DE102010038451A1 - Fuel injector - Google Patents
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Abstract
Ein Brennstoffeinspritzventil (1), das insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dient, umfasst ein Steuerventil (30) und einen Steuerraum (27), wobei der Steuerraum (27) über eine Ablaufbohrung (34) mit einem Ventilraum (31) des Steuerventils (30) verbunden ist, wobei das Steuerventil (30) einen Ventilbolzen (38) und ein in dem Ventilraum (31) angeordnetes Federelement (45) aufweist. Hierbei weist der Ventilbolzen (38) einen Ventilkörper (39) auf, der mit einer Ventilsitzfläche (40) zu einem Dichtsitz (41) zusammen wirkt, wobei über den Dichtsitz (41) ein Brennstofffluss aus dem Ventilraum (31) steuerbar ist. Ferner ist eine Zwischenplatte (8) vorgesehen, die eine Führungsbohrung (51) aufweist. Der Ventilbolzen (38) ist abschnittsweise in der Führungsbohrung (51) geführt. Hierbei begrenzt eine Seite (12) der Zwischenplatte (8) den Ventilraum (31). Hierdurch ist eine zuverlässige Führung des Ventilbolzens (38) mit dem Ventilkörper (39) gewährleistet, so dass insbesondere ein Verkippen des Ventilbolzens (38) und somit eine auftretende Leckage verhindert sind.A fuel injection valve (1), which is used in particular as an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines, comprises a control valve (30) and a control chamber (27), the control chamber (27) having a drain hole (34) with a valve chamber (31) of the control valve (30), the control valve (30) having a valve pin (38) and a spring element (45) arranged in the valve chamber (31). Here, the valve pin (38) has a valve body (39) which interacts with a valve seat surface (40) to form a sealing seat (41), with a fuel flow from the valve chamber (31) being controllable via the sealing seat (41). An intermediate plate (8) is also provided, which has a guide bore (51). The valve pin (38) is guided in sections in the guide bore (51). One side (12) of the intermediate plate (8) delimits the valve chamber (31). This ensures reliable guidance of the valve pin (38) with the valve body (39), so that in particular tilting of the valve pin (38) and thus any leakage are prevented.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Injektoren für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.The invention relates to a fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines. Specifically, the invention relates to the field of injectors for fuel injection systems of air compressing, self-igniting internal combustion engines.
Aus der
Zur Darstellung eines Injektors mit druckausgeglichenem Schaltventil ist es denkbar, dass der Ventilbolzen in einer in dem Ventilraum angeordneten Dichthülse geführt ist und der Druckausgleich zum Niederdruck anstelle des Bypasses realisiert wird. Bei dieser Ausgestaltung besteht allerdings der Nachteil, dass die Dichthülse kippen oder von einer benachbarten Platte abheben kann, was zu einer plötzlichen Leckage und zu unerwünschten Funktionsstörungen des Injektors führt. Außerdem kann durch einen Axialversatz ein Schließverhalten des Schaltventils beeinträchtigt sein.To depict an injector with a pressure compensated switching valve, it is conceivable that the valve pin is guided in a sealing sleeve arranged in the valve chamber and the pressure equalization to the low pressure is realized instead of the bypass. In this embodiment, however, there is the disadvantage that the sealing sleeve can tilt or lift off from an adjacent plate, resulting in a sudden leakage and unwanted malfunction of the injector. In addition, a closing behavior of the switching valve may be impaired by an axial offset.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und eine verbesserte Wirkungsweise ermöglicht sind. Speziell ist eine zuverlässige Funktionsweise des Steuerventils über die Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils gewährleistet. Außerdem kann ein Volumen des Ventilraums des Steuerventils verringert werden, wodurch eine abgesteuerte Steuermenge reduziert und ein Ansprechen der Ventilnadel verbessert sind.The fuel injection valve according to the invention with the features of
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous developments of the fuel injection valve specified in
In vorteilhafter Weise ist eine Stirnfläche eines in der Führungsbohrung der Zwischenplatte geführten Abschnitts des Ventilbolzens in einem Niederdruckraum angeordnet. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass der Niederdruckraum, in dem die Stirnfläche des Ventilbolzens angeordnet ist, zumindest teilweise durch eine Ausnehmung in der Zwischenplatte gebildet ist, die an die Führungsbohrung der Zwischenplatte angrenzt. Somit ist der Ventilbolzen an seiner Stirnfläche druckentlastet. Ferner kann der Ventilbolzen an der der Stirnfläche abgewandten Seite des Ventilkörpers innerhalb des Dichtsitzes druckentlastet sein, so dass zumindest näherungsweise ein druckausgeglichenes Steuerventil realisierbar ist. Somit kann durch relativ geringe Verstellkräfte eine Betätigung des Steuerventils erfolgen.Advantageously, an end face of a guided in the guide bore of the intermediate plate portion of the valve pin is arranged in a low pressure space. In this case, it is further advantageous that the low-pressure space in which the end face of the valve pin is arranged is at least partially formed by a recess in the intermediate plate, which adjoins the guide bore of the intermediate plate. Thus, the valve pin is relieved of pressure on its end face. Furthermore, the valve pin may be pressure-relieved on the side of the valve body facing away from the end face within the sealing seat, so that at least approximately a pressure-balanced control valve can be realized. Thus, actuation of the control valve can be effected by relatively small adjusting forces.
Vorteilhaft ist es auch, dass die Ablaufbohrung zumindest abschnittsweise in der Zwischenplatte ausgestaltet ist. Speziell kann die Ablaufbohrung als Drosselbohrung ausgestaltet sein. Die Drossel kann hierbei in der Zwischenplatte ausgestaltet sein. Möglich ist es auch, dass die Drossel der Drosselbohrung in einer anderen, insbesondere einer angrenzenden, Platte ausgestaltet ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass eine Füllbohrung vorgesehen ist, die den Ventilraum mit einem Brennstoffraum verbindet und dass die Füllbohrung zumindest abschnittsweise in der Zwischenplatte ausgestaltet ist. Hierbei kann eine Drossel der Füllbohrung in der Zwischenplatte ausgestaltet sein. Hierdurch ergibt sich ein kompakter Aufbau. Alternativ ist es auch möglich, dass auf eine Füllbohrung verzichtet wird und dass eine Füllung des Ventilraums ausschließlich über die Ablaufbohrung erfolgt. Dies ist durch die platzoptimierte Ausgestaltung des Steuerventils möglich, bei der ein kleines Volumen des Ventilraums realisierbar ist. Somit kann ein vorteilhaftes Schaltverhalten gegebenenfalls auch ohne eine Füllbohrung erzielt werden, um beispielsweise ein schnelles Schließen einer Düsennadel durch raschen Druckaufbau im Steuerraum zu erzielen.It is also advantageous that the drain hole is at least partially configured in the intermediate plate. Specifically, the drain hole may be configured as a throttle bore. The throttle can be configured in the intermediate plate. It is also possible that the throttle of the throttle bore is configured in another, in particular an adjacent, plate. Furthermore, it is advantageous that a filling bore is provided which connects the valve space with a fuel space and that the filling bore is at least partially configured in the intermediate plate. In this case, a throttle of the filling bore can be configured in the intermediate plate. This results in a compact design. Alternatively, it is also possible that is dispensed with a filling bore and that a filling of the valve chamber takes place exclusively via the drain hole. This is possible by the space-optimized design of the control valve, in which a small volume of the valve chamber can be realized. Thus, an advantageous switching behavior may also be achieved without a filling bore, for example, to achieve a rapid closing of a nozzle needle by rapid pressure build-up in the control chamber.
Vorteilhaft ist es, dass eine Ventilplatte vorgesehen ist, dass der Ventilraum zumindest teilweise in der Ventilplatte ausgestaltet ist und dass die Ventilsitzfläche an der Ventilplatte ausgestaltet ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass die Zwischenplatte und die Ventilplatte mittels zumindest eines Passstifts zueinander positioniert sind. Hierdurch wird eine Positionierung der Führungsbohrung der Zwischenplatte relativ zu der Ventilsitzfläche der Ventilplatte erzielt, so dass der Ventilkörper des Ventilbolzens in Bezug auf die Ventilsitzfläche zentriert ist und somit ein zuverlässiges Öffnen und Schließen des Dichtsitzes gewährleistet ist. Allerdings ist es auch möglich, dass die Ventilsitzfläche zumindest im Bereich des Dichtsitzes zwischen dem Ventilkörper und der Ventilsitzfläche als Flachsitz ausgestaltet ist. Dies macht einen gewissen Toleranzausgleich möglich, so dass eine Positionierung der Zwischenplatte relativ zu der Ventilplatte über Passstifte oder dergleichen nicht notwendigerweise erforderlich ist. Dies vereinfacht auch die Montage des Brennstoffeinspritzventils. It is advantageous that a valve plate is provided, that the valve space is at least partially designed in the valve plate and that the valve seat surface is configured on the valve plate. Furthermore, it is advantageous that the intermediate plate and the valve plate are positioned relative to one another by means of at least one dowel pin. Thereby, a positioning of the guide bore of the intermediate plate is achieved relative to the valve seat surface of the valve plate, so that the valve body of the valve pin is centered with respect to the valve seat surface and thus a reliable opening and closing of the sealing seat is ensured. However, it is also possible that the valve seat surface is designed as a flat seat at least in the region of the sealing seat between the valve body and the valve seat surface. This makes a certain tolerance compensation possible, so that a positioning of the intermediate plate relative to the valve plate via dowel pins or the like is not necessarily required. This also simplifies the assembly of the fuel injection valve.
Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass der Ventilkörper eine der Ventilsitzfläche zugewandte, umlaufende Dichtkante aufweist, die mit der Ventilsitzfläche zu dem Dichtsitz zusammenwirkt. Speziell kann eine kreisringförmige Dichtkante an dem Ventilkörper ausgestaltet sein. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein Flachsitz realisiert werden, um ein zuverlässiges Öffnen und Schließen zu erzielen, wobei ein Toleranzausgleich in Bezug auf einen axialen Versatz gewährleistet ist. Durch die Anlage der Zwischenplatte an der Ventilplatte, an der die Ventilsitzfläche ausgestaltet ist, und die Führung des Ventilbolzens in der Führungsbohrung der Zwischenplatte ist hierbei eine senkrechte Anordnung einer Achse des Ventilbolzens in Bezug auf die ebene Ventilsitzfläche gewährleistet. Somit wird ein gleichmäßiges Öffnen und Schließen des Dichtsitzes erzielt.Here, it is also advantageous that the valve body has a valve seat surface facing, circumferential sealing edge which cooperates with the valve seat surface to the sealing seat. Specifically, an annular sealing edge may be configured on the valve body. In this way, a flat seat can be realized in an advantageous manner to achieve a reliable opening and closing, with a tolerance compensation is ensured with respect to an axial offset. By the plant of the intermediate plate on the valve plate on which the valve seat surface is designed, and the leadership of the valve pin in the guide bore of the intermediate plate in this case a vertical arrangement of an axis of the valve pin is ensured with respect to the flat valve seat surface. Thus, a uniform opening and closing of the sealing seat is achieved.
Vorteilhaft ist es auch, dass das Federelement einerseits an einer Anlagefläche des Ventilkörpers und andererseits an der Seite der Zwischenplatte, die den Ventilraum begrenzt, abgestützt ist und dass das Federelement den Ventilkörper gegen die Ventilsitzfläche beaufschlagt. Das Federelement umschließt hierbei den Ventilbolzen abschnittsweise. Hierdurch ist eine kompakte Ausgestaltung möglich, bei der ein Volumen des Ventilraums optimiert, insbesondere reduziert, werden kann.It is also advantageous that the spring element is supported on the one hand on a contact surface of the valve body and on the other hand on the side of the intermediate plate which limits the valve space, and that the spring element acts on the valve body against the valve seat surface. The spring element encloses the valve pin in sections. As a result, a compact configuration is possible in which a volume of the valve space can be optimized, in particular reduced, can be.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass eine Drosselplatte vorgesehen ist, dass die Zwischenplatte eine weitere Seite aufweist, die von der Seite der Zwischenplatte, die den Ventilraum begrenzt, abgewandt ist und dass die Drosselplatte an der weiteren Seite der Zwischenplatte anliegt. Insbesondere kann die Zwischenplatte zwischen der Ventilplatte und der Drosselplatte angeordnet sein. Hierdurch sind eine kompakte Ausgestaltung und eine einfache Montierbarkeit des Brennstoffeinspritzventils gewährleistet.Moreover, it is advantageous that a throttle plate is provided, that the intermediate plate has a further side facing away from the side of the intermediate plate, which limits the valve space, and that the throttle plate rests against the further side of the intermediate plate. In particular, the intermediate plate may be arranged between the valve plate and the throttle plate. As a result, a compact design and ease of assembly of the fuel injection valve are ensured.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:Preferred embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which corresponding elements are provided with identical reference numerals. It shows:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Das Brennstoffeinspritzventil
Das Brennstoffeinspritzventil
Außerdem wird der Brennstoffraum
Das Brennstoffeinspritzventil
In diesem Ausführungsbeispiel ist außerdem eine Füllbohrung
Das Steuerventil
Das Brennstoffeinspritzventil weist einen Aktor
Durch den Druckabfall im Ventilraum
In dem Ventilraum
Beim Öffnen und Schließen des Dichtsitzes
Der Ventilraum
Der Ventilbolzen
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Niederdruckraum
Bei dieser Ausgestaltung kann das Volumen des Ventilraums
In diesem Ausführungsbeispiel stützt sich die Ventilfeder
Somit kann insbesondere ein Brennstoffeinspritzventil
Somit kann eine Kleinstmengenfähigkeit des Brennstoffeinspritzventils durch Reduzierung der Kennfeldsteilheit erreicht werden. Ferner kann durch einen Entfall der Fülldrossel
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is not limited to the described embodiments.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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