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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere zur Verwendung mit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, z. B. für Kraftfahrzeuge.
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Einspritzdüsen bzw. Kraftstoffinjektoren von Verbrennungskraftmaschinen neigen bei hohen Brennraumtemperaturen zur Verkokung. Des Weiteren kann es bei zu hohen thermischen Belastungen im Bereich des Düsennadelsitzes zu einer Abnahme der Sitzhärte und einer damit verbundenen Verformung in diesem Bereich kommen. In der Folge ist der Dichtsitz des Ventils nicht mehr gegeben und die ordnungsgemäße Funktion des Einspritzsystems nicht länger gewährleistet. Um dem entgegenzuwirken, wird im Stand der Technik ein Kühlkanal zur Verbesserung der Wärmeableitung nahe der Düse vorgesehen.
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Ein derart ausgestalteter gattungsgemäßer Injektor ist aus der Druckschrift
JP 2004-28020 A bekannt, wobei der Kraftstoffinjektor für die Kühlung einen von Kühlwasser durchströmten Ringkanal aufweist, wobei der Ringkanal in die Nähe der Düse und dort um die Düsennadel herum geführt ist. Im Hinblick auf die Wärmeableitkapazität als auch auf die gezielte Wärmeableitung ist diese Lösung jedoch verbesserungsfähig.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor bereitzustellen, welcher eine verbesserte Wärmeableitung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Kraftstoffinjektor, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Der Injektor kann bevorzugt zur Verwendung in einem Common-Rail-System vorgesehen sein, wobei der Kraftstoffinjektor allgemein zur Verwendung mit Brennkraftmaschinen in Form von Otto- oder Dieselmotoren, insbesondere Großdieselmotoren und weiterhin insbesondere Fahrzeugmotoren vorgesehen ist, zum Beispiel in Offroad- oder Schiffsanwendungen, daneben auch in stationären Anwendungen, zum Beispiel Blockheizkraftwerken.
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Der Kraftstoffinjektor weist einen Düsenkörper mit einer Axialbohrung zur Aufnahme einer Düsennadel auf, wobei die Axialbohrung über einen Endabschnitt des Düsenkörpers hin zu einer Düsenanordnung des Injektors geführt ist. Weiterhin weist der Injektor eine Kühlanordnung auf, mittels welcher eine den Endabschnitt umgebende – insbesondere allseits baulich begrenzte – Ringkammer definiert ist, wobei ein Kühlmitteleinlass und ein Kühlmittelauslass an die Ringkammer geführt sind, i. e. zur Durchströmung derselben mittels eines Kühlmittels.
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Gekennzeichnet ist der Kraftstoffinjektor dadurch, dass in der Ringkammer eine Trennwand angeordnet ist, welche die Ringkammer in einen inneren Kühlmittelraum und einen äußeren Kühlmittelraum teilt. Als innerer Kühlmittelraum kann hierbei ein Raum angesehen werden, welcher gegenüber dem äußeren Kühlmittelraum von der Außenwandung des Injektors entfernter angeordnet ist, insbesondere innerhalb der Abmessungen des äußeren Kühlmittelraums angeordnet ist.
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Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung, welche einen mittels der Trennwand geteilten Kühlkanal bzw. eine geteilte Ringkammer vorsieht, kann, die Wärme übertragende Fläche durch geringen konstruktiven Aufwand nahezu verdoppelt werden, woneben es hiermit gelingt, benachbart zur düsenseitigen Stirnseite des Injektors eine isolierende Wirkung zu erzeugen, insbesondere als nunmehr zwei Kühlmittelräume zur Aufnahme der Wärme zur Verfügung gestellt werden können, i. e. bevor diese Wärme den Nadelsitz erreicht.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen des Kraftstoffinjektors ist vorgesehen, dass einer aus Kühlmitteleinlass und Kühlmittelauslass an den inneren Kühlmittelraum und der andere aus Kühlmitteleinlass und Kühlmittelauslass an den äußeren Kühlmittelraum geführt ist. Insbesondere in Verbindung mit einer Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors derart, dass die Trennwand für eine Strömungsverbindung zwischen dem inneren und dem äußeren Kühlmittelraum wenigstens eine Öffnung, insbesondere Drosselöffnung, aufweist, somit eine Kommunikation zwischen den Kühlmittelräumen ermöglicht ist, kann eine Verweilzeit des Kühlmittels, z. B. Öl oder Wasser, erzielt werden, welche eine weiter verbesserte Wärmeabfuhr ermöglicht. Daneben, insbesondere aufgrund des baulichen Aufwands aber nicht bevorzugt, kann vorgesehen sein, sowohl an den inneren Kühlmittelraum als auch an den äußeren Kühlmittelraum je einen Kühlmitteleinlass und einen Kühlmittelauslass zu führen. Hierbei können die Kühlmittelräume ohne Strömungsverbindung untereinander bereitgestellt sein.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen des Kraftstoffinjektors ist die Trennwand als bodenseitig durchbrochenes Wannen- oder Topfelement bereitgestellt, alternativ zum Beispiel auch als Rohrstück, je durch welches hindurch der Endabschnitt geführt ist.
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Der Kraftstoffinjektor kann bevorzugt derart ausgebildet sein, dass die Trennwand in der Ringkammer einen an den Endabschnitt geführten und diesen umgebenden Bodenabschnitt ausbildet, sowie einen Umfangswandabschnitt, welcher sich vom Bodenabschnitt randseitig in Richtung vom düsennahen zum düsenfernen Ende des Injektors wegerstreckt (z. B. Topf- oder Wannenform), wobei der äußere Kühlmittelraum zwischen der äußeren (Innen-)Wandung der Ringkammer und der Trennwand gebildet ist und der innere Kühlmittelraum innerhalb der durch die Trennwand definierten Hohlform. Bei derartigen Ausgestaltungen ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass der Bodenabschnitt der Trennwand von einem Boden der Innenwandung beabstandet ist, wobei der äußere Kühlmittelraum zwischen den Böden düsennah an den Endabschnitt geführt ist und/oder benachbart zu einem Düsennadelsitz an den Endabschnitt geführt ist.
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Derartige Ausgestaltungen ermöglichen, dass der äußere Kühlmittelraum zuvorderst Wärme von der Stirnseite des Injektors ableitet, i. e. benachbart zu dem Bodenabschnitt der Trennwand, während der innere Kühlmittelraum Warme zuvorderst aus dem Bereich um den Nadelsitz ableitet. Durch entsprechende Anströmung und/oder Dimensionierung der jeweiligen Kühlmittelräume, insbesondere in Verbindung mit einer Drosselung an einer Strömungsverbindung, kann die Wärmeableitung gezielt eingestellt werden.
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Bevorzugt ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Strömungsweg der Kühlanordnung mittels der Trennwand derart gebildet, dass das Kühlmittel (am düsenfernen Ende), insbesondere mit Strömungsrichtung hin zur Düse (axial), in den äußeren Kühlmittelraum eintritt und in demselben hin zur Düse geführt wird, insbesondere benachbart zur bzw. entlang der Stirnseite des Injektors, wobei es düsennah in den inneren Kühlmittelraum eintreten kann bzw. eintritt, zum Beispiel über einen wie vorstehend beschriebenen Bodenabschnitt der Trennwand (via wenigstens eine Öffnung oder Drosselöffnung).
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Solche Ausgestaltungen erlauben, Kühlmittel verzugsarm zur erhitzten Stirnseite des Injektors fördern zu können (und auch in die Nähe des Nadelsitzes bzw. einer Düsenkuppe), wobei das hierbei erwärmte Kühlmittel anschließend in den düsenferneren, kühleren Bereich des inneren Kühlmittelraums abgefordert wird. Hierbei kann das noch kühle Kühlmittel im äußeren Kühlmittelraum, welches entlang der Stirnsite vordringt, wie eingangs erwähnt vorteilhaft isolierend wirken (gleich einem Hitzeschild).
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Daneben ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt vorgesehen, dass der Kühlmittelauslass aus dem inneren Kühlmittelraum geführt ist, insbesondere an einem düsenfernen Ende desselben. Insbesondere bei Anströmung des äußeren Kühlmittelraums via den Einlass ergibt sich ein vorteilhaft langer Strömungsweg in der Kühlanordnung.
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Bevorzugte Ausführungsformen des Kraftstoffinjektors sehen weiterhin vor, dass zwischen Trennwand und Endabschnitt ein Rippenelement der Kühlanordnung den Endabschnitt umgebend angeordnet ist. Das Rippenelement kann auf dem Endabschnitt zum Beispiel aufgeschrumpft oder aufgelötet sein, und eine nochmals vergrößerte Fläche (im inneren Kühlmittelraum) für einen weiter verbesserten Wärmeübergang an das Kühlmittel zur Verfügung stellen. Neben flügelartigen Rippen kann das Rippenelement zum Beispiel zahn- oder spikeförmige Rippen, gewindeartige Rippen oder eine andere Rippenstruktur aufweisen.
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Das Rippenelement weist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl radial umlaufender, axial zueinander benachbarter Kanäle auf, i. e. zwischen jeweiligen umlaufenden Rippen. Bevorzugt ist der Kühlmitteleinlass hierbei an den äußeren Kühlmittelraum geführt, wobei vorgesehen ist, dass die Kanäle über korrespondierende Einlassöffnungen der Trennwand radial anströmbar sind, i. e. seitens des äußeren Kühlmittelraums, insbesondere frontal. insbesondere bei einer frontalen Anströmung kann ein erster und ein zweiter Kühlmittelzweigstrom an einem jeweiligen Kanal ausgebildet werden, welche den Endabschnitt gegenläufig umströmen, somit eine gleichmäßige Wärmeabfuhr über den Endabschnitt erzielt werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Kraftstoffinjektors kann vorsehen, dass das Rippenelement eine Mehrzahl sich axial erstreckender Kanäle bildet, welche radial umlaufend zueinander benachbart sind, wobei der Kühlmitteleinlass an den äußeren Kühlmittelraum geführt ist, und wobei der innere Kühlmittelraum über eine oder mehrere Öffnungen (Einlassöffnungen) an einem düsenseitigen Ende der Trennwand bzw. am Bodenabschnitt axial anströmbar ist.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Kraftstoffeinspritzsystem vorgeschlagen, welches wenigstens einen wie vorstehend beschriebenen Kraftstoffinjektor aufweist. Das Kraftstoffeinspritzsystem ist bevorzugt ein Common-Rail-System, insbesondere ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können Je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 exemplarisch und schematisch einen Kraftstoffinjektor gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung;
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2 exemplarisch und schematisch eine Schnittansicht eines Düsenkörpers eines Kraftstoffinjektors mit einer Kühlanordnung gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung;
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3 und 4 exemplarisch und schematisch je eine Schnittansicht eines Düsenkörpers eines Kraftstoffinjektors mit einer Kühlanordnung gemäß weiteren möglichen Ausführungsformen der Erfindung; und
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5 und 6 exemplarisch und schematisch je eine Schnittansicht des Düsenkörpers gemäß 3 bzw. 4, wobei 5 einen Schnitt entlang der Linie A-A nach 3 und 6 einen Schnitt entlang der Linie B-B gemäß 4 veranschaulicht.
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In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.
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1 veranschaulicht exemplarisch und schematisch einen Kraftstoffinjektor 1 zur Verwendung mit einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere mit einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt).
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Der Kraftstoffinjektor 1 weist einen Düsenkörper 3 mit einer Axialbohrung 5 auf, welche zur Aufnahme einer Düsennadel 7 des Injektors 1 vorgesehen ist. in die Axialbohrung 5 kann hochdruckbeaufschlagter Kraftstoff seitens einer Hochdruckzufuhrleitung 9 verbracht werden, zum Beispiel ausgehend von einem via einen Hochdruckeinlass 11a versorgten Einzeldruckspeicher 11 des Kraftstoffinjektors 1, alternativ zum Beispiel direkt von einem Rail bzw. einem Sammeldruckspeicher eines Kraftstoffeinspritzsystems, welcher für eine Mehrzahl von Injektoren 1 bereitgestellt sein kann.
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Der hochdruckbeaufschlagte Kraftstoff kann in Abhängigkeit der (Hub-)Stellung der Düsennadel 7 über eine Düsenanordnung 13 des Injektors 1 abgegeben werden, bei Betrieb einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung insbesondere in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine eingespritzt werden. Die Düsenanordnung 13 kann in einer Düsenkuppe 13a des Injektors 1 bereitgestellt sein, z. B. 2 bis 4. Zur Begrenzung der Einspritzmenge auf eine maximal zulässige Förderdosis kann der Kraftstoffinjektor 1 ein Mengenbegrenzungsventil 15 aufweisen.
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Der Kraftstoffinjektor 1 ist bevorzugt als indirekt betätigter Injektor 1 bereitgestellt, insbesondere mit einem Pilotventil 17, welches von einer Aktuatorik (nicht dargestellt) beherrscht wird, bevorzugt einer Magnetaktuatorik. Das Pilotventil 17 und/oder die Aktuatorik kann in wenigtens einem Gehäuseelement 19 des Injektors 1 bereitgestellt sein, zum Beispiel in einer Ventilplatte 19, Alternativ kann vorgesehen sein, den Injektor 1 als direkt betätigten Injektor 1 bereitzustellen, wobei die Aktuatorik direkt auf die Düsennadel 7 wirkt.
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Über das Pilotventil 17 kann ein Steuerraum 21 des Kraftstoffinjektors 1 ventilstellungsabhängig entlastet werden, zum Beispiel über einen Leckageströmungsweg 23, welcher ausgehend vom Steuerraum 21 zur Niederdruckseite ND über das Pilotventil 17 (unter Drosselung; nicht dargestellt) geführt ist, z. B. zu einem Tank oder Behältnis eines Kraftstoffeinspritzsystems. In den Steuerraum 21 mündet weiterhin z. B. ein Hochdruckpfad 25 (mit Drosselung; nicht dargestellt), über welchen der Steuerraum 21 via hochdruckbeaufschlagten Kraftstoff ausgehend von dem Hochdruckkanal 9 belastbar ist. Der Steuerraum 21 kann mittels einer Nadelführungshülse 27 gebildet sein, welche am düsenfernen Ende der Axialbohrung 5 in derselben aufgenommen ist, wobei in der Axialbohrung 5 weiterhin eine Schließfeder 29 angeordnet sein kann, welche die Düsennadel 7 in Schließstellung drängt, i. e. gegen einen Ventilsitz bzw. Düsennadelsitz 31.
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Um für einen Einspritzbetrieb Kraftstoff über die Düsenanordnung 13 ausbringen zu können, i. e. seitens der Axialbohrung 5, wird das (Schließ-)Kräftegleichgewicht an der Düsennadel 7 durch Entlastung des Steuerraums 21 via das Pilotventil 17 aufgelöst (Leckageströmungszweig 23 geöffnet), so dass die Düsennadel 7 vom Ventilsitz 31 abheben und den Strömungsweg zu der Düsenanordnung 13 freigeben kann. Für ein Schließen des Düsenventils 7, 31 wird das Pilotventil 17 in Sperrstellung geschaltet, 1, woraufhin sich der Druck im Steuerraum 21 über den Hochdruckzweig 25 wieder aufbaut und die Düsennadel 7 schließfederkraftunterstützt in den Nadelsitz 31 zurückkehrt.
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Ersichtlich ist, z. B. 1 bis 4, die Axialbohrung 5 im Rahmen der vorliegenden Erfindung über einen Endabschnitt 33 des Düsenkörpers 3 hin zu der Düsenanordnung 13 des Injektors 1 geführt. Hierbei weist der Injektor 1 eine Kühlanordnung 35 auf, mittels welcher eine den Endabschnitt 33 umgebende Ringkammer 37 definiert ist. Für eine raumsparende Anordnung der Kühlanordnung 35 am Endabschnitt 33 kann der Endabschnitt 33 des Düsenkörpers 3 bevorzugt verjüngt gebildet sein, z. B. 2.
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Zur Bildung der Ringkammer 37 weist die Kühlanordnung 35 bevorzugt ein Gehäuseelement 39 auf, welches auch einen Teil des Injektorgehäuses bilden kann, insbesondere einen Teil der (düsennahen) Stirnseite 41 des Kraftstoffinjektors 1. Das Gehäuselement 39 ist bevorzugt napf- bzw. topfförmig gebildet, allgemein mit U- oder V-förmigem Querschnitt. Das Gehäuseelement 39 kann an dem Düsenkörper 3 mit einem düsenfernen, offenen Ende 39a montiert sein, zum Beispiel verschweißt, alternativ oder zusätzlich zum Beispiel verpresst oder verschraubt. An seinem weiteren, bodenseitigen Ende 39b umgibt das Gehäuseelement 39 den Endabschnitt 33 unter Bildung eines Teils der Stirnseite 41 des Kraftstoffinjektors 1. Wie vor kann das Gehäuseelement 39 auch hierbei an dem Düsenkörper 3 verschweißt, alternativ oder zusätzlich zum Beispiel verpresst oder verschraubt sein.
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An die Ringkammer 37 ist ein Kühlmitteleinlass 43 sowie ein Kühlmittelauslass 45 geführt, welche bevorzugt je als Bohrkanal in den Düsenkörper 3 eingebracht sind. Als Kühlmittel kann Wasser vorgesehen sein, insbesondere Öl, zum Beispiel Zugeführt seitens eines Ölkreislaufs einer Brennkraftmaschine.
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Erfindungsgemäß ist in der Ringkammer 37, welche den Endabschnitt 33 umgibt, eine Trennwand 47 angeordnet, welche die Ringkammer 37 in einen inneren Kühlmittelraum 49 und einen äußeren Kühlmittelraum 51 teilt, zum Beispiel 1 bis 6. Die durch die Trennwand 47 abgeteilten Kühlmittelräume 49, 51 bilden insbesondere je einen Ringkanal bzw. eine Ringkammer innerhalb der Ringkammer 37, d. h. je den Endabschnitt 33 umgebend, wobei der innere Kühlmittelraum von 49 insbesondere innerhalb der Abmessungen des äußeren Kühlmittelraums 51 aufgenommen ist. Durch diese Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors 1 ist eine vorteilhaft verbesserte Wärmeableitung insbesondere aufgrund der durch die Trennwand 47 vergrößerten Wärmeableitfläche als auch der verlängerten Kühlmittelverweilzeit in der Kühlanordnung 35 ermöglicht.
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Bei einfachen Ausführungsformen der Erfindung, zum Beispiel gemäß 2, kann vorgesehen sein, die Trennwand 47 gleich einem Rohrstück oder einer Hülse auszugestalten, durch welche hindurch der Endabschnitt 33 mit Abstand geführt ist. Hierbei werden zwei konzentrische, sich über eine Länge axial erstreckende Ringkanäle 49, 51 abgeteilt, welche allseits baulich umschlossen sind. Die Trennwand 47 kann hierbei einenends an dem Gehäuseelement 39 und anderenends (düsenfern) abgestützt und/oder fixiert sein.
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Bei weiterhin bevorzugten Ausführungsformen des Kraftstoffinjektors 1, insbesondere gemäß 3 bis 6, ist vorgesehen, die Trennwand 47 korrespondierend mit der Form des Gehäuseelements 39 auszubilden, i. e. insbesondere als bodenseitig durchbrochenes Wannen- oder Topfelement, welches den Endabschnitt 33 umgibt.
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Allgemein ist eine Ausgestaltung derart bevorzugt, bei welcher die Trennwand 47 in der Ringkammer 37 einen an den Endabschnitt 33 geführten und diesen umgebenden Bodenabschnitt 47a ausbildet, sowie einen Umfangswandabschnitt 47b, welcher sich vom Bodenabschnitt 47a randseitig in Richtung vom düsennahen 1a zum düsenfernen Ende 1b des Injektors 1 wegerstreckt, wobei der äußere Kühlmittelraum 51 zwischen der (radial) außenliegenden bzw. äußeren Innenwandung 37a der Ringkammer 37 und der Trennwand 47 gebildet ist und der innere Kühlmittelraum 49 innerhalb der durch die Trennwand 47 definierten Hohlform.
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Wie z. B. in 1 bis 4 veranschaulicht, weist die Trennwand 47 für eine Strömungsverbindung zwischen dem inneren 49 und dem äußeren 51 Kühlmittelraum bevorzugt wenigstens eine (Durchgangs-)Öffnung 53, insbesondere Drosselöffnung 53 auf. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, den inneren 49 als auch den äußeren 51 Kühlmittelraum über einen einzigen Kühlmitteleinlass 43 und einen einzigen Kühlmittelauslass 45 durchströmen zu können. Zudem kann eine hohe Verweilzeit des Kühlmittels in der Kühlanordnung 35 erzielt werden, insoweit als das Kühlmittel gezwungen ist, sowohl den ersten 49 als auch den zweiten 51 Kühlmittelraum zu durchströmen. Über die Dimensionierung der wenigstens einen Öffnung 53 ist weiterhin eine Einstellmöglichkeit zur unaufwändigen Steuerung der Verweilzeit gegeben. Bei den bevorzugten Ausführungsformen des Kraftstoffinjektors 1 ist insoweit auch vorgesehen, einen aus Kühlmitteleinlass 43 und Kühlmittelauslass 45 an den inneren Kühlmittelraum 49 und den anderen aus Kühlmitteleinlass 43 und Kühlmittelauslass 45 an den äußeren Kühlmittelraum 51 zu führen. Alternativ, aber nicht bevorzugt, kann vorgesehen sein, für jeden Kühlmittelraum 49, 51 einen eigenen Kühlmitteleinlass 43 und einen eigenen Kühlmittelauslass 45 bereitzustellen.
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Allgemein ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Strömungsweg der Kühlanordnung 35 bevorzugt derart gebildet, dass das Kühlmittel über den Kühlmitteleinlass 43 am düsenfernen Ende in den äußeren Kühlmittelraum eintritt und entlang desselben hin zur Düse 13 geführt wird, insbesondere benachbart zur Stirnseite 41 des Injektors 1, wobei es düsennah in den inneren Kühlmittelraum 49 eintreten kann und/oder eintritt, z. B. 1 bis 4. Bevorzugt ist hierbei eine Einströmrichtung via den Kühlmitteleinlass 43 in Richtung vom düsenfernen zum düsennahen Ende des Injektors 1 definiert, so dass das Kühlmittel verzugsarm zur Stirnseite 41 gelangen kann, z. B. 1 bis 4.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist bei bevorzugten Ausführungsformen des Kraftstoffinjektors 1 weiterhin ein Rippenelement 55 zwischen Trennwand 47 und Endabschnitt 33 den Endabschnitt 33 umgebend angeordnet, z. B. 1 bis 4. Das Rippenelement 55 vergrößert vorteilhaft die zur Wärmeableitung im inneren Kühlmittelraum 49 zur Verfügung stehende Oberfläche und kann auf den Endabschnitt 33 zum Beispiel aufgeschrumpft oder aufgelötet sein.
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Nachfolgend wird nach näher auf die verschiedenen Ausführungsformen gemäß 2 bis 6 eingegangen.
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Der baulich vorteilhaft einfach zu realisierende Kraftstoffinjektor 1 mit einer Kühlanordnung 35 gemäß 2 weist ein Rippenelement 55 mit ringförmigen Strömungskanälen 57 auf, welche radial über eine Mehrzahl von axial zueinander benachbarten Öffnungen 53 in der hülsenförmigen Trennwand 47 seitens des äußeren Kühlmittelraums 51 anströmbar sind (benachbart zum Einlass 43).
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Um insbesondere vermehrt Wärme seitens der Stirnseite 41 mittels der Kühlanordnung 35 abziehen zu können, sehen die Ausführungsformen der Erfindung gemäß zum Beispiel 3 und 4 demgegenüber vor (wie oben bereits erläutert), dass die Trennwand 47 einen Bodenabschnitt 47a bildet. welcher an den Endabschnitt 33 geführt ist, wobei der Boden 47a von dem Baden 37b der äußeren (Innen-)Wandung 37a beabstandet ist. Hierdurch kann der äußere Kühlmittelraum 51 zwischen den Böden 47a, 37b düsennah an den Endabschnitt 33 geführt werden, wobei – wie Eingangs erläutert – einerseits eine vorteilhaft isolierende Wirkung (Hitzeschild) und andererseits eine gute bzw. großflächige Wärmeableitung an der Stirnseite 41 erzielt wird, insbesondere auch an der Düsenkuppe 13a.
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Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung nach 3 und 5 kann vorgesehen sein, dass das Rippenelement 55 wie vor bei 2 eine Mehrzahl radial umlaufender, axial zueinander benachbarter Kanäle 57 ausbildet, wobei eine Anzahl erster, düsenfernerer Kanäle 57a insbesondere über erste Öffnungen 53a radial und insbesondere auch frontal anströmbar ist, während ein düsennäherer Kanal 57b (oder eine Anzahl zweiter düsennäherer Kanäle 57b) insbesondere über eine (oder mehrere) diametral zu den ersten Öffnungen 53a angeordnete, düsennahe Öffnung(en) seitens des äußeren Kühlmittelraums 51 anströmbar sind. 5 veranschaulicht hierbei die jeweilige Teilung des Kühlmittelstroms nach Eintritt in den äußeren 51, Pfeil A, und inneren 49, Pfeil B, Kühlmittelraum.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors gemäß 4 und 6 weist das Rippenelement 55 eine Mehrzahl sich axial erstreckender Kanäle 57 auf, welche radial umlaufend zueinander benachbart sind, s. 6. Wie bei den Ausführungsformen gemäß 2 und 3 ist der Kühlmitteleinlass 43 an den äußeren Kühlmittelraum 51 geführt und der Kühlmittelauslass 45 weiterhin an einem düsenfernen Ende des inneren Kühlmittelraums 49 aus demselben geführt.
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Bei dieser Ausführungsform ist der innere Kühlmittelraum 49 über eine Mehrzahl von Öffnungen 53 axial anströmbar, i. e. über den Boden 47a der Trennwand 47.
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Mit der Erfindung wird die Wärmeabfuhr aus den kritischen Bereichen deutlich verbessert, insbesondere im Bereich Nadelsitz 31 und Düsenkuppe 13a. Dadurch kann, bei Beibehaltung gängiger Werkstoffe, die Lebensdauer erhöht werden oder es können kostengünstigere, weil weniger hitzebeständige Werkstoffe eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftstoffinjektor
- 1a
- Düsennahes Ende 1
- 1b
- Düsenfernes Ende 1
- 3
- Düsenkörper
- 5
- Axialbohrung
- 7
- Düsennadel
- 9
- HD-Leitung
- 11
- Einzeldruckspeicher
- 11a
- Einlass 11
- 13
- Düsenanordnung
- 15
- Mengenbegrenzungsventil
- 17
- Pilotventil
- 19
- Gehäuseelement
- 21
- Steuerraum
- 23
- Leckageströmungszweig
- 25
- HD-Zweig
- 27
- Nadelführungshülse
- 29
- Schließfeder
- 31
- Ventilsitz
- 33
- Endabschnitt
- 35
- Kühlanordnung
- 37
- Ringkammer
- 37a
- Äußere Wandung 37
- 37b
- Boden 37
- 39
- Gehäuseelement 37
- 39a
- Düsenfernes Ende 39
- 39b
- Düsennahes Ende 39
- 41
- Stirnseite 1
- 43
- Kühlmitteleinlass
- 45
- Kühlmittelauslass
- 47
- Trennwand
- 47a
- Bodenabschnitt 47
- 47b
- Umfangswandabschnitt
- 49
- Innerer Kühlmittelraum
- 51
- Äußerer Kühlmittelraum
- 53
- Öffnung
- 53a
- Düsenferne Öffnung
- 53b
- Düsennahe Öffnung
- 55
- Rippenelement
- 57
- Kanal 55
- 57a
- Düsenferner Kanal
- 57b
- Düsennaher Kanal
