DE102013221536A1

DE102013221536A1 - fuel injector

Info

Publication number: DE102013221536A1
Application number: DE201310221536
Authority: DE
Inventors: Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-04-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine umfassend eine Düsennadel (1), die in einer Hochdruckbohrung (2) eines Düsenkörpers (3) zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung (4) hubbeweglich geführt ist, sowie einen Magnetaktor (5) mit einer Magnetspule (6) zur Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel (1), wobei die Magnetspule (6) mit einem Anker (7) zusammenwirkt, der von Hochdruck umgeben und über einen fest mit dem Anker (7) verbundenen Kolben (8) hubbeweglich geführt ist. Erfindungsgemäß ist zur hubbeweglichen Führung des Ankers (7) zumindest ein Abschnitt des Kolbens (8) in einem hohlzylinderförmigen, in einen Hochdruckraum (9) hineinragenden Führungsabschnitt (10) eines Bauteils (11) des Kraftstoffinjektors aufgenommen.The invention relates to a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine comprising a nozzle needle (1) which is guided in a high-pressure bore (2) of a nozzle body (3) for releasing and closing at least one injection port (4), and a magnetic actuator (5) having a magnet coil (6) for controlling the lifting movement of the nozzle needle (1), the magnet coil (6) cooperating with an armature (7) surrounded by high pressure and a piston fixedly connected to the armature (7) ( 8) is guided in a liftable manner. According to the invention, at least one section of the piston (8) is received in a hollow-cylindrical guide section (10) of a component (11) of the fuel injector that projects into a high-pressure chamber (9) in order to lift the armature (7).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Die Verwendung von Magnetaktoren zur Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel eines Kraftstoffinjektors ist allgemein bekannt. Dabei ist die Hubbewegung der Düsennadel indirekt über einen Servo-Steuerraum oder direkt steuerbar. Bei der direkten Steuerung gilt es sicherzustellen, dass über den Aktor eine ausreichende Kraft zum Öffnen der Düsennadel bereitgestellt wird. Da bei den derzeit geforderten Systemdrücken von bis zu 3000 bar sehr hohe Schaltkräfte an der Düsennadel auftreten, finden bei der direkten Steuerung häufig Einrichtungen zur Verstärkung der Aktorkraft Einsatz.The use of magnetic actuators to control the lifting movement of the nozzle needle of a fuel injector is well known. The stroke movement of the nozzle needle is indirectly controlled via a servo control room or directly. In the case of direct control, it must be ensured that sufficient force is provided via the actuator to open the nozzle needle. Since at the currently required system pressures of up to 3000 bar very high switching forces on the nozzle needle occur in the direct control devices often used to enhance the actuator force.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2007 002 758 A1 geht beispielsweise ein Kraftstoffinjektor mit einem Magnetaktor zur direkten Steuerung der Hubbewegung einer Düsennadel sowie einer Einrichtung zur Verstärkung der Aktorkraft hervor. Der Magnetaktor umfasst eine ringförmige Magnetspule und einen mit der Magnetspule zusammenwirkenden hubbeweglichen Anker, der über einen hydraulischen Koppler mit der Düsennadel koppelbar ist. Der hydraulische Koppler besitzt ein hydraulisches Kopplervolumen, das einerseits von einem fest mit dem Anker verbundenen Kopplerkolben und andererseits von der Düsennadel begrenzt wird. Die hydraulisch wirksamen Flächen am Kolben und an der Düsennadel sind dabei derart dimensioniert, dass über die hydraulische Kopplung zugleich eine Kraftverstärkung bewirkt wird.From the publication DE 10 2007 002 758 A1 For example, a fuel injector with a magnetic actuator for direct control of the lifting movement of a nozzle needle and a device for enhancing the actuator force. The magnetic actuator comprises an annular magnet coil and a lifting armature cooperating with the magnet coil, which can be coupled via a hydraulic coupler with the nozzle needle. The hydraulic coupler has a hydraulic coupler volume bounded on the one hand by a coupler piston fixedly connected to the armature and on the other hand by the nozzle needle. The hydraulically effective surfaces on the piston and on the nozzle needle are dimensioned such that at the same time a force amplification is effected via the hydraulic coupling.

Die hubbeweglichen Bauteile, wie beispielsweise die Düsennadel, der Kopplerkolben und/oder der Anker, sind bei dem bekannten Kraftstoffinjektor im Hochdruckbereich des Injektors angeordnet. Der Hochdruckbereich umfasst mehrere Druckräume, die über Bohrungen hydraulisch verbunden sind. In einer Bohrung ist zugleich der mit dem Anker verbundene Kopplerkolben aufgenommen, so dass hierüber eine Führung des Ankers bewirkbar ist. Der im angrenzenden Druckraum herrschende Hochdruck kann jedoch dazu führen, dass sich die Bohrung in radialer Richtung aufweitet. In diesem Fall ist die Führung bzw. die Führungsqualität des Ankers gefährdet. Eine ausreichende Führungsqualität ist jedoch erforderlich, um einen exakt definierten Hubanschlag des Ankers zur Vermeidung von Einspritztoleranzen zu generieren.The liftable components, such as the nozzle needle, the coupler piston and / or the armature are arranged in the known fuel injector in the high pressure region of the injector. The high-pressure area comprises a plurality of pressure chambers, which are hydraulically connected via bores. In a bore at the same time the coupler piston connected to the armature is accommodated, so that hereby a guide of the armature can be effected. However, the pressure prevailing in the adjacent pressure chamber high pressure can cause the bore widens in the radial direction. In this case, the leadership or the leadership quality of the anchor is at risk. Sufficient guidance quality is required, however, to generate a precisely defined stroke stop of the armature to avoid injection tolerances.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor der eingangs genannten Art anzugeben und eine hohe Führungsqualität in Bezug auf die Führung eines Ankers besitzt.The present invention is therefore an object of the invention to provide a fuel injector of the type mentioned and has a high leadership quality with respect to the leadership of an anchor.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.To solve the problem, a fuel injector with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine vorgeschlagene Kraftstoffinjektor umfasst eine Düsennadel, die in einer Hochdruckbohrung eines Düsenkörpers zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung hubbeweglich geführt ist, sowie einen Magnetaktor mit einer Magnetspule zur Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel. Die Magnetspule wirkt dabei mit einem Anker zusammen, der von Hochdruck umgeben und über einen fest mit dem Anker verbundenen Kolben hubbeweglich geführt ist. Erfindungsgemäß ist zur hubbeweglichen Führung des Ankers zumindest ein Abschnitt des Kolbens in einem hohlzylinderförmigen, in einen Hochdruckraum hineinragenden Führungsabschnitt eines Bauteils des Kraftstoffinjektors aufgenommen. Dadurch, dass der Führungsabschnitt hohlzylinderförmig ausgebildet ist und in einen Hochdruckraum hineinragt, liegt am Außenumfang des hohlzylinderförmigen Führungsabschnitts Hochdruck an. Dieser wirkt einer radialen Aufweitung des Führungsabschnitts entgegen, so dass die Qualität der Ankerführung über den mit dem Anker verbundenen Kolben verbessert wird. Die verbesserte Führungsqualität wiederum ermöglicht einen exakt definierten Hubanschlag des Ankers, so dass Einspritztoleranzen vermieden oder zumindest verringert werden. Bei dem den hohlzylinderförmigen Führungsabschnitt aufweisenden Bauteil kann es sich um ein Körperbauteil des Kraftstoffinjektors handeln, beispielsweise um einen Haltekörper oder einen Magnetkörper, der vorzugsweise an wenigstens ein weiteres Körperbauteil des Injektors axial angesetzt und mit diesem über eine Spannmutter axial verspannt ist.The fuel injector proposed for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine comprises a nozzle needle, which is guided in a high-pressure bore of a nozzle body for releasing and closing at least one injection opening, and a magnetic actuator with a magnetic coil for controlling the lifting movement of the nozzle needle. The solenoid cooperates with an armature, which is surrounded by high pressure and is guided in a liftable manner via a piston fixedly connected to the armature. According to the invention, at least one section of the piston is received in a hollow-cylindrical guide section of a component of the fuel injector which projects into a high-pressure space for the lifting-movable guidance of the armature. Characterized in that the guide portion is hollow cylindrical and protrudes into a high-pressure chamber, is located on the outer periphery of the hollow cylindrical guide portion high pressure. This counteracts a radial widening of the guide section, so that the quality of the armature guide is improved via the piston connected to the armature. The improved guide quality in turn allows a precisely defined stroke stop of the armature, so that injection tolerances are avoided or at least reduced. The component having the hollow-cylindrical guide section may be a body component of the fuel injector, for example a holding body or a magnetic body, which is preferably attached axially to at least one further body component of the injector and axially clamped thereto via a clamping nut.

Bevorzugt ist der Hochdruckraum zumindest teilweise innerhalb des Bauteils ausgebildet, das den Führungsabschnitt aufweist. Bei dem Hochdruckraum kann es sich beispielsweise um einen Ankerraum handeln, in dem der Anker zumindest teilweise aufgenommen ist. Bei dem Hochdruckraum kann es sich ferner um ein Speichervolumen handeln, das innerhalb des den Führungsabschnitt aufweisenden Bauteils zwischen einem Ankerraum und der Hochdruckbohrung des Düsenköpers ausgebildet ist und der Versorgung der Hochdruckbohrung mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff dient.Preferably, the high pressure space is at least partially formed within the component having the guide portion. The high-pressure space can be, for example, an armature space in which the armature is at least partially accommodated. The high-pressure chamber can also be a storage volume which is formed within the guide portion having a component between an armature space and the high-pressure bore of the nozzle body and the supply of the high-pressure bore with high pressure fuel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei hohlzylinderförmige Führungsabschnitte vorgesehen, die beidseits eines Bauteils des Kraftstoffinjektors jeweils in einen Hochdruckraum hineinragen und auf diese Weise eine Kolbenführung ausbilden, die an ihren beiden Enden von Hochdruck umgeben ist.According to a preferred embodiment of the invention are two hollow cylindrical Provided guide portions which project on both sides of a component of the fuel injector each in a high-pressure chamber and form in this way a piston guide, which is surrounded at both ends by high pressure.

Weiterhin bevorzugt ist zur Ausbildung des Hochdruckraums der hohlzylinderförmige Führungsabschnitt von einem weiteren hohlzylinderförmigen Abschnitt desselben Bauteils umgeben und mit diesem über einen Stegabschnitt verbunden. Die beiden über den Stegabschnitt verbundenen hohlzylinderförmigen Abschnitte des Bauteils sind vorzugsweise konzentrisch angeordnet, so dass zwischen den beiden hohlzylinderförmigen Abschnitten ein ringförmiger Hochdruckraum ausgebildet wird.Further preferably, the hollow cylindrical guide portion is surrounded by a further hollow cylindrical portion of the same component and connected to this via a web portion to form the high-pressure chamber. The two hollow-cylindrical sections of the component connected via the web section are preferably arranged concentrically, so that an annular high pressure space is formed between the two hollow cylindrical sections.

Vorteilhafterweise ist die axiale Lage des Stegabschnitts derart gewählt, dass der Stegabschnitt den Hochdruckraum in zwei Teilräume unterteilt, die über wenigstens eine im Stegabschnitt ausgebildete Bohrung hydraulisch verbunden sind. Ein erster Teilraum kann dann als Ankerraum und ein zweiter Teilraum als Speichervolumen dienen. Bevorzugt ist hierzu der den Hochdruckraum unterteilende Stegabschnitt im Bereich der Bauteilmitte an den den hohlzylinderförmigen Führungsabschnitt umgebenden, weiteren hohlzylinderförmigen Abschnitt des Bauteils herangeführt.Advantageously, the axial position of the web portion is selected such that the web portion divides the high-pressure chamber into two sub-spaces, which are hydraulically connected via at least one bore formed in the web portion. A first subspace can then serve as an anchor space and a second subspace as a storage volume. For this purpose, the web section subdividing the high-pressure chamber is preferably brought in the area of the center of the component to the further hollow-cylindrical section of the component surrounding the hollow-cylindrical guide section.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der hohlzylinderförmige Führungsabschnitt beidseits des Stegabschnitts in den Hochdruckraum hineinragt. Das heißt, dass der den Hochdruckraum in zwei Teilräume unterteilende Stegabschnitt vorzugsweise im Bereich der Mitte des hohlzylinderförmigen Führungsabschnitts an diesen herangeführt ist. In diesem Fall ragt jeweils ein Ende des hohlzylinderförmigen Führungsabschnitts in einen Teilraum hinein, so dass der hohlzylinderförmige Führungsabschnitt an beiden Enden außenumfangseitig von Hochdruck beaufschlagt ist, um einer radialen Aufweitung des Führungsabschnitts entgegen zu wirken.It is also proposed that the hollow cylindrical guide section projects into the high-pressure chamber on both sides of the web section. This means that the web section which subdivides the high-pressure chamber into two subspaces is preferably brought to it in the region of the center of the hollow-cylindrical guide section. In this case, in each case one end of the hollow cylindrical guide section projects into a subspace, so that the hollow cylindrical guide section is subjected to high pressure on both sides on the outer circumference in order to counteract a radial widening of the guide section.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Anker als Tauchanker ausgebildet. Zum Einen lässt sich über einen Tauchanker im Vergleich zu einem Flachanker ein größerer Hub realisieren. Zum Anderen kommen die Vorteile der Erfindung bei einem nach dem Tauchankerprinzip ausgebildeten Anker besonders deutlich zum Tragen. Denn die verbesserte Ankerführung ermöglicht eine Verkleinerung des Nebenluftspalts zwischen dem Anker und den Magnetbauteilen des Magnetaktors, so dass die Magnetkraft erhöht und die Dynamik verbessert werden.According to a preferred embodiment of the invention, the armature is designed as a plunger anchor. On the one hand, a larger lift can be achieved with a plunger anchor compared to a flat anchor. On the other hand, the advantages of the invention in a trained according to the plunger anchor principle anchor come particularly clearly to bear. Because the improved armature guide allows a reduction of the secondary air gap between the armature and the magnetic components of the magnetic actuator, so that the magnetic force increases and the dynamics are improved.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der fest mit dem Anker verbundene Kolben über ein hydraulisches Kopplervolumen mit der Düsennadel koppelbar ist. Denn das hydraulische Kopplervolumen kann zugleich als hydraulischer Kraftübersetzer eingesetzt werden. Der Kopplerkolben besitzt hierzu bevorzugt eine das hydraulische Kopplervolumen begrenzende hydraulische Wirkfläche, die kleiner als eine das hydraulische Kopplervolumen begrenzende hydraulische Wirkfläche der Düsennadel ist. In Abhängigkeit von dem jeweils konkret gewählten Flächenverhältnis der hydraulischen Wirkflächen kann auf diese Weise eine hohe Kraftübersetzung von etwa 3 bis 6 bewirkt werden.In a further development of the invention, it is proposed that the piston fixedly connected to the armature can be coupled to the nozzle needle via a hydraulic coupler volume. Because the hydraulic coupler volume can also be used as a hydraulic force translator. For this purpose, the coupler piston preferably has a hydraulic active surface delimiting the hydraulic coupler volume, which is smaller than a hydraulic effective area of the nozzle needle delimiting the hydraulic coupler volume. Depending on the specific area ratio of the hydraulic active surfaces chosen in each case, a high force transmission of about 3 to 6 can be effected in this way.

Vorteilhafterweise ist zur Ausbildung des hydraulischen Kopplervolumens ein der Einspritzöffnung abgewandtes Ende der Düsennadel in einer Dichthülse aufgenommen. Die Dichthülse dichtet das Kopplervolumen gegenüber der Hochdruckbohrung ab.Advantageously, an injection port facing away from the end of the nozzle needle is received in a sealing sleeve to form the hydraulic Kopplervolumens. The sealing sleeve seals the coupler volume with respect to the high-pressure bore.

Alternativ oder ergänzend kann auch ein dem Anker abgewandtes Ende des Kolbens in einer Dichthülse aufgenommen sein. Die Dichthülse dient in diesem Fall der Abdichtung des Kopplervolumens gegenüber einem Hochdruckraum, der im Bauteil ausgebildet ist, das den hohlzylinderförmigen Führungsabschnitt besitzt. Sofern das Kopplervolumen in radialer Richtung von zwei Dichthülsen begrenzt wird, kann zwischen den Dichthülsen eine Platte zur Unterteilung des hydraulischen Kopplervolumens angeordnet sein. Vorzugsweise ist wenigstens eine Verbindungsbohrung in der Platte vorgesehen, über welche eine hydraulische Verbindung der Teilräume des hydraulischen Kopplervolumens sichergestellt ist.Alternatively or additionally, an end of the piston facing away from the armature can also be accommodated in a sealing sleeve. The sealing sleeve is used in this case, the sealing of the coupler volume with respect to a high pressure chamber which is formed in the component having the hollow cylindrical guide portion. If the coupler volume is limited in the radial direction by two sealing sleeves, a plate for subdividing the hydraulic coupler volume can be arranged between the sealing sleeves. Preferably, at least one connecting bore is provided in the plate, via which a hydraulic connection of the subspaces of the hydraulic coupler volume is ensured.

Vorzugsweise ist wenigstens eine Dichthülse an einer Platte abgestützt und in Richtung der Platte von der Federkraft einer Feder beaufschlagt. Über die Federkraft der Feder wird dann die erforderliche Dichtkraft zur Abdichtung des hydraulischen Kopplervolumens gegenüber dem Hochdruckbereich des Injektors bereitgestellt.Preferably, at least one sealing sleeve is supported on a plate and acted upon in the direction of the plate by the spring force of a spring. The spring force of the spring then provides the required sealing force for sealing the hydraulic coupler volume with respect to the high-pressure region of the injector.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor.A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. This shows a schematic longitudinal section through a fuel injector according to the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Der in der Figur dargestellte Kraftstoffinjektor weist einen Magnetaktor 5 zur direkten Steuerung der Hubbewegung einer Düsennadel 1 auf, die in einer Hochdruckbohrung 2 eines Düsenkörpers 3 zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung 4 hubbeweglich geführt ist. Der Magnetaktor 5 umfasst eine Magnetspule 6 sowie einen mit der Magnetspule 6 zusammenwirkenden Anker 7, welcher vorliegend als Tauchanker ausgebildet ist. Der Tauchanker ist in einem Hochdruckraum 9 aufgenommen, der zumindest teilweise in einem Bauteil 11 ausgebildet ist. Ferner ist der Tauchanker von einem ringförmigen Trennkörper 23 umgeben, der zur magnetischen Trennung des Bauteils 11 von einem in die Magnetspule 6 eingreifenden und einen Innenpol 24 ausbildenden Injektorkörper 25 aus einem amagnetischen Material gefertigt ist. Das Bauteil 11, bei dem es sich vorliegend um einen Magnetkörper handelt, der Düsenkörper 3, die Magnetspule 6 und der Injektorkörper 25 sind mittels einer Spannmutter 26 axial verspannt. Zwischen dem Magnetkörper und dem Düsenkörper 3 ist ferner eine Platte 20 eingelegt, die somit Teil des Spannverbandes ist. Über die Spannmutter 26 wird eine Axialkraft auf die mehreren Körperbauteile des Injektors ausgeübt, die zugleich als Dichtkraft dient und den Injektor nach außen abdichtet. The fuel injector shown in the figure has a magnetic actuator 5 for direct control of the lifting movement of a nozzle needle 1 on that in a high pressure bore 2 a nozzle body 3 for releasing and closing at least one injection opening 4 Hubbeweglich is guided. The magnetic actuator 5 includes a magnetic coil 6 and one with the solenoid 6 interacting anchor 7 , which is designed here as a dip anchor. The plunger anchor is in a high pressure room 9 taken, at least partially in a component 11 is trained. Furthermore, the plunger is an annular separator 23 surrounded, which is responsible for the magnetic separation of the component 11 from one to the solenoid 6 engaging and a pole 24 forming injector body 25 made of an amagnetic material. The component 11 , which in the present case is a magnetic body, the nozzle body 3 , the magnetic coil 6 and the injector body 25 are by means of a clamping nut 26 axially braced. Between the magnetic body and the nozzle body 3 is also a plate 20 inserted, which is thus part of the clamping Association. About the clamping nut 26 an axial force is exerted on the multiple body components of the injector, which also serves as a sealing force and seals the injector to the outside.

Der Injektorkörper 25 wird von einer zentralen Bohrung 27 durchsetzt, die zur Versorgung des Kraftstoffinjektors mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff zur Einspritzung in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffhochdruckquelle (nicht dargestellt) verbindbar ist. Die Bohrung 27 mündet in den Hochdruckraum 9, der über einen Stegabschnitt 13 des Bauteils 11 in einen ersten Teilraum 9.1 und einen zweiten Teilraum 9.2 unterteilt ist, wobei im ersten Teilraum 9.1 der Anker 7 aufgenommen ist. Eine im Stegabschnitt 13 ausgebildete Bohrung 14 stellt die hydraulische Verbindung der beiden Teilräume 9.1, 9.2, so dass der unter hohem Druck stehende Kraftstoff über die Bohrung 14 aus dem ersten Teilraum 9.1 in den zweiten Teilraum 9.2 gelangt. Über eine Bohrung 31, die in der Platte 20 ausgebildet ist, ist der Hochdruckraum 9 mit der Hochdruckbohrung 2 verbunden ist.The injector body 25 is from a central hole 27 permeated, which for supplying the fuel injector with high pressure fuel for injection into the combustion chamber of an internal combustion engine with a high-pressure fuel source (not shown) is connectable. The hole 27 flows into the high pressure room 9 , which has a bridge section 13 of the component 11 in a first subspace 9.1 and a second subspace 9.2 is divided, wherein in the first subspace 9.1 the anchor 7 is included. One in the bridge section 13 trained hole 14 represents the hydraulic connection of the two subspaces 9.1 . 9.2 so that the high pressure fuel is above the bore 14 from the first subspace 9.1 in the second subspace 9.2 arrives. About a hole 31 that in the plate 20 is formed, is the high-pressure chamber 9 with the high pressure bore 2 connected is.

Wird die Magnetspule 6 bestromt, bewegt sich der Anker 7 in Richtung des Injektorkörpers 25, um einen zwischen dem Injektorkörper 25 und dem Anker 7 ausgebildeten Arbeitsluftspalt 28 zu schließen. Der im Arbeitsluftspalt 28 vorhandene Kraftstoff wird dabei über eine im Anker 7 ausgebildete schräg verlaufende Bohrung 29 auf die andere Seite des Ankers 7 geführt. Die Bohrung 29 ermöglicht eine Minimierung eines den Anker 7 umgebenden Nebenluftspalts 30, so dass eine erhöhte Magnetkraft und eine verbesserte Dynamik erzielt werden. Der Anker 7 ist mit einem Kolben 8 fest verbunden, der zum Einen der hydraulischen Kopplung des Ankers 7 mit der Düsennadel 1 und zum Anderen der Führung des Ankers 7 dient. Der Kolben 8 ist hierzu in einem hohlzylinderförmigen Führungsabschnitt 10 des Bauteils 11 aufgenommen, das über den Stegabschnitt 13 mit einem radial außen liegenden, weiteren hohlzylinderförmigen Abschnitt 12 des Bauteils 11 verbunden ist. Der Stegabschnitt 13 ist etwa mittig in Bezug auf die axiale Erstreckung des hohlzylinderförmigen Führungsabschnitts 10 an diesen heran geführt, so dass ein Ende des hohlzylinderförmigen Führungsabschnitts 10 in den ersten Teilraum 9.1 des Hochdruckraums 9 und ein weiteres Ende in den zweiten Teilraum 9.2 hineinragt. Dies hat zur Folge, dass der hohlzylinderförmige Führungsabschnitt 10 an seinen beiden Enden außenumfangseitig von Hochdruck beaufschlagt ist, so dass einer radialen Aufweitung des hohlzylinderförmigen Führungsabschnitts 10 entgegen gewirkt und die Führung des Ankers 7 verbessert wird. Die verbesserte Führung wiederum fördert einen exakt definierten Hubanschlag des Ankers 7 sowie damit einhergehend die Vermeidung von Einspritztoleranzen.Will the solenoid coil 6 energized, the anchor moves 7 in the direction of the injector body 25 to one between the injector body 25 and the anchor 7 trained working air gap 28 close. The in the working air gap 28 Existing fuel is about one in the anchor 7 trained oblique bore 29 on the other side of the anchor 7 guided. The hole 29 allows minimizing the anchor 7 surrounding tributary gap 30 so that increased magnetic force and improved dynamics are achieved. The anchor 7 is with a piston 8th firmly connected, on the one hand, the hydraulic coupling of the armature 7 with the nozzle needle 1 and second, the leadership of the anchor 7 serves. The piston 8th this is in a hollow cylindrical guide section 10 of the component 11 taken over the bridge section 13 with a radially outer, further hollow cylindrical portion 12 of the component 11 connected is. The bridge section 13 is approximately centered with respect to the axial extent of the hollow cylindrical guide portion 10 led to this, so that one end of the hollow cylindrical guide portion 10 in the first subspace 9.1 of the high pressure room 9 and another end into the second subspace 9.2 protrudes. This has the consequence that the hollow cylindrical guide section 10 At its two ends, the outside circumference is acted upon by high pressure, so that a radial expansion of the hollow cylindrical guide portion 10 counteracted and the leadership of the anchor 7 is improved. The improved guidance in turn promotes a precisely defined stroke stop of the anchor 7 as well as the avoidance of injection tolerances.

Indem der Kolben 8 mit dem Anker 7 fest verbunden ist, bewegen sich bei einer Bestromung der Magnetspule 6 der Anker 7 und der Kolben 8 gemeinsam in Richtung des Injektorkörpers 25, wodurch der Druck in einem hydraulischen Kopplervolumen 15 abfällt, das einerseits von einer hydraulischen Wirkfläche 16 des Kolbens 8 und andererseits von einer hydraulischen Wirkfläche 17 der Düsennadel 1 begrenzt wird. Der Druckabfall im Kopplervolumen 15 hat zur Folge, dass die Düsennadel 1 öffnet und die Einspritzöffnungen 4 freigibt.By the piston 8th with the anchor 7 is firmly connected, move when energized the solenoid 6 the anchor 7 and the piston 8th together in the direction of the injector body 25 , whereby the pressure in a hydraulic coupler volume 15 falls off, on the one hand by a hydraulic active surface 16 of the piston 8th and on the other hand of a hydraulic active surface 17 the nozzle needle 1 is limited. The pressure drop in the coupler volume 15 As a result, the nozzle needle 1 opens and the injection openings 4 releases.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die hydraulische Wirkfläche 16 des Kolbens 8 deutlich kleiner als die hydraulische Wirkfläche 17 der Düsennadel 1 gewählt. Über die hydraulische Kopplung des Kolbens 8 bzw. des Ankers 7 mit der Düsennadel 1 wird demnach zugleich eine Übersetzung der Aktorkraft bewirkt. Die Übersetzung hängt von dem jeweils konkret gewählten Flächenverhältnis der hydraulischen Wirkflächen 16, 17 ab. Vorzugsweise ist das Flächenverhältnis derart gewählt, das eine Kraftübersetzung von etwa 3–6 erzielt wird.In the illustrated embodiment, the hydraulic active surface 16 of the piston 8th significantly smaller than the hydraulic effective area 17 the nozzle needle 1 selected. About the hydraulic coupling of the piston 8th or the anchor 7 with the nozzle needle 1 Accordingly, a translation of the actuator force is effected at the same time. The translation depends on the particular selected area ratio of the hydraulic active surfaces 16 . 17 from. Preferably, the area ratio is chosen such that a force transmission of about 3-6 is achieved.

Zum Schließen der Düsennadel 1 wird die Bestromung der Magnetspule 6 beendet. Über die Federkraft einer einerseits am Bauteil 11 und andererseits am Kolben 8 abgestützten Feder 32 wird dann die Rückstellung des Kolbens 8 und des Ankers 7 in ihre Ausgangslage bewirkt, wodurch der Druck im hydraulischen Kopplervolumen 15 wieder ansteigt. Der Druckanstieg hat zur Folge, dass die Düsennadel 1 schließt und der Einspritzvorgang beendet wird. Die Federkraft einer Feder 21, die einerseits an der Düsennadel 1 und andererseits an einer Dichthülse 18 abgestützt ist, unterstützt den Schließvorgang.To close the nozzle needle 1 is the energization of the solenoid 6 completed. About the spring force on the one hand on the component 11 and on the other hand on the piston 8th supported spring 32 then the reset of the piston 8th and the anchor 7 caused in their initial position, whereby the pressure in the hydraulic coupler volume 15 rises again. The pressure increase has the consequence that the nozzle needle 1 closes and the injection process is terminated. The spring force of a spring 21 , on the one hand, at the nozzle needle 1 and on the other hand on a sealing sleeve 18 is supported, supports the closing process.

Die Dichthülse 18, an welcher die Feder 21 abgestützt ist, dichtet zugleich das hydraulische Kopplervolumen 15 gegenüber der Hochdruckbohrung 2 ab. Die erforderliche Dichtkraft wird von der Feder 21 bereitgestellt.The sealing sleeve 18 on which the spring 21 supported at the same time seals the hydraulic coupler volume 15 opposite the high pressure bore 2 from. The required sealing force is provided by the spring 21 provided.

Zur Abdichtung des hydraulischen Kopplervolumens 15 gegenüber dem Hochdruckraum 9 ist vorliegend ferner eine Dichthülse 19 vorgesehen, die das der Düsennadel 1 zugewandte Ende des Kolbens 8 aufnimmt. An der Dichthülse 19 ist eine Feder 22 abgestützt, deren Federkraft die Dichthülse 19 in Richtung der Platte 20 beaufschlagt und auf diese Weise in Anlage mit der Platte 20 hält. Die Platte 20 unterteilt das hydraulische Kopplervolumen 15 in ein erstes Teilvolumen 15.1 und ein zweites Teilvolumen 15.2, die über eine in der Platte 20 ausgebildete Bohrung 33 verbunden sind.To seal the hydraulic coupler volume 15 opposite the high pressure room 9 is in this case also a sealing sleeve 19 provided, that of the nozzle needle 1 facing end of the piston 8th receives. At the sealing sleeve 19 is a spring 22 supported, the spring force of the sealing sleeve 19 in the direction of the plate 20 charged and in this way in contact with the plate 20 holds. The plate 20 divides the hydraulic coupler volume 15 in a first partial volume 15.1 and a second subvolume 15.2 that have one in the plate 20 trained hole 33 are connected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Düsennadel nozzle needle
22: Hochdruckbohrung High-pressure bore
33: Düsenkörper nozzle body
44: Einspritzöffnung Injection port
55: Magnetaktor magnetic actuator
66: Magnetspule solenoid
77: Anker anchor
88th: Kolben piston
99: Hochdruckraum High-pressure chamber
1010: Führungsabschnitt guide section
1111: Bauteil component
1212: hohlzylinderförmiger Abschnitt hollow cylindrical section
1313: Stegabschnitt web section
1414: Bohrung drilling
1515: hydraulisches Kopplervolumen hydraulic coupler volume
1616: hydraulische Wirkfläche des Kolbens hydraulic effective surface of the piston
1717: hydraulische Wirkfläche der Düsennadel hydraulic effective area of the nozzle needle
1818: Dichthülse sealing sleeve
1919: Dichthülse sealing sleeve
2020: Platte plate
2121: Feder feather
2222: Feder feather
2323: Trennkörper separating body
2424: Innenpol pole
2525: Injektorkörper injector
2626: Spannmutter locknut
2727: Bohrung drilling
2828: Arbeitsluftspalt Working air gap
2929: Bohrung drilling
3030: Nebenluftspalt In addition to air gap
3131: Bohrung drilling
3232: Feder feather
3333: Bohrung drilling

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007002758 A1 [0003]

Claims

Fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine comprising a nozzle needle ( 1 ), which in a high-pressure bore ( 2 ) of a nozzle body ( 3 ) for releasing and closing at least one injection opening ( 4 ) is movably guided, and a magnetic actuator ( 5 ) with a magnetic coil ( 6 ) for controlling the lifting movement of the nozzle needle ( 1 ), wherein the magnetic coil ( 6 ) with an anchor ( 7 ), which is surrounded by high pressure and fixed to the anchor ( 7 ) connected pistons ( 8th ) is guided in a liftable manner, characterized in that for Hubbeweglichen leadership of the armature ( 7 ) at least a portion of the piston ( 8th ) in a hollow cylindrical, in a high-pressure chamber ( 9 ) projecting guide section ( 10 ) of a component ( 11 ) of the fuel injector is received.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the high pressure space ( 9 ) at least partially within the component ( 11 ) is trained.

Fuel injector according to claim 1 or 2, characterized in that for the formation of the high pressure space ( 9 ) the hollow cylindrical guide portion ( 10 ) from another hollow cylindrical section ( 12 ) of the component ( 11 ) and with this over a web section ( 13 ) connected is.

Fuel injector according to claim 3, characterized in that the web section ( 13 ) the high-pressure space ( 9 ) into two subspaces ( 9.1 . 9.2 ) divided over at least one in the web section ( 13 ) formed bore ( 14 ) are hydraulically connected.

Fuel injector according to claim 3 or 4, characterized in that the hollow cylindrical guide section ( 10 ) on both sides of the web section ( 13 ) in the high-pressure chamber ( 9 ) protrudes.

Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the armature ( 7 ) formed as a dip anchor and at least partially in the high-pressure chamber ( 9 ) is recorded.

Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the fixed with the anchor ( 7 ) connected pistons ( 8th ) via a hydraulic coupler volume ( 15 ) with the nozzle needle ( 1 ) and preferably a hydraulic coupler volume ( 15 ) limiting hydraulic effective area ( 16 ), which is smaller than one the hydraulic coupler volume ( 15 ) limiting hydraulic effective area ( 17 ) of the nozzle needle ( 1 ).

Fuel injector according to claim 7, characterized in that for the formation of the hydraulic coupler volume ( 15 ) one of the injection port ( 4 ) facing away from the nozzle needle ( 1 ) in a sealing sleeve ( 18 ) and / or an anchor ( 7 ) opposite end of the piston ( 8th ) in a sealing sleeve ( 19 ) is or are included.

Fuel injector according to claim 8, characterized in that at least one sealing sleeve ( 18 . 19 ) on a plate ( 20 ) and in the direction of the plate ( 20 ) of the spring force of a spring ( 21 . 22 ) is applied.