DE102016216451A1

DE102016216451A1 - Nozzle assembly for a fuel injector and fuel injector

Info

Publication number: DE102016216451A1
Application number: DE102016216451.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Leukart; Ferdinand Nicolai
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2018-03-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düsenbaugruppe (10) für einen Kraftstoffinjektor (100), mit einem Düsenkörper (11), der wenigstens eine Einspritzöffnung (13) aufweist, die von einer in einer Ausnehmung (12) des Düsenkörpers (11) entlang einer Längsachse (19) hubbeweglich angeordneten Düsennadel (15; 15a; 15b) verschließ- und freigebbar ist, wobei die Düsennadel (15a; 15b; 15c) einen Führungsabschnitt (23) zur radialen Führung der Düsennadel (15; 15a; 15b) aufweist, der mit einem Führungsbereich (27) der Ausnehmung (12) zusammenwirkt, wobei durch den Führungsabschnitt (23) und den Führungsbereich (27) in der Ausnehmung (12) zwei axial voneinander beabstandete Druckräume (31, 32) ausgebildet sind, die mittels einer in der Düsennadel (15; 15a; 15b) ausgebildeten Verbindung (35) hydraulisch gekoppelt sind, wobei die Verbindung (35) wenigstens einen in einem ersten Druckraum (31) mündende erste Bohrung (36) und wenigstens eine in einem zweiten Druckraum (32) mündende zweite Bohrung (43) oder eine Längsbohrung (47) oder eine Ausnehmung (42) aufweist, und wobei die wenigstens eine erste Bohrung (36) und die wenigstens eine zweite Bohrung (43) oder die Längsbohrung (47) oder die Ausnehmung (42) in einem in der Düsennadel (15; 15a; 15b) ausgebildeten Zwischenraum (40) münden.The invention relates to a nozzle assembly (10) for a fuel injector (100) having a nozzle body (11) which has at least one injection opening (13) which extends from one in a recess (12) of the nozzle body (11) along a longitudinal axis (19 15b), the nozzle needle (15a, 15b, 15c) having a guide section (23) for radially guiding the nozzle needle (15, 15a, 15b), which has a guide region (27) of the recess (12) cooperates, wherein by the guide portion (23) and the guide portion (27) in the recess (12) has two axially spaced pressure chambers (31, 32) are formed by means of a in the nozzle needle (15 15a, 15b) are hydraulically coupled, wherein the connection (35) opens at least one first bore (36) opening into a first pressure chamber (31) and at least one second opening in a second pressure chamber (32) Bore (43) or a longitudinal bore (47) or a recess (42), and wherein the at least one first bore (36) and the at least one second bore (43) or the longitudinal bore (47) or the recess (42) in one in the nozzle needle (15; 15a; 15b) formed gap (40) open.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor mit einer erfindungsgemäßen Düsenbaugruppe.The invention relates to a nozzle assembly for a fuel injector according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a fuel injector with a nozzle assembly according to the invention.

Eine Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2012 210 955 A1 der Anmelderin bekannt. Die bekannte Düsenbaugruppe weist eine Düsennadel auf, in der über einen Teilbereich ihrer Länge eine Längsbohrung ausgebildet ist, die als Teil einer Verbindung zwischen zwei Teilräumen eines Hochdruckraums im Kraftstoffinjektor dient. Auf der wenigstens einer Einspritzöffnung abgewandten Seite der Längsbohrung münden eine Vielzahl von Drosselbohrungen aus einem oberen Druckraum in der Längsbohrung, wobei die jeweils im Vergleich zur Längsbohrung einen relativ geringen Querschnitt aufweisenden Drosselbohrungen senkrecht zur Längsachse der Längsbohrung angeordnet sind. Auf der der wenigstens einen Einspritzöffnung zugewandten Seite ist ein unterer Druckraum des Kraftstoffinjektors über eine schräg zur Längsbohrung angeordnete Bohrung mit der Längsbohrung hydraulisch verbunden. Die Längsbohrung bildet einen Zwischenraum zwischen den Drosselbohrungen und der schräg angeordneten Bohrung aus, durch den der Kraftstoff von dem oberen Druckraum in Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung im Bereich des unteren Druckraums strömt. Die eine sehr geringe axiale Erstreckung bzw. Länge aufweisenden Drosselbohrungen dienen der Erzeugung eines Druckabfalls, so dass in der Längsbohrung bzw. dem Zwischenraum ein geringerer Druck herrscht als in dem oberen Druckraum. Eine Reduktion von Druckwellen oder deren Auswirkungen, die bei der dynamischen Auf- und Abbewegung der Düsennadel innerhalb des Injektorgehäuses bei Mehrfacheinspritzungen entstehen, und die zu einem veränderten Öffnungs- und Schließverhalten der Düsennadel und somit zu von der Soll-Menge abweichenden Einspritzmengen führen, sind in der genannten Schrift nicht zu entnehmen. A nozzle assembly for a fuel injector according to the preamble of claim 1 is known from DE 10 2012 210 955 A1 the applicant known. The known nozzle assembly has a nozzle needle, in which over a portion of its length a longitudinal bore is formed, which serves as part of a connection between two subspaces of a high-pressure chamber in the fuel injector. On the at least one injection opening facing away from the longitudinal bore open a plurality of throttle bores from an upper pressure chamber in the longitudinal bore, wherein the respective compared to the longitudinal bore a relatively small cross-section having throttle bores are arranged perpendicular to the longitudinal axis of the longitudinal bore. On the side facing the at least one injection opening, a lower pressure chamber of the fuel injector is hydraulically connected to the longitudinal bore via a bore arranged obliquely to the longitudinal bore. The longitudinal bore forms a space between the throttle bores and the obliquely arranged bore, through which the fuel flows from the upper pressure chamber in the direction of the at least one injection opening in the region of the lower pressure chamber. The throttle bores having a very small axial extension or length serve to generate a pressure drop, so that a lower pressure prevails in the longitudinal bore or the intermediate space than in the upper pressure chamber. A reduction of pressure waves or their effects that arise in the dynamic up and down movement of the nozzle needle within the injector in multiple injections, and lead to an altered opening and closing behavior of the nozzle needle and thus deviating from the target amount injection quantities are in the said document does not refer.

Weiterhin ist aus der DE 10 2008 054 421 A1 der Anmelderin eine Düsenbaugruppe bekannt, bei der in einem Führungsbereich der Düsennadel in der Düsennadel eine schräg verlaufende Verbindung ausgebildet ist, die die beiden durch den Führungsbereich der Düsennadel axial voneinander getrennten Druckräume des Kraftstoffinjektors hydraulisch verbindet. Die bekannte Verbindung zeichnet sich dadurch aus, dass in einem axial mittleren Bereich der Verbindung eine Querschnittsverengung zur Erzeugung einer hydraulischen Drossel ausgebildet ist. Somit dient auch diese Verbindung primär einer Druckreduzierung im Bereich der Verbindung. Furthermore, from the DE 10 2008 054 421 A1 the Applicant a nozzle assembly is known in which in a guide region of the nozzle needle in the nozzle needle an oblique connection is formed, which connects the two hydraulically separated by the guide portion of the nozzle needle pressure chambers of the fuel injector. The known connection is characterized in that a cross-sectional constriction for generating a hydraulic throttle is formed in an axially central region of the connection. Thus, this compound also primarily serves to reduce the pressure in the region of the connection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass auf besonders effektive Art und Weise die Auswirkungen von Druckwellen, die beim dynamischen Auf- und Abbewegen der Düsennadel entstehen, und die die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung beeinträchtigen, gemildert werden können.The nozzle assembly according to the invention for a fuel injector with the features of claim 1 has the advantage that in a particularly effective manner, the effects of pressure waves that occur during dynamic up and down of the nozzle needle, and affect the accuracy of the fuel metering, can be mitigated ,

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, den aus dem eingangs genannten Stand der Technik an sich bekannten Zwischenraum so anzuordnen, dass die Mündungsbereiche der Bohrungen in dem jeweiligen Druckraum von dem Zwischenraum axial (in Bezug zur Längsachse der Düsennadel) beabstandet sind. Dadurch wird es bei geringer Strömungsumlenkung des Kraftstoffs beim Durchströmen der Verbindung ermöglicht, dass die Druckwellen beim Durchströmen bereits im Bereich der Bohrungen durch die Bohrungswände reflektiert werden und dadurch totlaufen bzw. sich abschwächen können. Darüber hinaus findet eine weitere Reflexion bzw. Druckwellenreduzierung im Bereich des Zwischenraums statt, wenn der Kraftstoff aus der jeweiligen Bohrung in den Bereich des Zwischenbereichs einströmt. Hierbei werden die in den Zwischenraum eintretenden Druckwellen insbesondere an der Wand des Zwischenraums reflektiert bzw. gebrochen. The invention is based on the idea of arranging the space known per se from the prior art mentioned at the beginning in such a way that the mouth regions of the bores in the respective pressure chamber are spaced axially from the intermediate space (with respect to the longitudinal axis of the nozzle needle). As a result, with low flow deflection of the fuel as it flows through the connection, it is possible for the pressure waves, as they flow through, to be reflected through the bore walls already in the area of the bores, thereby allowing them to run dead or weaken. In addition, there is a further reflection or pressure wave reduction in the region of the intermediate space, when the fuel flows from the respective bore in the region of the intermediate region. In this case, the pressure waves entering the intermediate space are reflected or refracted, in particular, on the wall of the intermediate space.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the nozzle assembly according to the invention for a fuel injector are listed in the subclaims.

Zur Maximierung der Reflexionsmöglichkeit der Druckwellen innerhalb der in den Zwischenraum mündenden Bohrungen ist es vorgesehen, dass der Zwischenraum in Richtung der Längsachse der Düsennadel betrachtet eine Ausdehnung aufweist, die geringer ist als zumindest die Länge einer der wenigstens zwei, mit den Druckräumen verbundenen Bohrungen. In order to maximize the possibility of reflection of the pressure waves within the holes opening into the intermediate space, it is provided that the intermediate space in the direction of the longitudinal axis of the nozzle needle has an extension which is less than at least the length of one of the at least two holes connected to the pressure chambers.

Um den Zwischenraum in herstellungstechnisch besonders einfacher und kostengünstiger Art und Weise ausbilden zu können, ist es vorgesehen, dass der Zwischenraum in Form einer Querbohrung ausgebildet ist, die senkrecht zur Längsachse der Düsennadel verläuft. Dadurch werden die beiden offenen Stirnseiten der Bohrung bei der Bewegung der Düsennadel durch den Führungsbereich der Ausnehmung im Düsenkörper überdeckt und abgedichtet.In order to be able to form the intermediate space in manufacturing technology particularly simple and cost-effective manner, it is provided that the intermediate space is designed in the form of a transverse bore which runs perpendicular to the longitudinal axis of the nozzle needle. As a result, the two open end faces of the bore are covered and sealed by the guide region of the recess in the nozzle body during the movement of the nozzle needle.

Zur Strömungsoptimierung bzw. zur Vermeidung von Strömungsumlenkungen beim Durchströmen der Verbindung in der Düsennadel ist es vorgesehen, dass der Druckraum, der auf der wenigstens einen Einspritzöffnung abgewandten Seite des Führungsbereichs angeordnet ist, über mehrere Bohrungen mit dem Zwischenraum verbunden ist, wobei die mehreren Bohrungen vorzugsweise in gleichgroßen Winkelabständen um die Längsachse der Düsennadel angeordnet sind, und wobei die mehreren Bohrungen in einem schrägen Winkel, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 30° und 60°, zur Längsachse der Düsennadel angeordnet sind. Die Verwendung von mehreren Bohrungen hat darüber hinaus den besonderen Vorteil, dass ein besonders großer Strömungsquerschnitt für den Kraftstoff erzielt wird, wobei durch die Anordnung der Bohrungen in gleichgroßen Winkelabständen um die Längsachse der Düsennadel Querkräfte auf die Düsennadel verhindert werden. For flow optimization or to avoid flow deflections when flowing through the connection in the nozzle needle, it is provided that the pressure chamber, which is arranged on the at least one injection opening facing away from the guide portion is connected via a plurality of holes with the gap, wherein the plurality of bores are preferably arranged at equal angular intervals about the longitudinal axis of the nozzle needle, and wherein the plurality of holes in an oblique angle, preferably at an angle between 30 ° and 60 °, are arranged to the longitudinal axis of the nozzle needle. The use of multiple holes also has the particular advantage that a particularly large flow cross-section for the fuel is achieved, being prevented by the arrangement of the holes at equal angular intervals about the longitudinal axis of the nozzle needle transverse forces on the nozzle needle.

In herstellungstechnisch wiederum bevorzugter Ausgestaltung der Düsennadel ist im Bereich der der wenigstens einen Einspritzöffnung zugewandten Seite der wenigstens einen Bohrung die Düsennadel mit einer Abflachung ausgestattet, die den Druckraum hydraulisch anbindet. In manufacturing technology again preferred embodiment of the nozzle needle is in the region of the at least one injection port side facing the at least one bore, the nozzle needle equipped with a flattening, which connects the pressure chamber hydraulically.

In alternativer Ausgestaltung der hydraulischen Verbindung des Zwischenraums mit der der wenigstens einen Einspritzöffnung zugewandten Seite kann es auch vorgesehen sein, dass der Druckraum, der auf der der wenigstens einen Einspritzöffnung zugewandten Seite des Führungsbereichs angeordnet ist, über mehrere Bohrungen mit dem Zwischenraum verbunden ist, wobei die mehreren Bohrungen vorzugsweise in gleichgroßen Winkelabständen um die Längsachse der Düsennadel angeordnet sind, und wobei die mehreren Bohrungen in einem schrägen Winkel, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 30° und 60°, zur Längsachse der Düsennadel angeordnet sind.In an alternative embodiment of the hydraulic connection of the intermediate space with the side facing the at least one injection opening, it can also be provided that the pressure chamber, which is arranged on the side of the guide region facing the at least one injection opening, is connected to the intermediate space via a plurality of bores, wherein the plurality of bores are preferably arranged at equal angular intervals about the longitudinal axis of the nozzle needle, and wherein the plurality of bores are arranged at an oblique angle, preferably at an angle between 30 ° and 60 °, to the longitudinal axis of the nozzle needle.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Düsenbaugruppe, die es ermöglicht, den Durchflussquerschnitt an der Düsennadel hubabhängig zu steuern, sieht vor, dass der Querschnitt des Mündungsbereichs der wenigstens einen Bohrung, die in dem Druckraum mündet, der auf der der wenigstens einen Einspritzöffnung abgewandten Seite des Führungsbereichs angeordnet ist, in Abhängigkeit der Stellung der Düsennadel veränderbar ist. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass der Mündungsbereich in einem derartigen Abschnitt der Düsennadel angeordnet ist, der in einer abgesenkten Position der Düsennadel (Schließstellung) zumindest teilweise in Überdeckung mit dem Führungsbereich der Ausnehmung angeordnet und somit von diesem verschlossen ist.A further preferred embodiment of the nozzle assembly, which makes it possible to control the flow cross section of the nozzle needle in a stroke-dependent manner, provides that the cross section of the mouth region of the at least one bore, which opens into the pressure chamber, on the side of the guide region facing away from the at least one injection opening is arranged, is variable depending on the position of the nozzle needle. This is made possible in particular by the fact that the mouth region is arranged in such a section of the nozzle needle, which is arranged in a lowered position of the nozzle needle (closed position) at least partially in register with the guide region of the recess and thus closed by the latter.

Eine weitere Beeinflussung der Öffnungs- und Schließcharakteristik der Düsennadel, insbesondere durch in den Druckräumen herrschende unterschiedliche Drücke, sieht vor, dass die wenigstens eine Bohrung als Drosselbohrung ausgebildet ist.A further influencing of the opening and closing characteristics of the nozzle needle, in particular by different pressures prevailing in the pressure chambers, provides that the at least one bore is designed as a throttle bore.

Eine weitere Strömungsoptimierung lässt sich erzielen, wenn die wenigstens eine erste Bohrung und/oder die wenigstens eine zweite Bohrung oder die Längsbohrung oder die Ausnehmung in Längsrichtung betrachtet bereichsweise eine konische oder gekrümmte Form aufweist und/oder in einem Ein- oder Austrittsbereich zu einem der Druckräume oder zum Zwischenraum verrundet ausgebildet ist.A further flow optimization can be achieved if the at least one first bore and / or the at least one second bore or the longitudinal bore or the recess viewed in the longitudinal direction partially has a conical or curved shape and / or in an inlet or outlet region to one of the pressure chambers or rounded to the space is formed.

Die Erfindung umfasst auch einen Kraftstoffinjektor, insbesondere für selbstzündende Brennkraftmaschinen, der eine soweit beschriebene erfindungsgemäße Düsenbaugruppe aufweist. Ein derartiger Kraftstoffinjektor weist insbesondere ein hochgenaues Öffnungs- und Schließverhalten auf, das zumindest im Wesentlichen nicht von in dem Kraftstoffinjektor erzeugten, durch die Bewegung der Düsennadel verursachte Druckwellen beeinflusst wird. The invention also includes a fuel injector, in particular for self-igniting internal combustion engines, which has a nozzle assembly according to the invention described so far. In particular, such a fuel injector has a highly accurate opening and closing behavior, which is at least substantially not influenced by pressure waves generated in the fuel injector and caused by the movement of the nozzle needle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. This shows in:

1 eine erste Düsenbaugruppe in einem Längsschnitt, 1 a first nozzle assembly in a longitudinal section,

2 eine Düsennadel, wie sie bei der Düsenbaugruppe gemäß der 1 verwendet wird, in einer Seitenansicht, 2 a nozzle needle, as in the nozzle assembly according to the 1 is used, in a side view,

3 einen Längsschnitt durch eine gegenüber den 1 und 2 modifizierte Düsennadel, 3 a longitudinal section through one opposite the 1 and 2 modified nozzle needle,

4 einen Schnitt in der Ebene IV–IV der 3, 4 a section in the level IV-IV of the 3 .

5 eine weitere modifizierte Düsennadel in einem Längsschnitt und 5 another modified nozzle needle in a longitudinal section and

6 die Düsennadel gemäß der 5 in einer perspektivischen Darstellung. 6 the nozzle needle according to the 5 in a perspective view.

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

In der 1 ist eine Düsenbaugruppe 10 für einen ansonsten nicht dargestellten Kraftstoffinjektor 100 dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 100 ist vorzugsweise Bestandteil eines Common-Rail-Einspritzsystems für selbstzündende Brennkraftmaschinen, wobei der Systemdruck des Kraftstoffinjektors 100 vorzugsweise mehr als 2000 bar beträgt. Bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus und der Funktionsweise eines derartigen, an sich bekannten Kraftstoffinjektors wird beispielhaft auf die DE 10 2012 210 955 A1 der Anmelderin verwiesen, die insofern Bestandteil dieser Anmeldung sein soll.In the 1 is a nozzle assembly 10 for an otherwise not shown fuel injector 100 shown. The fuel injector 100 is preferably part of a common rail injection system for auto-ignition internal combustion engine, wherein the system pressure of the fuel injector 100 preferably more than 2000 bar. With regard to the basic structure and the operation of such a known fuel injector is exemplary on the DE 10 2012 210 955 A1 referred to the applicant, which should be part of this application.

Die Düsenbaugruppe 10 weist einen Düsenkörper 11 auf, der eine sacklochförmige Ausnehmung 12 mit mehreren Bohrungsabschnitten aufweist. Auf der einem nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine zugewandten Seite weist der Düsenkörper 11 wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Einspritzöffnungen 13 auf, über die der Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann.The nozzle assembly 10 has a nozzle body 11 on, the one blind hole-shaped recess 12 having a plurality of bore portions. On the side facing a combustion chamber of an internal combustion engine, not shown, the nozzle body 11 at least one, preferably a plurality of injection openings 13 on, via which the fuel can be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Innerhalb der Ausnehmung 12 des Düsenkörpers 11 ist eine Düsennadel 15 hubbeweglich angeordnet. In der in der 1 dargestellten Schließstellung der Düsennadel 15 verschließt eine Düsennadelspitze 16 der Düsennadel 15 über einen Dichtsitz 17 an der Ausnehmung 12 die wenigstens eine Einspritzöffnung 13 zumindest mittelbar, so dass kein Kraftstoff durch die wenigstens eine Einspritzöffnung 13 abgegeben werden kann.Inside the recess 12 of the nozzle body 11 is a nozzle needle 15 arranged in a liftable manner. In the in the 1 shown closed position of the nozzle needle 15 closes a nozzle needle tip 16 the nozzle needle 15 over a sealing seat 17 at the recess 12 the at least one injection opening 13 at least indirectly, so that no fuel through the at least one injection port 13 can be delivered.

Die Düsennadel 15 ist mittels eines nicht dargestellten Aktuators, beispielsweise eines Magnetaktuators, aus der in der 1 dargestellten Schließstellung in Richtung des Pfeils 18 in eine Öffnungsstellung bewegbar, um Kraftstoff aus dem Bereich der Ausnehmung 12 über die wenigstens eine Einspritzöffnung 13 in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzen.The nozzle needle 15 is by means of an actuator, not shown, for example, a Magnetaktuators, from in the 1 illustrated closed position in the direction of the arrow 18 in an open position movable to fuel from the region of the recess 12 over the at least one injection opening 13 to inject into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Die Düsennadel 15 weist eine Längsachse 19 auf, entlang derer die Düsennadel 15 beweglich angeordnet ist, wobei die Ausnehmung 12 konzentrisch zur Längsachse 19 angeordnet ist. Die Düsennadel 15 hat auf der der wenigstens einen Einspritzöffnung 13 zugewandten Seite einen ersten Abschnitt 21, der in einen, einen größeren Durchmesser aufweisenden zweiten Abschnitt 22 übergeht, der als Führungsabschnitt 23 der Düsennadel 15 in der Ausnehmung 12 dient. Auf der dem ersten Abschnitt 21 abgewandten Seite des zweiten Abschnitts 22 ist ein dritter Abschnitt 24 vorgesehen, wobei der Durchmesser des dritten Abschnitts 24 zwischen den Durchmessern des ersten Abschnitts 21 und des zweiten Abschnitts 22 liegt.The nozzle needle 15 has a longitudinal axis 19 on, along which the nozzle needle 15 is movably arranged, wherein the recess 12 concentric with the longitudinal axis 19 is arranged. The nozzle needle 15 has on the at least one injection port 13 facing side a first section 21 which is in a larger diameter second section 22 which passes as a leadership section 23 the nozzle needle 15 in the recess 12 serves. On the first section 21 opposite side of the second section 22 is a third section 24 provided, wherein the diameter of the third section 24 between the diameters of the first section 21 and the second section 22 lies.

Während der dritte Abschnitt 24 der Düsennadel 15 innerhalb eines ersten Bohrungsabschnitts 26 der Ausnehmung 12 angeordnet ist, ist der zweite Abschnitt 22 bzw. der Führungsabschnitt 23 der Düsennadel 15 im Bereich eines als Führungsbereich 27 dienenden zweiten Bohrungsabschnitts 28 der Ausnehmung 12 angeordnet. Der erste Abschnitt 21 der Düsennadel 15 befindet sich im Bereich eines dritten Bohrungsabschnitts 29 der Ausnehmung 12, wobei der Durchmesser des dritten Bohrungsabschnitts 29 beispielhaft etwas größer ist als der des ersten Bohrungsabschnitts 26, und wobei der zweite Bohrungsabschnitt 28 den kleinsten Durchmesser aufweist. During the third section 24 the nozzle needle 15 within a first bore section 26 the recess 12 is arranged, is the second section 22 or the guide section 23 the nozzle needle 15 in the area of one as a management area 27 serving second bore section 28 the recess 12 arranged. The first paragraph 21 the nozzle needle 15 is in the area of a third hole section 29 the recess 12 , wherein the diameter of the third bore section 29 for example, slightly larger than that of the first bore section 26 , and wherein the second bore portion 28 having the smallest diameter.

Die Düsennadel 15 ist mit ihrem zweiten Abschnitt 22 bzw. dem Führungsabschnitt 23 radial im zweiten Bohrungsabschnitt 28 bzw. dem Führungsbereich 27 der Ausnehmung 12 geführt, wobei zwischen dem Führungsabschnitt 23 und dem Führungsbereich 27 lediglich ein relativ geringes Radialspiel vorhanden ist. The nozzle needle 15 is with her second section 22 or the guide section 23 radially in the second bore section 28 or the management area 27 the recess 12 guided, being between the guide section 23 and the leadership area 27 only a relatively small radial clearance is present.

Die Ausnehmung 12 bildet insgesamt gesehen einen Hochdruckraum 30 für den unter Systemdruck stehenden Kraftstoff aus. Der Hochdruckraum 30 ist mittels einer nicht dargestellten Verbindung zumindest mittelbar mit einem Kraftstoffspeicher (Rail) verbunden, der unter Systemdruck steht. Weiterhin ist der Hochdruckraum 30 durch den Führungsabschnitt 23 bzw. den Führungsbereich 27 in zwei Druckräume 31, 32 unterteilt. The recess 12 makes a total of a high pressure room 30 for the fuel under system pressure. The high pressure room 30 is connected by means of a connection, not shown, at least indirectly with a fuel tank (rail), which is under system pressure. Furthermore, the high pressure room 30 through the guide section 23 or the management area 27 in two pressure chambers 31 . 32 divided.

Die beiden jeweils zumindest im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten Druckräume 31, 32 sind über eine in der Düsennadel 15 ausgebildete Verbindung 35 hydraulisch miteinander verbunden. Die Verbindung 35 umfasst bei der in den 1 und 2 dargestellten Düsenbaugruppe 10 mehrere, beispielhaft jeweils denselben Strömungsquerschnitt aufweisende, und in gleichmäßigen Winkelabständen zur Längsachse 19 angeordnete erste Bohrungen 36, die in einem schrägen Winkel α, der vorzugsweise zwischen 30° und 60° beträgt, zur Längsachse 19 angeordnet sind. Die ersten Bohrungen 36 weisen auf der dem ersten Druckraum 31 zugewandten Seite einen ersten Mündungsbereich 37 auf.The two each at least substantially annular pressure chambers formed 31 . 32 are about one in the nozzle needle 15 trained connection 35 hydraulically connected. The connection 35 includes in the in the 1 and 2 illustrated nozzle assembly 10 several, for example, each having the same flow cross-section, and at regular angular intervals to the longitudinal axis 19 arranged first holes 36 which is at an oblique angle α, which is preferably between 30 ° and 60 °, to the longitudinal axis 19 are arranged. The first holes 36 point to the first pressure chamber 31 facing side a first mouth area 37 on.

In der in der 1 dargestellten Schließstellung der Düsennadel 15 sind die Querschnitte der ersten Mündungsbereiche 37 teilweise von dem Führungsbereich 27 der Ausnehmung 12 überdeckt, wobei der Führungsbereich 27 über einen kegelförmigen Abschnitt 38 in den dritten Bohrungsabschnitt 29 der Ausnehmung 12 übergeht. Bei einer Bewegung der Düsennadel 15 in Richtung ihrer Öffnungsstellung werden die ersten Mündungsbereiche 37 der ersten Bohrung 36 nach und nach vollständig freigegeben.In the in the 1 shown closed position of the nozzle needle 15 are the cross sections of the first mouth areas 37 partly from the management area 27 the recess 12 covered, with the guidance area 27 over a cone-shaped section 38 in the third hole section 29 the recess 12 passes. With a movement of the nozzle needle 15 in the direction of their open position become the first mouth areas 37 the first hole 36 gradually released completely.

Die ersten Bohrungen 36 münden über jeweils einen zweiten Mündungsbereich 39 in einem Zwischenraum 40, der in Bezug zur Längsachse 19 axial von den ersten Mündungsbereichen 37 beabstandet ist. Der Zwischenraum 40 ist in Form einer Querbohrung 41 ausgebildet, deren Längsachse senkrecht zur Längsachse 19 der Düsennadel 15 verläuft. Der Durchmesser der Querbohrung 41 bzw. des Zwischenraums 40 ist größer als der Durchmesser der ersten Bohrungen 36. Wie besonders deutlich anhand der 2 erkennbar ist, weist der Führungsabschnitt 23 der Düsennadel 15 auf der den ersten Bohrungen 36 abgewandten Seite eine beispielhaft einen gerundeten Querschnitt aufweisende Ausnehmung 42 auf, die axial in etwa bis zur Mitte der Querbohrung 41 reicht, und auf der Querbohrung 41 abgewandten Seite bis zum dritten Abschnitt 24 der Düsennadel 15 ausgebildet ist. Dadurch wird eine hydraulische Verbindung zwischen dem Zwischenraum 40 und dem zweiten Druckraum 32 ausgebildet. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die ersten Bohrungen 36 und die Ausnehmung 42 so zum Zwischenraum 40 ausgerichtet sind, dass sie sich in einem Zentrum des Zwischenraums 40 treffen.The first holes 36 each lead to a second mouth area 39 in a gap 40 that is in relation to the longitudinal axis 19 axially from the first mouth areas 37 is spaced. The gap 40 is in the form of a transverse bore 41 formed, whose longitudinal axis perpendicular to the longitudinal axis 19 the nozzle needle 15 runs. The diameter of the transverse bore 41 or the gap 40 is greater than the diameter of the first holes 36 , How very clear from the 2 can be seen, the guide section 23 the nozzle needle 15 on the first holes 36 side facing away from an example having a rounded cross-section recess 42 on, the axially approximately to the middle of the transverse bore 41 enough, and on the cross hole 41 opposite side to the third section 24 the nozzle needle 15 is trained. This will create a hydraulic connection between the gap 40 and the second pressure chamber 32 educated. Furthermore, it can be provided that the first holes 36 and the recess 42 so to the gap 40 are aligned, that they are in a center of the space 40 to meet.

Beim Betrieb des Kraftstoffinjektors 100 strömt Kraftstoff aus dem ersten Druckraum 31 des Hochdruckraums 30 über die ersten Bohrungen 36 in den Zwischenraum 40. Von dort gelangt der Kraftstoff über die Ausnehmung 42 in den Bereich des zweiten Druckraums 32, um somit bei von dem Dichtsitz 17 abgehobener Düsennadel 15 über die wenigstens eine Einspritzöffnung 13 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden zu können. When operating the fuel injector 100 fuel flows out of the first pressure chamber 31 of the high pressure room 30 over the first holes 36 in the gap 40 , From there, the fuel passes over the recess 42 in the area of the second pressure chamber 32 so as to be from the sealing seat 17 lifted nozzle needle 15 over the at least one injection opening 13 to be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.

In der 3 ist eine Düsennadel 15a dargestellt, die sich von der Düsennadel 15 dadurch unterscheidet, dass anstelle der Ausnehmung 42 mehrere, beispielhaft vier zweite Bohrungen 43 vorgesehen sind, die in einem schrägen Winkel β zur Längsachse 19 angeordnet sind. Die jeweils einen konstanten Durchmesser aufweisenden zweiten Bohrungen 43, die ebenfalls einen geringeren Querschnitt aufweisen als der Zwischenraum 40, weisen auf der dem Zwischenraum 40 zugewandten Seite einen ersten Mündungsbereich 44, und auf der dem zweiten Druckraum 32 zugewandten Seite einen zweiten Mündungsbereich 45 auf. Die zweiten Mündungsbereiche 45 münden in einen hier beispielhaft kegelförmig ausgebildeten Übergangsbereich 46 zwischen dem Führungsabschnitt 23 und dem dritten Abschnitt 24 der Düsennadel 15a. In the 3 is a nozzle needle 15a shown extending from the nozzle needle 15 it differs in that instead of the recess 42 several, for example, four second holes 43 are provided, which at an oblique angle β to the longitudinal axis 19 are arranged. Each having a constant diameter second holes 43 , which also have a smaller cross-section than the gap 40 , point to the gap 40 facing side a first mouth area 44 , and on the second pressure chamber 32 facing side a second mouth area 45 on. The second mouth areas 45 open into an exemplary cone-shaped transition region here 46 between the guide section 23 and the third section 24 the nozzle needle 15a ,

Die in den 5 und 6 dargestellte Düsennadel 15b weist demgegenüber eine in den Zwischenraum 40 mündende zentrale Längsbohrung 47 auf, deren Querschnitt geringer ist als die des Zwischenraums 40. Der dritte Abschnitt 24b der Düsennadel 15b weist eine kuhlenförmige Ausnehmung 48 auf, in der die Längsbohrung 47 auf der dem Zwischenraum 40 abgewandten Seite mündet. Die Ausnehmung 48 verläuft in axialer Richtung der Düsennadel 15b betrachtet zumindest im Wesentlichen über nahezu die gesamte Länge des dritten Abschnitts 24b. Weiterhin ist erkennbar, dass der Durchmesser des dritten Abschnitts 24b außerhalb der Ausnehmung 48 dem Durchmesser des Führungsabschnitts 23 der Düsennadel 15b entspricht, so dass die Düsennadel 15b über einen axial verlängerten Bereich innerhalb der Ausnehmung 12 radial geführt ist. The in the 5 and 6 illustrated nozzle needle 15b In contrast, one in the space 40 opening central longitudinal bore 47 on, whose cross section is smaller than that of the gap 40 , The third section 24b the nozzle needle 15b has a cooling recess 48 on, in which the longitudinal bore 47 on the gap 40 opposite side opens. The recess 48 runs in the axial direction of the nozzle needle 15b considered at least substantially over almost the entire length of the third section 24b , Furthermore, it can be seen that the diameter of the third section 24b outside the recess 48 the diameter of the guide section 23 the nozzle needle 15b corresponds, so the nozzle needle 15b over an axially elongated area within the recess 12 is guided radially.

Die soweit beschriebene Düsenbaugruppe 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, die Querschnitte der ersten und/oder zweiten Bohrungen 36, 43 mit Querschnittsverengungen auszubilden, damit die Bohrungen 36, 43 als Drosselbohrung wirken. Auch kann die wenigstens eine erste Bohrung 36 und/oder die wenigstens eine zweite Bohrung 43 oder die Längsbohrung 47 oder die Ausnehmung 42 in Längsrichtung betrachtet eine bereichsweise konische oder gekrümmte Form aufweisen oder im Ein- oder Austrittsbereich zu einem der Druckräume 31, 32 oder dem Zwischenraum 40 verrundet ausgebildet sein.The nozzle assembly described so far 10 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. Thus, it is conceivable, for example, the cross sections of the first and / or second holes 36 . 43 form with cross-sectional constrictions, so that the holes 36 . 43 act as a throttle bore. Also, the at least one first bore 36 and / or the at least one second bore 43 or the longitudinal bore 47 or the recess 42 viewed in the longitudinal direction have a partially conical or curved shape or in the entrance or exit area to one of the pressure chambers 31 . 32 or the gap 40 rounded be formed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012210955 A1 [0002, 0024]
DE 102008054421 A1 [0003]

Claims

Nozzle assembly ( 10 ) for a fuel injector ( 100 ), with a nozzle body ( 11 ), the at least one injection opening ( 13 ), which from one in a recess ( 12 ) of the nozzle body ( 11 ) along a longitudinal axis ( 19 ) liftably arranged nozzle needle ( 15 ; 15a ; 15b ) is closable and releasable, wherein the nozzle needle ( 15a ; 15b ; 15c ) a guide section ( 23 ) for radial guidance of the nozzle needle ( 15 ; 15a ; 15b ), which is connected to a guidance area ( 27 ) of the recess ( 12 ) cooperates, whereby by the guide section ( 23 ) and the management area ( 27 ) in the recess ( 12 ) two axially spaced pressure chambers ( 31 . 32 ) are formed by means of a in the nozzle needle ( 15 ; 15a ; 15b ) trained connection ( 35 ) are hydraulically coupled, wherein the compound ( 35 ) at least one into a first pressure chamber ( 31 ) opening first bore ( 36 ) and at least one in a second pressure chamber ( 32 ) opening second bore ( 43 ) or a longitudinal bore ( 47 ) or a recess ( 42 ), and wherein the at least one first bore ( 36 ) and the at least one second bore ( 43 ) or the longitudinal bore ( 47 ) or the recess ( 42 ) into one in the nozzle needle ( 15 ; 15a ; 15b ) formed space ( 40 ), characterized in that the space ( 40 ) in the direction of the longitudinal axis ( 19 ) axially from a mouth region ( 37 ) of the at least one first bore ( 36 ) in the first pressure chamber ( 31 ) and a mouth area ( 39 ) the at least one second bore ( 43 ) or the longitudinal bore ( 47 ) or the recess ( 42 ) in the second pressure chamber ( 32 ) is spaced.

Nozzle assembly according to claim 1, characterized in that the intermediate space ( 40 ) in the direction of the longitudinal axis ( 19 ) of the nozzle needle ( 15 ; 15a ; 15b ) has an extension that is less than the length of the at least one first bore ( 36 ) and / or the at least one second bore ( 43 ) or the recess ( 42 ).

Nozzle assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate space ( 40 ) in the form of a transverse bore ( 41 ) is formed perpendicular to the longitudinal axis ( 19 ) of the nozzle needle ( 15 ; 15a ) runs.

Nozzle assembly according to one of claims 1 to 3, characterized in that the intermediate space ( 40 ) has a larger cross-section than the first bore ( 36 ) and / or the second bore ( 43 ) or the longitudinal bore ( 47 ).

Nozzle assembly according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first pressure chamber ( 31 ), which on the at least one injection opening ( 13 ) facing away from the guide section ( 23 ) of the nozzle needle ( 15 ; 15a ; 15b ) is arranged over a plurality of first holes ( 36 ) with the space ( 40 ), wherein the plurality of first holes ( 36 ) preferably at equal angular intervals about the longitudinal axis ( 19 ) of the nozzle needle ( 15 ; 15a ; 15b ) are arranged, and wherein the plurality of first holes ( 36 ) at an oblique angle (α), preferably at an angle between 30 ° and 60 °, to the longitudinal axis ( 19 ) of the nozzle needle ( 15 ; 15a ; 15b ) are arranged.

Nozzle assembly according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the region of the at least one injection opening ( 12 ) facing at least one second bore ( 43 ) or the longitudinal bore ( 47 ) the nozzle needle ( 15b ) one with the second pressure chamber ( 32 ) communicating recess ( 48 ) having.

Nozzle assembly according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second pressure chamber ( 32 ), over several second bores ( 43 ) with the space ( 40 ), wherein the plurality of second bores ( 43 ) preferably at equal angular intervals about the longitudinal axis ( 19 ) of the nozzle needle ( 15a ) are arranged, and wherein the plurality of second bores ( 43 ) at an oblique angle (β), preferably at an angle between 30 ° and 60 °, to the longitudinal axis ( 19 ) are arranged.

Nozzle assembly according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cross section of the in the first pressure chamber ( 31 ) estuary ( 37 ) of the at least one first bore ( 36 ) depending on the position of the nozzle needle ( 15 ; 15a ; 15b ) is changeable.

Nozzle assembly according to one of claims 1 to 8, characterized in that the at least one first bore ( 36 ) and / or the at least one second bore ( 43 ) or the longitudinal bore ( 47 ) or the recess ( 42 ) is provided with a cross-sectional constriction to form a throttle bore is / are.

Nozzle assembly according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one first bore ( 36 ) and the at least one second bore ( 43 ) or the longitudinal bore ( 47 ) in alignment with a center of the space ( 40 ) are aligned.

Nozzle assembly according to one of claims 1 to 10, characterized in that the at least one first bore ( 36 ) and / or the at least one second bore ( 43 ) or the longitudinal bore ( 47 ) or the recess ( 42 ) Seen in the longitudinal direction partially has a conical or curved shape and / or in an on or Exit area to one of the pressure chambers ( 31 . 32 ) or to the gap ( 40 ) rounded is formed.

Fuel injector ( 100 ), in particular for self-igniting internal combustion engines, with a nozzle assembly ( 10 ), which is designed according to one of claims 1 to 11.