DE102010040401A1

DE102010040401A1 - fuel injector

Info

Publication number: DE102010040401A1
Application number: DE201010040401
Authority: DE
Inventors: Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-03-08
Also published as: EP2428672A3; EP2428672A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (10; 10a; 10b), mit einem Injektorgehäuse (15), in wenigstens ein Aktor (45, 46, 47; 57; 60) angeordnet ist, der mit einer auf- und abbeweglichen Düsennadel (20; 20a; 20b) zumindest mittelbar zusammenwirkt, die wenigstens einen am Injektorgehäuse (15) ausgebildeten Durchlass (17) für unter Hochdruck stehendem Kraftstoff steuert, wobei die Düsennadel (20; 20a; 20b) als zumindest teilweise druckausgeglichene Düsennadel (20; 20a; 20b) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Düsennadel (20; 20a; 20b) zwei Dichtsitze (22, 36) aufweist, die in Axialrichtung der Düsennadel (20; 20a; 20b) voneinander beabstandet angeordnet sind und dass zwischen den beiden Dichtsitzen (22, 36) die wenigstens eine Durchlassöffnung (17) ausgebildet ist.The invention relates to a fuel injector (10; 10a; 10b) with an injector housing (15) in which at least one actuator (45, 46, 47; 57; 60) is arranged, which is provided with a nozzle needle (20; 20a ; 20b) interacts at least indirectly, which controls at least one passage (17) formed on the injector housing (15) for fuel under high pressure, the nozzle needle (20; 20a; 20b) being designed as an at least partially pressure-compensated nozzle needle (20; 20a; 20b) is. According to the invention, it is provided that the nozzle needle (20; 20a; 20b) has two sealing seats (22, 36) which are arranged at a distance from one another in the axial direction of the nozzle needle (20; 20a; 20b) and that between the two sealing seats (22, 36 ) the at least one passage opening (17) is formed.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Kraftstoffinjektor ist aus der DE 10 2008 001 895 A1 bekannt. Bei dem bekannten Kraftstoffinjektor ist dessen Düsennadel mit zwei scheibenförmigen Magnetankern verbunden, die in Wirkverbindung mit mehreren Magnetaktoren angeordnet sind. Die Anordnung der Magnetanker und der Magnetaktoren ist dabei in einem mittleren Bereich des Gehäuses des Kraftstoffinjektors, in dem der Kraftstoffinjektor gleichzeitig einen Hochdruckraum für den Kraftstoff ausbildet. Weiterhin weist die Düsennadel bei dem bekannten Kraftstoffinjektor eine Verlängerung auf der einer Ventilsitzfläche der Düsennadel gegenüberliegenden Seite auf, die in einen Niederdruckraum des Injektorgehäuses hineinragt. Dort bildet der Fortsatz der Düsennadel eine Druckausgleichfläche aus, die etwa halb so groß ist wie die Düsensitzfläche zur Bildung des Dichtsitzes der Düsennadel an der Ventilsitzfläche. Mittels der Druckausgleichfläche lässt sich die erforderliche Öffnungskraft für die Düsennadel reduzieren, um den erforderlichen Aufwand für die Magnetaktoren zu vermindern.Such a fuel injector is from the DE 10 2008 001 895 A1 known. In the known fuel injector whose nozzle needle is connected to two disk-shaped armature, which are arranged in operative connection with a plurality of magnetic actuators. The arrangement of the armature and the magnetic actuators is in a central region of the housing of the fuel injector, in which the fuel injector simultaneously forms a high pressure chamber for the fuel. Furthermore, in the case of the known fuel injector, the nozzle needle has an extension on the side opposite a valve seat surface of the nozzle needle, which protrudes into a low-pressure chamber of the injector housing. There, the extension of the nozzle needle forms a pressure compensation surface, which is about half the size of the nozzle seat surface for forming the sealing seat of the nozzle needle on the valve seat surface. By means of the pressure compensation surface, the required opening force for the nozzle needle can be reduced in order to reduce the required effort for the magnetic actuators.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die erforderlichen Schließ- bzw. Öffnungskräfte zur Betätigung der Düsennadel weiter reduziert werden.Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a fuel injector according to the preamble of claim 1 such that the required closing or opening forces for actuating the nozzle needle are further reduced.

Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Düsennadel zwei Dichtsitze aufweist, die in Axialrichtung der Düsennadel voneinander beabstandet angeordnet sind und dass zwischen den beiden Dichtsitzen die wenigstens eine Durchlassöffnung ausgebildet ist. Durch die Ausbildung der beiden Dichtsitze wird dabei eine im Wesentlichen druckausgeglichene Düsennadel ausgebildet, bei der die hydraulische Öffnungskraft stark reduziert ist. Da die Düsennadel sowohl in geschlossener wie auch in geöffneter Stellung nahezu kraftausgeglichen ist, kann diese daher mit relativ geringer Aktorkraft bewegt werden.This object is achieved with a fuel injector having the features of claim 1. According to the invention it is provided that the nozzle needle has two sealing seats, which are arranged spaced apart in the axial direction of the nozzle needle and that between the two sealing seats, the at least one passage opening is formed. Due to the design of the two sealing seats, a substantially pressure-compensated nozzle needle is formed in which the hydraulic opening force is greatly reduced. Since the nozzle needle is almost balanced in force both in the closed and in the open position, it can therefore be moved with relatively little actuator force.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen dabei sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.Advantageous developments of the fuel injector according to the invention are specified in the subclaims. All combinations of at least two features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die beiden Sitzdurchmesser der Dichtsitze einen zumindest annähernd gleich großen Durchmesser aufweisen. Dadurch wird eine nahezu vollständig druckausgeglichene Düsennadel erzeugt.Particularly preferred is an embodiment in which the two seat diameters of the sealing seats have an at least approximately equal diameter. As a result, an almost completely pressure balanced nozzle needle is generated.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der dem Ende der Düsennadel zugewandte zweite Sitzdurchmesser einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als der andere Sitzdurchmesser. Bei einer derartigen Ausbildung der Dichtsitze wird eine geringe hydraulische Kraft, insbesondere in Schließrichtung auf die Düsennadel erzeugt, so dass eine besonders hohe Dichtheit der Düsennadel im geschlossenen Zustand erzielbar ist.However, it can also be provided that the end of the nozzle needle facing second seat diameter has a slightly larger diameter than the other seat diameter. With such a design of the sealing seats, a low hydraulic force, in particular in the closing direction, is produced on the nozzle needle, so that a particularly high tightness of the nozzle needle in the closed state can be achieved.

Die Realisierung der beiden Dichtsitze an der Düsennadel erfolgt in einer konstruktiven Ausgestaltung dadurch, dass die Düsennadel im Bereich zwischen den beiden Dichtsitzen eine radial umlaufende Einkerbung aufweist, wovon ein Teilbereich der Einkerbung den ersten Dichtsitz ausbildet.The realization of the two sealing seats on the nozzle needle takes place in a structural configuration in that the nozzle needle has a radially encircling notch in the region between the two sealing seats, of which a portion of the notch forms the first sealing seat.

Die Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Düsennadel lässt sich darüber hinaus auf relativ einfache Art und Weise beeinflussen, wenn die Düsennadel auf der der wenigstens einen Durchlassöffnung zugewandten Seite in einem Führungsabschnitt des Injektorgehäuses geführt ist und wenn im Bereich des Führungsabschnitts eine Drossel ausgebildet ist.The opening or closing movement of the nozzle needle can also be influenced in a relatively simple manner if the nozzle needle is guided on the side facing the at least one passage opening in a guide section of the injector housing and if a throttle is formed in the region of the guide section.

Als Aktoren zur Betätigung der Düsennadel kommen grundsätzlich alle bei derartigen Kraftstoffinjektoren verwendeten Aktoren in Frage, wobei zwischen dem Aktor und der Düsennadel eine Hubübersetzung vorgesehen sein kann. Insbesondere kann durch einen hydraulischen Kopplungsraum eine Hubübersetzung und ein Toleranzausgleich erzielt werden. Wird ein Magnetaktor verwendet, bei dem der Magnetanker direkt mit der Düsennadel verbunden ist, ergibt sich eine besonders einfache und kostengünstige Bauweise. Um jedoch bei der Verwendung einer Magnetspule diese nicht nur zum Öffnen der Düsennadel zu verwenden, sondern gleichzeitig auch zum Erzeugen einer Schließkraft, welche die Schließbewegung der Düsennadel verstärkt bzw. beschleunigt, wird in einer besonders bevorzugten Variante vorgeschlagen, dass die Düsennadel mit einem Magnetanker verbunden ist, dass der Magnetanker aus dauermagnetischem Material ausgebildet ist und dass die Stromrichtung eines mit dem Magnetanker zusammenwirkenden Aktors umkehrbar ist.As actuators for actuating the nozzle needle basically all actuators used in such fuel injectors in question, with a Hubübersetzung can be provided between the actuator and the nozzle needle. In particular, a stroke ratio and a tolerance compensation can be achieved by a hydraulic coupling space. If a magnetic actuator is used in which the magnet armature is connected directly to the nozzle needle, a particularly simple and cost-effective design results. However, in order to use this not only for opening the nozzle needle when using a magnetic coil, but at the same time also for generating a closing force which amplifies or accelerates the closing movement of the nozzle needle, it is proposed in a particularly preferred variant that the nozzle needle is connected to a magnet armature is that the armature is formed of permanent magnetic material and that the current direction of a cooperating with the armature actuator is reversible.

Um entweder die Öffnungs- bzw. Schließkräfte für die Düsennadel zu vergrößern, oder aber wenn es erforderlich ist, die Aktoren auf einem im Durchmesser relativ beschränkten Raum innerhalb des Injektorgehäuses anzuordnen, wird weiterhin in einer anderen Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Düsennadel mit mehreren Magnetankern verbunden ist, die mit mehrere Magnetspulen aufweisenden Aktoren zusammenwirken. Hierbei können die Aktoren entweder alle gemeinsam in eine Richtung, insbesondere eine Öffnungsrichtung der Düsennadel wirken, oder aber, alternativ, können manche Aktoren zum Öffnen und manche Aktoren zum Schließen der Düsennadel vorgesehen sein.In order either to increase the opening or closing forces for the nozzle needle, or when it is necessary to arrange the actuators on a relatively small diameter in the space inside the injector, it is further proposed in another embodiment that the nozzle needle is connected to a plurality of armatures is that interact with multiple solenoids having actuators. Here, the actuators can either all act together in one direction, in particular an opening direction of the nozzle needle, or alternatively, some actuators can be provided for opening and some actuators for closing the nozzle needle.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Aktor als Piezoaktor ausgebildet ist, der über einen Hubübersetzer mit der Düsennadel gekoppelt ist. Hierdurch lassen sich besonders schnelle Öffnungsbewegungen der Düsennadel erzielen.In an alternative embodiment of the invention it is proposed that the at least one actuator is designed as a piezoelectric actuator, which is coupled via a stroke translator with the nozzle needle. As a result, particularly fast opening movements of the nozzle needle can be achieved.

Um darüber hinaus bei der Verwendung von Piezoaktoren axial relativ kurz bauende Piezoaktoren einsetzen zu können, wird vorgeschlagen, dass der Hubübersetzer eine Wegübersetzung von größer vier aufweist.In order to be able to use axially relatively short piezoelectric actuators when using piezoelectric actuators, it is proposed that the stroke translator has a path ratio of greater than four.

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

Diese zeigt in:This shows in:

1 einen ersten erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor in einem vereinfachten Längsschnitt, 1 a first fuel injector according to the invention in a simplified longitudinal section,

2 den Kraftstoffinjektor gemäß 1 im Bereich seiner Durchlassöffnungen für den Kraftstoff, ebenfalls im Längsschnitt, 2 the fuel injector according to 1 in the region of its passage openings for the fuel, also in longitudinal section,

3 einen zweiten erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor in vereinfachtem Längsschnitt und 3 a second fuel injector according to the invention in a simplified longitudinal section and

4 einen dritten erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor in einem vereinfachten Längsschnitt. 4 a third fuel injector according to the invention in a simplified longitudinal section.

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

In den 1 und 2 ist ein erster erfindungsgemäßer Kraftstoffinjektor 10 dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 10 dient dabei dem Einspritzen von Kraftstoff in einen nicht gezeigten Brennraum einer Brennkraftmaschine. Insbesondere ist der Kraftstoffinjektor 10 Bestandteil eines sogenannten Common-Rail-Systems, bei dem jeder Zylinder der Brennkraftmaschine mit einem eigenen Kraftstoffinjektor 10 ausgestattet ist. Hierbei ist der jeweilige Kraftstoffinjektor 10 über eine Hochdruckleitung 11 mit einem Rail 12 verbunden. In dem Rail 12 befindet sich unter Hochdruck stehender Kraftstoff, der beispielsweise einen Druck von mehr als 2000 bar aufweist. Ferner weist der Kraftstoffinjektor 10 in an sich bekannter und daher nicht dargestellter Art und Weise eine Rücklaufleitung auf, über die von dem Kraftstoffinjektor 10 nicht benötigter Kraftstoff oder Leckagemenge an Kraftstoff z. B. zum Tank des Kraftfahrzeugs zurückgeführt werden kann.In the 1 and 2 is a first inventive fuel injector 10 shown. The fuel injector 10 serves the injection of fuel into a combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine. In particular, the fuel injector 10 Part of a so-called common rail system, in which each cylinder of the internal combustion engine with its own fuel injector 10 Is provided. Here is the respective fuel injector 10 via a high pressure line 11 with a rail 12 connected. In the rail 12 is under high pressure fuel, for example, has a pressure of more than 2000 bar. Furthermore, the fuel injector 10 in a manner known per se and therefore not shown, a return line, via which of the fuel injector 10 Unnecessary fuel or leakage amount of fuel z. B. can be returned to the tank of the motor vehicle.

Der Kraftstoffinjektor 10 weist ein mehrteilig ausgebildetes Injektorgehäuse 15 auf. Auf dem dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Ende weist das Injektorgehäuse 15 eine insbesondere mehrfach gestufte Sacklochbohrung 16 auf, in deren Umfangswand mehrere, vorzugsweise in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Durchlassöffnungen 17 zum Dosieren bzw. Abgeben von Kraftstoff ausgebildet sind. Hierbei haben die Durchlassöffnungen 17 innerhalb des Injektorgehäuses 15 Verbindung mit einem Hochdruckraum 18, in dem unter Systemdruck stehender Kraftstoff gespeichert ist. Das Öffnen bzw. Verschließen der Durchlassöffnungen 17 erfolgt mittels einer stiftförmig ausgebildeten Düsennadel 20. Die Düsennadel 20 ist in ihrer Längsrichtung in Richtung des Doppelpfeils 21 auf- und abbewegbar angeordnet.The fuel injector 10 has a multipart trained injector 15 on. On the combustion chamber of the internal combustion engine facing the end has the injector 15 a particular multiple stepped blind hole 16 on, in the peripheral wall a plurality of, preferably at regular angular intervals to each other arranged passage openings 17 are designed for metering or dispensing fuel. Here have the passage openings 17 inside the injector housing 15 Connection with a high pressure room 18 in which fuel under system pressure is stored. Opening or closing the passage openings 17 takes place by means of a pin-shaped nozzle needle 20 , The nozzle needle 20 is in the longitudinal direction in the direction of the double arrow 21 arranged movable up and down.

In der in der 1 dargestellten Schließstellung der Düsennadel 20 verschließt die Düsennadel 20 die Durchlassöffnungen 17. Hierbei wird das den Durchlassöffnungen 17 gegenüberliegende Ende der Düsennadel 20 mittels einer Schließfeder 23, die sich an einer inneren Stirnfläche 24 des Injektorgehäuses 15 abstützt, in Richtung der Schließstellung gedrückt.In the in the 1 shown closed position of the nozzle needle 20 closes the nozzle needle 20 the passage openings 17 , This will be the passage openings 17 opposite end of the nozzle needle 20 by means of a closing spring 23 , which are located on an inner face 24 of the injector housing 15 supported, pressed in the direction of the closed position.

Wie insbesondere aus der 2 hervorgeht, weist die Düsennadel 20 im Bereich der Durchlassöffnungen 17 eine radial umlaufende Einkerbung 26 auf. Die Einkerbung 26 bildet dabei zwei, schräg zueinander angeordnete, jeweils vorzugsweise eben ausgebildete Kegelflächen 27, 28 aus. Die Einkerbung 26 geht nach der Kegelfläche 28 in eine kegelförmige Spitze 29 über. Zwischen der Spitze 29 und dem Injektorgehäuse 15 ist in der Schließstellung der Düsennadel 20 ein Hochdruck-Speichervolumen 31 ausgebildet. Das Hochdruck-Speichervolumen 31 hat über jeweils eine in der Düsennadel 20 ausgebildete Längsbohrung 32 und Querbohrung 33 Verbindung mit dem Hochdruckraum 18.As in particular from the 2 shows, the nozzle needle points 20 in the area of the passage openings 17 a radial circumferential notch 26 on. The notch 26 forms two, each other obliquely arranged, each preferably flat conical surfaces 27 . 28 out. The notch 26 goes to the conical surface 28 in a conical tip 29 above. Between the top 29 and the injector housing 15 is in the closed position of the nozzle needle 20 a high-pressure storage volume 31 educated. The high-pressure storage volume 31 has one in each of the nozzle needle 20 trained longitudinal bore 32 and transverse bore 33 Connection with the high pressure room 18 ,

Die Kegelfläche 27 bildet in der Schließstellung der Düsennadel 20 mit der kegelförmig umlaufenden Innenwand 34 des Injektorgehäuses 15 einen ersten Dichtsitz 22 mit dem Durchmesser d₁ aus. Ein zweiter Dichtsitz 36 zwischen der Düsennadel 20 und dem Injektorgehäuse 15 wird von der Düsennadel 20 im Übergangsbereich von der Kegelfläche 27 zur Spitze 29 an einem Wandbereich 37 unterhalb der Ebene der Durchlassöffnungen 17 gebildet. Der zweite Dichtsitz 36 weist dabei einen Durchmesser d₂ auf, der zumindest annähernd dem Durchmesser d₁ des ersten Dichtsitzes 22 entspricht.The conical surface 27 forms in the closed position of the nozzle needle 20 with the conical inner wall 34 of the injector housing 15 a first sealing seat 22 with the diameter d ₁ off. A second sealing seat 36 between the nozzle needle 20 and the injector housing 15 is from the nozzle needle 20 in the transition area of the conical surface 27 to the top 29 on a wall area 37 below the level of the passage openings 17 educated. The second sealing seat 36 in this case has a diameter d ₂ , at least approximately the diameter d _{1 of} the first sealing seat 22 equivalent.

Es kann auch vorgesehen sein, dass zur Erzielung einer hydraulischen Schließkraft der Durchmesser d₁ des ersten Dichtsitzes 22 etwas größer ist als der Durchmesser d₂ des zweiten Dichtsitzes 36. It can also be provided that to achieve a hydraulic closing force of the diameter d _{1 of} the first sealing seat 22 is slightly larger than the diameter d _{2 of} the second sealing seat 36 ,

In der Schließstellung der Düsennadel 20 sind gleichzeitig beide Dichtsitze 22 und 36 ausgebildet. Ferner ist wesentlich, dass sich die Durchlassöffnungen 17 in Axialrichtung der Düsennadel 20 betrachtet zwischen den beiden Dichtsitzen 22 und 36 befinden.In the closed position of the nozzle needle 20 are both sealing seats at the same time 22 and 36 educated. It is also essential that the passage openings 17 in the axial direction of the nozzle needle 20 considered between the two sealing seats 22 and 36 are located.

Oberhalb der Durchlassöffnungen 17 ist die Düsennadel 20 in einem Führungsabschnitt 38 des Injektorgehäuses 15 geführt. Hierzu weist die Düsennadel 20 einen im Durchmesser vergrößerten Bereich 39 auf, der in dem Führungsabschnitt 38 geführt ist. Zur Beeinflussung der Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Düsennadel 20 kann der Bereich 39 mit einer Durchlassöffnung 40 ausgebildet sein, über die Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 18 in den Bereich der beiden Dichtsitze 22 und 36 gelangt, wobei die Durchlassbohrung 40 als Drossel ausgebildet sein kann.Above the passage openings 17 is the nozzle needle 20 in a guide section 38 of the injector housing 15 guided. For this purpose, the nozzle needle 20 an enlarged diameter area 39 on that in the guide section 38 is guided. For influencing the opening or closing movement of the nozzle needle 20 can the area 39 with a passage opening 40 be trained on the fuel from the high-pressure chamber 18 in the area of the two sealing seats 22 and 36 passes, wherein the passage bore 40 can be designed as a throttle.

Innerhalb des Hochdruckraums 18 ist die Düsennadel 20 mit zwei axial zueinander beabstandeten, im Ausführungsbeispiel scheibenförmigen Magnetankern 42, 43 verbunden. Diese beiden Magnetanker 42, 43 wirken mit drei Aktoren 45 bis 47 zusammen, die neben jeweils einem ringförmigen Magnetkern 48 bis 50 auch eine Magnetspule 51 bis 53 aufweisen. Die Magnetspulen 51 bis 53 werden über elektrische Leitungen 54 angesteuert.Inside the high pressure room 18 is the nozzle needle 20 with two axially spaced apart, in the embodiment disc-shaped armature 42 . 43 connected. These two magnetic anchors 42 . 43 act with three actuators 45 to 47 together, each next to a ring-shaped magnetic core 48 to 50 also a magnetic coil 51 to 53 exhibit. The magnetic coils 51 to 53 be via electrical lines 54 driven.

Während der eine Magnetanker 42 sich zwischen den Magnetkernen 48 und 49 befindet, ist der zweite Magnetanker 43 zwischen den Magnetkernen 49 und 50 angeordnet. Die drei Aktoren 45 bis 47 können zur Erhöhung der Öffnungskraft auf die Düsennadel 20 beispielsweise synchron angesteuert werden, so dass von allen drei Magnetspulen 51 bis 53 auf die beiden Magnetanker 42 und 43 eine Kraft in Öffnungsrichtung der Düsennadel 20 erzeugt wird. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass beispielsweise zwei der Aktoren 45 bis 47 zur Erzeugung einer Öffnungskraft, und einer der Aktoren 45 bis 47 zur Erzeugung einer Schließkraft auf die Düsennadel 20 angesteuert wird.While the one magnet armature 42 between the magnetic cores 48 and 49 is the second armature 43 between the magnetic cores 49 and 50 arranged. The three actors 45 to 47 can increase the opening force on the nozzle needle 20 For example, be controlled synchronously, so that of all three magnetic coils 51 to 53 on the two armature 42 and 43 a force in the opening direction of the nozzle needle 20 is produced. Alternatively, it may also be provided that, for example, two of the actuators 45 to 47 for generating an opening force, and one of the actuators 45 to 47 for generating a closing force on the nozzle needle 20 is controlled.

In der 3 ist ein modifizierter Kraftstoffinjektor 10a dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 10a unterscheidet sich von dem in der 1 dargestellten Kraftstoffinjektor 10 im Wesentlichen dadurch, dass in dessen Hochdruckraum 18 lediglich ein einziger Magnetanker 56 angeordnet ist, der mit einem Aktor 57 zusammenwirkt. Hierbei dient der Aktor 57 insbesondere zur Erzeugung der Öffnungskraft auf die Düsennadel 20a. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Magnetanker 56 aus dauermagnetischem Material besteht, und dass der Stromfluss durch den Aktor 57 umkehrbar ist. In diesem Fall wird mittels des Aktors 57 über den Magnetanker 56 sowohl eine Schließkraft als auch eine Öffnungskraft auf die Düsennadel 20a erzeugt.In the 3 is a modified fuel injector 10a shown. The fuel injector 10a is different from that in the 1 illustrated fuel injector 10 essentially in that in the high pressure space 18 only a single magnet armature 56 is arranged, with an actuator 57 interacts. Here, the actor serves 57 in particular for generating the opening force on the nozzle needle 20a , Furthermore, it can be provided that the magnet armature 56 consists of permanent magnetic material, and that the flow of current through the actuator 57 is reversible. In this case, by means of the actuator 57 over the magnet armature 56 both a closing force and an opening force on the nozzle needle 20a generated.

In der 4 ist ein weiterer, abgewandelter Kraftstoffinjektor 10b dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 10b unterscheidet sich von den Kraftstoffinjektoren 10 und 10a dadurch, dass dessen Düsennadel 20b nicht von Magnetaktoren, sondern von einem Piezoaktor 60 angesteuert wird. Der lediglich symbolhaft dargestellte Piezoaktor 60 wirkt dabei vorzugsweise über einen hydraulischen Hubübersetzer 61 auf die Düsennadel 20b, wobei der Hubübersetzer 61 eine Hubübersetzung von größer vier aufweist, d. h. dass ein Hub des Piezoaktors 60 um den Faktor vier bei gleichzeitig entsprechend umgekehrter Änderung der Hubkraft verstärkt bzw. vergrößert wird. Da die konstruktive Ausbildung und Auslegung von Piezoaktoren 60 und Hubübersetzern 61 zur Ansteuerung von Düsennadeln 20b allgemein bekannt und nicht erfindungswesentlich ist, wird auf eine konkretere Darstellung bezüglich des Aufbaus und der Funktionsweise eines derartigen Piezoaktors 60 und eines Hubübersetzers 61 verzichtet.In the 4 is another modified fuel injector 10b shown. The fuel injector 10b is different from the fuel injectors 10 and 10a in that its nozzle needle 20b not by magnetic actuators, but by a piezoelectric actuator 60 is controlled. The only symbolically represented piezoelectric actuator 60 acts preferably via a hydraulic Hubübersetzer 61 on the nozzle needle 20b , where the stroke translator 61 has a stroke ratio of greater than four, ie that a stroke of the piezoelectric actuator 60 increased or increased by a factor of four at the same time corresponding to the reverse change in the lifting force. As the constructive training and design of piezo actuators 60 and stroke translators 61 for controlling nozzle needles 20b is generally known and not essential to the invention, is based on a more concrete representation with respect to the structure and operation of such a piezoelectric actuator 60 and a stroke translator 61 waived.

Die soweit beschriebenen Kraftstoffinjektoren 10, 10a und 10b können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht in der Verwendung einer Düsennadel 20, 20a, 20b mit zwei Dichtsitzen 22, 36, zwischen denen sich die Durchlassöffnungen 17 für den Kraftstoff befinden. Die beiden Dichtsitze 22 und 36 bewirken hierbei eine nahezu vollständige Ausbildung der Düsennadel 20, 20a, 20b als druckausgeglichene Düsennadel 20, 20a, 20c. So ist es beispielsweise denkbar, die Aktoren 45, 46, 47 und 57 nicht direkt mit der Düsennadel 20, 20a, sondern über deinen Hubübersetzer 61 mit der Düsennadel 20, 20a zusammenwirken zu lassen.The fuel injectors described so far 10 . 10a and 10b can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. This consists in the use of a nozzle needle 20 . 20a . 20b with two sealing seats 22 . 36 , between which are the passage openings 17 for the fuel. The two sealing seats 22 and 36 cause this an almost complete design of the nozzle needle 20 . 20a . 20b as a pressure balanced nozzle needle 20 . 20a . 20c , So it is conceivable, for example, the actuators 45 . 46 . 47 and 57 not directly with the nozzle needle 20 . 20a but via your stroke translator 61 with the nozzle needle 20 . 20a to interact.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008001895 A1 [0002]

Claims

Fuel injector ( 10 ; 10a ; 10b ), with an injector housing ( 15 ), in which at least one actuator ( 45 . 46 . 47 ; 57 ; 60 ) arranged with an upwardly and downwardly movable nozzle needle ( 20 ; 20a ; 20b ) interacts at least indirectly, the at least one on the injector ( 15 ) formed passage ( 17 ) for high-pressure fuel, the nozzle needle ( 20 ; 20a ; 20b ) as at least partially pressure-balanced nozzle needle ( 20 ; 20a ; 20b ), characterized in that the nozzle needle ( 20 ; 20a ; 20b ) two sealing seats ( 22 . 36 ), which in the axial direction of the nozzle needle ( 20 ; 20a ; 20b ) are spaced apart from each other and that between the two sealing seats ( 22 . 36 ) the at least one passage opening ( 17 ) is trained.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the two seat diameters of the sealing seats ( 22 . 37 ) have an at least approximately equal diameter (d ₁ , d ₂ ).

Fuel injector according to claim 2, characterized in that the end of the nozzle needle ( 20 ; 20a ; 20b ) facing second seat diameter has a slightly larger diameter (d ₂ ) than the other seat diameter.

Fuel injector according to one of claims 1 to 3, characterized in that the nozzle needle ( 20 ; 20a ; 20b ) in the area between the two sealing seats ( 22 . 36 ) a radially encircling notch ( 26 ), of which one subregion ( 27 ) of the notch ( 26 ) the first sealing seat ( 22 ) trains.

Fuel injector according to one of claims 1 to 4, characterized in that the nozzle needle ( 20 ; 20a ; 20b ) on the at least one passage opening ( 17 ) facing side in a guide section ( 38 ) of the injector housing ( 15 ) and that in the area of the guide section ( 38 ) a throttle ( 40 ) is trained.

Fuel injector according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one actuator ( 60 ) with the nozzle needle ( 20b ) in operative connection with a stroke translator ( 61 ) is arranged.

Fuel injector according to claim 6, characterized in that the stroke translator ( 61 ) as hydraulic stroke translator ( 61 ) is trained.

Fuel injector according to one of claims 1 to 5, characterized in that the nozzle needle ( 20a ) unimittelbar with the magenta tanker ( 56 ) connected is.

Fuel injector according to one of claims 1 to 8, characterized in that the magnet armature ( 56 ) is formed of permanent magnetic material and that the current direction of one with the magnet armature ( 56 ) interacting actor ( 57 ) is reversible.

Fuel injector according to one of claims 1 to 9, characterized in that the nozzle needle ( 20 ) with several magnetic anchors ( 42 . 43 ) connected to several, magnetic coils ( 51 to 53 ) having actuators ( 45 to 47 ) interact.

Fuel injector according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one actuator ( 60 ) is designed as a piezoelectric actuator, via a stroke translator ( 61 ) with the nozzle needle ( 20b ) and that the stroke translator ( 61 ) has a path ratio of greater than four.