DE102014209795A1

DE102014209795A1 - Injection device, in particular for an exhaust aftertreatment system; injection

Info

Publication number: DE102014209795A1
Application number: DE102014209795.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Boehland; Christian Reschke; Markus Buerglin; Dirk Schmidt; Robert Giezendanner-Thoben; Martin Braun
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2015-11-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einspritzeinrichtung (1), insbesondere für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Druckerzeuger (4) zum Erzeugen eines Hydraulikdrucks und mit einer druckgesteuerten Einspritzdüse (3), die ein Ventilelement (10), insbesondere Ventilnadel, aufweist, wobei das Ventilelement (10) durch wenigstens ein Federelement (11) zum Verschließen einer Ventilöffnung (14) in einen Ventilsitz (13) gedrängt wird, und wobei der Hydraulikdruck dem Federelement (11) entgegenwirkt, um das Ventilelement (10) von dem Ventilsitz (13) zu lösen. Es ist vorgesehen, dass eine Hubbegrenzungseinrichtung (24), die den maximalen Hub des Ventilelements (10) von dem Ventilsitz (13) begrenzt.The invention relates to an injection device (1), in particular for an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle, with a pressure generator (4) for generating a hydraulic pressure and with a pressure-controlled injection nozzle (3), which has a valve element (10), in particular valve needle, wherein the valve element (10) is urged into a valve seat (13) by at least one spring element (11) for closing a valve opening (14), and wherein the hydraulic pressure counteracts the spring element (11) to move the valve element (10) from the valve seat (13) to solve. It is provided that a stroke limiting device (24), which limits the maximum stroke of the valve element (10) of the valve seat (13).

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzeinrichtung, insbesondere für ein Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Druckerzeuger zum Erzeugen eines Hydraulikdrucks und mit einer druckgesteuerten Einspritzdüse, die ein Ventilelement, insbesondere Ventilnadel, aufweist, wobei das Ventilelement durch wenigstens ein Federelement zum Verschließen einer Ventilöffnung in einen Ventilsitz gedrängt wird, und wobei der Hydraulikdruck dem Federelement entgegenwirkt, um das Ventilelement von dem Ventilsitz zu lösen.The invention relates to an injection device, in particular for an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with a pressure generator for generating a hydraulic pressure and a pressure-controlled injection nozzle having a valve element, in particular valve needle, wherein the valve element by at least one spring element for closing a valve opening is urged into a valve seat, and wherein the hydraulic pressure counteracts the spring element to release the valve element from the valve seat.

Stand der TechnikState of the art

Einspritzeinrichtungen und Einspritzsysteme der Eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zum Vermindern von Schadstoffemissionen von Abgasen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von mit Luftüberschuss betriebenen Brennkraftmaschinen, ist es bei Kraftfahrzeugen bekannt, Abgasnachbehandlungssysteme vorzusehen. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei das so genannte SCR-System (SCR = Selektive Katalytische Reduktion) herausgestellt. Dabei wird in das Abgas mittels einer Einspritzeinrichtung ein flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel, in der Regel eine wässrige Harnstofflösung, eingespritzt, dass stromabwärts mit dem Abgas in einem Katalysator reagiert und dadurch Schadstoffemissionen abbaut. Um eine möglichst gute Vermengung des Abgasnachbehandlungsmittels mit dem Abgas zu erreichen, werden feine Sprays angestrebt, die durch hohe Hydraulikdrücke erreichbar sind.Injectors and injection systems of the aforementioned type are known from the prior art. In order to reduce pollutant emissions from exhaust gases of internal combustion engines, in particular of internal combustion engines operated with excess air, it is known in motor vehicles to provide exhaust aftertreatment systems. The so-called SCR system (SCR = Selective Catalytic Reduction) has proven particularly advantageous. In this case, in the exhaust gas by means of an injection device, a liquid exhaust aftertreatment agent, usually an aqueous urea solution, injected that downstream reacts with the exhaust gas in a catalyst and thereby degrades pollutant emissions. In order to achieve the best possible mixing of the exhaust aftertreatment agent with the exhaust, fine sprays are sought, which can be achieved by high hydraulic pressures.

Bei bekannten Systemen weist die Einspritzeinrichtung dabei eine druckgesteuerte Einspritzdüse auf, die in Abhängigkeit von einem erzeugten Hydraulikdruck in dem einzuspritzenden Medium, eine Ventilöffnung freigibt oder Verschließt. Derartige Einspritzdüsen weisen ein verlagebares Ventilelement, insbesondere eine Ventilnadel, auf, dass durch ein Federelement gegen einen Ventilsitz zum Verschließen einer Ventilöffnung gedrängt wird, und die Ventilöffnung nur dann freigibt, wenn der anliegende Hydraulikdruck ausreicht, das Ventilelement entgegen der Federkraft von dem Ventilsitz zu lösen. Nachteilig dabei ist, dass sich der Ventilhub mit dem Hydraulikdruck verändert, wodurch die Ventilöffnung in Abhängigkeit vom Hydraulikdruck verschiedene Durchströmungsquerschnitte zwischen Ventilelement und Ventilsitz aufweisen kann, die zu unter anderem zu unterschiedlich großen Tropfen des eingespritzten Abgasnachbehandlungsmittels führen können, was sich entsprechend auf die Reduktion der Schadstoffe unterschiedlich auswirken kann. Auch ändern sich mit unterschiedlichen Hüben, die an der Sprayerzeugung beteiligten Bestandteile des Ventilelements, wodurch das Spray weiter beeinflusst werden kann.In known systems, the injection device has a pressure-controlled injection nozzle which releases or closes a valve opening as a function of a generated hydraulic pressure in the medium to be injected. Such injection nozzles have a verlagebares valve element, in particular a valve needle, that is urged by a spring element against a valve seat for closing a valve opening, and the valve opening only releases when the applied hydraulic pressure is sufficient to release the valve element against the spring force of the valve seat , The disadvantage here is that the valve lift varies with the hydraulic pressure, whereby the valve opening depending on the hydraulic pressure may have different flow cross sections between the valve element and the valve seat, which may lead to inter alia different sized droplets of the injected exhaust aftertreatment agent, which is corresponding to the reduction of Pollutants may have different effects. Also, with different strokes, the constituents of the valve element involved in the spray generation change, whereby the spray can be further influenced.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Einspritzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass unterschiedliche Tropfengrößen vermieden werden und insbesondere bei unterschiedlichen Hydraulikdrücken ein gleiches Spraybild erhalten wird. Dadurch kann in einem Abgasnachbehandlungssystem eine gleichbleibend gute Schadstoffreduktion gewährleistet werden, auch wenn der Hydraulikdruck schwankt. Erfindungsgemäß ist hierzu eine Hubbegrenzungseinrichtung vorgesehen, die den maximalen Hub des Ventilelements von dem Ventilsitz begrenzt. Die Hubbegrenzungseinrichtung begrenzt also den maximalen Weg, über welchen das Ventilelement aus seiner die Ventilöffnung vollständig verschließenden Ruheposition in eine die Ventilöffnung freigebende Position verlagerbar ist. Dadurch wird erreicht, dass stets nur ein vorgebbarer maximaler Durchströmungsquerschnitt eingestellt wird, wodurch auch bei unterschiedlichen Hydraulikdrücken zumindest im Wesentlichen gleich große Tropfen des Sprays erzeugt werden. Auch wird durch den begrenzten Hub erreicht, dass stets dieselben Bestandteile des Ventilelements, insbesondere der Ventilnadel, an der Spraybildung beteiligt sind, so dass sich auch bei unterschiedlichen Hydraulikdrücken, die durch die Einspritzeinrichtung einstellbar sind, zumindest im Wesentlichen das gleiche Spraybild ergibt.The injection device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that different drop sizes are avoided and in particular at different hydraulic pressures, a same spray pattern is obtained. As a result, a consistently good pollutant reduction can be ensured in an exhaust aftertreatment system, even if the hydraulic pressure fluctuates. According to the invention a Hubbegrenzungseinrichtung is provided for this purpose, which limits the maximum stroke of the valve element of the valve seat. The stroke limiting device thus limits the maximum distance over which the valve element can be displaced from its rest position completely closing the valve opening into a position releasing the valve opening. It is thus achieved that only a predefinable maximum flow cross section is always set, whereby at least substantially the same size drops of the spray are generated even at different hydraulic pressures. Also achieved by the limited stroke that always the same components of the valve element, in particular the valve needle, are involved in the formation of spray, so that even at different hydraulic pressures that are adjustable by the injector, at least substantially the same spray pattern results.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hubbegrenzungseinrichtung den maximalen Hub des Ventilelements formschlüssig begrenzt. Durch die formschlüssige Begrenzung wird das Ventilelement sicher in seinem Bewegungsweg begrenzt. Die formschlüssige Begrenzung wird dabei bevorzugt durch Anschläge gebildet, die miteinander in Berührung kommen, wenn das Ventilelement entsprechend weit durch das Hydraulikmedium verlagert wurde.According to an advantageous development of the invention, it is provided that the stroke limiting device limits the maximum stroke of the valve element in a form-fitting manner. Due to the positive limitation, the valve element is confined safely in its path of movement. The form-fitting boundary is preferably formed by stops which come into contact with each other when the valve element has been displaced correspondingly far by the hydraulic medium.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einspritzdüse als außenöffnende Einspritzdüse ausgebildet ist, wobei eine mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Ventilspitze des Ventilelements auf der dem Federelement gegenüberliegenden Seite des Ventilsitzes angeordnet ist. Die außenöffnende Einspritzdüse hat den Vorteil, dass sie mit nur wenigen und kostengünstigen Bauteilen realisierbar ist. Außerdem besitzt die außenöffnende Einspritzdüse Vorteile bei der Sicherstellung der Eisdruckfestigkeit, weil die Düsennadel aus der düse austritt und somit ein zusätzlicher Raum zur Volumenausdehnung des Hydraulikmediums zur Verfügung steht, wenn die Gefriertemperatur des Hydraulikmediums bzw. das Abgasnachbehandlungsmittels erreicht wird. Durch die Anordnung des Federelements auf der gegenüberliegenden Seite des Ventilsitzes wird erreicht, dass das Federelement geschützt im inneren der Einspritzdüse liegt.Furthermore, it is preferably provided that the injection nozzle is designed as an outwardly opening injection nozzle, wherein a cooperating with the valve seat valve tip of the valve element is arranged on the opposite side of the spring element of the valve seat. The outwardly opening injection nozzle has the advantage that it can be realized with only a few and inexpensive components. In addition, the outwardly opening injector has advantages in ensuring the ice crush resistance, because the nozzle needle exits the nozzle and thus an additional space for volume expansion of the hydraulic medium is available when the freezing temperature of the hydraulic medium and the exhaust aftertreatment agent is achieved. By the Arrangement of the spring element on the opposite side of the valve seat is achieved that the spring element is protected inside the injection nozzle.

Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die Hubbegrenzungseinrichtung mindestens einen an dem Ventilelement angeordneten Axialanschlag zum Begrenzen des maximalen Hubs aufweist, der beabstandet zu der Ventilspitze, insbesondere an dem der Ventilspitze gegenüberliegenden Ende des Ventilelements angeordnet ist. Durch den Axialanschlag wird die formschlüssige Begrenzung des maximalen Hubs auf einfache Art und Weise erreicht. Ist die Ventilspitze an dem einen und der Axialanschlag an dem anderen Ende des Ventilelements angeordnet, kann der Raum dazwischen beispielsweise auch zur Aufnahme des Federelementes genutzt werden, um eine besonders kompakte Einspritzdüse zu erhalten.Preferably, it is further provided that the Hubbegrenzungseinrichtung has at least one arranged on the valve element axial stop for limiting the maximum stroke, which is spaced from the valve tip, in particular at the valve tip opposite end of the valve element is arranged. Due to the axial stop the positive limitation of the maximum stroke is achieved in a simple manner. If the valve tip is arranged on the one and the axial stop on the other end of the valve element, the space between them can also be used, for example, to receive the spring element in order to obtain a particularly compact injection nozzle.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist außerdem vorgesehen, dass die Hubbegrenzungseinrichtung mindestens einen gehäuseseitigen, insbesondere mit dem Axialanschlag zusammenwirkenden Anschlag zum Begrenzen des maximalen Hubs aufweist. Durch die gehäuseseitige Anordnung des Anschlags wird ein fester Bezugspunkt für die Begrenzung des maximalen Hubs gewährleistet. Der Anschlag kann dabei direkt oder indirekt mit dem Axialanschlag des Ventilelements zusammenwirken und dadurch den maximalen Hub entsprechend begrenzen. Die Gehäuseseitige Anordung des Anschlags kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch dadurch erfolgen, dass der Anschlag an einer Einsteckbuchse ausgebildet ist, die in einer Öffnung eines Gehäuses der Einspritzdüse befestigbar ist. Dadurch ist der Anschlag kostengünstig in die Einspritzeinrichtung integrierbar.According to an advantageous development of the invention it is also provided that the stroke limiting device has at least one housing-side, in particular cooperating with the axial stop stop for limiting the maximum stroke. The housing-side arrangement of the stop ensures a fixed reference point for limiting the maximum stroke. The stop can interact directly or indirectly with the axial stop of the valve element and thereby limit the maximum stroke accordingly. The housing-side arrangement of the stop can also take place according to a preferred embodiment in that the stop is formed on a plug-in socket which can be fastened in an opening of a housing of the injection nozzle. As a result, the stop can be inexpensively integrated into the injection device.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Hubbegrenzungseinrichtung eine Stützscheibe mit einer Führungsöffnung aufweist, wobei in der Führungsöffnung das Ventilelement geführt gehalten ist. Durch die Stützscheibe wird das Ventilelement geführt beziehungsweise radial gelagert. Damit wird das Ventilelement sowohl durch die Stützscheibe als auch durch den die Ventilöffnung aufweisenden Ventilkörper geführt, wenn die Einspritzdüse als außenöffnende Einspritzdüse ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Führung des Ventilelements, insbesondere wird ein Verkippen oder Verkannten des Ventilelements sicher verhindert. Zweckmäßigerweise weisen dazu die Führungsöffnung der Stützscheibe und die Ventilöffnung des Ventilkörpers einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Durchmesser des Ventilelements entspricht. Vorzugsweise liegt die Stützscheibe axial zwischen dem Axialanschlag und der Ventilöffnung, wobei der Axialanschlag die Führungsöffnung radial überragt, so dass das Ventilelement und die Stützscheibe in zumindest eine Richtung axial formschlüssig miteinander verbunden sind.Further, it is preferably provided that the Hubbegrenzungseinrichtung has a support disc with a guide opening, wherein in the guide opening, the valve element is held out. Through the support disk, the valve element is guided or stored radially. Thus, the valve element is guided both by the support disk and by the valve body having the valve opening when the injection nozzle is designed as an outer opening injection nozzle. This results in an advantageous guidance of the valve element, in particular a tilting or tilting of the valve element is reliably prevented. For this purpose, the guide opening of the support disk and the valve opening of the valve body expediently have an inner diameter which substantially corresponds to the diameter of the valve element. Preferably, the support disk is located axially between the axial stop and the valve opening, wherein the axial stop projects radially beyond the guide opening, so that the valve element and the support disk are connected to one another in an axial form-fitting manner in at least one direction.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Stützscheibe einen randoffenen Schlitz aufweist, durch welchen das Ventilelement seitlich in die Führungsöffnung einbringbar ist. Der Schlitz erstreckt sich somit vom äußeren Rand der Stützscheibe bis zu der Führungsöffnung bzw. mündet in diese. Insbesondere dann, wenn die Stützscheibe axial zwischen dem Axialanschlag und der Ventilöffnung liegt, wird durch die geschlitzte Ausbildung der Stützscheibe erreicht, dass eine einfach Montage gewährleistet ist, insbesondere auch dann, wenn der Axialanschlag die Führungsöffnung radial überragt bzw. sich über die Führungsöffnung der Stützscheibe radial hinaus erstreckt.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the support disk has an open-edged slot through which the valve element can be introduced laterally into the guide opening. The slot thus extends from the outer edge of the support disk to the guide opening or opens into it. In particular, when the support disk is located axially between the axial stop and the valve opening is achieved by the slotted design of the support disk that a simple assembly is ensured, especially if the axial stop the guide opening projects radially beyond or over the guide opening of the support disk extends radially outward.

Vorzugsweise ist die Stützscheibe axial zwischen dem Federelement und dem Axialanschlag verspannt gehalten. Das Federelement drängt somit die Stützscheibe gegen den Axialanschlag des Ventilelements und dadurch die Ventilspitze in den Ventilsitz. Somit wird das Verschließen der Ventilöffnung auf einfache Art und weise realisiert. Die Stützscheibe dient auch zur einseitigen Abstützung des Federelements, das sich bevorzugt anderseitig an dem Ventilkörper abstützt.Preferably, the support disk is held clamped axially between the spring element and the axial stop. The spring element thus urges the support disk against the axial stop of the valve element and thereby the valve tip in the valve seat. Thus, the closing of the valve opening is realized in a simple manner. The support disk is also used for one-sided support of the spring element, which is preferably supported on the other side of the valve body.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Stützscheibe mit dem gehäuseseitigen Anschlag zusammenwirkt, um den maximalen Hub zu begrenzen. Das Ventilelement wird somit durch den Hydraulikdruck maximal soweit von dem Ventilsitz angehoben, bis der Axialanschlag des Ventilelements die Stützscheibe gegen den gehäuseseitigen Anschlag drängt. Der Axialanschlag wirkt somit indirekt mit dem Anschlag zur Begrenzung des maximalen Hubs zusammen. Im maximal verfahrenen Zustand des Ventilelements liegt die Stützscheibe zwischen Axialanschlag und dem Anschlag. Hierdurch ergibt sich außerdem der Vorteil, dass der maximale Hub des Ventilelements durch die (axiale) Dicke der Stützscheibe einstellbar ist. Damit lässt dich auf einfache Weise ein gewünschter maximaler Hub durch die Wahl einer Stützscheibe mit einer entsprechenden Dicke einstellen.Furthermore, it is preferably provided that the support disc cooperates with the housing-side stop in order to limit the maximum stroke. The valve element is thus raised by the hydraulic pressure as far as possible from the valve seat until the axial stop of the valve element urges the support disk against the housing-side stop. The axial stop thus interacts indirectly with the stop to limit the maximum stroke. In the maximum state of the valve element, the support disk is between the axial stop and the stop. This also results in the advantage that the maximum stroke of the valve element by the (axial) thickness of the support disk is adjustable. This allows you to easily set a desired maximum stroke by choosing a support plate with a corresponding thickness.

Das erfindungsgemäße Einspritzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung aus, wobei das Einspritzsystem mehrere Stützscheiben aufweist, die sich in ihrer axialen Dicke unterscheiden, um den maximalen Hub unterschiedlich weit zu begrenzen, aus denen eine oder mehrere zum Einsetzen in die Einspritzdüse gewählt werden können. Hierdurch werden die zuvor bereits genannten Vorteile erreicht. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen. The injection system according to the invention with the features of claim 10 is characterized by the injection device according to the invention, wherein the injection system has a plurality of support discs, which differ in their axial thickness to limit the maximum stroke to different degrees, of which one or more for insertion into the Injector can be selected. As a result, the advantages already mentioned are achieved. Other features and advantages will be apparent from the above.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. In the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing.

Dazu zeigen:To show:

1 eine Einspritzeinrichtung in einer vereinfachten Schnittdarstellung, 1 an injection device in a simplified sectional view,

2 eine vergrößerte Detailansicht einer Einspritzdüse der Einspritzeinrichtung und 2 an enlarged detail of an injection nozzle of the injector and

3 eine Draufsicht auf eine Stützscheibe der Einspritzdüse. 3 a plan view of a support disk of the injection nozzle.

1 zeigt in einer vereinfachten Schnittdarstellung eine Einspritzeinrichtung 1 für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs. Die Einspritzeinrichtung 1 dient dazu, flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel in das Abgas einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs einzuspritzen, um Schadstoffemissionen im Abgas zu reduzieren. 1 shows in a simplified sectional view of an injection device 1 for an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle. The injector 1 serves to inject liquid exhaust aftertreatment agent in the exhaust gas of an internal combustion engine of the motor vehicle to reduce pollutant emissions in the exhaust gas.

Die Einspritzeinrichtung 1 weist dazu ein Gehäuse 2 auf, in welchem eine Einspritzdüse 3 und ein Druckerzeuger 4 angeordnet sind. Der Druckerzeuger 4 ist vorliegende als Membranpumpe ausgebildet, die eine Membran 5, einen die Membran 5 beaufschlagenden Kolben 6 und einen den Kolben 6 verlagernden Aktor 7 aufweist. Der Aktor ist dabei als elektromagnetischer Aktor 7, insbesondere nach dem Prinzip eines Wirbelstromaktors ausgebildet, der den Kolben 6, der insofern als Magnetanker ausgebildet ist, entgegen der Kraft eines hier nicht näher dargestellten Federelementes verlagert, um die Membran 5 zu bewegen. Die Membran 5 bildet einen Wandabschnitt eines Fluidkanals 8, der von einem Rückschlagventil 9 zu der Einspritzdüse 3 führt. Das Rückschlagventil 9 ist dabei auf der der Membran abgewandten Seite mit einer Fördereinrichtung verbindbar oder verbunden, welche das einzuspritzende Medium in den Fluidkanal 8 fördert. Durch den Druckerzeuger 4 kann in dem Fluidkanal der Hydraulikdruck des Mediums vorliegend auf bis zu 50 bar erhöht werden, wobei das Rückschlagventil ein zurückströmen des Mediums in Richtung der Fördereinrichtung verhindert.The injector 1 has a housing 2 in which an injection nozzle 3 and a pressure generator 4 are arranged. The pressure generator 4 is present as a diaphragm pump, which is a membrane 5 , one the membrane 5 acting piston 6 and one the piston 6 relocating actor 7 having. The actuator is an electromagnetic actuator 7 , in particular according to the principle of an eddy current actuator, which forms the piston 6 , Which is in this respect designed as a magnet armature, displaced against the force of a spring element, not shown here, to the membrane 5 to move. The membrane 5 forms a wall portion of a fluid channel 8th coming from a check valve 9 to the injector 3 leads. The check valve 9 is on the side facing away from the membrane connected to a conveyor or connected, which the medium to be injected into the fluid channel 8th promotes. Through the pressure generator 4 can be increased in the fluid channel of the hydraulic pressure of the medium present up to 50 bar, wherein the check valve prevents backflow of the medium in the direction of the conveyor.

Die Einspritzdüse 3 ist als druckgesteuerte Einspritzdüse ausgebildet. Dazu weist die Einspritzdüse 3 ein Ventilelement 10 auf, welches durch eine Federelement 11, das vorliegend als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, und mit seiner Ventilspitze 12 gegen einen Ventilsitz 13 gedrängt wird, um eine dem Ventilsitz 13 zugeordnete Ventilöffnung 14 zu verschließen. Die Einspritzdüse ist dabei als außenöffnende Einspritzdüse 3 ausgebildet, so dass die Ventilspitze 12 und der Ventilsitz 13 außen an der Einspritzeinrichtung und insbesondere auf der dem Federelement 11 gegenüberliegenden Seite der Ventilöffnung 14 liegen. Die Ventilöffnung und der Ventilsitz 13 werden dabei von einem Ventilkörper 15 gebildet, der in den Fluidkanal 8 eingesetzt ist. Das Federelement 11 zieht also die Ventilspitze 12 in den Ventilsitz 13, wobei das Ventilelement 10 mit seinem Schaft die Ventilöffnung durchdringt. Wird der Hydraulikdruck in dem Fluidkanal 8 durch den Druckerzeuger 4 ausreichend weit erhöht, so übersteigt die durch den Hydraulikdruck auf das Ventilelement 10 wirkende Kraft die Kraft des Federelements 11, so dass sich die Ventilspitze 12 von dem Ventilsitz 13 löst und einen Durchströmungsquerschnitt freigibt, der zwischen dem Ventilelement 10 und der Ventilöffnung 14 in Abhängigkeit von dem Hub der Ventilspitze 13 von dem Ventilsitz 12 gebildet wird. Damit ein Einspritzvorgang möglich ist, ist der Durchmesser des die Ventilöffnung 14 durchdringenden Schafts des Ventilelements 10 zweckmäßiger kleiner gewählt als der Innendurchmesser der Ventilöffnung 14.The injector 3 is designed as a pressure-controlled injection nozzle. For this purpose, the injection nozzle 3 a valve element 10 on which by a spring element 11 , Which is designed here as a helical compression spring, and with its valve tip 12 against a valve seat 13 is urged to a valve seat 13 associated valve opening 14 to close. The injection nozzle is as an external opening injection nozzle 3 designed so that the valve tip 12 and the valve seat 13 on the outside of the injection device and in particular on the spring element 11 opposite side of the valve opening 14 lie. The valve opening and the valve seat 13 be doing of a valve body 15 formed in the fluid channel 8th is used. The spring element 11 So pulls the valve tip 12 in the valve seat 13 , wherein the valve element 10 with its shaft penetrates the valve opening. Will the hydraulic pressure in the fluid channel 8th through the pressure generator 4 Increased sufficiently far exceeds that by the hydraulic pressure on the valve element 10 acting force the force of the spring element 11 so that the valve tip 12 from the valve seat 13 solves and releases a flow area, which between the valve element 10 and the valve opening 14 depending on the stroke of the valve tip 13 from the valve seat 12 is formed. For an injection process is possible, the diameter of the valve opening 14 penetrating shaft of the valve element 10 suitably chosen smaller than the inner diameter of the valve opening 14 ,

2 zeigt in einer vergrößerten Detailschnittdarstellung die Einspritzdüse 3 gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung. Das Ventilelement 10 weist an dem der Ventilspitze 12 gegenüberliegenden Ende einen Axialanschlag 16 auf, der von einer Durchmesservergrößerung des Schafts des Ventilelements 10 gebildet wird. Der Axialanschlag 16 wird dabei vorliegend von dem pfeilspitzenartig ausgebildeten Ende des Ventilelements 10 gebildet. 2 shows in an enlarged detail sectional view of the injection nozzle 3 according to an advantageous development. The valve element 10 indicates at the valve tip 12 opposite end of an axial stop 16 on, by an increase in diameter of the shaft of the valve element 10 is formed. The axial stop 16 is in this case of the arrowhead-like end of the valve element 10 educated.

Der Ventilkörper 15 ist becherförmig ausgebildet, mit einem Boden 17 und einer Mantelwand 18, wobei in dem Boden 17 die Ventilöffnung 14 und der außenliegende Ventilsitz 13 ausgebildet sind. Auf dem Boden stützt sich das Federelement 11 einseitig ab. Auf der dem Boden 17 gegenüberliegenden Seite ist eine Stützscheibe 19 vorgesehen, an welcher sich das Federelement 11 anderendig abstützt.The valve body 15 is cup-shaped, with a bottom 17 and a jacket wall 18 , being in the ground 17 the valve opening 14 and the external valve seat 13 are formed. The spring element is supported on the floor 11 off one side. On the floor 17 opposite side is a support disk 19 provided, on which the spring element 11 supported otherwise.

3 zeigt hierzu in einer Draufsicht die Stützscheibe 19. Diese weist mittig eine Führungsöffnung 20 auf, in welcher der Schaft des Ventilelements 10 geführt ist. Die Stützscheibe 19 weist weiterhin einen randoffenen Schlitz 21 auf, der von außen radial bis zu der Führungsöffnung 20 führt und in diese mündet, so dass das Ventilelement 10 mit seinem Schaft seitlich in die Führungsöffnung 20 einbringbar ist. Der Axialanschlag 16 und die Ventilspitze 12 weisen jeweils einen Durchmesser auf, der größer ist als der der Führungsöffnung, so dass die Führungsscheibe in axialer Richtung verliersicher an dem Ventilelement gehalten ist. Die Stützscheibe 19 weist weiterhin mehrere Durchströmungsöffnungen 22 auf, die auf einem Radius innerhalb der Mantelwand 18 des Ventilkörpers 15 liegen, so dass durch die Durchströmungsöffnungen 22 das einzuspritzende Medium jederzeit in den Ventilkörper 15 und bis zu der Ventilöffnung 14 gelangen kann. 3 shows this in a plan view of the support disk 19 , This has a center guide opening 20 on, in which the shaft of the valve element 10 is guided. The support disk 19 also has an open-edged slot 21 on, from the outside radially to the guide opening 20 leads and flows into it, so that the valve element 10 with its shaft laterally in the guide opening 20 can be introduced. The axial stop 16 and the valve tip 12 each have a diameter which is greater than that of the guide opening, so that the guide disc is held captive in the axial direction on the valve element. The support disk 19 also has several flow openings 22 up on a radius inside the mantle wall 18 of the valve body 15 lie, so through the flow openings 22 the medium to be injected at any time in the valve body 15 and up to the valve opening 14 can get.

Die Stützscheibe 19 weist einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser der Mantelwand 18, so dass die Stützscheibe 19 auf der dem Boden 16 gegenüberliegenden Stirnseite des Ventilkörpers 15 axial aufliegen kann. Die genannte Stirnseite des Ventilkörpers 15 bildet insofern einen Anschlag 23 für die Stützscheibe 19 in axialer Richtung. Wird im Betrieb der Druck in dem Fluidkanal 8 durch den Druckerzeuger 4 erhöht, in dem der Kolben 6 in kurzer Zeit mit einer hohen Kraft beaufschlagt wird, so wird – wie zuvor beschrieben – das Ventilelement 10 durch den in dem Fluidkanal 8 erzeugten Hydraulikdruck nach außen gedrängt, so dass sich die Ventilspitze 12 von dem Ventilsitz 13 löst. Insbesondere wird durch die Kolbenbewegung eine Druckwelle erzeugt, die bei erreichen der Einspritzdüse 3 das Ventilelement 10 von dem Ventilsitz 13 abhebt. Dabei wird nun die Stützscheibe 19 aufgrund des Axialanschlags 16 ebenfalls mitgenommen, bis sie auf den Ventilkörper 15 trifft. Sobald die Stützscheibe auf dem Ventilkörper 15 aufliegt, kann das Ventilelement 10 nicht mehr weiter verlagert werden. Die Stützscheibe 19 bildet somit zusammen mit dem Axialanschlag 16 und dem Anschlag 23 eine Hubbegrenzungseinrichtung 24 für die Einspritzdüse 3.The support disk 19 has an outer diameter which is larger than the inner diameter of the jacket wall 18 so that the support disk 19 on the floor 16 opposite end face of the valve body 15 can rest axially. The said end face of the valve body 15 forms a stop so far 23 for the support disk 19 in the axial direction. During operation, the pressure in the fluid channel 8th through the pressure generator 4 increased, in which the piston 6 is applied in a short time with a high force, then - as described above - the valve element 10 through the in the fluid channel 8th generated hydraulic pressure pushed outwards, so that the valve tip 12 from the valve seat 13 solves. In particular, a pressure wave is generated by the piston movement, which when reaching the injection nozzle 3 the valve element 10 from the valve seat 13 takes off. This is now the support disk 19 due to the axial stop 16 also taken along until it hit the valve body 15 meets. Once the support disk on the valve body 15 rests, the valve element 10 no longer be relocated. The support disk 19 thus forms together with the axial stop 16 and the stop 23 a Hubbegrenzungseinrichtung 24 for the injector 3 ,

Durch die vorteilhafte Ausbildung der Einspritzeinrichtung 1 wird also der Hub des Ventilelements 10 begrenzt. Dadurch wird erreicht, dass auch bei großen Hydraulikdrücken ein stets gleich großer maximaler Durchströmungsquerschnitt freigegeben wird, wodurch sich eine gleichbleibende maximale Lamellendicke des Sprays unabhängig vom Hydraulikdruck gewährleisten lässt, wodurch sich entsprechend eine gleichbleibende Maximalgröße der Tröpfchen des Sprays ergibt.Due to the advantageous embodiment of the injector 1 So is the stroke of the valve element 10 limited. This ensures that even with large hydraulic pressures a constantly equal maximum flow cross-section is released, whereby a constant maximum lamella thickness of the spray can be ensured regardless of the hydraulic pressure, resulting in a constant maximum size of the droplets of the spray accordingly.

Es wird insbesondere ein Einspritzsystem mit der vorgestellten Einspritzeinrichtung bereitgestellt, welches eine Vielzahl unterschiedlich dicker Stützscheiben 19 aufweist, aus denen eine oder mehrere zum Einstellen eine gewünschten maximalen Hubs des Ventilelements ausgewählt werden können. Dadurch lässt sich die Einspritzeinrichtung auf einfache und kostengünstige Art und Weise an unterschiedliche Anforderungen und Randbedingungen anpassen.In particular, an injection system with the presented injection device is provided which has a multiplicity of support disks of different thicknesses 19 from which one or more can be selected for setting a desired maximum stroke of the valve element. As a result, the injection device can be adapted to different requirements and boundary conditions in a simple and cost-effective manner.

Claims

Injection device ( 1 ), in particular for an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine, with a pressure generator ( 4 ) for generating a hydraulic pressure and with a pressure-controlled injection nozzle ( 3 ), which is a valve element ( 10 ), in particular valve needle, wherein the valve element ( 10 ) by at least one spring element ( 11 ) for closing a valve opening ( 14 ) in a valve seat ( 13 ) is urged, and wherein the hydraulic pressure of the spring element ( 11 ) counteracts the valve element ( 10 ) from the valve seat ( 13 ), characterized by a stroke limiting device ( 24 ), which determines the maximum lift of the valve element ( 10 ) from the valve seat ( 13 ) limited.

Injection device according to claim 1, characterized in that the stroke limiting device ( 24 ) the maximum stroke of the valve element ( 10 ) limited form fit.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the injection nozzle ( 3 ) as an outer opening injection nozzle ( 3 ), one with the valve seat ( 13 ) cooperating valve tip ( 12 ) of the valve element ( 10 ) on the spring element ( 11 ) opposite side of the valve seat ( 13 ) is arranged.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the stroke limiting device ( 24 ) at least one on the valve element ( 10 ) arranged axial stop ( 16 ) for limiting the maximum stroke spaced from the valve tip (10) 12 ), in particular on the valve tip ( 12 ) opposite end of the valve element ( 10 ) is arranged.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the Hubbgegrenzungseinrichtung ( 24 ) at least one housing-side, in particular with the axial stop ( 16 ) cooperating stop ( 23 ) for limiting the maximum stroke.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the stroke limiting device ( 24 ) a support disk ( 19 ) with a guide opening ( 20 ), wherein in the guide opening ( 20 ) the valve element ( 10 ) is kept guided.

Injection device according to claim 6, characterized in that the support disk ( 19 ) an open-edged slot ( 21 ), through which the valve element ( 10 ) laterally / radially into the guide opening ( 20 ) can be introduced.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the support disk ( 19 ) axially between the spring element ( 11 ) and the axial stop ( 16 ) is held clamped.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the support disk ( 19 ) with the housing side Attack ( 23 ) cooperates to limit the maximum lift.

Injection system with an injection device according to one or more of the claims, characterized by a plurality of support disks ( 19 ), which differ in their axial thickness (d) in order to limit the maximum lift to different levels.