DE102017203146A1 - Nozzle body for a fuel injector and fuel injector - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Düsenkörper (10) für einen Kraftstoffinjektor (100), wobei der Düsenkörper (10) wenigstens einen Einspritzkanal (15) aufweist, durch den Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine einspritzbar ist, wobei der wenigstens eine Einspritzkanal (15) eine Einlauföffnung (34) und eine Austrittsöffnung (36) aufweist, wobei der wenigstens eine Einspritzkanal (15) auf der der Einlauföffnung (34) zugewandten Seite wenigstens einen ersten Bohrungsabschnitt (31; 41 bis 43; 51 bis 55; 57 bis 59; 61, 62; 71, 72; 81, 82) mit wenigstens einem ersten Strömungsquerschnitt hat, wobei sich in Richtung der Austrittsöffnung (36) ein zweiter Bohrungsabschnitt (32) mit einem zweiten Strömungsquerschnitt an den wenigstens einen ersten Bohrungsabschnitt (31; 41 bis 43; 51 bis 55; 57 bis 59; 61, 62; 71, 72; 81, 82) anschließt, und wobei der zweite Bohrungsabschnitt (32) eine größere Querschnittsfläche aufweist als wenigstens eine erste Bohrungsabschnitt (31, 32; 41 bis 43; 51 bis 55; 57 bis 59; 61, 62; 71, 72; 81, 82). The invention relates to a nozzle body (10) for a fuel injector (100), wherein the nozzle body (10) has at least one injection channel (15) through which fuel in the combustion chamber of an internal combustion engine can be injected, wherein the at least one injection channel (15) has an inlet opening (34) and an outlet opening (36), wherein the at least one injection channel (15) on the side facing the inlet opening (34) at least a first bore portion (31; 41 to 43; 51 to 55; 57 to 59; 61, 62 71, 72, 81, 82) with at least one first flow cross-section, wherein in the direction of the outlet opening (36) a second bore section (32) with a second flow cross-section to the at least one first bore section (31, 41 to 43, 51 to 55, 57-59, 61, 62, 71, 72, 81, 82), and wherein the second bore section (32) has a larger cross-sectional area than at least one first bore section (31, 32 41 to 43, 51 to 55; 57 to 59; 61, 62; 71, 72; 81, 82).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Düsenkörper für einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor mit einem erfindungsgemäßen Düsenkörper.The invention relates to a nozzle body for a fuel injector according to the preamble of
Aus der
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Einspritzkanäle mit zwei unterschiedlichen Bohrungsabschnitten bekannt, bei denen der dem Brennraum zugewandte Bohrungsabschnitt im Düsenkörper einen größeren Querschnitt bzw. Durchmesser aufweist, als der dem Hochdruckraum im Injektorgehäuse zugewandte Bohrungsabschnitt. Nachteilig bei dieser Art der Anordnung der unterschiedlichen Bohrungsabschnitte ist es, dass der einen größeren Querschnitt bzw. Durchmesser aufweisende Bohrungsabschnitt während der Einspritzung mit flüssigem Kraftstoff benetzt wird, wobei der Kraftstoff einen Flüssigkeitsfilm ausbildet, der wiederum an die Stirnfläche des Kraftstoffinjektors bzw. des Düsenkörpers transportiert wird. Dieser Kraftstofffilm polymerisiert und bildet unter Einbindung der im Brennraum entstehenden Rußpartikel eine poröse Schicht aus. Diese poröse Schicht bildet bei den Einspritzvorgängen eine Art Schwamm für weiteren Kraftstoff, der in der der Kompression nachfolgenden Unterdruckphase ausdampft und zur Partikelentstehung führt. Weiterhin führt die relativ schlechte Gemischaufbereitung in diesem Fall zu einer unsauberen Verbrennung und fördert somit die Partikelentstehung.Furthermore, injection channels with two different bore sections are known from the prior art, in which the combustion chamber facing bore portion in the nozzle body has a larger cross section or diameter than the high pressure chamber in the injector facing bore section. A disadvantage of this type of arrangement of the different bore sections is that the bore section having a larger cross-section or diameter is wetted with liquid fuel during injection, wherein the fuel forms a liquid film, which in turn transports to the end face of the fuel injector or the nozzle body becomes. This fuel film polymerizes and forms a porous layer by incorporating the resulting soot particles in the combustion chamber. During the injection processes, this porous layer forms a kind of sponge for further fuel which evaporates in the negative pressure phase following the compression and leads to particle formation. Furthermore, the relatively poor mixture preparation in this case leads to an unclean combustion and thus promotes particle formation.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der erfindungsgemäße Düsenkörper für einen Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass seine Geometrie während des Betriebs des Kraftstoffinjektors bei guter Gemischaufbereitung eine geringe Neigung zur Partikelbildung zeigt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass mehrere erste Bohrungsabschnitte vorgesehen sind, die in dem, einen größeren Querschnitt aufweisenden zweiten Bohrungsabschnitt münden. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es, die ersten Bohrungsabschnitte mit einem relativ großen Längen-/Durchmesserverhältnis aufweisenden Querschnitt auszubilden. Derartige große Längen-/Durchmesserverhältnisse verbessern die Richtungsstabilität der eingespritzten Kraftstoffstrahlen. Gleichzeitig wird durch die Erhöhung der Anzahl der ersten Bohrungsabschnitte der Kraftstoffmassenstrom pro Einspritzkanal bzw. erstem Bohrungsabschnitt reduziert und somit auch der durch den Einspritzkanal eingebrachte Impuls. Weiterhin wird durch die Erhöhung der Anzahl der ersten Bohrungsabschnitte die Oberfläche der eingebrachten Kraftstoffmenge erheblich vergrößert, was der umgebenden Luft eine größere Angriffsfläche für eine verbesserte Gemischaufbereitung bietet.The nozzle body according to the invention for a fuel injector with the features of
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Düsenkörpers für einen Kraftstoffinjektor sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the nozzle body according to the invention for a fuel injector are listed in the subclaims.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen mehreren ersten Bohrungsabschnitte ergibt sich eine Vielzahl von möglichen Gestaltungen der ersten Bohrungsabschnitte hinsichtlich ihrer Geometrie, ihrer Anordnung zueinander und ihrer Anordnung innerhalb des Einspritzkanals. So ist es in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der zweite Bohrungsabschnitt (der dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandt ist) als zylindrischer Bohrungsabschnitt mit zumindest im Wesentlichen konstantem zweitem Strömungsquerschnitt ausgebildet ist. Ein derartig ausgebildeter Strömungsquerschnitt lässt sich herstellungstechnisch besonders einfach realisieren und findet daher bevorzugt Anwendung.The inventively provided multiple first bore sections results in a variety of possible designs of the first bore sections in terms of their geometry, their arrangement to each other and their arrangement within the injection channel. Thus, it is provided in a first embodiment of the invention that the second bore portion (which faces the combustion chamber of the internal combustion engine) is formed as a cylindrical bore portion with at least substantially constant second flow cross-section. Such a trained flow cross-section can be particularly easy to realize manufacturing technology and therefore finds preferred application.
Eine weitere Ausgestaltung des Düsenkörpers sieht vor, dass die ersten Bohrungsabschnitte identisch ausgebildet sind. Eine derartige identische Ausbildung der ersten Bohrungsabschnitte sorgt üblicherweise für gleich ausgebildete Kraftstoffteilstrahlen und lässt sich darüber hinaus herstellungstechnisch besonders einfach realisieren.A further embodiment of the nozzle body provides that the first bore portions are formed identically. Such an identical design of the first bore sections usually provides for the same trained fuel sub-beams and can also be particularly easy to implement manufacturing technology.
Alternativ hierzu kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die ersten Bohrungsabschnitte zumindest teilweise unterschiedlich ausgebildet sind. Unter einer unterschiedlichen Ausbildung wird insbesondere ein unterschiedlicher Querschnittsverlauf und/oder eine unterschiedliche Ausrichtung der ersten Bohrungsabschnitte verstanden. Insbesondere ermöglicht es eine derartige unterschiedliche Ausgestaltung der ersten Bohrungsabschnitte, die Menge bzw. Strahlform der Teilstrahlen an den jeweiligen Brennraum optimal anzupassen.Alternatively, however, it can also be provided that the first bore sections are at least partially formed differently. A different design is understood in particular to mean a different cross-sectional profile and / or a different orientation of the first bore sections. In particular, such a different embodiment of the first bore sections makes it possible to optimally adapt the quantity or beam shape of the partial beams to the respective combustion chamber.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Längsachsen der mehreren ersten Bohrungsabschnitte entweder parallel, oder aber in einem Winkel zueinander angeordnet sind. Auch hierdurch wird eine Optimierung hinsichtlich der Brennraumgestaltung ermöglicht, sodass eine besonders effektive Gemischaufbereitung erzielbar ist.Furthermore, it can be provided that the longitudinal axes of the plurality of first Bore sections are arranged either parallel, or at an angle to each other. This also makes an optimization of the combustion chamber design possible, so that a particularly effective mixture preparation can be achieved.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch einen Kraftstoffinjektor, der einen soweit beschriebenen Düsenkörper aufweist. Besonders bevorzugt findet ein derartiger Kraftstoffinjektor Verwendung bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen, bei denen der System- bzw. Einspritzdruck typischerweise mehr als 2000bar beträgt.Furthermore, the invention also includes a fuel injector having a nozzle body described so far. Such a fuel injector is particularly preferably used in self-igniting internal combustion engines in which the system or injection pressure is typically more than 2000 bar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.
Diese zeigt in:
-
1 einen vereinfachten Längsschnitt durch den einem Brennraum einer Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich eines Kraftstoffinjektors mit einer Düsenbaugruppe und -
2 bis9 jeweils in schematischer, perspektivischer Darstellung unterschiedlich geformte Einspritzkanäle an Düsenbaugruppen.
-
1 a simplified longitudinal section through the combustion chamber of an internal combustion engine facing end portion of a fuel injector with a nozzle assembly and -
2 to9 each in a schematic, perspective view differently shaped injection channels on nozzle assemblies.
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.
In der
Der Kraftstoffinjektor
In der Sacklochbohrung
Die Ventilnadel
Die
Der Einspritzkanal
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die vier ersten Bohrungsabschnitte
In der
Bei dem in der
Bei dem in der
In der
In der
Bei dem in der
Der soweit beschriebene Düsenkörper
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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---|---|---|---|
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
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