DE102018200500A1

DE102018200500A1 - fuel injector

Info

Publication number: DE102018200500A1
Application number: DE102018200500.1A
Authority: DE
Inventors: Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2019-07-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (1) für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, umfassend ein 3/2-Wegeventil (2) zur Steuerung eines Steuerdrucks in einem Steuerraum (3), der einerseits von einer hubbeweglichen Düsennadel (4) und andererseits von einer Drosselplatte (5) begrenzt wird, wobei in der Drosselplatte (5) eine Ablaufdrossel (6) ausgebildet ist, die den Steuerraum (3) mit einem Druckraum (11) verbindet, wobei über den Druckraum (11) eine Verbindung des Steuerraums (3) mit einem Niederdruckbereich (7) herstellbar ist, wenn das 3/2-Wegeventil (2) in einer ersten Schaltstellung öffnet und einen ersten Ventilsitz (8) freigibt, und wobei in der Drosselplatte (5) ein Zulaufkanal (9) ausgebildet ist, der im Bereich eines zweiten Ventilsitzes (10) des 3/2-Wegeventils (2) in den Druckraum (11) mündet, so dass eine Verbindung des Steuerraums (3) mit dem Druckraum (11) über den Zulaufkanal (9) hergestellt ist, wenn das 3/2-Wegeventil (2) in einer zweiten Schaltstellung den ersten Ventilsitz (8) schließt und den zweiten Ventilsitz (10) freigibt. Erfindungsgemäß ist der Druckraum (11) über einen in der Drosselplatte (5) ausgebildeten Bypasskanal (12), der im Bereich des zweiten Ventilsitzes (10) des 3/2-Wegeventils (2) in den Druckraum (11) mündet und einen ungedrosselten Strömungsquerschnitt aufweist, mit einem Hochdruckbereich (13) verbindbar.The invention relates to a fuel injector (1) for a fuel injection system of an internal combustion engine, comprising a 3/2-way valve (2) for controlling a control pressure in a control chamber (3), on the one hand by a liftable nozzle needle (4) and on the other hand by a throttle plate (2). 5), wherein in the throttle plate (5) an outlet throttle (6) is formed, which connects the control chamber (3) with a pressure chamber (11), wherein via the pressure chamber (11) a connection of the control chamber (3) with a Low pressure range (7) can be produced when the 3/2-way valve (2) opens in a first switching position and a first valve seat (8) releases, and wherein in the throttle plate (5) an inlet channel (9) is formed in the region a second valve seat (10) of the 3/2-way valve (2) opens into the pressure chamber (11), so that a connection of the control chamber (3) with the pressure chamber (11) via the inlet channel (9) is made when the 3rd / 2-way valve (2) in a two Iten switching position closes the first valve seat (8) and the second valve seat (10) releases. According to the invention, the pressure chamber (11) opens into the pressure chamber (11) via a bypass channel (12) formed in the region of the second valve seat (10) of the 3/2-way valve (2) and an unthrottled flow cross section has, with a high pressure area (13) connectable.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector for a fuel injection system of an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Kraftstoffinjektoren mit einem Piezoaktor zur Steuerung der Hubbewegung einer Düsennadel bekannt. Die Steuerung erfolgt dabei nach dem Servoprinzip, das heißt mit Hilfe eines Steuerventils. Das Steuerventil steuert den Druck in einem Steuerraum, der von der Düsennadel begrenzt wird, so dass über den Druck im Steuerraum eine hydraulische Druckkraft auf die Düsennadel ausübbar ist. Das Steuerventil wird durch den Piezoaktor betätigt, wobei zwischen dem Piezoaktor und einem Ventilelement des Steuerventils ein hydraulischer Koppler angeordnet ist, der den Hub des Piezoaktor übersetzt und zugleich einen Ausgleich von Toleranzen und thermisch bedingten Längenänderungen ermöglicht. Ein derartiger Kraftstoffinjektor geht beispielhaft aus der Offenlegungsschrift DE 10 2016 206 261 A1 hervor.Fuel injectors with a piezoelectric actuator for controlling the lifting movement of a nozzle needle are known from the prior art. The control takes place according to the servo principle, that is, with the aid of a control valve. The control valve controls the pressure in a control chamber which is delimited by the nozzle needle, so that a hydraulic pressure force can be exerted on the nozzle needle via the pressure in the control chamber. The control valve is actuated by the piezoelectric actuator, wherein between the piezoelectric actuator and a valve element of the control valve, a hydraulic coupler is arranged, which translates the stroke of the piezoelectric actuator and at the same time allows compensation of tolerances and thermally induced changes in length. Such a fuel injector is an example of the published patent application DE 10 2016 206 261 A1 out.

Zur Steuerung des Drucks im Steuerraum ist üblicherweise der Steuerraum über eine Ablaufdrossel mit einem Niederdruckbereich und über eine Zulaufdrossel mit einem Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors verbunden bzw. verbindbar. Bei einer Aktivierung des Piezoaktors öffnet das Steuerventil einen ersten Ventilsitz, so dass über die Ablaufdrossel und den ersten Ventilsitz eine Verbindung des Steuerraums mit dem Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors hergestellt ist. Der Druck im Steuerraum sinkt und die Düsennadel öffnet. Wird die Aktivierung des Piezoaktors beendet, schließt das Steuerventil den ersten Ventilsitz und über die Zulaufdrossel wird der Steuerraum erneut mit Kraftstoff befüllt. Der Druck im Steuerraum steigt wieder an und die Düsennadel schließt.To control the pressure in the control chamber, the control chamber is usually connected or connectable to a high-pressure region of the fuel injector via an outlet throttle with a low-pressure region and via an inlet throttle. Upon activation of the piezoelectric actuator, the control valve opens a first valve seat, so that via the outlet throttle and the first valve seat, a connection of the control chamber is made with the low pressure region of the fuel injector. The pressure in the control room drops and the nozzle needle opens. If the activation of the piezoelectric actuator is terminated, the control valve closes the first valve seat and via the inlet throttle, the control chamber is refilled with fuel. The pressure in the control room rises again and the nozzle needle closes.

Um das erneute Befüllen des Steuerraums mit Kraftstoff zu beschleunigen, kann - wie beispielhaft in der bereits erwähnten Offenlegungsschrift DE 10 2016 206 261 A1 dargestellt - das Steuerventil als 3/2-Wegeventil ausgeführt sein, so dass es mit Schließen des ersten Ventilsitzes einen zweiten Ventilsitz öffnet, so dass eine weitere Verbindung des Steuerraums mit dem Hochdruckbereich hergestellt ist. Die Befüllung erfolgt in diesem Fall nicht nur über die Zulaufdrossel, sondern ferner rückwärts über die Ablaufdrossel, die über einen geöffneten Bypass mit dem Hochdruckbereich verbunden ist.In order to accelerate the refilling of the control chamber with fuel, can - as exemplified in the already mentioned publication DE 10 2016 206 261 A1 illustrated - the control valve to be designed as a 3/2-way valve, so that it opens a second valve seat upon closing of the first valve seat, so that a further connection of the control chamber is made with the high-pressure region. The filling takes place in this case not only via the inlet throttle, but also backwards over the outlet throttle, which is connected via an open bypass with the high pressure area.

Derartige 3/2-Wegeventile, mittels welcher ein separater Pfad für das schnelle Befüllen des Steuerraums zuschaltbar ist, sind konstruktiv sehr aufwendig. Zudem erfordern sie eine Ablaufdrossel nach dem Hochdruckdichtsitz des Steuerventils, wodurch Toleranzprobleme entstehen können.Such 3/2-way valves, by means of which a separate path for the rapid filling of the control chamber can be switched, are structurally very expensive. In addition, they require an outlet throttle after the high-pressure sealing seat of the control valve, which tolerance problems can arise.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor mit einem Steuerventil anzugeben, das die vorstehend genannten Toleranzprobleme nicht aufweist und zudem möglichst einfach und kostengünstig zu fertigen ist.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide a fuel injector with a control valve, which does not have the above-mentioned tolerance problems and is also as simple and inexpensive to manufacture.

Zur Lösung der Aufgabe wird der Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.To solve the problem, the fuel injector with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine vorgeschlagene Kraftstoffinjektor umfasst ein 3/2-Wegeventil zur Steuerung eines Steuerdrucks in einem Steuerraum, der einerseits von einer hubbeweglichen Düsennadel und andererseits von einer Drosselplatte begrenzt wird, in der eine Ablaufdrossel ausgebildet ist, die den Steuerraum mit einem Druckraum verbindet. Über den Druckraum ist eine Verbindung des Steuerraums mit einem Niederdruckbereich herstellbar, wenn das 3/2-Wegeventil in einer ersten Schaltstellung öffnet und einen ersten Ventilsitz freigibt. In der Drosselplatte ist ferner ein Zulaufkanal ausgebildet, der im Bereich eines zweiten Ventilsitzes des 3/2-Wegeventils in den Druckraum mündet, so dass eine Verbindung des Steuerraums mit dem Druckraum über den Zulaufkanal hergestellt ist, wenn das 3/2-Wegeventil in einer zweiten Schaltstellung den ersten Ventilsitz schließt und den zweiten Ventilsitz freigibt. Erfindungsgemäß ist der Druckraum über einen in der Drosselplatte ausgebildeten Bypasskanal, der im Bereich des zweiten Ventilsitzes des 3/2-Wegeventils in den Druckraum mündet und einen ungedrosselten Strömungsquerschnitt aufweist, mit einem Hochdruckbereich verbindbar.The proposed for a fuel injection system of an internal combustion engine fuel injector comprises a 3/2-way valve for controlling a control pressure in a control chamber, which is bounded on the one hand by a hubbeweglichen nozzle needle and on the other hand by a throttle plate in which an outflow throttle is formed, the control chamber with a pressure chamber combines. Via the pressure chamber, a connection of the control chamber with a low-pressure region can be produced when the 3/2-way valve opens in a first switching position and releases a first valve seat. In the throttle plate, an inlet channel is further formed, which opens in the region of a second valve seat of the 3/2-way valve in the pressure chamber, so that a connection of the control chamber is made with the pressure chamber via the inlet channel, when the 3/2-way valve in a second switching position closes the first valve seat and releases the second valve seat. According to the invention, the pressure chamber can be connected to a high-pressure region via a bypass channel formed in the throttle plate, which opens into the pressure chamber in the region of the second valve seat of the 3/2-way valve and has an unthrottled flow cross section.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor ist der Zulaufkanal, welcher der Befüllung des Steuerraums dient, mittels des 3/2-Wegeventils schaltbar. Das heißt, dass bei geöffnetem ersten Ventilsitz und geschlossenem zweiten Ventilsitz Kraftstoff aus dem Steuerraum über die Ablaufdrossel abströmt, jedoch der Zulauf von Kraftstoff in den Steuerraum über den Zulaufkanal unterbrochen ist. Die Ablaufdrossel kann somit vergleichsweise klein ausgelegt werden, wodurch Steuerverluste reduziert werden.In the fuel injector according to the invention, the inlet channel, which serves to fill the control chamber, can be switched by means of the 3/2-way valve. This means that with the first valve seat open and the second valve seat closed, fuel flows out of the control chamber via the outlet throttle, but the supply of fuel into the control chamber via the inlet channel is interrupted. The outlet throttle can thus be designed comparatively small, whereby control losses are reduced.

Die Ablaufdrossel, die weiterhin zwischen dem Steuerraum und dem Hochdruckdichtsitz des 3/2-Wegeventils angeordnet ist, kann zugleich kavitierend ausgelegt werden, wodurch die Toleranzen verbessert werden. Dies gilt insbesondere für die Toleranzen des Ventilsitzes, insbesondere des Ventilhubs, so dass diese nicht die Einspritzgenauigkeit des Kraftstoffinjektors beeinflussen.The outlet throttle, which is further arranged between the control chamber and the high-pressure sealing seat of the 3/2-way valve, can also be designed cavitating, whereby the tolerances be improved. This applies in particular to the tolerances of the valve seat, in particular of the valve lift, so that these do not influence the injection accuracy of the fuel injector.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Anschluss an den Hochdruckbereich über den Bypasskanal stellt die Befüllung des Steuerraums mit Kraftstoff bei geöffnetem zweiten Ventilsitz sicher, da sich zunächst der Druckraum mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff füllt, der aus dem Druckraum über den Zulaufkanal in den Steuerraum strömt. Der ungedrosselte Strömungsquerschnitt des Bypasskanals gewährleistet dabei eine schnelle Befüllung des Druckraums mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff.The inventively provided connection to the high-pressure region via the bypass channel ensures the filling of the control chamber with fuel with open second valve seat, since initially the pressure chamber filled with high pressure fuel, which flows from the pressure chamber via the inlet channel into the control chamber. The unthrottled flow cross section of the bypass channel ensures a rapid filling of the pressure chamber with fuel under high pressure.

Des Weiteren bevorzugt weist auch der in der Drosselplatte ausgebildete Zulaufkanal einen ungedrosselten Strömungsquerschnitt auf, so dass eine schnelle Befüllung des Steuerraums gewährleistet ist. Dies wiederum führt zu einem schnellen Schließen der Düsennadel.Furthermore, the inlet channel formed in the throttle plate preferably also has an unthrottled flow cross section, so that rapid filling of the control chamber is ensured. This in turn leads to a rapid closing of the nozzle needle.

Vorteilhafterweise ist der zweite Ventilsitz des 3/2-Wegeventils als Flachsitz ausgebildet. Dieser ist besonders kostengünstig zu realisieren. Das Schließen des Zulaufkanals und des Bypasskanals, die im Bereich des zweiten Ventilsitzes in den Druckraum münden, kann in einfacher Weise mit einer eben ausgeführten Dichtfläche eines Ventilelements des 3/2-Wegeventils bewirkt werden.Advantageously, the second valve seat of the 3/2-way valve is designed as a flat seat. This is particularly inexpensive to implement. The closing of the inlet channel and the bypass channel, which open in the region of the second valve seat in the pressure chamber, can be effected in a simple manner with a flat running sealing surface of a valve element of the 3/2-way valve.

Die Befüllung des Steuerraums über den schaltbaren Zulaufkanal macht eine separate Zulaufdrossel, die in ständiger Verbindung mit dem Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors steht, entbehrlich. Auf diese Weise kann die Bauform des Kraftstoffinjektors weiter vereinfacht werden.The filling of the control chamber via the switchable inlet channel makes a separate inlet throttle, which is in constant communication with the high-pressure region of the fuel injector, dispensable. In this way, the design of the fuel injector can be further simplified.

Alternativ wird vorgeschlagen, dass in der Drosselplatte eine Zulaufdrossel ausgebildet ist, über welche der Steuerraum mit einem Versorgungskanal verbunden ist. Die zusätzliche Zulaufdrossel, die in ständiger Verbindung mit dem Versorgungskanal steht, vermag Schwingungen im Steuerraum zu dämpfen.Alternatively, it is proposed that an inlet throttle is formed in the throttle plate, via which the control chamber is connected to a supply channel. The additional inlet throttle, which is in constant communication with the supply duct, can dampen vibrations in the control room.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Düsennadel in einer Dichthülse aufgenommen ist, die mittels einer an der Düsennadel unmittelbar oder mittelbar abgestützten Druckfeder gegen die Drosselplatte axial vorgespannt ist. Der Steuerraum ist somit durch die Dichthülse gegenüber dem Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors abgedichtet. Zugleich bewirkt die Druckfeder eine auf die Düsennadel wirkende Schließkraft.Furthermore, it is proposed that the nozzle needle is received in a sealing sleeve, which is axially biased by means of a directly or indirectly supported on the nozzle needle compression spring against the throttle plate. The control chamber is thus sealed by the sealing sleeve with respect to the high-pressure region of the fuel injector. At the same time, the compression spring causes a force acting on the nozzle needle closing force.

Bevorzugt ist ein Piezoaktor zur Betätigung des 3/2-Wegeventils vorgesehen. Mittels des Piezoaktors sind vergleichsweise hohe Kräfte erzeugbar, um das 3/2-Wegeventil gegen Hochdruck zu öffnen. Denn wenn der erste Ventilsitz geschlossen ist, ist der zweite Ventilsitz geöffnet und damit eine Verbindung des Druckraums mit dem Hochdruckbereich hergestellt, so dass auf dem Ventilelement des 3/2-Wegeventils Hochdruck lastet.Preferably, a piezoelectric actuator for actuating the 3/2-way valve is provided. By means of the piezoelectric actuator comparatively high forces can be generated to open the 3/2-way valve against high pressure. For when the first valve seat is closed, the second valve seat is open and thus a connection of the pressure chamber made with the high-pressure region, so that on the valve element of the 3/2-way valve high pressure.

Um den Hub des Piezoaktors zu übersetzen, wird vorgeschlagen, dass der Piezoaktor über einen hydraulischen Koppler mit einem hin- und herbeweglichen Ventilelement des 3/2-Wegeventils wirkverbunden ist. Über den hydraulischen Koppler wird zugleich ein Ausgleich von Toleranzen und/oder thermisch bedingten Längenänderungen erreicht.To translate the stroke of the piezoelectric actuator, it is proposed that the piezoelectric actuator is operatively connected via a hydraulic coupler with a reciprocating valve element of the 3/2-way valve. At the same time compensation of tolerances and / or thermally induced changes in length is achieved via the hydraulic coupler.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

1 einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
2 einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. These show:

1 a schematic longitudinal section through a fuel injector according to the invention according to a first preferred embodiment of the invention and
2 a schematic longitudinal section through a fuel injector according to the invention according to a second preferred embodiment of the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Der in der 1 schematisch dargestellte Kraftstoffinjektor 1 umfasst ein 3/2-Wegeventil 2 zur Steuerung des Steuerdrucks in einem Steuerraum 3. In einer ersten Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 2 ist eine Verbindung des Steuerraums 3 mit einem Niederdruckbereich 7 hergestellt, so dass der Steuerdruck im Steuerraum 3 absinkt und eine Düsennadel 4, auf welcher der Steuerdruck lastet, zu öffnen vermag. In einer zweiten Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 2 ist eine Verbindung des Steuerraums 3 mit einem Hochdruckbereich 13 des Kraftstoffinjektors 1 hergestellt, so dass der Steuerdruck im Steuerraum 3 wieder ansteigt und die Düsennadel 4 mit einer hydraulischen Schließkraft beaufschlagt wird, welche die Düsennadel 4 in einen Nadelsitz 21 zurückstellt.The Indian 1 schematically illustrated fuel injector 1 includes a 3/2-way valve 2 for controlling the control pressure in a control room 3 , In a first switching position of the 3/2-way valve 2 is a connection of the control room 3 with a low pressure area 7 made, so that the control pressure in the control room 3 sinks and a nozzle needle 4 , on which the control pressure loads, is able to open. In a second switching position of the 3/2-way valve 2 is a connection of the control room 3 with a high pressure area 13 of the fuel injector 1 made, so that the control pressure in the control room 3 rises again and the nozzle needle 4 is acted upon by a hydraulic closing force, which the nozzle needle 4 in a needle seat 21 resets.

Zur Betätigung des 3/2-Wegeventils 2 ist ein Piezoaktor 18 vorgesehen, der über einen hydraulischen Koppler 19 mit einem hin- und herbeweglichen Ventilelement 20 des 3/2-Wegeventils 2 wirkverbunden ist. Der hydraulische Koppler 19 umfasst einen ersten und einen zweiten Kopplerkolben (19.1, 19.2), die über ein in einer Führungshülse (19.3) ausgebildetes hydraulisches Kopplervolumen (19.4) hydraulisch gekoppelt sind, wobei das Flächenverhältnis der hydraulisch wirksamen Flächen an den beiden Kopplerkolben (19.1, 19.2) derart gewählt ist, dass der Hub des Piezoaktors 18 übersetzt wird.To operate the 3/2-way valve 2 is a piezoelectric actuator 18 provided by a hydraulic coupler 19 with a reciprocating valve element 20 of the 3/2-way valve 2 is actively connected. The hydraulic coupler 19 comprises a first and a second coupler piston ( 19.1 . 19.2 ), which via a in a guide sleeve ( 19.3 ) trained hydraulic coupler volume ( 19.4 ) are hydraulically coupled, wherein the area ratio of the hydraulically active surfaces on the two coupler pistons ( 19.1 . 19.2 ) is selected such that the stroke of the piezoelectric actuator 18 is translated.

Der Piezoaktor 18 und der hydraulische Koppler 19 sind in einem Haltekörper 23 aufgenommen, der an eine Ventilplatte 24 axial angesetzt ist, in dem ein Druckraum 11 ausgebildet ist, in dem das Ventilelement 20 des 3/2-Wegeventils 2 aufgenommen ist. Der Druckraum 11 wird durch eine Drosselplatte 5 verschlossen, die zwischen der Ventilplatte 24 und einem Düsenkörper 25 angeordnet ist, in dem die Düsennadel 4 aufgenommen ist. Mittels einer Düsenspannmutter 26 sind der Haltekörper 23, die Ventilplatte 24, die Drosselplatte 5 und der Düsenkörper 25 miteinander verspannt. The piezo actuator 18 and the hydraulic coupler 19 are in a holding body 23 taken, attached to a valve plate 24 is set axially, in which a pressure chamber 11 is formed, in which the valve element 20 of the 3/2-way valve 2 is received. The pressure room 11 is through a throttle plate 5 closed between the valve plate 24 and a nozzle body 25 is arranged, in which the nozzle needle 4 is included. By means of a nozzle retaining nut 26 are the holding body 23 , the valve plate 24 , the throttle plate 5 and the nozzle body 25 braced together.

In der Drosselplatte 5 ist eine Ablaufdrossel 6 ausgebildet, über welche der Steuerraum 3 mit dem Druckraum 11 und über den Druckraum 11 mit dem Niederdruckbereich 7 verbindbar ist. Dies ist der Fall, wenn der Piezoaktor 18 aktiviert wird, so dass dieser sich längt und der hydraulische Koppler 19 das Ventilelement 20 des 3/2-Wegeventils 2 aus einem ersten Ventilsitz 8 hebt. In dieser Schaltstellung vermag Kraftstoff aus dem Steuerraum 3 über die Ablaufdrossel 6, den Druckraum 11 und den ersten Ventilsitz 8 in den Niederdruckbereich 7 abzuströmen, von wo aus der abströmende Kraftstoff einem Rücklauf 22 zugeführt wird. Die abströmende Kraftstoffmenge bewirkt einen Druckabfall im Steuerraum 3, so dass die Düsennadel 4 entlastet wird und öffnet.In the throttle plate 5 is an outlet throttle 6 formed over which the control room 3 with the pressure room 11 and over the pressure room 11 with the low pressure area 7 is connectable. This is the case when the piezoelectric actuator 18 is activated so that this lengthens and the hydraulic coupler 19 the valve element 20 of the 3/2-way valve 2 from a first valve seat 8th lifts. In this switching position, fuel is able to escape from the control room 3 over the outlet throttle 6 , the pressure room 11 and the first valve seat 8th in the low pressure area 7 from where the outflowing fuel from a return 22 is supplied. The outflowing amount of fuel causes a pressure drop in the control room 3 , so the nozzle needle 4 is relieved and opens.

Wird die Aktivierung des Piezoaktors 18 beendet, zieht sich dieser zusammen. Der hydraulische Koppler 19 folgt der Bewegung des Piezoaktors 18, so dass das Ventilelement 20 zurück in den ersten Ventilsitz 8 gestellt wird. Dabei öffnet das Ventilelement 20 einen zweiten Ventilsitz 10, im Bereich dessen ein Zulaufkanal 9 und ein Bypasskanal 12 in den Druckraum 11 mündet. Der Bypasskanal 12 verbindet den Druckraum 11 mit dem Hochdruckbereich 13, während der Zulaufkanal 9 den Druckraum 11 mit dem Steuerraum 3 verbindet. Ist der zweite Ventilsitz 10 geöffnet, vermag somit Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich 13 über den Bypasskanal 12, den Druckraum 11 und den Zulaufkanal 9 in den Steuerraum 3 zu strömen, ohne durch die Ablaufdrossel 6 gedrosselt zu werden. Der Steuerraum 3 wird erneut mit Kraftstoff befüllt, so dass der Druck im Steuerraum 3 ansteigt und eine auf die Düsennadel 4 wirkende hydraulische Schließkraft ausübt. Das Schließen der Düsennadel 4 wird unterstützt durch eine Druckfeder 17, die einerseits an der Düsennadel 4 und andererseits an einer Dichthülse 16 abgestützt ist. Über die Dichthülse 16 ist der Steuerraum 3 vom Hochdruckbereich 13 getrennt.Will the activation of the piezo actuator 18 finished, this pulls together. The hydraulic coupler 19 follows the movement of the piezo actuator 18 so that the valve element 20 back to the first valve seat 8th is provided. The valve element opens 20 a second valve seat 10 , In the area of an inlet channel 9 and a bypass channel 12 in the pressure room 11 empties. The bypass channel 12 connects the pressure room 11 with the high pressure area 13 , while the inlet channel 9 the pressure room 11 with the control room 3 combines. Is the second valve seat 10 open, thus capable of fuel from the high pressure area 13 over the bypass channel 12 , the pressure room 11 and the inlet channel 9 in the control room 3 to flow through without the drain throttle 6 to be throttled. The control room 3 is refilled with fuel, so the pressure in the control room 3 rises and one on the nozzle needle 4 acting hydraulic closing force exerts. Closing the nozzle needle 4 is supported by a compression spring 17 , on the one hand, at the nozzle needle 4 and on the other hand on a sealing sleeve 16 is supported. About the sealing sleeve 16 is the control room 3 from the high pressure area 13 separated.

Da der Zulaufkanal 9 bei geöffnetem ersten Ventilsitz 8 durch das Ventilelement 20 des 3/2-Wegeventils 2 verschlossen wird, kann kein Kraftstoff in den Steuerraum 3 nachströmen. Das heißt, dass eine kleinere Ablaufdrossel 6 zum Absenken des Steuerraumdrucks im Steuerraum 3 eingesetzt werden kann. Folglich sinkt die Absteuermenge des 3/2-Wegeventils 2. Zugleich ist bei geöffnetem Zulaufkanal 9 und geöffnetem Bypasskanal 12 eine schnelle Befüllung des Steuerraums 3 sichergestellt, da sowohl der Zulaufkanal 9, als auch der Bypasskanal 12 ungedrosselt sind. Dies führt zu einem schnellen Schließen der Düsennadel 4.As the inlet channel 9 with the first valve seat open 8th through the valve element 20 of the 3/2-way valve 2 closed, no fuel can enter the control room 3 flow in. That means that a smaller drain throttle 6 for lowering the control chamber pressure in the control room 3 can be used. Consequently, the Absteuermenge the 3/2-way valve decreases 2 , At the same time, with the inlet channel open 9 and opened bypass channel 12 a quick filling of the control room 3 ensured, since both the inlet channel 9 , as well as the bypass channel 12 are strangled. This leads to a quick closing of the nozzle needle 4 ,

Der 2 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors 1 zu entnehmen. Bei dieser Ausführungsform ist zusätzlich zum Zulaufkanal 9 eine Zulaufdrossel 14 in der Drosselplatte 5 ausgebildet. Über die Zulaufdrossel 14 ist der Steuerraum 3 mit einem Versorgungskanal 15 verbunden, so dass bei verschlossenem Zulaufkanal 9 weiterhin Kraftstoff über die Zulaufdrossel 14 in den Steuerraum 3 gelangt. Dadurch werden zwar die zuvor beschriebenen Vorteile eines schaltbaren Zulaufkanals 9 als einzigem Füllpfad zunichtegemacht, über die zusätzliche Zulaufdrossel 14 kann jedoch eine Dämpfung von Schwingungen im Steuerraum 3 bewirkt werden.The 2 is an alternative embodiment of a fuel injector according to the invention 1 refer to. In this embodiment, in addition to the inlet channel 9 an inlet throttle 14 in the throttle plate 5 educated. About the inlet throttle 14 is the control room 3 with a supply channel 15 connected so that when the inlet channel is closed 9 continue to fuel via the inlet throttle 14 in the control room 3 arrives. As a result, although the previously described advantages of a switchable inlet channel 9 as the only filling path destroyed, on the additional inlet throttle 14 However, it can dampen vibrations in the control room 3 be effected.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102016206261 A1 [0002, 0004]

Claims

Fuel injector (1) for a fuel injection system of an internal combustion engine, comprising a 3/2-way valve (2) for controlling a control pressure in a control chamber (3), on the one hand by a liftable nozzle needle (4) and on the other hand by a throttle plate (5) is limited wherein in the throttle plate (5) an outlet throttle (6) is formed, which connects the control chamber (3) with a pressure chamber (11), wherein via the pressure chamber (11) a connection of the control chamber (3) with a low pressure region (7) can be produced when the 3/2-way valve (2) opens in a first switching position and a first valve seat (8) releases, and wherein in the throttle plate (5) an inlet channel (9) is formed in the region of a second valve seat ( 10) of the 3/2-way valve (2) opens into the pressure chamber (11), so that a connection of the control chamber (3) with the pressure chamber (11) via the inlet channel (9) is established when the 3/2-way valve (2) in a second switching position the first n valve seat (8) closes and the second valve seat (10) releases, characterized in that the pressure chamber (11) via a in the throttle plate (5) formed bypass channel (12) in the region of the second valve seat (10) of the 3 / 2-way valve (2) in the pressure chamber (11) opens and has an unthrottled flow cross-section, with a high-pressure region (13) is connectable.

Fuel injector (1) after Claim 1 , characterized in that in the throttle plate (5) formed inlet channel (9) has an unthrottled flow cross-section.

Fuel injector (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the second valve seat (10) is designed as a flat seat.

Fuel injector (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in the throttle plate (5) an inlet throttle (14) is formed, via which the control chamber (3) with a supply channel (15) is connected.

Fuel injector (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the nozzle needle (4) is received in a sealing sleeve (16) against the throttle plate (5) by means of a pressure spring (17) directly or indirectly supported on the nozzle needle (4) ) is axially biased.

Fuel injector (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that a piezoelectric actuator (18) for actuating the 3/2-way valve (2) is provided, wherein preferably the piezoelectric actuator (18) via a hydraulic coupler (19) with a down - And herbeweglichen valve element (20) of the 3/2-way valve (2) is operatively connected.