DE102013220823B3

DE102013220823B3 - Fuel injection valve for internal combustion engines

Info

Publication number: DE102013220823B3
Application number: DE102013220823.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Kurz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2033-10-16

Abstract

Kraftstoffeinspritzventil (100) für Brennkraftmaschinen zur Einspritzung von Kraftstoff unter hohem Druck umfasst einen Druckraum (1.7), in dem eine Düsennadel (1.3) längsverschiebbar angeordnet ist, wobei die Düsennadel (1.3) durch ihre Längsbewegung mit einem Düsennadelsitz (1.5) zusammenwirkt und durch den Druck in einem Steuerraum (1.1) eine in Richtung des Düsennadelsitzes (1.5) gerichtete Schließkraft erfährt. Im Kraftstoffeinspritzventil (100) ist ein Steuerventil (50) ausgebildet, durch welches der Druck im Steuerraum (1.1) einstellbar ist, wobei das Steuerventil (50) einen in einem Ventilkörper (7) ausgebildeten und über eine Ablaufdrossel (2.3) mit dem Steuerraum (1.1) verbundenen Ventilraum (7.2) umfasst, in dem ein Ventilbolzen (5) längsbewegbar angeordnet ist. Weiterhin umfasst das Kraftstoffeinspritzventil (100) eine mit dem Steuerraum (1.1) verbundene Zulaufdrossel (2.2), und eine mit dem Druckraum (1.7) verbundene Füllbohrung (2.1). Die Füllbohrung (2.1), die Zulaufdrossel (2.2) und die Ablaufdrossel (2.3) münden zumindest mittelbar in einen Verteilerraum (4.4).Fuel injection valve (100) for internal combustion engines for injection of fuel under high pressure comprises a pressure chamber (1.7) in which a nozzle needle (1.3) is arranged longitudinally displaceable, wherein the nozzle needle (1.3) by their longitudinal movement with a nozzle needle seat (1.5) cooperates and through the Pressure in a control chamber (1.1) undergoes a directed in the direction of the nozzle needle seat (1.5) closing force. In the fuel injection valve (100), a control valve (50) is formed, by which the pressure in the control chamber (1.1) is adjustable, wherein the control valve (50) in a valve body (7) formed and via an outlet throttle (2.3) with the control chamber ( 1.1) connected valve space (7.2), in which a valve pin (5) is arranged longitudinally movable. Furthermore, the fuel injection valve (100) comprises an inlet throttle (2.2) connected to the control chamber (1.1), and a filling bore (2.1) connected to the pressure chamber (1.7). The filling bore (2.1), the inlet throttle (2.2) and the outlet throttle (2.3) open at least indirectly into a distributor space (4.4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, wie es zur Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum einer Brennkraftmaschine verwendet wird.The invention relates to a fuel injection valve for internal combustion engines, as it is used for fuel injection into the combustion chamber of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Kraftstoffeinspritzventile, wie sie vorzugsweise zur Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum einer Brennkraftmaschine verwendet werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei Einspritzsystemen, die nach dem sogenannten Common-Rail-Prinzip arbeiten, wird mittels einer Hochdruckpumpe verdichteter Kraftstoff in einem Rail zur Verfügung gestellt und mittels Kraftstoffeinspritzventilen in die jeweiligen Brennräume einer Brennkraftmaschine eingespritzt. In jedem Kraftstoffeinspritzventil wird die Einspritzung mittels einer Düsennadel gesteuert, die eine Längsbewegung ausführt und dadurch eine oder mehrere Einspritzöffnungen öffnet und schließt. Da es insbesondere bei der Einspritzung von Kraftstoff unter hohem Druck nicht sinnvoll oder nicht möglich ist, die Düsennadel direkt durch einen elektrischen Aktor zu bewegen, werden hydraulische Kräfte, die der verdichtete Kraftstoff auf die Düsennadel ausübt, zur Ansteuerung verwendet. Hierzu ist im Kraftstoffeinspritzventil ein Steuerraum ausgebildet, dessen Druck auf die Düsennadel wirkt und sie dadurch gegen einen Düsennadelsitz presst, so dass die Düsennadel die Einspritzöffnungen verschließt. Durch Änderung des Drucks im Steuerraum und damit der Schließkraft auf die Düsennadel kann die Längsbewegung der Düsennadel gezielt gesteuert werden.Fuel injection valves, as they are preferably used for fuel injection into the combustion chamber of an internal combustion engine, are known from the prior art. In injection systems that operate according to the so-called common rail principle, compressed fuel is made available in a rail by means of a high-pressure pump and injected by means of fuel injection valves into the respective combustion chambers of an internal combustion engine. In each fuel injection valve, the injection is controlled by means of a nozzle needle which performs a longitudinal movement and thereby opens and closes one or more injection openings. Since it is not useful or not possible to move the nozzle needle directly by an electric actuator, in particular in the injection of fuel under high pressure, hydraulic forces exerted by the compressed fuel on the nozzle needle, used for driving. For this purpose, a control chamber is formed in the fuel injection valve, the pressure of which acts on the nozzle needle and thereby presses against a nozzle needle seat, so that the nozzle needle closes the injection openings. By changing the pressure in the control chamber and thus the closing force on the nozzle needle, the longitudinal movement of the nozzle needle can be controlled specifically.

Der Kraftstoffdruck im Steuerraum wird mittels eines Steuerventils beeinflusst, wobei der Steuerraum abwechselnd mit einem Niederdruckraum verbunden oder diese Verbindung durch das Steuerventil unterbrochen wird. Aus der DE 10 2008 001 330 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, das ein solches Steuerventil aufweist. Das Steuerventil ist hier als sogenanntes 3/2-Wege-Ventil ausgeführt und steuert die Verbindung des Steuerraums einerseits zum Hochdruckkanal, aus dem der verdichtete Kraftstoff dem Einspritzventil zugeführt wird, und andererseits zu einem Niederdruckraum. Das Steuerventil weist dazu einen Ventilbolzen auf, der mittels eines elektrischen Aktors, beispielsweise eines Magnets oder eines Piezoaktors, innerhalb eines Ventilraums bewegt werden kann und so mit einem ersten Ventilsitz und einem zweiten Ventilsitz zusammenwirkt. Befindet sich der Ventilbolzen in Anlage am ersten Ventilsitz, so wird die Verbindung des Ventilraums zum Niederdruckraum bzw. einem Leckageanschluss, der eine Verbindung zu einem Niederdruckbereich aufweist, geschlossen. Der Steuerraum ist über eine Zulaufdrossel mit dem Hochdruckkanal und über eine Ablaufdrossel mit dem Ventilraum verbunden.The fuel pressure in the control chamber is influenced by means of a control valve, wherein the control chamber alternately connected to a low-pressure chamber or this connection is interrupted by the control valve. From the DE 10 2008 001 330 A1 a fuel injection valve is known which has such a control valve. The control valve is designed here as a so-called 3/2-way valve and controls the connection of the control chamber on the one hand to the high-pressure passage from which the compressed fuel is supplied to the injection valve, and on the other hand to a low-pressure chamber. For this purpose, the control valve has a valve pin, which can be moved by means of an electrical actuator, for example a magnet or a piezoactuator, within a valve chamber and thus interacts with a first valve seat and a second valve seat. If the valve pin is in contact with the first valve seat, then the connection of the valve chamber to the low-pressure chamber or a leakage connection, which has a connection to a low-pressure region, is closed. The control chamber is connected via an inlet throttle with the high pressure passage and via an outlet throttle with the valve chamber.

Weiterhin ist ein derartiges 3/2-Wege-Ventil aus der US 2012/0174893 A1 bekannt. Auch die Schriften US 6,789,753 B2 und DE 10 2005 059 437 A1 zeigen Steuerventile für Kraftstoffeinspritzventile, jedoch ohne einen zweiten Ventilsitz. Darüber hinaus sind aus den Schriften DE 103 01 698 A1 und DE 10 2004 049 288 A1 Verfahren zur Herstellung von Ventilsitzen bekannt.Furthermore, such a 3/2-way valve from the US 2012/0174893 A1 known. Also the writings US 6,789,753 B2 and DE 10 2005 059 437 A1 show control valves for fuel injection valves, but without a second valve seat. In addition, from the writings DE 103 01 698 A1 and DE 10 2004 049 288 A1 Method for the production of valve seats known.

Bei dem Steuerventil aus der DE 10 2008 001 330 A1 kommt es während des Einspritzvorganges, also bei geöffneter Stellung des Kraftstoffeinspritzventils, zu einer Durchströmung des Kraftstoffeinspritzventils von der Zulaufdrossel über den Steuerraum und die Ablaufdrossel in den Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzventils und dadurch zu einem hohen Wärmeeintrag in den Niederdruckraum und damit in das Rücklaufsystem und zu einer Verringerung der Effizienz des Kraftstoffeinspritzventils bzw. zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine.When the control valve from the DE 10 2008 001 330 A1 During the injection process, ie when the fuel injection valve is open, flow of the fuel injection valve from the inlet throttle via the control chamber and the outlet throttle into the low-pressure region of the fuel injection valve and thereby high heat input into the low-pressure chamber and thus into the return system and to a reduction occur the efficiency of the fuel injection valve or increased fuel consumption of the internal combustion engine.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass während des Einspritzvorganges im Wesentlichen nur die Menge an Kraftstoff, die zur Druckerniedrigung im Steuerraum notwendig ist, in den Niederdruckraum abgeführt werden muss; die Zulaufdrossel ist während des Einspritzvorgangs vom Niederdruckraum entkoppelt. Dadurch erhöht sich die Effizienz des Kraftstoffeinspritzventils bei gleichzeitiger Verringerung des Wärmeeintrags in Aktor und Rücklaufsystem. Der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine wird somit verringert. Ebenso ist eine Steigerung des Einspritzdrucks möglich, ohne gleichzeitig die Kraftstoffverlustmengen stark zu erhöhen.The fuel injection valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that during the injection process substantially only the amount of fuel that is necessary to reduce the pressure in the control chamber, must be dissipated in the low pressure space; the inlet throttle is decoupled from the low-pressure chamber during the injection process. This increases the efficiency of the fuel injection valve while reducing the heat input in the actuator and return system. The fuel consumption of the internal combustion engine is thus reduced. Likewise, an increase in the injection pressure is possible without simultaneously greatly increasing the fuel loss amounts.

Dazu weist das Kraftstoffeinspritzventil einen Druckraum auf, in dem eine Düsennadel längsverschiebbar angeordnet ist, wobei die Düsennadel durch ihre Längsbewegung mit einem Düsennadelsitz zusammenwirkt, wobei die Düsennadel durch den Druck in einem Steuerraum eine in Richtung des Düsennadelsitzes gerichtete Schließkraft erfährt. Weiter ist ein Steuerventil vorhanden, durch welches der Druck im Steuerraum einstellbar ist, wobei das Steuerventil einen in einem Ventilkörper ausgebildeten und über eine Ablaufdrossel mit dem Steuerraum verbundenen Ventilraum umfasst, in dem ein Ventilbolzen längsbewegbar angeordnet ist. Weiterhin umfasst das Kraftstoffeinspritzventil eine mit dem Steuerraum verbundene Zulaufdrossel und eine mit dem Druckraum verbundene Füllbohrung. Die Füllbohrung, die Zulaufdrossel und die Ablaufdrossel münden zumindest mittelbar in einen Verteilerraum. Durch den Verteilerraum ergibt sich ein zentraler Raum, über den an einer Stelle die Kraftstoffflüsse geschaltet werden können.For this purpose, the fuel injection valve to a pressure chamber in which a nozzle needle is arranged longitudinally displaceable, wherein the nozzle needle cooperates by their longitudinal movement with a nozzle needle seat, wherein the nozzle needle undergoes a directed in the direction of the nozzle needle seat closing force by the pressure in a control room. Further, a control valve is provided, through which the pressure in the control chamber is adjustable, wherein the control valve comprises a formed in a valve body and connected via an outlet throttle with the control chamber valve space in which a valve pin is arranged längsbewegbar. Furthermore, the fuel injection valve comprises an inlet throttle connected to the control chamber and a filling bore connected to the pressure chamber. The filling bore, the inlet throttle and the Outflow throttle open at least indirectly in a distribution chamber. Through the distributor room results in a central space through which the fuel flows can be switched at one point.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils schließt der Ventilbolzen bei Anlage an einem ersten Ventilsitz die Verbindung zwischen dem Ventilraum und einem Niederdruckraum. Gleichzeitig gibt der Ventilbolzen den Verteilerraum frei und verbindet dadurch die Füllbohrung, die Zulaufdrossel und die Ablaufdrossel miteinander. Bei Anlage an einem zweiten Ventilsitz öffnet der Ventilbolzen die Verbindung zwischen dem Ventilraum und dem Niederdruckraum und verschließt gleichzeitig den Verteilerraum und trennt dadurch die Füllbohrung von der Zulaufdrossel und der Ablaufdrossel. Aufgrund des Entkoppelns der Zulaufdrossel durch den Ventilbolzen strömt während des Einspritzvorgangs kein Kraftstoff aus dem Druckraum in den Ventilraum nach, so dass der Verlust an verdichtetem Kraftstoff minimiert wird. Dadurch strömt während des Einspritzvorgangs auch weniger Kraftstoff durch den ersten Ventilsitz, weswegen der Sitzdurchmesser des ersten Ventilsitzes verringert werden kann und/oder der Hub des Ventilbolzens verringert werden kann und/oder der Einspritzdruck erhöht werden kann. Zusätzlich kann über die Auslegung von Füllbohrung, Zulaufdrossel und Ablaufdrossel das Schließverhalten und über die Auslegung der Ablaufdrossel das Öffnungsverhalten der Düsennadel bestimmt werden.In an advantageous development of the fuel injection valve according to the invention, the valve pin closes the connection between the valve chamber and a low-pressure chamber when placed against a first valve seat. At the same time, the valve pin releases the distributor space and thereby connects the filling bore, the inlet throttle and the outlet throttle with one another. When connected to a second valve seat, the valve pin opens the connection between the valve chamber and the low-pressure chamber and at the same time closes the distributor chamber and thereby separates the filling bore from the inlet throttle and the outlet throttle. Due to the decoupling of the inlet throttle by the valve pin no fuel flows from the pressure chamber into the valve chamber during the injection process, so that the loss of compressed fuel is minimized. As a result, less fuel flows through the first valve seat during the injection process, which is why the seat diameter of the first valve seat can be reduced and / or the stroke of the valve pin can be reduced and / or the injection pressure can be increased. In addition, the opening behavior of the nozzle needle can be determined via the design of the filling bore, inlet throttle and outlet throttle, and the opening behavior of the nozzle needle via the design of the outlet throttle.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Füllbohrung, die Zulaufdrossel und die Ablaufdrossel in einer Drosselplatte ausgebildet. Dadurch werden Füllbohrung, Zulaufdrossel und Ablaufdrossel in einer kompakten Anordnung gestaltet.In an advantageous embodiment of the invention, the filling bore, the inlet throttle and the outlet throttle are formed in a throttle plate. As a result, the filling bore, inlet throttle and outlet throttle are designed in a compact arrangement.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Verteilerraum in einer Führungsplatte ausgebildet. Dadurch kann eine gute Führung des Ventilbolzens im Verteilerraum erzielt werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the distributor space is formed in a guide plate. As a result, good guidance of the valve pin in the distributor space can be achieved.

Vorteilhafterweise ist der Ventilbolzen teilweise in einer in der Führungsplatte ausgebildeten Führungsbohrung geführt. Dadurch sind Führungsbohrung und Verteilerraum im gleichen Bauteil angeordnet und können innerhalb enger Toleranzen zueinander gefertigt werden, was zu einer guten, verschleißarmen Führung des Ventilbolzens einerseits und zu einer guten Dichtwirkung bei durch den Ventilbolzen verschlossenem Verteilerraum andererseits führt.Advantageously, the valve pin is partially guided in a guide bore formed in the guide plate. As a result, guide bore and distributor space are arranged in the same component and can be manufactured within close tolerances to each other, which leads to a good, low-wear guidance of the valve pin on the one hand and to a good sealing effect in closed by the valve pin distributor space on the other.

In einer vorteilhaften Weiterbildung sind eine erste Verteilernut, eine zweite Verteilernut und eine dritte Verteilernut in der Führungsplatte radial ausgebildet, die alle in den Verteilerraum münden, wobei die erste Verteilernut mit der Füllbohrung, die zweite Verteilernut mit der Zulaufdrossel und die dritte Verteilernut mit der Ablaufdrossel zumindest mittelbar dauerhaft verbunden sind. Dadurch werden Füllbohrung, Zulaufdrossel und Ablaufdrossel in einfacher Fertigung hydraulisch mit dem Verteilerraum verbunden.In an advantageous development, a first distributor groove, a second distributor groove and a third distributor groove are formed radially in the guide plate, all of which open into the distributor chamber, wherein the first distributor groove with the filling bore, the second distributor groove with the inlet throttle and the third distributor groove with the outlet throttle at least indirectly permanently connected. As a result, the filling bore, inlet throttle and outlet throttle are hydraulically connected to the distributor space in simple production.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Führungsplatte eine Verbindungsbohrung ausgebildet, die vom Ventilraum zur dritten Verteilernut führt. Dadurch ist eine schaltbare mittelbare Verbindung vom Steuerraum in den Niederdruckraum durch die Führungsplatte geführt; somit sind mehrere Funktionen in der Führungsplatte vereinigt, was eine Einsparung von Bauteilen bedeutet.In an advantageous embodiment, a connecting bore is formed in the guide plate, which leads from the valve chamber to the third distributor groove. As a result, a switchable indirect connection is guided from the control chamber into the low-pressure chamber through the guide plate; Thus, several functions are combined in the guide plate, which means a saving of components.

In einer vorteilhaften Ausführung ist zwischen der Drosselplatte und der Führungsplatte eine Angleichplatte angeordnet, an der der zweite Ventilsitz ausgebildet ist. Dadurch kann für den Ventilsitz ein anderes Material als für die Drosselplatte verwendet werden. Die Materialeigenschaften der Angleichplatte können so auf die Funktionen und Fertigbarkeit des zweiten Ventilsitzes abgestimmt werden und die Materialeigenschaften der Drosselplatte auf die Funktionen und Fertigbarkeit von Füllbohrung, Zulaufdrossel und Ablaufdrossel.In an advantageous embodiment, an adjustment plate is arranged between the throttle plate and the guide plate, on which the second valve seat is formed. As a result, a different material than for the throttle plate can be used for the valve seat. The material properties of the adjustment plate can be matched to the functions and manufacturability of the second valve seat and the material properties of the throttle plate on the functions and manufacturability of filling bore, inlet throttle and outlet throttle.

In einer vorteilhaften Ausführung sind in der Angleichplatte eine erste Bohrung, eine zweite Bohrung und eine dritte Bohrung ausgebildet, wobei führungsplattenseitig die erste Bohrung in die erste Verteilernut, die zweite Bohrung in die zweite Verteilernut und die dritte Bohrung in die dritte Verteilernut münden und wobei drosselplattenseitig die erste Bohrung in die Füllbohrung, die zweite Bohrung in die Zulaufdrossel und die dritte Bohrung in die Ablaufdrossel münden. Dadurch werden Füllbohrung, Zulaufdrossel und Ablaufdrossel in die ihnen zugeordneten Verteilernuten geführt.In an advantageous embodiment, a first bore, a second bore and a third bore are formed in the Angleichplatte, wherein guide plate side, the first bore into the first distributor groove, the second bore in the second distributor groove and the third bore into the third Verteilernut open and wherein throttle plate side the first hole in the filling hole, the second hole in the inlet throttle and the third hole in the outlet throttle open. As a result, the filling bore, inlet throttle and outlet throttle are guided in the distribution grooves assigned to them.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist im Ventilbolzen eine Längsbohrung ausgebildet, die zumindest mittelbar in den Ventilraum mündet. Dadurch wird beim Schließen der Düsennadel der Druck im Ventilraum sehr schnell an den Druck im Druckraum angeglichen. Weiterhin wird durch die Längsbohrung beim Abheben des Ventilbolzens vom zweiten Ventilsitz eine Adhäsion zwischen Ventilbolzen und zweitem Ventilsitz minimiert, die andernfalls größere Abhebekräfte auf den Ventilbolzen erfordern würde.In a further advantageous embodiment, a longitudinal bore is formed in the valve pin, which opens at least indirectly in the valve chamber. As a result, the pressure in the valve chamber is adjusted very quickly to the pressure in the pressure chamber when closing the nozzle needle. Furthermore, an adhesion between the valve pin and the second valve seat is minimized by the longitudinal bore when lifting the valve pin from the second valve seat, which would otherwise require greater Abhebekräfte on the valve pin.

Vorteilhafterweise ist die Längsbohrung als zum Verteilerraum offene Sacklochbohrung ausgeführt, von der radiale Austrittsöffnungen in den Verteilerraum münden. Dadurch kann mit Hilfe einfacher Fertigung die Befüllungsfunktion der Längsbohrung für den Ventilraum umgesetzt werden. Gleichzeitig entfällt eine umständliche Abdichtung zwischen Ventilbolzen und erstem Ventilsitz, wie sie bei einer Durchgangsbohrung erforderlich wäre.Advantageously, the longitudinal bore is designed as a blind hole open to the distributor chamber, from which radial outlet openings open into the distributor chamber. As a result, the filling function of the longitudinal bore for the valve chamber can be implemented with the aid of simple production. At the same time eliminates a complicated sealing between Valve pin and first valve seat, as would be required for a through hole.

In einer vorteilhaften Ausführung wird bei Anlage des Ventilbolzens an den ersten Ventilsitz eine Verbindung der Längsbohrung zum Verteilerraum freigegeben und bei Anlage einer an dem Ventilbolzen ausgebildeten Stirnfläche an den zweiten Ventilsitz die Verbindung getrennt. Dadurch hat die Längsbohrung auf das Öffnungsverhalten der Düsennadel kaum einen Einfluss. Das Öffnungsverhalten der Düsennadel wird im Wesentlichen von der Ablaufdrossel bestimmt und ist dadurch robuster beherrschbar.In an advantageous embodiment, when connecting the valve pin to the first valve seat, a connection of the longitudinal bore to the distributor chamber is released and the connection is disconnected when a face surface formed on the valve pin bears against the second valve seat. As a result, the longitudinal bore has hardly any influence on the opening behavior of the nozzle needle. The opening behavior of the nozzle needle is essentially determined by the outlet throttle and is therefore more robust manageable.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Angleichplatte aus einem Material mit vergleichsweise geringer Festigkeit bezüglich des Materials des Ventilbolzens, speziell mit vergleichsweise geringer Fließgrenze. Dadurch besteht der zweite Ventilsitz aus einem weniger festen Material als der Ventilbolzen und ist somit auch leichter plastifizierbar. Es ist damit möglich den zweiten Ventilsitz, genaugenommen die Angleichplatte im Bereich des zweiten Ventilsitzes, unter einem Kontaktdruck zum Ventilbolzen zu plastifizieren, wobei der Ventilbolzen nur rein elastisch beansprucht wird. Dadurch kann die Dichtheit, speziell auch die Dichtheit über die Lebensdauer, zwischen zweitem Ventilsitz und Ventilbolzen gesteigert werden.In an advantageous embodiment, the adjustment plate consists of a material with comparatively low strength with respect to the material of the valve pin, especially with a comparatively low yield point. As a result, the second valve seat consists of a less solid material than the valve pin and is thus also easier to plastify. It is thus possible to plasticize the second valve seat, to be exact the adjustment plate in the region of the second valve seat, under a contact pressure to the valve pin, wherein the valve pin is claimed only purely elastic. As a result, the tightness, especially the tightness over the life, between the second valve seat and valve pin can be increased.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Steuerventil durch einen Piezo-Aktor angesteuert. Aufgrund der niedrigen Kraftstoffverlustmengen beim Absteuern des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs aus dem Steuerraum können applikationsabhängig viele Voreinspritzungen realisiert werden, die vorteilhaft durch einen Piezo-Aktor angesteuert werden.In an advantageous embodiment, the control valve is controlled by a piezo actuator. Due to the low fuel loss amounts when driving off the high-pressure fuel from the control chamber, many pilot injections can be implemented depending on the application, which are advantageously controlled by a piezo actuator.

Ein Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils nach Anspruch 1 für Brennkraftmaschinen zur Einspritzung von Kraftstoff unter hohem Druck mit den Merkmalen:

– Der Ventilbolzen ist teilweise in einer in einer Führungsplatte ausgebildeten Führungsbohrung geführt.
– In der Führungsplatte sind eine erste Verteilernut, eine zweite Verteilernut und eine dritte Verteilernut radial ausgebildet, die alle in den Verteilerraum münden.
– Ein zweiter Ventilsitz ist an einem Bauteil ausgebildet, das aus einem Material mit vergleichsweise geringer Festigkeit bezüglich des Materials des Ventilbolzens, speziell mit vergleichsweise geringer Fließgrenze besteht.
– Der Ventilbolzen verschließt bei Anlage am zweiten Ventilsitz den Verteilerraum und trennt dadurch die Füllbohrung von der Zulaufdrossel und der Ablaufdrossel.

umfasst folgende Verfahrensschritte:

1) Zentrieren des Ventilbolzens in der Führungsbohrung der Führungsplatte, wobei eine am Ventilbolzen ausgebildete Stirnfläche im Verteilerraum angeordnet ist.
2) Anlegen des Ventilkörpers an die Führungsplatte.
3) Zentriertes Eindrücken der Stirnfläche in den zweiten Ventilsitz, wobei der zweite Ventilsitz im Kontaktbereich zur Stirnfläche plastifiziert wird.

A manufacturing method of the fuel injection valve according to the invention according to claim 1 for internal combustion engines for the injection of fuel under high pressure with the features:

- The valve pin is partially guided in a guide bore formed in a guide plate.
In the guide plate, a first distributor groove, a second distributor groove and a third distributor groove are formed radially, all of which open into the distributor chamber.
- A second valve seat is formed on a component which consists of a material having a relatively low strength with respect to the material of the valve pin, especially with a comparatively low yield point.
- The valve pin closes when installed on the second valve seat, the distributor chamber and thereby separates the filling hole of the inlet throttle and the outlet throttle.

includes the following process steps:

1) Centering of the valve pin in the guide bore of the guide plate, wherein an end face formed on the valve pin is arranged in the distributor space.
2) Apply the valve body to the guide plate.
3) Centered impressions of the end face in the second valve seat, wherein the second valve seat is plasticized in the contact area to the end face.

Durch das dargestellte Herstellungsverfahren wird der zweite Ventilsitz in der Einbaulage im Bereich des Kontakts zum Ventilkolben plastifiziert. Der Dichtsitz wird so individuell an die Paarung Ventilkolben-Angleichplatte angepasst und etwaige Fertigungstoleranzen werden ausgeglichen. Die Dichtheit zwischen zweitem Ventilsitz und Ventilkolben während der Öffnungsstellung der Düsennadel ist dadurch optimiert.By the manufacturing method shown, the second valve seat is plasticized in the installed position in the region of the contact with the valve piston. The sealing seat is individually adapted to the mating valve piston adapter plate and any manufacturing tolerances are compensated. The tightness between the second valve seat and valve piston during the opening position of the nozzle needle is thereby optimized.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Herstellungsverfahrens, wobei die Füllbohrung, die Zulaufdrossel und die Ablaufdrossel in einer Drosselplatte ausgebildet sind und zwischen Drosselplatte und Führungsplatte eine Angleichplatte angeordnet ist, an der der zweite Ventilsitz (3.5) ausgebildet ist, umfasst folgenden abgeänderten Verfahrensschritt:

2) Verspannen von Ventilkörper (7), Führungsplatte (4), Angleichplatte (3) und Drosselplatte (2) in Einbaulage.

An advantageous development of the manufacturing method, wherein the filling bore, the inlet throttle and the outlet throttle are formed in a throttle plate and between the throttle plate and guide plate an adjustment plate is arranged, on which the second valve seat ( 3.5 ), comprises the following modified method step:

2) clamping valve body ( 7 ), Guide plate ( 4 ), Adjustment plate ( 3 ) and throttle plate ( 2 ) in installation position.

Zeichnungendrawings

1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil, wobei nur die wesentlichen Bereiche schematisch gezeigt sind. 1 shows a longitudinal section through a fuel injection valve according to the invention, wherein only the essential areas are shown schematically.

2 zeigt schematisch das Steuerventil des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils in einer ersten Stellung. 2 schematically shows the control valve of the fuel injection valve according to the invention in a first position.

3 zeigt schematisch das Steuerventil des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils in einer zweiten Stellung. 3 schematically shows the control valve of the fuel injection valve according to the invention in a second position.

Beschreibungdescription

1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil 100 im Längsschnitt. Das Kraftstoffeinspritzventil 100 weist einen Injektorkörper 10 und einen Düsenkörper 1 auf, die in Richtung eines Brennraums 110 einer Brennkraftmaschine unter Zwischenlage eines Ventilkörpers 7, einer Führungsplatte 4, einer Angleichplatte 3 und einer Drosselplatte 2 durch eine Spannmutter oder eine Verschraubung von Injektorkörper 10 und Düsenkörper 1 gegeneinander verspannt sind. 1 schematically shows a fuel injection valve according to the invention 100 in longitudinal section. The fuel injector 100 has an injector body 10 and a nozzle body 1 on that in the direction of a combustion chamber 110 an internal combustion engine with the interposition of a valve body 7 , a guide plate 4 , a matching plate 3 and a throttle plate 2 by a clamping nut or a screw connection of the injector body 10 and nozzle body 1 are braced against each other.

Im Düsenkörper 1 ist ein Druckraum 1.7 ausgebildet, in dem eine im Wesentlichen kolbenförmige Düsennadel 1.3 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Düsennadel 1.3 weist an ihrem dem Brennraum zugewandten Ende eine Dichtfläche auf, mit der sie mit einem am Düsenkörper 1 ausgebildeten Düsennadelsitz 1.5 zusammenwirkt. Stromabwärts des Düsennadelsitzes 1.5 gehen vom Druckraum 1.7 eine oder mehrere Einspritzöffnungen 1.6 ab, die in Einbaulage des Kraftstoffeinspritzventils 100 direkt in den Brennraum 110 einer Brennkraftmaschine münden. Die Düsennadel 1.3 wird durch eine Schließfeder 1.4, die an einem Absatz der Düsennadel 1.3 angreift und über eine Hülse 1.2 gegen die Drosselplatte 2 vorgespannt ist, gegen den Düsennadelsitz 1.5 gepresst. Die Hülse 1.2 dient gleichzeitig der Führung der Längsbewegung der Düsennadel 1.3 und grenzt einen Steuerraum 1.1 vom Druckraum 1.7 ab. In the nozzle body 1 is a pressure room 1.7 formed in which a substantially piston-shaped nozzle needle 1.3 is arranged longitudinally displaceable. The nozzle needle 1.3 has at its end facing the combustion chamber on a sealing surface, with which it with a nozzle body 1 trained nozzle needle seat 1.5 interacts. Downstream of the nozzle needle seat 1.5 go from the pressure room 1.7 one or more injection ports 1.6 starting in the installation position of the fuel injection valve 100 directly into the combustion chamber 110 an internal combustion engine. The nozzle needle 1.3 is by a closing spring 1.4 attached to a paragraph of the nozzle needle 1.3 attacks and over a sleeve 1.2 against the throttle plate 2 is biased against the nozzle needle seat 1.5 pressed. The sleeve 1.2 at the same time serves to guide the longitudinal movement of the nozzle needle 1.3 and adjoins a control room 1.1 from the pressure room 1.7 from.

Im Injektorkörper 10 ist ein Steuerventil 50 angeordnet, dass den Druck im Steuerraum 1.1 steuert. Das Steuerventil 50 umfasst einen ersten Ventilsitz 7.1 und einen zweiten Ventilsitz 3.5, sowie einen Ventilraum 7.2 und einen Verteilerraum 4.4 und einen längsbewegbaren Ventilbolzen 5.In the injector body 10 is a control valve 50 arranged that the pressure in the control room 1.1 controls. The control valve 50 includes a first valve seat 7.1 and a second valve seat 3.5 , as well as a valve room 7.2 and a distribution room 4.4 and a longitudinally movable valve pin 5 ,

Der erste Ventilsitz 7.1 ist am Ventilkörper 7 ausgebildet. Der Ventilbolzen 5 wird von einer im Ventilraum 7.2 angeordneten Ventilfeder 6, die sich an der Führungsplatte 4 abstützt, gegen den ersten Ventilsitz 7.1 gedrückt und wirkt mit dem ersten Ventilsitz 7.1 zusammen und öffnet und schließt dadurch eine Verbindung des im Ventilkörper 7 ausgebildeten Ventilraums 7.2 zu einem im Injektorkörper 10 ausgebildeten Niederdruckraum 10.1.The first valve seat 7.1 is on the valve body 7 educated. The valve pin 5 is from one in the valve room 7.2 arranged valve spring 6 attached to the guide plate 4 supported, against the first valve seat 7.1 pressed and acts with the first valve seat 7.1 together, thereby opening and closing a connection in the valve body 7 trained valve chamber 7.2 to one in the injector body 10 trained low pressure room 10.1 ,

Der zweite Ventilsitz 3.5 ist an der Angleichplatte 3 ausgebildet. Eine am Ventilbolzen 5 ausgebildete Stirnfläche 5.3 wirkt mit dem zweiten Ventilsitz 3.5 zusammen und steuert dadurch die Verbindungen des in der Führungsplatte 4 ausgebildeten Verteilerraums 4.4.The second valve seat 3.5 is at the alignment plate 3 educated. One at the valve pin 5 trained face 5.3 acts with the second valve seat 3.5 together and thereby controls the connections of the in the guide plate 4 trained distribution room 4.4 ,

Der Ventilbolzen 5 wird durch einen im Injektorkörper 10 angeordneten Aktor 8 mittelbar über einen ebenfalls im Injektorkörper 10 angeordneten Koppler 9 betätigt. Dazu wirkt der Koppler 9 auf ein Dichtelement 5.4 des Ventilkolbens 5. In der dargestellten Ausführung ist der Ventilbolzen 5 zweiteilig ausgeführt, so dass das Dichtelement 5.4 aus einem anderen Material als der restliche Ventilbolzen 5 bestehen kann und gegenüber dem restlichen Ventilbolzen 5 radial verschiebbar im Ventilraum 7.2 angeordnet ist, um mögliche Desachsierungen des Ventilbolzens 5 während des Hubs auszugleichen.The valve pin 5 is through one in the injector body 10 arranged actuator 8th indirectly via a likewise in the injector body 10 arranged coupler 9 actuated. This is done by the coupler 9 on a sealing element 5.4 of the valve piston 5 , In the illustrated embodiment, the valve pin 5 designed in two parts, so that the sealing element 5.4 made of a different material than the rest of the valve pin 5 can exist and against the remaining valve pin 5 radially displaceable in the valve chamber 7.2 is arranged to possible desalination of the valve pin 5 during the stroke.

Ein Hochdruckkanal 10.2 führt durch den Injektorkörper 10, den Ventilkörper 7, die Führungsplatte 4, die Angleichplatte 3 und die Drosselplatte 2 und mündet in den Druckraum 1.7 und verbindet dadurch den Druckraum 1.7 mit einer nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckquelle, beispielsweise einem Common Rail.A high pressure channel 10.2 leads through the injector body 10 , the valve body 7 , the guide plate 4 , the adjustment plate 3 and the throttle plate 2 and flows into the pressure room 1.7 and thereby connects the pressure chamber 1.7 with a high-pressure fuel source, not shown, for example, a common rail.

Der Druckraum 1.7 ist über eine in der Drosselplatte 2 ausgebildete Füllbohrung 2.1 über eine in der Angleichplatte 3 ausgebildete erste Bohrung 3.1 und eine in der Führungsplatte 4 ausgebildete, radial verlaufende erste Verteilernut 4.1 mit dem Verteilerraum 4.4 verbunden.The pressure room 1.7 is about one in the throttle plate 2 trained filling hole 2.1 about one in the matching plate 3 trained first hole 3.1 and one in the guide plate 4 formed, radially extending first distributor groove 4.1 with the distribution room 4.4 connected.

Vom Verteilerraum 4.4 führen eine zweite Verteilernut 4.2 und eine dritte Verteilernut 4.3 radial ab, die ebenfalls in der Führungsplatte 4 ausgebildet sind. Die zweite Verteilernut 4.2 ist über eine in der Angleichplatte 3 ausgebildete zweite Bohrung 3.2 mit einer Zulaufdrossel 2.2 verbunden, die in den Steuerraum 1.1 mündet. Die dritte Verteilernut 4.3 ist über eine ebenfalls in der Angleichplatte 3 ausgebildete dritte Bohrung 3.3 mit einer Ablaufdrossel 2.3 verbunden, die auch in den Steuerraum 1.1 mündet. Die Zulaufdrossel 2.2 und die Ablaufdrossel 2.3 sind in der Drosselplatte 2 ausgebildet.From the distribution room 4.4 lead a second distributor groove 4.2 and a third distributor groove 4.3 radially from, which is also in the guide plate 4 are formed. The second distributor groove 4.2 is about one in the matching plate 3 trained second hole 3.2 with an inlet throttle 2.2 connected to the control room 1.1 empties. The third distributor groove 4.3 is about one also in the adjustment plate 3 trained third hole 3.3 with a drain throttle 2.3 connected, which also in the control room 1.1 empties. The inlet throttle 2.2 and the outlet throttle 2.3 are in the throttle plate 2 educated.

Der Ventilbolzen 5 ist in einer in der Führungsplatte 4 ausgebildeten Führungsbohrung 4.6 geführt und begrenzt den Verteilerraum 4.4, wobei der Verteilerraum 4.4 der Abschnitt der Führungsbohrung 4.6 ist, in den die drei Verteilernuten 4.1, 4.2 und 4.3 münden. Im Ventilbolzen 5 ist eine Längsbohrung 5.7 ausgebildet, die als zum Verteilerraum 4.4 offene Sacklochbohrung ausgeführt ist. Aus der Längsbohrung 5.7 führen am verteilerraumabgewandten Ende radial mehrere Austrittsöffnungen 5.8 in den Ventilraum 7.2. Die mit dem zweiten Ventilsitz 3.5 zusammenwirkende Stirnfläche 5.3 des Ventilbolzens 5 ist mit einer Fase 5.6 versehen, um die Dichtfläche zwischen Ventilsitz 3.5 und Ventilbolzen zu reduzieren und damit die Kontaktpressung und Dichtwirkung zu erhöhen. Die Fase 5.6 kann wie in der dargestellten Ausführungsform innen, also zur Längsbohrung 5.7 hin, oder außen ausgeführt sein.The valve pin 5 is in one in the guide plate 4 trained pilot hole 4.6 guided and limited the distribution room 4.4 , where the distribution room 4.4 the section of the guide bore 4.6 is where the three distribution grooves 4.1 . 4.2 and 4.3 lead. In the valve pin 5 is a longitudinal bore 5.7 designed as the distribution room 4.4 open blind hole is executed. From the longitudinal bore 5.7 lead at the end remote from the distributor chamber radially more outlet openings 5.8 in the valve room 7.2 , The with the second valve seat 3.5 cooperating face 5.3 of the valve pin 5 is with a chamfer 5.6 provided to the sealing surface between valve seat 3.5 and to reduce valve pin and thus increase the contact pressure and sealing effect. The chamfer 5.6 can, as in the illustrated embodiment, inside, ie to the longitudinal bore 5.7 out, or executed on the outside.

Von der dritten Verteilernut 4.3 führt eine in der Führungsplatte 4 ausgebildete Verbindungsbohrung 4.5 in den Ventilraum 7.2, so dass dieser ständig über die Verbindungsbohrung 4.5, die dritte Verteilernut 4.3, die dritte Bohrung 3.3 und die Ablaufdrossel 2.3 mit dem Steuerraum 1.1 verbunden ist.From the third distributor groove 4.3 leads one in the guide plate 4 trained connection hole 4.5 in the valve room 7.2 so that this constantly over the connection hole 4.5 , the third distributor 4.3 , the third hole 3.3 and the outlet throttle 2.3 with the control room 1.1 connected is.

In einer alternativen Ausführungsform können die erste, zweite und dritte Verteilernut 4.1, 4.2 und 4.3 sowie der Verteilerraum 4.4 in der Angleichplatte 3 ausgebildet sein. In einer weiteren alternativen Ausführungsform können die erste, zweite und dritte Verteilernut 4.1, 4.2 und 4.3 sowie der Verteilerraum 4.4 in der Drosselplatte 2 ausgebildet sein, wenn auf die Verwendung einer Angleichplatte 3 verzichtet wird.In an alternative embodiment, the first, second and third distribution grooves 4.1 . 4.2 and 4.3 as well as the distribution room 4.4 in the alignment plate 3 be educated. In a further alternative embodiment, the first, second and third distribution grooves 4.1 . 4.2 and 4.3 as well as the distribution room 4.4 in the throttle plate 2 be trained when on the use of an adjustment plate 3 is waived.

2 und 3 zeigen schematisch die für das Steuerventil 50 relevanten hydraulischen Räume und Bohrungen sowie den Ventilbolzen 5. 2 zeigt die Stellung des Ventilkolbens 5 in Anlage am zweiten Ventilsitz 3.5, 3 zeigt die Stellung des Ventilkolbens 5 in Anlage am ersten Ventilsitz 7.1. 2 and 3 show schematically the for the control valve 50 relevant hydraulic spaces and bores and the valve pin 5 , 2 shows the position of the valve piston 5 in contact with the second valve seat 3.5 . 3 shows the position of the valve piston 5 in contact with the first valve seat 7.1 ,

Die 2 und 3 zeigen die radiale bzw. sternenförmige Anordnung der drei Verteilernuten 4.1, 4.2 und 4.3 in der Führungsplatte 4 vom zylinderförmigen Verteilerraum 4.4 nach außen wegführend.The 2 and 3 show the radial or star-shaped arrangement of the three distribution grooves 4.1 . 4.2 and 4.3 in the guide plate 4 from the cylindrical distribution space 4.4 leading away to the outside.

In 2 ragt der Ventilbolzen 5 in den Verteilerraum 4.4 und verschließt so die Verbindung der drei Verteilernuten 4.1, 4.2 und 4.3, während die Verbindung vom Ventilraum 7.2 in den Niederdruckraum 10.1 durch den Spalt zwischen dem ersten Ventilsitz 7.1 und dem Dichtelement 5.4 des Ventilkolbens 5 freigegeben ist. Die Verbindung der drei Verteilernuten 4.1, 4.2 und 4.3 wird dabei zum einen durch die Stirnfläche 5.3 des Ventilbolzens 5 und zum anderen durch eine zylindrische Mantelfläche 5.5 des Ventilbolzens 5 getrennt. Die Abdichtung zwischen Stirnfläche 5.3 und zweitem Ventilsitz 3.5 erfolgt durch eine Flächenpressung zwischen Stirnfläche 5.3 und zweitem Ventilsitz 3.5. Die Abdichtung zwischen Mantelfläche 5.5 und Führungsbohrung 4.6 erfolgt durch eine möglichst geringe Spalthöhe zwischen Mantelfläche 5.5 und Führungsbohrung 4.6 sowie eine möglichst große Spaltlänge a zwischen den einzelnen Verteilernuten 4.1, 4.2 und 4.3. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die Spaltlängen a zwischen den drei Verteilernuten 4.1, 4.2 und 4.3 jeweils gleich lang sind; vielmehr steht die Abdichtung vom Druckraum 1.7 zum Steuerraum 1.1 im Vordergrund, so dass vorteilhafterweise die Spaltlängen von der ersten Verteilernut 4.1 zur zweiten und dritten Verteilernut 4.2 und 4.3 jeweils vergleichsweise groß ausgeführt sind und die Spaltlänge zwischen der zweiten und der dritten Verteilernut 4.2 und 4.3 vergleichsweise klein ausgeführt ist. Beispielsweise können die Verteilernuten 4.1, 4.2 und 4.3 radial so angeordnet werden, dass

– ein Winkel α zwischen erster Verteilernut 4.1 und zweiter Verteilernut 4.2 etwa 150°,
– ein Winkel β zwischen erster Verteilernut 4.1 und dritter Verteilernut 4.3 etwa 150° und
– ein Winkel γ zwischen zweiter Verteilernut 4.2 und dritter Verteilernut 4.3 etwa 60°

betragen.In 2 the valve pin protrudes 5 in the distribution room 4.4 and thus closes the connection of the three distribution grooves 4.1 . 4.2 and 4.3 while the connection from the valve room 7.2 in the low pressure room 10.1 through the gap between the first valve seat 7.1 and the sealing element 5.4 of the valve piston 5 is released. The connection of the three distribution grooves 4.1 . 4.2 and 4.3 is thereby on the one hand by the face 5.3 of the valve pin 5 and on the other hand by a cylindrical outer surface 5.5 of the valve pin 5 separated. The seal between face 5.3 and second valve seat 3.5 done by a surface pressure between the face 5.3 and second valve seat 3.5 , The seal between lateral surface 5.5 and guide bore 4.6 takes place by the lowest possible gap height between lateral surface 5.5 and guide bore 4.6 and the largest possible gap length a between the individual distribution grooves 4.1 . 4.2 and 4.3 , It is not necessary that the gap lengths a between the three Verteilernuten 4.1 . 4.2 and 4.3 are the same length; Rather, the seal is the pressure chamber 1.7 to the control room 1.1 in the foreground, so that advantageously the gap lengths of the first distribution groove 4.1 to the second and third distributor groove 4.2 and 4.3 are each made comparatively large and the gap length between the second and the third distribution groove 4.2 and 4.3 is made comparatively small. For example, the Verteilernuten 4.1 . 4.2 and 4.3 be arranged radially so that

An angle α between the first distributor groove 4.1 and second distributor groove 4.2 about 150 °,
An angle β between the first distributor groove 4.1 and third distribution groove 4.3 about 150 ° and
An angle γ between the second distributor groove 4.2 and third distribution groove 4.3 about 60 °

be.

In 3 ragt der Ventilbolzen 5 nicht in die gesamte Führungsbohrung 4.6, sondern gibt den Verteilerraum 4.4 frei und verschließt durch Anlage am ersten Ventilsitz 7.1 die Verbindung vom Ventilraum 7.2 in den Niederdruckraum 10.1. Der Druckausgleich zwischen Druckraum 1.7 auf der einen und Steuerraum 1.1 und Ventilraum 7.2 auf der anderen Seite erfolgt so über den Verteilerraum 4.4 mit nur geringer Verzögerung, wodurch ein schnelles Schließen der Düsennadel 1.3 realisiert wird.In 3 the valve pin protrudes 5 not in the entire guide bore 4.6 but gives the distribution room 4.4 free and closed by installation on the first valve seat 7.1 the connection from the valve room 7.2 in the low pressure room 10.1 , The pressure balance between pressure chamber 1.7 on one side and control room 1.1 and valve room 7.2 on the other hand, this is done via the distributor room 4.4 with only a slight delay, allowing a quick closing of the nozzle needle 1.3 is realized.

Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils ist wie folgt: Zu Beginn der Einspritzung ist der Ventilbolzen 5 mit seinem Dichtelement 5.4 in Anlage am ersten Ventilsitz 7.1, so dass der Ventilraum 7.2 vom Niederdruckraum 10.1 getrennt ist. Im Druckraum 1.7, im Steuerraum 1.1 und im Ventilraum 7.2 liegt ein hoher Kraftstoffdruck an, wie er auch im Hochdruckkanal 10.2 herrscht.The operation of the fuel injection valve is as follows: At the beginning of the injection is the valve pin 5 with its sealing element 5.4 in contact with the first valve seat 7.1 so that the valve room 7.2 from the low pressure room 10.1 is disconnected. In the pressure room 1.7 , in the control room 1.1 and in the valve room 7.2 there is a high fuel pressure, as he also in the high-pressure channel 10.2 prevails.

Durch den Kraftstoffdruck im Steuerraum 1.1 wird auf die düsennadelsitzabgewandte Stirnseite der Düsennadel 1.3 eine hydraulische Kraft in Richtung auf den Düsennadelsitz 1.5 ausgeübt, die die Düsennadel 1.3 gegen den Düsennadelsitz 1.5 drückt. Da die Düsennadel 1.3 in Anlage am Düsennadelsitz 1.5 ist, wird der Druckraum 1.7 gegen die Einspritzöffnungen 1.6 abgedichtet, so dass kein Kraftstoff aus dem Druckraum 1.7 in den Brennraum 110 der Brennkraftmaschine gelangen kann.Due to the fuel pressure in the control room 1.1 is on the nozzle needle seat facing away from the end of the nozzle needle 1.3 a hydraulic force in the direction of the nozzle needle seat 1.5 exercised the nozzle needle 1.3 against the nozzle needle seat 1.5 suppressed. Because the nozzle needle 1.3 in contact with the nozzle needle seat 1.5 is, the pressure chamber becomes 1.7 against the injection openings 1.6 sealed, so no fuel from the pressure chamber 1.7 in the combustion chamber 110 the internal combustion engine can get.

Soll eine Einspritzung erfolgen, wird mittels des Aktors 8 über den Koppler 9 der Ventilbolzen 5 vom ersten Ventilsitz 7.1 weg gegen die Kraft der Ventilfeder 6 und gegen die hydraulische Kraft in Anlage an den zweiten Ventilsitz 3.5 gedrückt. Dadurch wird zwischen dem Ventilbolzen 5 und dem ersten Ventilsitz 7.1 eine Verbindung aufgesteuert, die den Ventilraum 7.2 mit dem Niederdruckraum 10.1 verbindet. Durch die Bewegung des Ventilkolbens 5 bis zur Anlage am zweiten Ventilsitz 3.5 werden die Verteilernuten 4.1, 4.2 und 4.3 verschlossen bzw. deren Verbindung in den Verteilerraum 4.4. Damit ist die Kraftstoffzufuhr vom Druckraum 1.7 über die Füllbohrung 2.1, die erste und die zweite Verteilernut 4.1 und 4.2 und die Zulaufdrossel 2.2 in den Steuerraum 1.1 unterbrochen.If an injection takes place, by means of the actuator 8th over the coupler 9 the valve pin 5 from the first valve seat 7.1 away against the force of the valve spring 6 and against the hydraulic force in abutment with the second valve seat 3.5 pressed. This will between the valve pin 5 and the first valve seat 7.1 opened a connection that the valve space 7.2 with the low-pressure room 10.1 combines. By the movement of the valve piston 5 until it touches the second valve seat 3.5 become the distributor grooves 4.1 . 4.2 and 4.3 closed or their connection in the distribution room 4.4 , This is the fuel supply from the pressure chamber 1.7 over the filling hole 2.1 , the first and the second distribution groove 4.1 and 4.2 and the inlet throttle 2.2 in the control room 1.1 interrupted.

Der Druck im Steuerraum 1.1 wird abgebaut, indem unter Hochdruck stehender Kraftstoff aus dem Steuerraum 1.1 über die Ablaufdrossel 2.3, die dritte Bohrung 3.3, die dritte Verteilernut 4.3, die Verbindungsbohrung 4.5 und den Ventilraum 7.2 in den Niederdruckraum 10.1 fließt. Der sich im Steuerraum 1.1 abbauende Kraftstoffdruck führt zu einer verminderten hydraulischen Kraft auf die düsennadelsitzabgewandte Stirnfläche der Düsennadel 1.3, so dass die hydraulischen Kräfte, die durch den Druck im Druckraum 1.7 auf die Düsennadel 1.3 wirken, dazu führen, dass die Düsennadel 1.3 vom Düsennadelsitz 1.5 abhebt und sich entgegen der Kraft der Schließfeder 1.4 in Richtung des Steuerraums 1.1 bewegt. Hierdurch wird zwischen dem Düsennadelsitz 1.5 und der Düsennadel 1.3 ein Spalt aufgesteuert, durch den Kraftstoff aus dem Druckraum 1.7 zu den Einspritzöffnungen 1.6 fließt und durch die Einspritzöffnungen 1.6 in den Brennraum 110 der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.The pressure in the control room 1.1 is degraded by high-pressure fuel from the control room 1.1 over the outlet throttle 2.3 , the third hole 3.3 , the third distributor 4.3 , the connection hole 4.5 and the valve room 7.2 in the low pressure room 10.1 flows. He is in the control room 1.1 degrading fuel pressure leads to a reduced hydraulic force on the Düsenennadelsitzabgewandte end face of the nozzle needle 1.3 , so that the hydraulic forces caused by the pressure in the pressure chamber 1.7 on the nozzle needle 1.3 act, cause the nozzle needle 1.3 from the nozzle needle seat 1.5 lifts off and against the force of the closing spring 1.4 in the direction of the control room 1.1 emotional. This will between the nozzle needle seat 1.5 and the nozzle needle 1.3 a gap piloted by the fuel from the pressure chamber 1.7 to the injection openings 1.6 flows and through the injection openings 1.6 in the combustion chamber 110 the internal combustion engine is injected.

Zur Beendigung der Einspritzung wird die Aktorkraft abgeschaltet und so der Ventilbolzen 5 mittels der Federkraft der Ventilfeder 6 zurück in Anlage an den ersten Ventilsitz 7.1 bewegt. Dadurch wird die Verbindung des Ventilraums 7.2 mit dem Niederdruckraum 10.1 unterbrochen. Gleichzeitig hebt die Stirnfläche 5.3 des Ventilbolzens 5 vom zweiten Ventilsitz 3.5 ab und gibt so den Verteilerraum 4.4 frei. Dadurch strömt unter Hochdruck stehender Kraftstoff vom Druckraum 1.7 über die Füllbohrung 2.1, die erste Bohrung 3.1 und die erste Verteilernut 4.1 in den Verteilerraum 4.4. Vom Verteilerraum 4.4 wird der Kraftstoff über vier Pfade in den Steuerraum 1.1 und den Ventilraum 7.2 verteilt:

1) Verteilerraum 4.4 → zweite Verteilernut 4.2 → zweite Bohrung 3.2 → Zulaufdrossel 2.2 → Steuerraum 1.1
2) Verteilerraum 4.4 → dritte Verteilernut 4.3 → dritte Bohrung 3.3 → Ablaufdrossel 2.3 → Steuerraum 1.1
3) Verteilerraum 4.4 → dritte Verteilernut 4.3 → Verbindungsbohrung 4.5 → Ventilraum 7.2
4) Verteilerraum 4.4 → Längsbohrung 5.7 → Austrittsöffnungen 5.8 → Ventilraum 7.2

To end the injection, the actuator power is turned off and so the valve pin 5 by means of the spring force of the valve spring 6 back into contact with the first valve seat 7.1 emotional. This will cause the connection of the valve chamber 7.2 with the low-pressure room 10.1 interrupted. At the same time raises the frontal area 5.3 of the valve pin 5 from the second valve seat 3.5 and thus gives the distribution room 4.4 free. As a result, high-pressure fuel flows from the pressure chamber 1.7 over the filling hole 2.1 , the first hole 3.1 and the first distributor groove 4.1 in the distribution room 4.4 , From the distribution room 4.4 the fuel is over four paths in the control room 1.1 and the valve room 7.2 distributed:

1) distribution room 4.4 → second distributor groove 4.2 → second hole 3.2 → inlet throttle 2.2 → Control room 1.1
2) distribution room 4.4 → third distributor groove 4.3 → third hole 3.3 → outlet throttle 2.3 → Control room 1.1
3) distribution room 4.4 → third distributor groove 4.3 → Connection hole 4.5 → Valve chamber 7.2
4) distribution room 4.4 → Longitudinal drilling 5.7 → outlet openings 5.8 → Valve chamber 7.2

Durch die Fase 5.6 der Stirnfläche 5.3 des Ventilbolzens 5 an der Austrittsöffnung der Längsbohrung 5.7 wird die Adhäsionskraft zwischen Ventilbolzen 5 und Angleichplatte 3 beim Abheben des Ventilbolzens 5 vom zweiten Ventilsitz 3.5 minimiert.Through the chamfer 5.6 the face 5.3 of the valve pin 5 at the outlet opening of the longitudinal bore 5.7 becomes the adhesion force between valve pin 5 and adjustment plate 3 when lifting the valve pin 5 from the second valve seat 3.5 minimized.

Durch das gleichzeitige Befüllen des Steuerraums 1.1 durch Zulaufdrossel 2.2 und Ablaufdrossel 2.3 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff erfolgt der Druckanstieg im Steuerraum 1.1 vergleichsweise schnell. Ebenso erfolgt eine schnelle Angleichung des Drucks im Ventilraum 7.2 an den Druckraum 1.7 durch die gleichzeitige Befüllung des Ventilraums 7.2 über die Längsbohrung 5.7 und die Verbindungsbohrung 4.5.By simultaneously filling the control room 1.1 through inlet throttle 2.2 and outlet throttle 2.3 With fuel under high pressure, the pressure rises in the control room 1.1 comparatively fast. Likewise, there is a rapid equalization of the pressure in the valve chamber 7.2 to the pressure room 1.7 by the simultaneous filling of the valve space 7.2 over the longitudinal bore 5.7 and the connection hole 4.5 ,

Mit zunehmendem Druck im Steuerraum 1.1 steigt auch die hydraulische Schließkraft auf die Düsennadel 1.3, so dass die Düsennadel 1.3 mit Unterstützung der Federkraft der Schließfeder 1.4 gegen den Düsennadelsitz 1.5 gedrückt wird und dadurch die Einspritzöffnungen 1.6 verschließt. Die Befüllung des Steuerraums 1.1 durch Zulaufdrossel 2.2 und Ablaufdrossel 2.3 führt somit zu einem schnellen Schließvorgang der Düsennadel 1.3.With increasing pressure in the control room 1.1 the hydraulic closing force on the nozzle needle also increases 1.3 , so the nozzle needle 1.3 with the support of the spring force of the closing spring 1.4 against the nozzle needle seat 1.5 is pressed and thereby the injection openings 1.6 closes. The filling of the control room 1.1 through inlet throttle 2.2 and outlet throttle 2.3 thus leads to a fast closing of the nozzle needle 1.3 ,

Ein Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils 100 erzeugt am Steuerventil 50 bezüglich Dichtheit einen optimierten zweiten Ventilsitz 3.5. Dazu werden folgende Fertigungsschritte durchgeführt:

1) Zentrieren des Ventilbolzens 5 in der Führungsbohrung 4.6 der Führungsplatte 4, wobei die Stirnfläche 5.3 im Verteilerraum 4.4 angeordnet ist.
2) Anlegen des Ventilkörpers 7 an die Führungsplatte 4. Vorteilhafterweise werden dabei Düsenkörper 1, Drosselplatte 2, Angleichplatte 3, Führungsplatte 4, Ventilkörper 7 und Injektorkörper 10 verspannt, wobei Düsennadel 1.3, Schließfeder 1.4 und Hülse 1.2 im Druckraum 1.7 angeordnet sind, so dass sich die Einbaulage der 1 ergibt.
3) Zentriertes Eindrücken der Stirnfläche 5.3 in den zweiten Ventilsitz 3.5, wobei der zweite Ventilsitz 3.5 im Kontaktbereich zur Stirnfläche 5.3 plastifiziert wird. Das Eindrücken der Stirnfläche 5.3 in den zweiten Ventilsitz 3.5 kann beispielsweise erfolgen, indem eine äußere Kraft auf den im Injektorkörper angeordneten Koppler 9 und damit mittelbar auf den Ventilbolzen 5 aufgebracht wird, die in Richtung des zweiten Ventilsitzes 3.5 wirkt.

A manufacturing method of the fuel injection valve according to the invention 100 generated at the control valve 50 regarding tightness an optimized second valve seat 3.5 , For this purpose, the following manufacturing steps are carried out:

1) Center the valve pin 5 in the guide hole 4.6 the guide plate 4 , where the end face 5.3 in the distribution room 4.4 is arranged.
2) Apply the valve body 7 to the guide plate 4 , Advantageously, this nozzle body 1 , Throttle plate 2 , Adjustment plate 3 , Guide plate 4 , Valve body 7 and injector body 10 braced, with nozzle needle 1.3 , Closing spring 1.4 and sleeve 1.2 in the pressure room 1.7 are arranged so that the mounting position of the 1 results.
3) Centered indentation of the face 5.3 in the second valve seat 3.5 , wherein the second valve seat 3.5 in the contact area to the end face 5.3 is plasticized. The impression of the face 5.3 in the second valve seat 3.5 For example, can be done by an external force on the arranged in the injector body coupler 9 and thus indirectly on the valve pin 5 is applied, which in the direction of the second valve seat 3.5 acts.

Vorteilhafterweise wird beim beschriebenen Herstellungsverfahren die Angleichplatte 3 im Bereich des zweiten Ventilsitzes 3.5 plastifiziert, nicht jedoch der Ventilbolzen 5 im Bereich seiner Stirnfläche 5.3. Dazu weist das Material der Angleichplatte 3 eine geringere Festigkeit, speziell eine geringere Fließgrenze, auf als das Material des Ventilbolzens 5. Die Fase 5.6 am Ventilkolben 5 unterstützt dabei die Plastifizierung der Angleichplatte 3 durch die Reduzierung der Kontaktfläche zwischen Stirnfläche 5.3 und zweitem Ventilsitz 3.5. Im Betrieb dient die Fase 5.6 während des Schließvorgangs des zweiten Ventilsitzes 3.5 dazu, dass der Ventilkolben 5 zentrisch in den zweiten Ventilsitz 3.5, der aufgrund der Plastifizierung eine leicht kegelförmige Sitzform aufweist, gedrückt wird.Advantageously, in the described manufacturing process, the adjustment plate 3 in the region of the second valve seat 3.5 plasticized, but not the valve pin 5 in the area of his face 5.3 , For this purpose, the material of the adjustment plate 3 a lower strength, especially a lower yield point, than the material of the valve pin 5 , The chamfer 5.6 on the valve piston 5 supports the plasticization of the alignment plate 3 by reducing the contact area between the end face 5.3 and second valve seat 3.5 , In operation, the chamfer serves 5.6 during the closing operation of the second valve seat 3.5 to that the valve piston 5 centric in the second valve seat 3.5 , which has a slightly conical seat shape due to the plasticization is pressed.

Claims

Fuel Injector ( 100 ) for internal combustion engines for the injection of fuel under high pressure with a pressure chamber ( 1.7 ), in which a nozzle needle ( 1.3 ) is longitudinally displaceable, wherein the nozzle needle ( 1.3 ) by its longitudinal movement with a nozzle needle seat ( 1.5 ) and by the pressure in a control room ( 1.1 ) one in the direction of the nozzle needle seat ( 1.5 ) directed closing force, and with a in the fuel injection valve ( 100 ) trained control valve ( 50 ), by which the pressure in the control room ( 1.1 ) is adjustable, wherein the control valve ( 50 ) one in a valve body ( 7 ) and via an outlet throttle ( 2.3 ) with the control room ( 1.1 ) connected valve space ( 7.2 ), in which a valve pin ( 5 ) is longitudinally movably arranged, wherein the fuel injection valve ( 100 ) one with the control room ( 1.1 ) connected inlet throttle ( 2.2 ) and one with the pressure chamber ( 1.7 ) associated filling bore ( 2.1 ), characterized in that the Filling hole ( 2.1 ), the inlet throttle ( 2.2 ) and the outlet throttle ( 2.3 ) into a distribution room ( 4.4 ) open at least indirectly, the distribution space ( 4.4 ) in a guide plate ( 4 ) is formed and wherein in the guide plate ( 4 ) a first distribution groove ( 4.1 ), a second distribution groove ( 4.2 ) and a third distribution groove ( 4.3 ) are formed radially, all in the distribution space ( 4.4 ), the first distributor groove ( 4.1 ) with the filling bore ( 2.1 ), the second distributor groove ( 4.2 ) with the inlet throttle ( 2.2 ) and the third distribution groove ( 4.3 ) with the outlet throttle ( 2.3 ) are permanently connected at least indirectly.

Fuel Injector ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the valve pin ( 5 ) when placed against a first valve seat ( 7.1 ) the connection between the valve space ( 7.2 ) and a low pressure space ( 10.1 ) and the distribution room ( 4.4 ) and thereby the filling hole ( 2.1 ), the inlet throttle ( 2.2 ) and the outlet throttle ( 2.3 ) and when in contact with a second valve seat ( 3.5 ) the connection between the valve space ( 7.2 ) and the low-pressure space ( 10.1 ) opens and the distribution room ( 4.4 ) closes and thereby the filling hole ( 2.1 ) from the inlet throttle ( 2.2 ) and the outlet throttle ( 2.3 ) separates.

Fuel Injector ( 100 ) according to claim 2, characterized in that the filling bore ( 2.1 ), the inlet throttle ( 2.2 ) and the outlet throttle ( 2.3 ) in a throttle plate ( 2 ) are formed.

Fuel Injector ( 100 ) according to claim 3, characterized in that the valve pin ( 5 ) partially in one in the guide plate ( 4 ) formed guide bore ( 4.6 ) is guided.

Fuel Injector ( 100 ) according to claim 4, characterized in that in the guide plate ( 4 ) a connection hole ( 4.5 ) formed by the valve space ( 7.2 ) to the third distribution groove ( 4.3 ) leads.

Fuel Injector ( 100 ) according to one of claims 3 to 5, characterized in that between the throttle plate ( 2 ) and the guide plate ( 4 ) an adjustment plate ( 3 ) is arranged, on which the second valve seat ( 3.5 ) is trained.

Fuel Injector ( 100 ) according to claim 6, characterized in that in the valve pin ( 5 ) a longitudinal bore ( 5.7 ) is formed which at least indirectly in the valve chamber ( 7.2 ) opens.

Fuel Injector ( 100 ) according to claim 7, characterized in that when the valve pin ( 5 ) to the first valve seat ( 7.1 ) a connection of the longitudinal bore ( 5.7 ) to the distribution room ( 4.4 ) is released and when planting a on the valve pin ( 5 ) formed end face ( 5.3 ) to the second valve seat ( 3.5 ) the connection is disconnected.

Fuel Injector ( 100 ) according to one of claims 6 to 8, characterized in that the adjustment plate ( 3 ) of a material of comparatively low strength with respect to the material of the valve pin ( 5 ), especially with comparatively low yield point.

Fuel Injector ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control valve ( 50 ) by a piezo actuator ( 8th ) is driven.

Method for producing a fuel injection valve ( 100 ) according to claim 1, wherein - the valve pin ( 5 ) partially in one in a guide plate ( 4 ) formed guide bore ( 4.6 ) is guided, - and a second valve seat ( 3.5 ) is formed on a component which consists of a material with comparatively low strength with respect to the material of the valve pin, especially with a comparatively low yield point, - and the valve pin ( 5 ) when contacting the second valve seat ( 3.5 ) the distribution room ( 4.4 ) closes and thereby the filling hole ( 2.1 ) from the inlet throttle ( 2.2 ) and the outlet throttle ( 2.3 ), characterized by the following method steps: 1) centering of the valve pin ( 5 ) in the guide bore ( 4.6 ) of the guide plate ( 4 ), one on the valve pin ( 5 ) formed end face ( 5.3 ) in the distribution room ( 4.4 ) is arranged. 2) applying the valve body ( 7 ) to the guide plate ( 4 ). 3) Centered indentation of the end face ( 5.3 ) in the second valve seat ( 3.5 ), wherein the second valve seat ( 3.5 ) in the contact area with the end face ( 5.3 ) is plasticized.

Method for producing a fuel injection valve ( 100 ) according to claim 11, wherein the filling bore ( 2.1 ), the inlet throttle ( 2.2 ) and the outlet throttle ( 2.3 ) in a throttle plate ( 2 ) are formed and between throttle plate ( 2 ) and guide plate ( 4 ) an adjustment plate ( 3 ) is arranged, on which the second valve seat ( 3.5 ) is characterized by the following method steps: 1) centering of the valve pin ( 5 ) in the guide bore ( 4.6 ) of the guide plate ( 4 ), one on the valve pin ( 5 ) formed end face ( 5.3 ) in the distribution room ( 4.4 ) is arranged. 2) clamping valve body ( 7 ), Guide plate ( 4 ), Adjustment plate ( 3 ) and throttle plate ( 2 ) in installation position. 3) Centered indentation of the end face ( 5.3 ) in the second valve seat ( 3.5 ), wherein the second valve seat ( 3.5 ) in the contact area with the end face ( 5.3 ) is plasticized.