DE19732070A1 - Direct-injection fuel injector with solenoid valve control for a multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents

Direct-injection fuel injector with solenoid valve control for a multi-cylinder internal combustion engine

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Description

Die Erfindung betrifft ein direkteinspritzendes Kraftstoffein­ spritzventil mit Magnetventilsteuerung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, mit einem Steuerkolben und einem mit diesem zusammenwirkenden Ventilkörper in einem Ventilgehäuse, mit ei­ ner zum Ventilkörper führenden Hochdruckleitung, die bei geöff­ netem Ventilkörper mit einer Zuführleitung verbindbar ist, wel­ che in eine eine Düsennadel umgebende Druckkammer mündet, und mit einer im Steuerkolben und Ventilkörper verlaufenden Durch­ gangsbohrung, über die ein von dem Steuerkolben begrenzter Steuerraum mit der Hochdruckleitung unter Zwischenschaltung ei­ ner Zulaufdrossel ständig verbunden ist, wobei der druckbeauf­ schlagte Steuerraum durch das die Einspritzung beeinflussende Magnetventil entlastbar ist, ferner mit einer eine Drosselstel­ le aufweisenden Rücklaufleitung.The invention relates to direct injection fuel Spray valve with solenoid valve control for a multi-cylinder Internal combustion engine, with a control piston and with this interacting valve body in a valve housing, with egg ner to the valve body leading high pressure line, which is open netem valve body is connected to a supply line, wel che opens into a pressure chamber surrounding a nozzle needle, and with a passage running in the control piston and valve body gear bore through which a delimited by the control piston Control room with the high pressure line with the interposition of egg ner inlet throttle is constantly connected, the pressurized struck the control room by influencing the injection Solenoid valve can be relieved, also with a throttle return line.

Ein derartiges magnetventilgesteuertes Kraftstoffeinspritzven­ til ist aus der DE 196 12 738 A1 bekannt, bei dem der Steuer­ kolben mit integriertem Ventilkörper in zwei Gehäuseteilen ge­ führt ist und mit der Rückseite der Düsennadel in direkter Ver­ bindung steht. Der Ventilkörper ist von einem Ringraum umgeben, in den einerseits die Zuführleitung und andererseits eine ge­ drosselte Rücklaufleitung mündet. Such a solenoid valve-controlled fuel injection valve Til is known from DE 196 12 738 A1, in which the tax piston with integrated valve body in two housing parts leads and with the back of the nozzle needle in direct Ver bond stands. The valve body is surrounded by an annulus, in the one hand the feed line and on the other hand a ge throttled return line opens.  

Bei Systemen dieser Art wird durch den gedrosselten Rücklauf die zur Einspritzdüse führende Hochdruckleitung dauerentlastet, nämlich durch die ständige Verbindung von der Zuführleitung über den Ringraum zur Rücklaufleitung.In systems of this type, the throttled return permanently relieves the high pressure line leading to the injection nozzle, namely through the constant connection from the supply line via the annulus to the return line.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch bauaufwandarme Maßnahmen an jedem gattungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil zu erreichen, daß der Gesamtwirkungsgrad des Einspritzsystems we­ sentlich verbessert werden kann.The invention has for its object through low construction costs Measures on each generic fuel injector achieve that the overall efficiency of the injection system we can be significantly improved.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmale.To solve the problem serve the in the characteristics of the patent pronounced 1 specified characteristics.

In den Unteransprüchen sind noch vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.Advantageous further developments are in the subclaims specified the invention.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Dauerentlastung während der Einspritzung vermieden, nämlich durch die steuerba­ re Verbindung zwischen der zur Einspritzdüse führenden Zuführ­ leitung und der mit dem Niederdrucksystem verbundenen Rücklauf­ leitung, d. h. eine Entlastung findet lediglich zwischen den Einspritzungen, jedoch nicht während der Einspritzung statt. Somit verringert sich in erheblichem Maße die Rückführmenge.The measures according to the invention provide permanent relief avoided during the injection, namely by the controllable re connection between the feed leading to the injection nozzle line and the return connected to the low pressure system management, d. H. discharge only takes place between the Injections, but not during the injection. The return quantity is thus reduced considerably.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im fol­ genden anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigenThe invention is shown in the drawing and is in fol ing explained in more detail using two exemplary embodiments. Show it

Fig. 1 das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt, Fig. 1 fuel injection valve in longitudinal section according to the invention,

Fig. 2 den oberen Bereich des Kraftstoffeinspritzventiles in stark vergrößerter Darstellung im Schnitt und Fig. 2 shows the upper area of the fuel injection valve in a greatly enlarged view in section and

Fig. 3 eine andere Ausgestaltung des Kraftstoffeinspritz­ ventiles, und zwar ebenfalls den oberen Bereich in ver­ größerter Darstellung. Fig. 3 shows another embodiment of the fuel injection valve, and also the upper area in a larger view.

Ein magnetventilgesteuertes direkteinspritzendes Kraftstoffein­ spritzventil 1 gemäß Fig. 1, das vorzugsweise für nach dem Com­ mon Rail-Prinzip arbeitende Speichereinspritzsysteme von mehr­ zylindrigen Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommt, setzt sich aus einem mehrteiligen Ventilgehäuse 2, einem in einer stufig ausgebildeten zylindrischen Ausnehmung 3 des Ventilgehäuses 2 längsverschiebbar geführten Steuerkolben 4 und einem mit diesem zusammenwirkenden Ventilkörper 5 sowie einer von Ventilkörper 5 und Steuerkolben 4 räumlich getrennten federbelasteten Düsenna­ del 6 zusammen.A solenoid-valve-controlled direct-injection end Kraftstoffein injection valve 1 according to Fig. 1, preferably after the Com mon rail principle working memory injection of more cylinder internal combustion engine is used, is composed of a multi-part valve housing 2, one in a stage formed cylindrical recess 3 of the valve housing 2 longitudinally displaceably guided control piston 4 and a valve body 5 interacting with this and a valve body 5 and control piston 4 spatially separated spring-loaded nozzle piston 6 del together.

Der Ventilkörper 5 ist als Ventilkolben ausgebildet und liegt koaxial zum durchmessermäßig größeren Steuerkolben 4, der eine Durchgangsbohrung 7 aufweist, an die sich eine im Ventilkörper angeordnete Durchgangsbohrung 8 anschließt. Steuerkolben 4 und Ventilkolben 5 sind beide im einteiligen Gehäuseteil des Ven­ tilgehäuses 2 untergebracht.The valve body 5 is designed as a valve piston and is coaxial with the larger-diameter control piston 4 , which has a through bore 7 , to which a through bore 8 arranged in the valve body connects. Control piston 4 and valve piston 5 are both housed in the one-piece housing part of the Ven tilgehäuses 2 .

Der Steuerkolben 4 begrenzt auf seiner Rückseite einen Steuer­ raum 9, in den eine Zulaufdrossel 10 der Durchgangsbohrung 7 einmündet. Durch die Anordnung der Zulaufdrossel 10 wird sich bei Entlastung des Steuerraumes 9 am hochdruckseitigen Ende des Ventilkolbens ein höherer Druck als im Steuerraum 9 einstellen, der ein Abheben des Ventilkörpers 5 von seinem Ventilsitz 12 bewirkt.The control piston 4 delimits a control chamber 9 on its rear side, into which an inlet throttle 10 of the through bore 7 opens. The arrangement of the inlet throttle 10 will result in a higher pressure than in the control chamber 9 when the control chamber 9 is relieved at the high-pressure end of the valve piston, which causes the valve body 5 to be lifted off its valve seat 12 .

Der Steuerraum 9 steht über die beiden koaxial zueinander lie­ genden Durchgangsbohrungen 7,8 mit einer in dem Ventilgehäuse 2 radial verlaufenden Hochdruckleitung 11 in Verbindung. Der Ven­ tilkolben ist mit einer dem kegelförmigen Ventilsitz 12 im Ven­ tilgehäuse 2 angepaßten kegelförmigen Sitzfläche 13 versehen.The control chamber 9 is connected via the two coaxial through holes 7 , 8 to a radial high pressure line 11 in the valve housing 2 . The Ven tilkolben is provided with a conical valve seat 12 in the Ven tilgehäuse 2 adapted conical seat 13 .

An diese Kegelform schließt sich ein am Ventilkolben ausgebil­ deter zylindrischer Zapfen 14 an und begrenzt einen Ringraum 15, von dem eine Zuführleitung 16 wegführt, welche in einen die federbelastete Düsennadel 6 umgebenden Druckraum 17 mündet.This conical shape is followed by a cylindrical pin 14 configured on the valve piston and delimits an annular space 15 from which a feed line 16 leads , which opens into a pressure chamber 17 surrounding the spring-loaded nozzle needle 6 .

Nach Fig. 2 weist die Zuführleitung 16 eine Abzweigung 18 mit einer Systementlastungsdrossel 19 auf, die mit einer im oberen Bereich des Ventilkolbens 5 eingearbeiteten Umfangsnut 20 im Sinne einer Auf- oder Absteuerung zusammenwirkt. Die Umfangsnut 20 ist über einen ringförmigen Zwischenraum 21 mit einer Rück­ laufleitung 22 verbunden.According to FIG. 2, the feed line 16 to a junction 18 with a relief throttle system 19, which cooperates with an incorporated of the valve piston 5 in the upper region circumferential groove 20 in the sense of an up or down control. The circumferential groove 20 is connected via an annular space 21 to a return line 22 .

Der Zwischenraum 21 ist zu gleichen Teilen durch einen Absatz 23 im Steuerkolben 5 und einen Absatz 24 im Ventilkolben 4 ge­ bildet und gegenüber der Umfangsnut 20 wesentlich größer ausge­ führt.The intermediate space 21 is formed in equal parts by a shoulder 23 in the control piston 5 and a shoulder 24 in the valve piston 4 and leads out to the circumferential groove 20 much larger.

In der dargestellten Lage ist durch den auf dem Ventilsitz 12 aufliegenden Ventilkolben 5 eine offene Entlastungsverbindung von der Zuführleitung 16 über die Systementlastungsdrossel 19, die Umfangsnut 20 und den Zwischenraum 21 zur niederdruckseiti­ gen Rücklaufleitung 22 hergestellt.In the position shown, an open relief connection from the supply line 16 via the system relief throttle 19 , the circumferential groove 20 and the intermediate space 21 to the low pressure side return line 22 is produced by the valve piston 5 resting on the valve seat 12 .

Sobald der mit einer Entlastungsleitung 25 verbindbare Steuer­ raum 9 durch Aktivierung des Magnetventiles 26 (Fig. 1) entla­ stet wird, hebt der Ventilkolben 5 aufgrund des am Zapfen 14 des Ventilkolbens 5 herrschenden höheren Drucks von seinem Ven­ tilsitz 12 ab und die Systementlastungsdrossel 19 wird von der unteren Steuerkante 20a der Umfangsnut 20 überfahren, wodurch die Entlastung während der Einspritzung unterbrochen wird. As soon as the control chamber 9, which can be connected to a relief line 25, is activated by activating the solenoid valve 26 ( FIG. 1), the valve piston 5 lifts off from its valve seat 12 due to the higher pressure prevailing on the pin 14 of the valve piston 5 and the system relief throttle 19 becomes run over by the lower control edge 20 a of the circumferential groove 20 , whereby the discharge is interrupted during the injection.

Der ringförmige Zwischenraum 21 und die Rücklaufleitung 22 sind- im Gegensatz zur Systementlastungsdrossel 19 und Umfangsnut 20 - ständig miteinander verbunden, unabhängig von der jeweili­ gen Stellung des Ventilkolbens 5.The annular space 21 and the return line 22 are - in contrast to the system relief throttle 19 and circumferential groove 20 - constantly connected to each other, regardless of the respective position of the valve piston 5th

Nach Fig. 3 befindet sich die Systementlastungsdrossel 19 nicht im Ventilgehäuse 2, sondern im Ventilkolben 5 und steht mit ei­ ner in den ringförmigen Zwischenraum 21 führenden und im Ven­ tilkolben 5 verlaufenden Längsbohrung 27 in Verbindung.According to FIG. 3, the system relief throttle 19 is not located in the valve housing 2, but in the valve piston 5 and communicates with egg ner in the annular space 21 and in the leading tilkolben Ven 5 extending longitudinal bore 27 in connection.

Die Systementlastungsdrossel 19 hat mit geringem Abstand zum Zapfen 14 einen radialen Verlauf und ist lediglich bei Schließ­ lage des Ventilkolbens 5 mit dem Ringraum 15 verbindbar. Der Mündungsquerschnitt 19a der Systementlastungsdrossel 19 liegt im oberen Bereich des Ringraumes 15, derart, daß bereits nach kleinem Öffnungshub des Ventilkolbens 5 die Entlastungsverbin­ dung aufgehoben wird.The system load throttle 19 has a radial distance from the pin 14 and can only be connected to the annular space 15 when the valve piston 5 is in the closed position. The mouth cross section 19 a of the system relief throttle 19 is in the upper region of the annular space 15 , such that the relief connection is canceled after a small opening stroke of the valve piston 5 .

Claims (7)

1. Direkteinspritzendes Kraftstoffeinspritzventil mit Magnet­ ventilsteuerung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, mit einem Steuerkolben und einem mit diesem zusammenwirkenden Ven­ tilkörper in einem Ventilgehäuse, mit einer zum Ventilkörper führenden Hochdruckleitung, die bei geöffnetem Ventilkörper mit einer Zuführleitung verbindbar ist, welche in eine eine Düsen­ nadel umgebende Druckkammer mündet, und mit einer im Steuerkol­ ben und Ventilkörper verlaufenden Durchgangsbohrung, über die ein von dem Steuerkolben begrenzter Steuerraum mit der Hoch­ druckleitung unter Zwischenschaltung einer Zulaufdrossel stän­ dig verbunden ist, wobei der druckbeaufschlagte Steuerraum durch das die Einspritzung beeinflussende Magnetventil entlast­ bar ist, ferner mit einer eine Drosselstelle aufweisenden Rück­ laufleitung, dadurch gekennzeichnet, daß während der Einspritzung durch den Ventilkörper (5) eine Entlastungsverbindung von der Zuführleitung (16) zur Rücklauf­ leitung (22) unterbrechbar ist.1. Directly injecting fuel injection valve with solenoid valve control for a multi-cylinder internal combustion engine, with a control piston and a valve body interacting therewith in a valve housing, with a high-pressure line leading to the valve body, which can be connected to a supply line when the valve body is open, which in a needle surrounding a nozzle Pressure chamber opens, and with a through bore in the control piston and valve body, through which a control chamber delimited by the control piston is permanently connected to the high pressure line with the interposition of an inlet throttle, the pressurized control chamber being relieved by the injection influencing solenoid valve, furthermore With a return line having a throttle point, characterized in that during the injection through the valve body ( 5 ) a relief connection from the supply line ( 16 ) to the return line ( 22 ) is interruptible. 2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsverbindung als Systementlastungsdrossel (19) ausgebildet ist. 2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the relief connection is designed as a system relief throttle ( 19 ). 3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Systementlastungsdrossel (19) in dem Ventilgehäuse (2) in einer Abzweigung (18) der Zuführleitung (16) angeordnet ist und lediglich in der Einspritzpause über eine an dem Steuerkol­ ben (4) vorgesehene Umfangsnut (20) mit der Rücklaufleitung (22) in Verbindung steht.3. Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the system relief throttle ( 19 ) in the valve housing ( 2 ) in a branch ( 18 ) of the supply line ( 16 ) is arranged and only in the injection break via one on the control piston ben ( 4 ) provided Circumferential groove ( 20 ) communicates with the return line ( 22 ). 4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Systementlastungsdrossel (19) in dem Ventilkörper (4) vorgesehen ist und lediglich in der Einspritzpause mit einem im Ventilsitzbereich den Ventilkörper (4) umgebenden Ringraum (17) so verbindbar ist, daß eine Entlastungsverbindung von der in den Ringraum (17) einmündenden Zuführleitung (17) über die Sy­ stementlastungsdrossel (19) und eine in dem Ventilkörper (4) verlaufende Längsbohrung (27) bis zur Rücklaufleitung (22) vor­ liegt.4. Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the system relief throttle ( 19 ) is provided in the valve body ( 4 ) and can only be connected during the injection break with an annular space ( 17 ) surrounding the valve body ( 4 ) in such a way that a relief connection from the into the annular space ( 17 ) opening supply line ( 17 ) via the system load restrictor ( 19 ) and a longitudinal bore ( 27 ) in the valve body ( 4 ) to the return line ( 22 ). 5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) und der durchmessermäßig kleinere Ven­ tilkörper (5) sowie auch deren Durchgangsbohrungen (7, 8) koa­ xial zueinander liegen, wobei zugewandte Stirnflächen von Steu­ erkolben (4) und Ventilkörper (5) - die Durchgangsbohrungen (7, 8) abdichtend - aneinandergepreßt sind und von denen die im Steuerkolben (4) angeordnete Durchgangsbohrung (7) an ihrem steuerraumseitigen Ende eine Zulaufdrossel (10) aufweist.5. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the control piston ( 4 ) and the smaller diameter valve body ( 5 ) and their through holes ( 7 , 8 ) are coaxially to each other, with facing end faces of control piston ( 4 ) and valve body ( 5 ) - the through bores ( 7 , 8 ) are sealed - pressed together and of which the through bore ( 7 ) arranged in the control piston ( 4 ) has an inlet throttle ( 10 ) at its end on the control chamber side. 6. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) und der Ventilkörper (5) im Bereich ihrer einander zugewandten Stirnflächen gemeinsam einen ring­ förmigen Zwischenraum (21) bilden, der in jeder Stellung des Steuerkolbens (4) mit der Rücklaufleitung (22) in Verbindung steht.6. Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston ( 4 ) and the valve body ( 5 ) together in the region of their mutually facing end faces form an annular space ( 21 ) which in each position of the control piston ( 4 ) communicates with the return line ( 22 ). 7. Kraftstoffeinspritzventil nach den Ansprüchen 3 oder 4 sowie 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die flach ausgebildete Umfangsnut (20) oder die in dem Ven­ tilkörper (5) verlaufende Längsbohrung (27) in den ringförmigen Zwischenraum (21) führt.7. Fuel injection valve according to claims 3 or 4 and 5 and 6, characterized in that the flat peripheral groove ( 20 ) or in the Ven tilkörper ( 5 ) extending longitudinal bore ( 27 ) leads into the annular space ( 21 ).
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