DE102010029607A1

DE102010029607A1 - Befüllung des Kopplerspaltvolumens mit Kraftstoff

Info

Publication number: DE102010029607A1
Application number: DE201010029607
Authority: DE
Inventors: Hans Brekle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2011-12-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor mit einem hydraulischen Kopplermodul 2, welches einen Kopplerkolben 11 und einen Ventilkolben 12 umfasst, die gemeinsam in einem Kopplerkörper 14 axial verschiebbar geführt sind und zwischen sich einen in radialer Richtung durch den Kopplerkörper 14 begrenzten Druckraum als Kopplerspalt 16 definieren, welcher über eine Zuführung mit Kraftstoff gefüllt ist, um eine axiale Bewegung des Kopplerkolbens 11 entsprechend eines Durchmesserverhältnisses von Ventilkolben 12 zu Kopplerkolben 11 in eine axiale Bewegung des Ventilkolbens 11 umzusetzen. Erfindungsgemäß wird ein Kraftstoffinjektor bereitgestellt, dessen Befüllung des Kopplerspalts 16 mit hydraulischem Medium verbessert ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Zuführung eine mit einer Hochdruckleitung 15 des Hochdrucksystems des Kraftstoffinjektors verschaltete Zuführleitung 17 ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor mit einem hydraulischen Kopplermodul, welches einen Kopplerkolben und einen Ventilkolben umfasst, die gemeinsam in einem Kopplerkörper axial verschiebbar geführt sind und zwischen sich einen in radialer Richtung durch den Kopplerkörper begrenzten Druckraum als Kopplerspalt definieren, welcher über eine Zuführung mit Kraftstoff gefüllt ist, um eine axiale Bewegung des Kopplerkolbens entsprechend eines Durchmesserverhältnisses von Ventilkolben zu Kopplerkolben in eine axiale Bewegung des Ventilkolbens umzusetzen.
Ein derartiger Kraftstoffinjektor ist aus der DE 10 2007 032 219 A1 bekannt. Dieser Kraftstoffinjektor weist ein Aktormodul auf, das über ein Kopplermodul auf ein Ventilelement wirkt. Das Kopplermodul weist einen Kopplerkolben und einen Ventilkolben auf, die beide in einem Kopplerkörper geführt sind. Ein zwischen dem Kopplerkolben und dem Ventilkoben befindlicher Druckraum, der einen Kopplerspalt definiert, wird über in den Führungen des Kopplerkolbens und des Ventilkolbens vorhandene Leckspalte mit Kraftstoff aus dem Niederdrucksystem des Kraftstoffinjektors gefüllt. Als Besonderheit weist der Ventilkolben eine Einkerbung auf, die eine ventilkolbenseitige Auflage für eine konisch gewickelte Ventilkolbenfeder bildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Kraftstoffinjektor bereitzustellen, dessen Befüllung des Kopplerspalts mit Kraftstoff verbessert ist.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Zuführung einer mit einer Hochdruckleitung des Hochdrucksystems des Kraftstoffinjektors verschaltete Zuführleitung ist. Dabei geht der Erfindungsgegenstand von der Erkenntnis aus, dass es für einen störungsfreien Betrieb eines Kraftstoffinjektors wesentlich ist, dass nach einer Einspritzung eines dann eventuell wieder zu befüllenden oder aufzufüllenden Kopplerspalts wichtig ist, dass dieser Vorgang bei allen Betriebssituationen zuverlässig erfolgt. Dies wird durch die Ausbildung der Zuführung als konkrete Zuführleitung, die zudem mit der Hochdruckleitung des Kraftstoffinjektors verschaltet ist, sicher erreicht. Dabei kann die hydraulische Übersetzung in dem Kopplermodul wie bisher gewählt werden. Der Durchmesser des Ventilkolbens wird dabei so klein gewählt, dass ein von dem Ventilkolben betätigtes Steuerventil nicht schon allein durch den Druck in dem Kopplerspalt geöffnet wird. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind:

– auf das Niederdrucksystem kann zumindest hinsichtlich der Befüllung des Kopplerspalts verzichtet werden,
– es sind keine Druckhalteventile oder Drosseln in dem Niederdrucksystem erforderlich,
– Rücklaufstecker des Niederdrucksystems werden geringer belastet,
– die Niederdruck-Steuermenge des Steuerventils kann über einen einfachen Schlauch abgeführt werden,
– die Steuerventilöffnungskraft kann minimiert werden,
– das Steuerventil ist druckentlastet,
– der Hochdruck kann deutlich über 2500 bar sein,
– auf eine Bypassfunktion muss nicht verzichtet werden,
– die Druckbelastung für eine Membran zwischen Aktormodul und Kopplermodul kann minimiert werden,
– die Druckbelastung für eine Aktorhülse des Aktormoduls kann minimiert werden,
– es wird nur auf bewährte Prozesse zurückgegriffen,
– der Kraftstoffinjektor kann in seiner heutigen Form erhalten bleiben.

In Weiterbildung der Erfindung mündet die Zuführleitung in den Führungsspalt zwischen dem Kopplerkolben und/oder dem Ventilkolben und dem Kopplerkörper. Von dort wird der Kraftstoff durch den Führungsspalt in den Kopplerspalt weitergeleitet. Dadurch ist eine Entkopplung der Hochdruckleitung von dem Kopplerspalt gegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der einzigen Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
Ausführungsform der Erfindung
Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen steuerventilseitigen Abschnitt eines Kraftstoffinjektors für ein Common-Rail-System einer Dieseleinspritzung für einen selbstzündenden Verbrennungsmotor. In einem Haltekörper 1 ist ein elektrisch betätigtes Aktormodul eingesetzt, das von einem elektronischen Motorsteuergerät entsprechend den Bedieneranforderungen betätigt wird. Das Aktormodul ist bevorzugt ein Piezo-Aktor. Über einen Betätigungskörper 20 wirkt das Aktormodul mit einem Kopplermodul 2 zusammen, das wiederum über eine Betätigungsnase 3 mit einem Ventilbolzen 4 zusammenwirkt, der in einer Dichthülse 5 gegen die Kraft einer Ventilfeder 6 längsbewegbar angeordnet ist. Der Ventilbolzen 4 weist eine Dichtfläche 7 auf, die im geschlossenen Zustand des so gebildeten Steuerventils mit einer in einer Ventilplatte 9 eingearbeiteten Sitzfläche 8 dichtend zusammenwirkt und das eigentliche Steuerventil bildet. In der Ventilplatte 9 ist unterhalb der Sitzfläche 8 ein Ventilraum 10 gebildet, der die in der Ventilplatte 9 fest eingesetzte Dichthülse 5 teilweise umgebend bis zu einem drosselplattenseitigen Ende der Ventilplatte 9 reicht.
In dem geschalteten Zustand des Aktormoduls wird über das Kopplermodul 2 durch die Betätigungsnase 3 der Ventilbolzen 4 in Richtung zu der an die Ventilplatte 9 angrenzende Drosselplatte bewegt und hebt die Dichtfläche 7 des Ventilbolzens 4 von der Sitzfläche 8 der Ventilplatte 9 ab, so dass eine Strömungsverbindung zwischen dem Ventilraum 10 und einem in dem Haltekörper 1 gebildeten Niederdruckraum, der Teil eines Rücklaufsystems für Kraftstoff ist, gebildet ist. Dadurch wird der in dem Ventilraum herrschende Hochdruck des Kraftstoffs ebenso wie der in einen mit dem Ventilraum verbundenen Steuerraums abgesenkt und dadurch eine mit dem Steuerraum hydraulisch zusammenwirkende Ventilnadel des Kraftstoffinjektors in eine Kraftstoff in einen Brennraum des Verbrennungsmotors einspritzende Stellung bewegt.
Das Kopplermodul 2 weist einen Kopplerkolben 11 und einen Ventilkolben 12 auf, die in einem Kopplerkörper 14 axial verschiebbar geführt sind. Zwischen dem Kopplerkolben 11 und dem Ventilkolben 12 ist ein kraftstoffbefüllter Kopplerspalt 16 angeordnet. Die Befüllung des Kopplerspaltvolumens 16 mit Kraftstoff erfolgt von einer Hochdruckleitung 15 aus, die wie das Aktormodul und das Kopplermodul 2 in einem Haltekörper 1 angeordnet ist. An diesen Haltekörper 1 sind mittels einer Spannmutter 13 die Ventilplatte 9, die Drosselplatte und die eigentliche Injektoreinheit mit der Ventilnadel befestigt.
Die Hochdruckleitung 15 ist mit einer Zuführleitung 17 verschaltet, die durch den Kopplerkörper 14 hindurchgeführt ist und in dem Ausführungsbeispiel in den Führungsspalt zwischen dem Ventilkolben 12 und dem Kopplerkörper 14 mündet. Von dort wird der Kraftstoff durch den Führungsspalt bis in das Kopplerspaltvolumen 16 weitergeleitet.
An einem Absatz des Kopplerkörpers 14 stützt sich eine Vorspannfeder 18 ab, die über eine Scheibe 19 den Kopplerkolben 11 gegen den Betätigungskörper 20 des Aktormoduls drückt. Der Ventilkolben 12 wird von einer Ventilkolbenfeder 21, die sich ebenfalls an dem Kopplerkörper 14 und einem an dem Ventilkolben 12 befestigten Haltekörper 22 abstützt, in Richtung zu dem Ventilbolzen 4 gedrückt. Die Federräume der Vorspannfeder 18 und der Ventilkolbenfeder 21 sind miteinander und weiterhin mit dem Niederdrucksystem des Kraftstoffinjektors verbunden. Die Zuführleitung 17 ist so in den Kopplerkörper 14 eingelassen, dass ein Abströmen von Kraftstoff in das Niederdrucksystem ausgeschlossen ist. Weiterhin können der Kopplerkörper 14 und die Ventilplatte 9 einstückig ausgebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007032219 A1 [0002]

Claims

Kraftstoffinjektor mit einem hydraulischen Kopplermodul (2), welches einen Kopplerkolben (11) und einen Ventilkolben (12) umfasst, die gemeinsam in einem Kopplerkörper (14) axial verschiebbar geführt sind und zwischen sich einen in radialer Richtung durch den Kopplerkörper (14) begrenzten Druckraum als Kopplerspalt (16) definieren, welcher über eine Zuführung mit Kraftstoff gefüllt ist, um eine axiale Bewegung des Kopplerkolbens (11) entsprechend eines Durchmesserverhältnisses von Ventilkolben (12) zu Kopplerkolben (11) in eine axiale Bewegung des Ventilkolbens (11) umzusetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung eine mit einer Hochdruckleitung (15) des Hochdrucksystems des Kraftstoffinjektors verschaltete Zuführleitung (17) ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung (17) in den Führungsspalt zwischen dem Kopplerkolben (11) und/oder dem Ventilkolben (12) und dem Kopplerkörper (14) mündet.