described so far 1 with a pressure intensifier 10 is already known from the prior art and is also used in the invention.

In den 2 bis 4 ist nun die erfindungsgemäße Modifikation des Druckübersetzers 10 dargestellt. Insbesondere aus einer Zusammenschau der 2 bis 4 erkennt man, dass in der Ventilplatte 26 zwei Saugstrahlpumpen 32 und 33 angeordnet bzw. ausgebildet sind, die über einen Verbindungskanal 34 (siehe 4) miteinander gekoppelt sind, wobei der Verbindungskanal 34 wiederum mit der Hochdruckseite des Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere mit dem Rail, gekoppelt ist. Die beiden, um 180° zur Längsachse des Druckübersetzers 10 zueinander versetzt angeordneten Saugstrahlpumpen 32 und 33 weisen Düsen 35, 36 auf, die im Umlenkbereich 29 angeordnet sind und in Strömungsrichtung des Kraftstoffs in Richtung des zweiten Bereichs 30 ausgerichtet sind. Über die beiden Saugstrahlpumpen 32 und 33 wird somit in den Umlenkbereich 29 eine zusätzliche, in Richtung der zweiten Bereiche 30 weisende Strömung erzeugt, die den über den Ventilsitz 22 in den ersten Bereich 28 ausströmenden Kraftstoff mitreißt und in Richtung des Rücklaufes fördert.In the 2 to 4 is now the modification of the pressure intensifier according to the invention 10 shown. In particular, from a synopsis of 2 to 4 you can see that in the valve plate 26 two suction jet pumps 32 and 33 are arranged or formed, which via a connecting channel 34 (please refer 4 ) are coupled together, wherein the connecting channel 34 in turn coupled to the high pressure side of the fuel injection system, in particular to the rail. The two, 180 ° to the longitudinal axis of the intensifier 10 mutually offset suction jet pumps 32 and 33 have nozzles 35 . 36 on, in the deflection area 29 are arranged and in the flow direction of the fuel in the direction of the second region 30 are aligned. About the two suction jet pumps 32 and 33 is thus in the deflection 29 an additional, towards the second areas 30 pointing flow generated by the over the valve seat 22 in the first area 28 entrains escaping fuel and promotes in the direction of the return.

In den 2 und 3 erkennt man insbesondere den von den beiden Saugstrahlpumpen 32 und 33 erzeugten Strahl 37, 38, der aufgrund seiner relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit den über den Ventilsitz 22 in den ersten Bereich 28 einströmenden Kraftstoff in Richtung des Rücklaufes mitreißt.In the 2 and 3 one recognizes in particular that of the two suction jet pumps 32 and 33 generated beam 37 . 38 , because of its relatively high flow velocity over the valve seat 22 in the first area 28 entraining fuel entrains in the direction of the return.

Zur Unterstützung der Wirkung der beiden Saugstrahlpumpen 32 und 33 kann es darüber hinaus vorgesehen sein, den Rücklaufbereich des Druckübersetzers 10, d. h. die zweiten Bereiche 30, zusätzlich in Wirkverbindung mit einer weiteren Fördereinrichtung für Kraftstoff, insbesondere einer als Zahnradpumpe ausgebildeten mechanisch wirkenden Pumpe, anzuordnen.To support the effect of the two suction jet pumps 32 and 33 In addition, it may be provided, the return area of the pressure booster 10 ie the second areas 30 additionally to be arranged in operative connection with a further conveying device for fuel, in particular a mechanically acting pump designed as a gear pump.

Das soweit beschriebene Injektor 1 mit einem Druckübersetzer 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The injector described so far 1 with a pressure intensifier 10 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005030220 A1 [0002, 0018] DE 102005030220 A1 [0002, 0018]

Claims (8)

Injektor (1) mit einem Druckübersetzer (10), insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem, mit einem Ventilsitz (22), über den unter Druck stehendes Druckmittel durch Ansteuerung eines Ventilgliedes (23) in Richtung eines Niederdruckanschlusses des Druckminderventils (10) abführbar ist, wobei in einem Gehäuseteil (15) zwischen dem Ventilsitz (22) und dem Niederdruckanschluss wenigstens ein Strömungskanal (25) für das abströmende Druckmittel ausgebildet ist und, wobei der wenigstens eine Strömungskanal (25) in Wirkverbindung mit einer Druckreduzierungseinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckreduzierungseinrichtung in Form wenigstens einer Saugstrahlpumpe (32, 33) ausgebildet ist.Injector ( 1 ) with a pressure intensifier ( 10 ), in particular for a fuel injection system, with a valve seat ( 22 ), via the pressure medium under pressure by driving a valve member ( 23 ) in the direction of a low pressure port of the pressure reducing valve ( 10 ) is dissipatable, wherein in a housing part ( 15 ) between the valve seat ( 22 ) and the low pressure port at least one flow channel ( 25 ) is formed for the outflowing pressure medium and, wherein the at least one flow channel ( 25 ) is arranged in operative connection with a pressure reducing device, characterized in that the pressure reducing device in the form of at least one suction jet pump ( 32 . 33 ) is trained. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (32, 33) einen düsenartigen Auslass (35, 36) aufweist, der in Wirkverbindung mit einem Umlenkbereich (29) für das Druckmittel im Strömungskanal (25) angeordnet ist.Injector according to claim 1, characterized in that the suction jet pump ( 32 . 33 ) a nozzle-like outlet ( 35 . 36 ) in operative connection with a deflection region ( 29 ) for the pressure medium in the flow channel ( 25 ) is arranged. Injektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkbereich (29) die Strömung des Druckmittels um etwa 90° umlenkt und, dass der Auslass (35, 36) im Umlenkbereich (29) mit dem Strömungskanal (25) in Strömungsrichtung des Druckmittels ausgerichtet ist.Injector according to claim 2, characterized in that the deflection region ( 29 ) deflects the flow of the pressure medium by about 90 ° and that the outlet ( 35 . 36 ) in the deflection area ( 29 ) with the flow channel ( 25 ) is aligned in the flow direction of the pressure medium. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (32, 33) mit unter Hochdruck, insbesondere mit unter Raildruck, stehendem Druckmittel betrieben ist.Injector according to one of claims 1 to 3, characterized in that the suction jet pump ( 32 . 33 ) is operated under high pressure, in particular under rail pressure, standing pressure medium. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckreduzierungseinrichtung zusätzlich eine mechanisch betriebene Saugeinrichtung, insbesondere eine Zahnradpumpe, umfasst.Injector according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure reduction device additionally comprises a mechanically operated suction device, in particular a gear pump. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (32, 33) zumindest teilweise in einer mit dem Gehäuseteil (15) verbundenen Ventilplatte (26) ausgebildet ist, in der auch der Ventilsitz (22) angeordnet ist.Injector according to one of claims 1 to 5, characterized in that the suction jet pump ( 32 . 33 ) at least partially in one with the housing part ( 15 ) connected valve plate ( 26 ) is formed, in which also the valve seat ( 22 ) is arranged. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Saugstrahlpumpen (32, 33) vorgesehen sind, die zur Längsachse des Druckübersetzers (10), insbesondere in gleichen Winkelabständen, zueinander versetzt angeordnet sind.Injector according to one of claims 1 to 6, characterized in that a plurality of suction jet pumps ( 32 . 33 ) are provided, which to the longitudinal axis of the pressure booster ( 10 ), in particular at equal angular intervals, are arranged offset to one another. Injektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlpumpen (32, 33) einen gemeinsamen Zulaufkanal (34) aufweisen.Injector according to claim 7, characterized in that the jet pumps ( 32 . 33 ) a common inlet channel ( 34 ) exhibit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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