DE19812010C1 - Fuel injection valve for internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection valve for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.The invention relates to a fuel injection valve for injecting fuel into the Combustion chamber of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere von Dieselmotoren finden zunehmend Kraftstoffeinspritzventile Verwendung, mit deren Hilfe unter hohem Druck in einem gemeinsamen Vorspeicher (Common Rail) vorgehaltener Kraftstoff eingespritzt wird, wobei Einspritzbeginn, Einspritzende und eingespritzte Kraftstoffmenge jeweils an den Betriebszustand des Motors angepaßt sind.For injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, in particular of diesel engines, fuel injectors are increasingly used, with which Aid under high pressure in a common storage tank (common rail) held fuel is injected, with the start of injection, end of injection and injected fuel quantity are each adapted to the operating state of the engine.
Aus beispielsweise der DE 195 16 565 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt, das eine in einem Ventilgehäuse zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung axial verschieblich gelagerte Düsennadel aufweist, welche in der Öffnungsstellung einen Einspritzquerschnitt zum Einspritzen von über einen Kraftstoffkanal unter Druck zugeführtem Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine freigibt. Weiterhin ist in dem Kraftstoffeinspritzventil ein mittels unter Druck stehendem Kraftstoff die Düsennadel in Schließstellung beaufschlagender Steuerraum vorgesehen, welcher durch ein Pilotventil im Sinne einer Öffnungsbewegung der Düsennadel druckentlastbar ist, wobei die Entlastungsgeschwindigkeit des Steuerraums durch mindestens eine erste den Abfluß des Kraftstoffs aus dem Steuerraum begrenzende Drosselstelle bestimmt ist. For example, DE 195 16 565 A1 describes a fuel injection valve for injection of fuel in the combustion chamber of an internal combustion engine, the one in one Valve housing between a closed position and an open position axially has displaceably mounted nozzle needle, which in the open position Injection cross section for injecting via a fuel channel under pressure fuel supplied releases into the combustion chamber of the internal combustion engine. Furthermore, in the fuel injection valve by means of fuel under pressure, the nozzle needle Control chamber acting in the closed position, which is provided by a pilot valve can be relieved of pressure in the sense of an opening movement of the nozzle needle, the Relief speed of the control room by at least a first the outflow of the Fuel from the control chamber limiting throttle point is determined.
Bei dem bekannten Kraftstoffeinspritzventil ist die den Abfluß des Kraftstoffs aus dem Steuerraum begrenzende Drosselstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem Zwischenventilkörper vorgesehen, welcher den Steuerraum in einen ersten Steuerraumabschnitt und in einen zweiten Steuerraumabschnitt unterteilt; gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist die den Abfluß des Kraftstoffs aus dem Steuerraum begrenzende Drosselstelle in einem Strömungsweg vorgesehen, welcher im Ventilgehäuse des Kraftstoffeinspritzventils ausgebildet ist.In the known fuel injection valve is the outflow of fuel from the Control space-limiting throttle point according to one embodiment in one Intermediate valve body is provided, which the control chamber in a first Control room section and divided into a second control room section; according to one another embodiment is the outflow of fuel from the control room limiting throttle point provided in a flow path, which is in the valve housing of the fuel injection valve is formed.
Zwar gelingt es mit Kraftstoffeinspritzsystemen, bei denen Kraftstoffeinspritzventile der oben beschriebenen Art in Verbindung mit einem Hochdruckvorspeicher Verwendung finden (Common-Rail-Systeme) gegenüber früheren Kraftstoffeinspritzsystemen eine wesentliche Verbesserung bei den Emissions- und Verbrauchswerten zu erzielen, aufgrund des statisch anliegenden Speicherdrucks des Kraftstoffvorspeichers ist die Freiheit bei der Formung des Einspritzverlaufs jedoch begrenzt. Somit sind die Möglichkeiten beschränkt durch Formung des Einspritzverlaufs den Arbeitsprozeß der Brennkraftmaschine im Hinblick auf einen möglichst emissions- und verbrauchsarmen Betrieb weiter zu verbessern.It is possible with fuel injection systems in which fuel injection valves are the Use the type described above in connection with a high pressure accumulator find (common rail systems) compared to previous fuel injection systems to achieve significant improvements in emissions and consumption values of the statically applied storage pressure of the fuel storage is freedom in the Formation of the injection course, however, limited. So the possibilities are limited by shaping the injection process the working process of the internal combustion engine in With regard to an operation that is as low in emissions and consumption as possible improve.
Aus der DE 197 40 997 A1 geht ein Injektor für ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem als bekannt hervor, bei dem das als Kolben ausgebildete Ende einer Düsennadel in einem Steuerraum liegt, der, um die Düsennadel in geschlossener Stellung zu halten, druckbeaufschlagt ist, und der zum Öffnen der Ventilnadel mittels eines Ventils, das eine Abflußöffnung freigibt, druckentlastet werden kann. Die Öffnungsgeschwindigkeit der Düsennadel und damit die Einspritzrate hängt ab vom Verhältnis der Querschnitte von Drosselstellen in den Zu- und Abflußkanälen. Um eine anfänglich niedrige Öffnungsgeschwindigkeit und später höhere Öffnungsgeschwindigkeit zu erzielen, ist im Steuerkolben ein Kanal vorgesehen, der nach einem vorgegebenen Hub der Düsennadel eine zusätzliche Fluidverbindung zwischen dem Steuerraum und einem Ablaufkanal herstellt. Die mit diesem Einspritzsystem herstellbare Einspritzverlaufsform ist hinsichtlich Emission und Verbrauch ungünstig. DE 197 40 997 A1 describes an injector for a storage fuel injection system known, in which the piston-shaped end of a nozzle needle in one Control room, which, in order to keep the nozzle needle in the closed position, is pressurized, and that for opening the valve needle by means of a valve, the one Drain opening releases, can be relieved of pressure. The opening speed of the Nozzle needle and thus the injection rate depends on the ratio of the cross sections of Throttling points in the inflow and outflow channels. An initially low one To achieve opening speed and later higher opening speed is in Control piston provided a channel that after a predetermined stroke of the nozzle needle an additional fluid connection between the control room and an outlet channel manufactures. The shape of the injection profile that can be produced with this injection system is regarding Emission and consumption unfavorable.
In der WO 96/25596 ist ein Injektor für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung dargestellt, deren Düsennadel ebenfalls mit einem Steuerkolben ausgebildet ist, der mit Kraftstoffdruck beaufschlagbar ist. Zur Steuerung der Öffnungshubbewegungen zur Darstellung variabler Einspritzquerschnitte dienen Wegeventile in Kraftstoffzu- und -ablauf. Weiterhin ist eine mit einem Ablauf verbundene Drosselleitung vorgesehen, deren Mündung so in einem Rückstellraum angeordnet ist, daß sie nach Durchfahren eines bestimmten Öffnungshubwegs vom Steuerkolben zusteuerbar ist. In dieser Stellung der Düsennadel ist eine untere Spritzlochreihe aufgesteuert.WO 96/25596 shows an injector for a fuel injection device, whose nozzle needle is also formed with a control piston that is operated with fuel pressure is acted upon. To control the opening stroke movements to display variable Injection cross-sections serve directional valves in the fuel inlet and outlet. Furthermore, one provided with an outlet throttle line, the mouth so in one Storage room is arranged so that after driving through a certain Opening stroke is controllable from the control piston. In this position the nozzle needle is opened a lower row of spray holes.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoffeinspritzventil zu schaffen, welches zusätzliche Möglichkeiten zur Formung des Einspritzverlaufs bietet.The object of the invention is to provide a fuel injection valve which offers additional options for shaping the injection process.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftstoffeinspritzventil mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved by a fuel injection valve with the in claim 1 specified features solved.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous developments of the fuel injection valve according to the invention are in the Subclaims marked.
Durch die Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzventil zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine geschaffen. Das Kraftstoffeinspritzventil verfügt über eine in einem Ventilgehäuse zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung axial verschieblich gelagerte Düsennadel, welche in der Öffnungsstellung einen Einspritzquerschnitt zum Einspritzen von über einen Kraftstoffkanal unter Druck zugeführtem Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine freigibt, sowie über einen mittels unter Druck stehendem Kraftstoff die Düsennadel in Schließstellung beaufschlagenden Steuerraum, welcher durch ein Pilotventil im Sinne einer Öffnungsbewegung der Düsennadel druckentlastbar ist, wobei die Entlastungsgeschwindigkeit des Steuerraums durch mindestens eine erste den Abfluß des Kraftstoffs aus dem Steuerraum begrenzende Drosselstelle bestimmt ist. Erfindungsgemäß ist ein mit dem Steuerraum in Verbindung stehender Steuerraumbypass vorgesehen, welcher einen Strömungsweg zur Entlastung des Steuerraums unter Umgehung der oben genannten Drosselstelle bildet, wobei der Durchgang durch den Steuerraumbypass in Abhängigkeit von der Düsennadelstellung freigegeben oder gesperrt wird. Hierzu steht der Steuerraumbypass über einen Überströmkanal mit dem Steuerraum in Verbindung, und es ist eine in Abhängigkeit von der Düsennadelstellung verschiebbare Steuerkante an der Düsennadel oder einem mit der Düsennadel gekoppelten Kolben vorgesehen, durch welche der Überströmkanal nach einem vorgegebenen Öffnungsweg der Düsennadel verschlossen wird.The invention provides a fuel injection valve for injecting fuel into created the combustion chamber of an internal combustion engine. The fuel injector has via a in a valve housing between a closed position and a Opened axially displaceable nozzle needle, which is in the open position an injection cross section for injecting via a fuel channel under pressure fuel supplied releases into the combustion chamber of the internal combustion engine, and via one by means of fuel under pressure, the nozzle needle in the closed position acting control room, which by a pilot valve in the sense of a Opening movement of the nozzle needle can be relieved of pressure, the Relief speed of the control room by at least a first the outflow of the Fuel from the control chamber limiting throttle point is determined. According to the invention a control room bypass connected to the control room is provided, which is a flow path to relieve the control room bypassing the above mentioned throttle point forms, the passage through the control room bypass in Depending on the nozzle needle position is released or blocked. The stands for Control room bypass via an overflow channel in connection with the control room, and it is a control edge that can be moved depending on the nozzle needle position Nozzle needle or a piston coupled to the nozzle needle is provided, through which the overflow channel is closed according to a predetermined opening path of the nozzle needle becomes.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils ist es, daß damit eine Einspritzverlaufsformung möglich ist, welche minimale Emissions- und Verbrauchswerte beim Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet.An advantage of the fuel injection valve according to the invention is that it is a Injection course shaping is possible, which minimum emission and consumption values guaranteed when operating the internal combustion engine.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils besteht darin, daß der Steuerraum durch einen ersten Steuerraumabschnitt und einen zweiten Steuerraumabschnitt gebildet ist, wobei der zweite Steuerraumabschnitt die Düsennadel in Schließrichtung beaufschlagt, der erste und der zweite Steuerraumabschnitt über einen die erste Drosselstelle enthaltenden Strömungsweg miteinander verbunden sind und der erste Steuerraumabschnitt über einen Zulaufkanal mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgt und durch das Pilotventil druckentlastbar ist, so daß der zweite Steuerraumabschnitt über die erste Drosselstelle und über den ersten Steuerraumabschnitt durch das Pilotventil druckentlastbar ist, und daß der Steuerraumbypass einen den zweiten Steuerraumabschnitt mit dem ersten Steuerraumabschnitt verbindenden Strömungsweg bildet, über den der zweite Steuerraumabschnitt unter Umgehung der ersten Drosselstelle über den ersten Steuerraumabschnitt durch das Pilotventil bei freigegebenem Durchgang des Steuerraumbypasses druckentlastbar ist.A particularly advantageous embodiment of the invention Fuel injection valve is that the control chamber by a first Control room section and a second control room section is formed, the second Control chamber section acts on the nozzle needle in the closing direction, the first and the second control chamber section via a flow path containing the first throttle point are connected to each other and the first control chamber section via an inlet channel pressurized fuel is supplied and can be relieved of pressure by the pilot valve, so that the second control chamber section over the first throttle point and over the first Control chamber section can be relieved of pressure by the pilot valve, and that the Control room bypass a second control room section with the first Control chamber section connecting flow path, via which the second Control room section bypassing the first throttle point over the first Control room section through the pilot valve when passage of the Control room bypass can be relieved of pressure.
Diese Ausführungsform ist vorteilhafterweise dadurch weitergebildet, daß an dem ersten Steuerraumabschnitt eine zweite Drosselstelle vorgesehen ist, die der unter Druck stehende Kraftstoff beim Verlassen des ersten Steuerraumabschnitts durch das Pilotventil passiert.This embodiment is advantageously further developed in that on the first Control chamber section a second throttle point is provided, which is the pressurized Fuel passes through the pilot valve when leaving the first control chamber section.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils der beiden vorgenannten Ausführungsformen, bei dem der Steuerraum durch zwei Steuerraumabschnitte gebildet ist, ist es vorgesehen, daß ein Zusatzströmungsweg zur Zuführung von unter Druck stehendem Kraftstoff in den zweiten Steuerraumabschnitt im Sinne einer Druckbeaufschlagung der Ventilnadel in Schließrichtung vorgesehen ist, und daß ein Zwischenventilkörper zum Öffnen und Schließen des Zusatzströmungsweges vorgesehen ist, welcher vom Druck des ersten Steuerraumabschnitts in Öffnungsrichtung und vom Druck des zweiten Steuerraumabschnitts in Schließrichtung beaufschlagt wird, so daß der Zwischenventilkörper bei einem durch Öffnen des Pilotventils in dem ersten Steuerraumabschnitt erfolgenden Druckabfall den Zusatzströmungsweg schließt und bei einem durch Schließen des Pilotventils in dem ersten Steuerraumabschnitt erfolgendem Druckanstieg den Zusatzströmungsweg öffnet. According to an advantageous development of the fuel injection valve according to the invention of the two aforementioned embodiments, in which the control room by two Control chamber sections is formed, it is provided that an additional flow path to Supply of fuel under pressure in the second control chamber section in the Providing pressure to the valve needle in the closing direction is provided, and that an intermediate valve body for opening and closing the additional flow path is provided, which depends on the pressure of the first control chamber section in the opening direction and is acted upon by the pressure of the second control chamber section in the closing direction, so that the intermediate valve body at one by opening the pilot valve in the first Control chamber section occurring pressure drop closes the auxiliary flow path and at one that occurs by closing the pilot valve in the first control chamber section Pressure increase opens the additional flow path.
Gemäß einer Weiterbildung hiervon ist es vorgesehen, daß ein an der der Düsennadel abgewandten Seite des zweiten Steuerraumabschnitts befindlicher Zwischenventilsitz für den Zwischenventilkörper vorgesehen ist, wobei der Zusatzströmungsweg in dem Zwischenventilsitz in Form von einem oder mehreren eine Verbindung mit einem unter Druck stehenden Kraftstoff führenden Zulaufkanal herstellenden Zusatzströmungskanälen ausgebildet ist und der Zwischenventilkörper bei einem bei geschlossenem Pilotventil in dem ersten Steuerraumabschnitt erfolgenden Druckanstieg die Zusatzströmungskanäle in Strömungsrichtung zu dem zweiten Steuerraumabschnitt freigibt. Diese Ausführungsform gestattet einen schnellen Eintritt des unter Druck stehenden Kraftstoffs in den zweiten Steuerraumabschnitt und damit eine schnelle Beaufschlagung der Düsennadel in Schließrichtung, so daß das Kraftstoffeinspritzventil am Ende des Einspritzvorgangs schnell geschlossen wird.According to a development of this, it is provided that one on the nozzle needle facing away from the second control chamber section located intermediate valve seat for the intermediate valve body is provided, the additional flow path in the Intermediate valve seat in the form of one or more connecting with an under Auxiliary flow channels producing pressurized fuel leading inlet channel is formed and the intermediate valve body in when the pilot valve is closed in the additional flow channels in the first control chamber section Releases flow direction to the second control chamber section. This embodiment allows the pressurized fuel to quickly enter the second Control room section and thus a rapid loading of the nozzle needle in Closing direction so that the fuel injector at the end of the injection process is closed quickly.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist bei Ausführungsformen der vorgenannten, einen Zwischenventilkörper aufweisenden Art vorgesehen, daß der die erste Drosselstelle enthaltende Strömungsweg in dem Zwischenventilkörper ausgebildet ist.According to a development of the invention, in embodiments of the aforementioned, an intermediate valve body provided that the first throttle point containing flow path is formed in the intermediate valve body.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, daß der die erste Drosselstelle enthaltende Strömungsweg in dem Ventilgehäuse ausgebildet ist.According to an alternative embodiment it can be provided that the first Throttle point-containing flow path is formed in the valve housing.
Vorteilhafterweise ist es vorgesehen, daß der die erste Drosselstelle enthaltende Strömungsweg ein Rückschlagventil enthält, welches den Strömungsweg nur in Richtung von dem zweiten Steuerraumabschnitt zu dem ersten Steuerraumabschnitt freigibt.It is advantageously provided that the one containing the first throttle point Flow path contains a check valve, which the flow path only in the direction releases from the second control room section to the first control room section.
Bei den Ausführungsformen, bei denen der die erste Drosselstelle enthaltende Strömungsweg in dem Zwischenventilkörper ausgebildet ist, ist es vorteilhafterweise vorgesehen, daß dieser in dem Zwischenventilkörper ausgebildete, die erste Drosselstelle enthaltende Strömungsweg ein Rückschlagventil enthält, welches den Strömungsweg nur in Richtung von dem zweiten Steuerraumabschnitt zu dem ersten Steuerraumabschnitt freigibt. Dies gewährleistet eine präzise Öffnungsbewegung des Zwischenventilkörpers. In the embodiments in which the one containing the first throttle point Flow path is formed in the intermediate valve body, it is advantageous provided that this formed in the intermediate valve body, the first throttle point containing flow path contains a check valve which only the flow path in the direction from the second control room section to the first control room section releases. This ensures a precise opening movement of the intermediate valve body.
Die vorgenannte Ausführungsform kann dadurch ausgebildet sein, daß das Rückschlagventil durch ein in dem Strömungsweg angeordnetes Kugelventil gebildet ist, welches eine federbelastete Kugel und einen die Kugel aufnehmenden Ventilsitz umfaßt.The aforementioned embodiment can be formed in that the Check valve is formed by a ball valve arranged in the flow path, which comprises a spring-loaded ball and a valve seat receiving the ball.
Vorteilhafterweise ist es bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen, daß der Durchgang durch den Steuerraumbypass in Abhängigkeit von der Düsennadelstellung so freigegeben wird, daß zunächst bis zu einer vorgegebenen ersten Düsennadelstellung ein schneller Abfluß des Kraftstoffs aus dem Steuerraum im Sinne eines schnellen Öffnens der Düsennadel bis zu einer vorgegebenen teilweisen Freigabe des Einspritzquerschnitts und dann bis zu einer Endstellung der Düsennadel ein langsamerer Abfluß des Kraftstoffs aus dem Steuerraum im Sinne eines langsameren Öffnens der Düsennadel bis zur vollständigen Freigabe des Einspritzquerschnitts erfolgt. Dies führt zu einer besonders vorteilhaften Einspritzverlaufsformung in der Weise, daß zunächst während der Zündverzugszeit im Sinne einer Senkung der primären Rußbildung und einer Verringerung von NOX-Bildung der vorgemischten Flamme nur eine kleine Kraftstoffmenge eingespritzt wird, wobei aber trotzdem der Einspritzdruck im Einspritzquerschnitt auf ein notwendiges Mindestniveau ansteigt, so daß die Tröpfchendurchmesser des anfänglich eingespritzten Kraftstoffs bei gleichzeitig steigendem Strahlimpuls sinken. Hierdurch ist eine gute Gemischaufbereitung in der Zündverzugsphase gewährleistet. Nach dem Erreichen der vorgegebenen teilweisen Freigabe des Einspritzquerschnitts verlangsamt sich der Anstieg des Druckverlaufs und der Einspritzrate im Sinne einer Reduktion der vor Verbrennungsbeginn eingebrachten Kraftstoffmenge, was wiederum einer NOX-Verminderung dienlich ist. Gleichzeitig erfolgt bis zu vollständigen Freigabe des Einspritzquerschnitts ein stetiger Spritzraten- und Druckanstieg im Sinne einer räumlich besseren Kraftstoffverteilung und Gemischaufbereitung.Advantageously, it is provided in the fuel injection valve according to the invention that the passage through the control chamber bypass is enabled in dependence on the nozzle needle position in such a way that, up to a predetermined first nozzle needle position, a rapid outflow of fuel from the control chamber in the sense of a rapid opening of the nozzle needle up to one predetermined partial release of the injection cross section and then to a final position of the nozzle needle, a slower outflow of the fuel from the control chamber takes place in the sense of a slower opening of the nozzle needle until the injection cross section is fully released. This leads to a particularly advantageous injection profile in such a way that only a small amount of fuel is initially injected during the ignition delay time in the sense of a reduction in primary soot formation and a reduction in NO x formation of the premixed flame, but the injection pressure in the injection cross section is nevertheless reduced to a necessary minimum level rises, so that the droplet diameter of the fuel initially injected decreases with a simultaneously increasing jet pulse. This ensures good mixture preparation in the ignition delay phase. After reaching the predetermined partial release of the injection cross section, the increase in the pressure curve and the injection rate slow down in the sense of a reduction in the amount of fuel introduced before the start of combustion, which in turn is conducive to NO x reduction. At the same time, there is a constant increase in the injection rate and pressure until the injection cross-section is fully released, in the sense of spatially better fuel distribution and mixture preparation.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils sieht hierfür vor, daß die in Abhängigkeit von der Düsennadelstellung verschiebbare Steuerkante so in Bezug auf den Überströmkanal angeordnet ist, daß der Überströmkanal bis zum Erreichen der vorgegebenen ersten Düsennadelstellung im wesentlichen offen ist und nach dem Überschreiten der vorgegebenen ersten Düsennadelstellung bis zum Erreichen einer zweiten Düsennadelstellung schließt.An advantageous embodiment of the fuel injection valve according to the invention provides for this purpose, that the control edge which can be displaced as a function of the nozzle needle position is arranged with respect to the overflow channel that the overflow channel to Reaching the predetermined first nozzle needle position is essentially open and after exceeding the predetermined first nozzle needle position until reaching one second nozzle needle position closes.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung hiervon kann es vorgesehen sein, daß der Überströmkanal mit einer vorgegebenen Ausdehnung in Axialrichtung des Kraftstoffeinspritzventils ausgebildet ist, so daß der Überströmkanal zwischen der ersten Düsennadelstellung und der zweiten Düsennadelstellung allmählich schließt. Dies gestattet zusätzliche Gestaltungsmöglichkeiten hinsichtlich des Maßes der Absenkung der Öffnungsgeschwindigkeit der Düsennadel in Abhängigkeit von der Größe der Düsennadelöffnung.According to an advantageous development of this, it can be provided that the Overflow channel with a predetermined extent in the axial direction of the Fuel injection valve is formed so that the overflow channel between the first Nozzle needle position and the second nozzle needle position gradually closes. This allows additional design options with regard to the degree of lowering Opening speed of the nozzle needle depending on the size of the Nozzle needle opening.
Dies kann dadurch weitergebildet werden, daß der Überströmkanal im Verlauf seiner Ausdehnung in Axialrichtung in Querrichtung unterschiedlich breit ausgebildet ist.This can be further developed in that the overflow channel in the course of its Expansion in the axial direction in the transverse direction is of different widths.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing.
Die Figur zeigt in einer schematisierten Querschnittsansicht ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.The figure shows a schematic cross-sectional view of a fuel injection valve according to a preferred embodiment of the invention.
In der Figur bedeutet Bezugszeichen 1 ein Ventilgehäuse des Kraftstoffeinspritzventils. In diesem Ventilgehäuse 1 ist eine Düsennadel 2 in Axialrichtung verschieblich gelagert. Die Düsennadel 2 verfügt an ihrem unteren Ende über eine Nadelspitze 18, welche mit einem Ventilsitz 25 zusammenwirkt. Die Düsennadel 2 ist in dem Ventilgehäuse 1 zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung beweglich. In der Öffnungsstellung gibt die Düsennadel 2 zwischen der Nadelspitze 18 und dem Ventilsitz 25 einen Einspritzquerschnitt zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine frei. In the figure, reference numeral 1 denotes a valve housing of the fuel injection valve. In this valve housing 1 , a nozzle needle 2 is slidably mounted in the axial direction. The nozzle needle 2 has at its lower end a needle tip 18 which cooperates with a valve seat 25 . The nozzle needle 2 is movable in the valve housing 1 between a closed position and an open position. In the open position, the nozzle needle 2 releases an injection cross-section between the needle tip 18 and the valve seat 25 for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.
Der Kraftstoff wird in einem in der Figur nicht gezeigten Vorspeicher (Common Rail) unter hohem Druck vorgehalten und über eine Kraftstoffdruckleitung 20 dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführt. Über einen Kraftstoffkanal 19 gelangt der Kraftstoff zu einem die Nadelspitze 18 umgebenden Düsenringraum 16. Bei geöffnetem Einspritzquerschnitt wird der Kraftstoff aus einem Sackloch 17 durch Einspritzöffnungen 28 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.The fuel is stored under high pressure in a common rail (not shown in the figure) and fed to the fuel injection valve via a fuel pressure line 20 . The fuel passes through a fuel channel 19 to a nozzle annular space 16 surrounding the needle tip 18 . When the injection cross section is open, the fuel is injected from a blind hole 17 through injection openings 28 into the combustion chamber of the internal combustion engine.
An dem der Nadelspitze 18 gegenüberliegendem Ende der Düsennadel 2 ist in dem Ventilgehäuse 1 ein Steuerraum vorgesehen, welcher von unter Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagt wird und auf die Düsennadel 2 eine Zwangskraft in Schließrichtung ausübt. Der Steuerraum besteht aus einem ersten Steuerraumabschnitt 4 und einem zweiten Steuerraumabschnitt 7, welche durch einen Zwischenventilkörper 9 voneinander getrennt sind.At the end of the nozzle needle 2 opposite the needle tip 18 , a control chamber is provided in the valve housing 1 , which is acted upon by fuel under pressure and exerts a constraining force on the nozzle needle 2 in the closing direction. The control room consists of a first control room section 4 and a second control room section 7 , which are separated from one another by an intermediate valve body 9 .
In dem Zwischenventilkörper 9 ist ein Strömungsweg 24 ausgebildet, welcher den ersten Steuerraumabschnitt 4 und den zweiten Steuerraumabschnitt 7 miteinander verbindet. In diesem die beiden Steuerraumabschnitte 4, 7 verbindenden Strömungsweg 24 ist ein Rückschlagventil 10 in Form eines Kugelventils vorgesehen. Der Zwischenventilkörper 9 ist in Axialrichtung des Kraftstoffeinspritzventils verschieblich gelagert. Zwischen dem Zwischenventilkörper 9 und der Rückseite der Düsennadel 2 ist eine Ventilfeder 8 vorgesehen, welche den Zwischenventilkörper 9 gegen einen Zwischenventilsitz 26 drückt, welcher an der der Düsennadel gegenüberliegenden Seite des zweiten Steuerraumabschnitts 7 ausgebildet ist.A flow path 24 is formed in the intermediate valve body 9 , which connects the first control chamber section 4 and the second control chamber section 7 to one another. A check valve 10 in the form of a ball valve is provided in this flow path 24 connecting the two control chamber sections 4 , 7 . The intermediate valve body 9 is mounted displaceably in the axial direction of the fuel injection valve. A valve spring 8 is provided between the intermediate valve body 9 and the rear of the nozzle needle 2 , which presses the intermediate valve body 9 against an intermediate valve seat 26 , which is formed on the side of the second control chamber section 7 opposite the nozzle needle.
Von dem Kraftstoffkanal 19 zweigt ein Zulaufkanal 21 zur Zuführung von unter Druck stehendem Kraftstoff zu dem ersten Steuerraumabschnitt 4 ab. Der Zulaufkanal 21 steht mit dem ersten Steuerraumabschnitt 4 über eine Zulaufdrossel 6 in Verbindung. Weiterhin mit dem Zulaufkanal 21 in Verbindung steht ein Steuerringraum 11, welcher den ersten Steuerraumabschnitt 4 ringförmig umgibt und von welchem Zusatzströmungskanäle 12 durch den Zwischenventilsitz 26 zu dem zweiten Steuerraumabschnitt 7 verlaufen. Diese Zusatzströmungskanäle 12 werden von dem Zwischenventilkörper 9 versperrt, wenn dieser an dem Zwischenventilsitz 26 anliegt bzw. freigegeben, wenn der Zwischenventilkörper 9 von dem Zwischenventilsitz 26 abgehoben ist. In dem Zwischenventilsitz 26 ist ein mit dem ersten Steuerraumabschnitt 4 in Verbindung stehendes Druckvolumen 29 ausgebildet, welches der Vergrößerung der Druckfläche dient, über welche der in dem ersten Steuerraumabschnitt 4 befindliche Kraftstoff bei geschlossenem Zwischenventil auf den Zwischenventilkörper 9 Druck im Sinne eines Öffnens des Zwischenventils auszuüben vermag.An inlet channel 21 branches off from the fuel channel 19 for supplying fuel under pressure to the first control chamber section 4 . The inlet channel 21 is connected to the first control chamber section 4 via an inlet throttle 6 . Also connected to the inlet channel 21 is a control annulus 11 which surrounds the first control chamber section 4 in an annular manner and from which additional flow channels 12 run through the intermediate valve seat 26 to the second control chamber section 7 . These additional flow channels 12 are blocked by the intermediate valve body 9 when the latter lies against the intermediate valve seat 26 or is released when the intermediate valve body 9 is lifted off the intermediate valve seat 26 . In the intermediate valve seat 26 a firm with which the first control chamber portion 4 in connection pressure volume 29 is formed, which serves to increase the pressure area over which to exert the fuel in the first control chamber portion 4 is closed intermediate valve to the intermediate valve body 9 pressure in the sense of an opening of the intermediate valve can
An der Oberseite des ersten Steuerraumabschnitts 4 befindet sich ein Pilotventil, von dem in der Figur eine Pilotnadel 3 dargestellt ist. Diese Pilotnadel 3 öffnet und verschließt, je nach Stellung des Pilotventils, eine auch als zweite Drosselstelle bezeichnete Pilotdrossel 5, welche mit dem ersten Steuerraumabschnitt 4 in Verbindung steht.At the top of the first control chamber section 4 there is a pilot valve, of which a pilot needle 3 is shown in the figure. Depending on the position of the pilot valve, this pilot needle 3 opens and closes a pilot throttle 5 , also referred to as a second throttle point, which is connected to the first control chamber section 4 .
Der erste Steuerraumabschnitt 4 und der zweite Steuerraumabschnitt 7 sind über einen Steuerraumbypass 13 miteinander verbunden, welcher in einem Überströmkanal 14 in den zweiten Steuerraumabschnitt 7 mündet. Dieser Steuerraumbypass 13 bildet eine Umgehung zu dem durch den Zwischenventilkörper 9 verlaufenden, den ersten Steuerraumabschnitt 4 und den zweiten Steuerraumabschnitt 7 verbindenden Strömungsweg 24.The first control chamber section 4 and the second control chamber section 7 are connected to one another via a control chamber bypass 13 , which opens into the second control chamber section 7 in an overflow channel 14 . This control chamber bypass 13 forms a bypass to the flow path 24 running through the intermediate valve body 9 and connecting the first control chamber section 4 and the second control chamber section 7 .
Das in dem Zwischenventilkörper 9 vorgesehene Rückschlagventil 10 sperrt den Strömungsweg 24 in Richtung von dem ersten Steuerraumabschnitt 4 zu dem zweiten Steuerraumabschnitt 7 und gibt den Strömungsweg 24 in umgekehrter Richtung frei. In dem Strömungsweg 24 ist eine Zwischendrossel 23 vorgesehen, welche eine erste Drosselstelle bildet.The check valve 10 provided in the intermediate valve body 9 blocks the flow path 24 in the direction from the first control chamber section 4 to the second control chamber section 7 and opens the flow path 24 in the opposite direction. An intermediate throttle 23 is provided in the flow path 24 and forms a first throttle point.
An der Düsennadel 2 ist eine Steuerkante 15 ausgebildet, welche bezüglich des Überströmkanals 14 so angeordnet ist, daß der Überströmkanal 14 bei in geschlossener Stellung befindlicher Düsennadel 2 freigegeben ist, jedoch im Verlaufe einer Öffnungsbewegung der Düsennadel 2 verschlossen wird. On the nozzle needle 2 has a control edge 15 is formed, of the overflow channel 14 is disposed so that respect, that the overflow channel is enabled during in-closed position, the nozzle needle 2 14, but the nozzle needle 2 is closed in the course of an opening movement.
Nun soll die Funktionsweise des in der Figur dargestellten Kraftstoffeinspritzventils erläutert werden. Im geschlossenem Zustand des Kraftstoffeinspritzventils, d. h. wenn die Nadelspitze 18 der Düsennadel 2 im Ventilsitz 25 anliegt und der Einspritzquerschnitt verschlossen ist, liegt der im Kraftstoffkanal 19 vorgehaltene Systemdruck beidseitig an der Düsennadel 2 an, nämlich einerseits über den Steuerraum 4, 7 an der Rückseite der Düsennadel 2 und andererseits an der Vorderseite der Düsennadel 2, der Nadelspitze 18. Beim Öffnen des Pilotventils zur Einleitung des Einspritzvorgangs öffnet die Pilotnadel 3, gibt die Pilotdrossel 5 frei, so daß der Druck in beiden Abschnitten 4, 7 des Steuerraums zusammenbricht. Die freiwerdende Kraftstoffmenge fließt vom Pilotventil als Steuermenge über einen in der Figur nicht dargestellten Kanal des Kraftstoffeinspritzventils ab. Beim Zusammenbrechen des Drucks im Steuerraum beginnt sich die Düsennadel 2 aufgrund des weiterhin im Düsenringraum 16 anliegenden Kraftstoffdrucks mit der Nadelspitze 18 aus dem Ventilsitz 25 zu heben, so daß der Einspritzquerschnitt freigegeben wird.The mode of operation of the fuel injection valve shown in the figure will now be explained. In the closed state of the fuel injection valve, that is, when the needle tip 18 of the nozzle needle 2 rests in the valve seat 25 and the injection cross section is closed, the system pressure held in the fuel channel 19 is present on both sides of the nozzle needle 2 , namely on the one hand via the control chamber 4 , 7 on the rear of the Nozzle needle 2 and on the other hand on the front of the nozzle needle 2 , the needle tip 18th When the pilot valve is opened to initiate the injection process, the pilot needle 3 opens and the pilot throttle 5 is released, so that the pressure in both sections 4 , 7 of the control chamber collapses. The amount of fuel released flows from the pilot valve as a control amount via a channel of the fuel injector, not shown in the figure. When the pressure in the control chamber collapses, the nozzle needle 2 begins to lift out of the valve seat 25 with the needle tip 18 due to the fuel pressure still present in the nozzle annular chamber 16 , so that the injection cross section is released.
Der durch das Heben der Düsennadel 2 aus dem zweiten Steuerraum 7 verdrängt Kraftstoff wird einerseits durch den in dem Zwischenventilkörper 9 ausgebildeten Strömungsweg 24 in den ersten Steuerraumabschnitt 4 gedrückt, von wo er über die Pilotdrossel 5 abfließt. Der Abfluß über die Pilotdrossel 5 erfolgt mit größerer Geschwindigkeit als ein Nachströmen von Kraftstoff aus dem Zulaufkanal 21 über die Zulaufdrossel 6, so daß ein Nettostrom aus dem ersten Steuerraumabschnitt 4 erfolgt. Andererseits fließt der Kraftstoff aus dem zweiten Steuerraumabschnitt 7 über den Steuerraumbypass 13 unter Umgehung des in dem Zwischenventilkörper 9 ausgebildeten Strömungswegs 24 und damit der ersten Drosselstelle, der Zwischendrossel 23 direkt in den ersten Steuerraumabschnitt 4.The fuel displaced from the second control chamber 7 by the lifting of the nozzle needle 2 is pressed on the one hand through the flow path 24 formed in the intermediate valve body 9 into the first control chamber section 4 , from where it flows out via the pilot throttle 5 . The outflow via the pilot throttle 5 takes place at a higher speed than an inflow of fuel from the inlet duct 21 via the inlet throttle 6 , so that a net flow from the first control chamber section 4 takes place. On the other hand, the fuel flows from the second control chamber section 7 via the control chamber bypass 13 , bypassing the flow path 24 formed in the intermediate valve body 9 and thus the first throttle point, the intermediate throttle 23, directly into the first control chamber section 4 .
Bis zum Erreichen einer ersten Düsennadelstellung, bei welcher die Steuerkante 15 beginnt den Überströmkanal 14 zu überdecken, ist der Überströmkanal 14 vollständig frei. Bei der weiteren Öffnungsbewegung der Düsennadel 2 beginnt die Steuerkante 15 den Überströmkanal 14 zunehmend zu verdecken, bis der Überströmkanal 14 bei einer zweiten Düsennadelstellung von der Steuerkante 15 vollständig verdeckt ist. Until a first nozzle needle position is reached, at which the control edge 15 begins to cover the overflow channel 14 , the overflow channel 14 is completely free. With the further opening movement of the nozzle needle 2 , the control edge 15 begins to cover the overflow channel 14 until the overflow channel 14 is completely covered by the control edge 15 in a second nozzle needle position.
Nach der Überdeckung des Überströmkanals 14 durch die Steuerkante 15 steht dem im zweiten Steuerraumabschnitt 7 vorhandenen Kraftstoff nur noch ein kleinerer Abflußweg zu dem ersten Steuerraumabschnitt 4 zur Verfügung, welcher durch den Strömungsweg 24 gebildet ist.After the overflow channel 14 has been covered by the control edge 15 , the fuel present in the second control chamber section 7 has only a smaller outflow path to the first control chamber section 4 , which is formed by the flow path 24 .
Während bei offenem Überströmkanal 14 dem aus dem zweiten Steuerraumabschnitt 7 abfließenden Kraftstoff ein größerer Strömungsquerschnitt zur Verfügung steht, steht bei überdecktem Überströmkanal 14 nun nur noch ein kleinerer Strömungsquerschnitt zur Verfügung, so daß sich die Geschwindigkeit verlangsamt, mit der sich die Düsennadel 2 öffnet. Das bedeutet, daß bis zum Erreichen einer vorgegebenen Düsennadelstellung der Einspritzquerschnitt schnell freigegeben wird, sich dagegen bis zum Erreichen der vollständigen Öffnung der Düsennadel 2 dann langsamer vergrößert.While the effluent from the second control chamber portion 7 fuel, a larger flow cross section is at an open transfer port 14 is available, is at überdecktem overflow channel 14 now only a smaller flow cross section is available, so that the speed slows down, with the nozzle needle 2 opens. This means that the injection cross section is released quickly until a predetermined nozzle needle position is reached, but then increases more slowly until the nozzle needle 2 is fully opened.
Zum Schließen des Kraftstoffeinspritzventils verschließt das Pilotventil mittels der Pilotnadel 3 den Abfluß aus dem ersten Steuerraumabschnitt 4, so daß sich in diesem wieder der über die Zulaufdrossel 6 aus dem Zulaufkanal 21 zugeführte Systemdruck aufbaut. Hierdurch wird der Zwischenventilkörper 9 von seinem Zwischenventilsitz 26 abgehoben, so daß die Zusatzströmungskanäle 12 freigegeben werden, über welche von dem Steuerringraum 11 schnell Kraftstoff in den zweiten Steuerraumabschnitt 7 einströmt. Dieser beaufschlagt die Rückseite der Düsennadel 2 in Schließrichtung, wodurch der Einspritzquerschnitt an der Nadelspitze 18 in kurzer Zeit geschlossen wird. Damit ist der Einspritzvorgang beendet.To close the fuel injection valve, the pilot valve closes by means of the pilot needle 3, the effluent from the first control chamber portion 4, so that again builds up in the fuel supplied via the inlet throttle 6 from the supply channel 21 the system pressure. As a result, the intermediate valve body 9 is lifted from its intermediate valve seat 26 , so that the additional flow channels 12 are released, via which fuel quickly flows into the second control chamber section 7 from the control annulus 11 . This acts on the back of the nozzle needle 2 in the closing direction, as a result of which the injection cross section at the needle tip 18 is closed in a short time. This completes the injection process.
Durch die Verlangsamung der Öffnungsgeschwindigkeit der Düsennadel 2 beim Überdecken des Überströmkanals 14 durch die Steuerkante 15 läßt sich ein "Einknicken" im Einspritzverlauf realisieren. Dies bedeutet einen raschen Anstieg des Kraftstoffdrucks im Sackloch 17 auf ein vorgegebenes Mindestdruckniveau. Damit sinkt der Tröpfchendurchmesser der am Anfang des Einspritzvorgangs eingespritzten Kraftstoffs, während gleichzeitig der Strahlimpuls wächst. Dies ermöglicht eine gute Gemischaufbereitung in der Zündverzugsphase am Anfang des Einspritzvorgangs, wodurch lokale Überfettungen und damit eine Rußbildung vermindert wird. Bei der mit der weiteren Bewegung der Düsennadel 2 in Öffnungsrichtung verbundenen Verlangsamung der Öffnungsgeschwindigkeit der Düsennadel ergibt sich eine Abflachung im Anstieg des Druckverlaufs und der Einspritzrate, was zu einer Reduktion der vor Verbrennungsbeginn eingebrachten Kraftstoffmenge und damit einer Senkung der vorgemischten Flamme und zu einer NOX-Reduktion führt. Mit der weiteren Öffnungsbewegung der Düsennadel 2 ist ein stetiger Spritzraten- und Druckanstieg im Sinne einer Erhöhung der Strahlinteraktion und einer räumlich besseren Kraftstoffverteilung und Gemischaufbereitung verbunden. Durch die schnelle Beaufschlagung der Düsennadel 2 beim Schließen des Pilotventils läßt sich ein schlagartiges Ende des Einspritzvorgangs realisieren.By slowing the opening speed of the nozzle needle 2 when the overflow channel 14 is covered by the control edge 15 , a "buckling" in the course of the injection can be achieved. This means a rapid increase in the fuel pressure in the blind hole 17 to a predetermined minimum pressure level. This reduces the droplet diameter of the fuel injected at the beginning of the injection process, while the jet pulse increases at the same time. This enables a good mixture preparation in the ignition delay phase at the beginning of the injection process, which reduces local over-greasing and thus soot formation. The slowdown in the opening speed of the nozzle needle associated with the further movement of the nozzle needle 2 in the opening direction results in a flattening in the rise in the pressure curve and the injection rate, which leads to a reduction in the amount of fuel introduced before the start of combustion and thus a reduction in the premixed flame and to NO X -Reduction leads. The further opening movement of the nozzle needle 2 is associated with a constant increase in the spray rate and pressure in the sense of an increase in the jet interaction and a spatially better fuel distribution and mixture preparation. The rapid action on the nozzle needle 2 when the pilot valve closes allows an abrupt end to the injection process.
Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils ist die Steuerkante 15 an der Rückseite der Düsennadel 2 ausgebildet, welche unmittelbar von dem Steuerraum beaufschlagt wird. Abweichend hiervon kann der Rückseite der Düsennadel 2 ein Steuerkolben vorgelagert sein, welcher von dem Steuerraum druckbeaufschlagt wird und seinerseits die Düsennadel 2 beaufschlagt. Die Steuerkante 15 ist dann an diesem Steuerkolben ausgebildet.In the exemplary embodiment of the fuel injection valve shown in the figure, the control edge 15 is formed on the back of the nozzle needle 2 , which is acted upon directly by the control chamber. Deviating from this, a control piston can be arranged in front of the rear of the nozzle needle 2 , which is pressurized by the control chamber and in turn acts on the nozzle needle 2 . The control edge 15 is then formed on this control piston.
Das vollständige Überdecken des Überströmkanals 14 durch die Steuerkante 15 kann mit einem vollständigen Verschließen des Steuerraumbypasses 13 verbunden sein, so daß durch diesen kein Abfluß von Kraftstoff aus dem zweiten Steuerraumabschnitt 7 mehr erfolgt, oder es kann noch ein Restöffnungsquerschnitt freigegeben sein, so daß auch im Falle einer vollständigen Überdeckung des Überströmkanals 14 durch die Steuerkante 15 noch ein definierter Reststrom über den Steuerraumbypass 13 parallel zu dem Strom durch den die erste Drosselstelle 23 enthaltenden Strömungsweg 24 erfolgt.The complete covering of the overflow channel 14 by the control edge 15 can be associated with a complete closing of the control chamber bypass 13 , so that there is no outflow of fuel from the second control chamber section 7 , or a residual opening cross section can be released, so that also in the If the overflow channel 14 is completely covered by the control edge 15 , a defined residual flow via the control chamber bypass 13 takes place parallel to the flow through the flow path 24 containing the first throttle point 23 .
In dem Steuerraumbypass 13 kann eine Bypassdrossel 22 vorgesehen sein, welche der Kalibrierung des Stroms durch den Steuerraumbypass 13 dient. A bypass throttle 22 can be provided in the control room bypass 13 , which serves to calibrate the current through the control room bypass 13 .
Das Schließen des Rückschlagventils 10 kann, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel allein durch die an der Ventilkugel anliegenden Strömungskräfte des Kraftstoffs erfolgen, oder es kann zusätzlich eine Schließfeder zur Beaufschlagung der Ventilkugel vorgesehen sein.As in the exemplary embodiment shown, the check valve 10 can be closed solely by the flow forces of the fuel applied to the valve ball, or a closing spring can also be provided to act on the valve ball.
Claims (14)
einer in einem Ventilgehäuse (1) zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung axial verschieblich gelagerten Düsennadel (2), welche in der Öffnungsstellung einen Einspritzquerschnitt zum Einspritzen von über einen Kraftstoffkanal (19) unter Druck zugeführtem Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine freigibt, und
einem mittels unter Druck stehendem Kraftstoff die Düsennadel (2) in Schließstellung beaufschlagenden Steuerraum (4, 7), welcher durch ein Pilotventil (3) im Sinne einer Öffnungsbewegung der Düsennadel (2) druckentlastbar ist, wobei die Entlastungsgeschwindigkeit des Steuerraums (4, 7) durch mindestens eine erste zwischen Steuerraum (4, 7) und Pilotventil (3) angeordnete, den Abfluß des Kraftstoffs aus dem Steuerraum (4, 7) begrenzende Drosselstelle (23) bestimmt ist, wobei in Strömungsrichtung bei Druckentlastung gesehen ein stromabwärts und stromaufwärts der ersten Drosselstelle (23), aber stromaufwärts des Pilotventils (3) mit dem Steuerraum (4, 7) in Verbindung stehender Steuerraumbypass (13) vorgesehen ist, welcher einen Strömungsweg zur Entlastung des Steuerraums (4, 7) unter Umgehung der ersten Drosselstelle (23) bildet,
wobei der Steuerraumbypass (13) über einen Überströmkanal (14) mit dem Steuerraum (4, 7) in Verbindung steht, und eine in Abhängigkeit von der Düsennadelstellung verschiebbare Steuerkante (15) an der Düsennadel (2) oder einem mit der Düsennadel (2) gekoppelten Kolben vorgesehen ist, durch welche der Überströmkanal (14) freigegeben oder gesperrt wird,
so daß der Durchgang durch den Steuerraumbypass (13) in Abhängigkeit von der Düsennadelstellung freigegeben oder gesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkante (15) den Überströmkanal (14) nach einem vorgegebenen Öffnungsweg der Düsennadel (2) verschließt. 1. Fuel injection valve for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, with
a nozzle needle ( 2 ) which is axially displaceably mounted in a valve housing ( 1 ) between a closed position and an open position and which in the open position releases an injection cross section for injecting fuel supplied under pressure via a fuel channel ( 19 ) into the combustion chamber of the internal combustion engine, and
a control chamber ( 4 , 7 ) acting on the nozzle needle ( 2 ) in the closed position by means of fuel under pressure, which can be relieved of pressure by means of a pilot valve ( 3 ) in the sense of an opening movement of the nozzle needle ( 2 ), the relief speed of the control chamber ( 4 , 7 ) is determined by at least one first between the control chamber (4, 7) and pilot valve (3) arranged to outflow of fuel from the control chamber (4, 7) limiting throttle (23), seen in the flow direction when pressure is released, a downstream and upstream of the first Throttle point ( 23 ), but upstream of the pilot valve ( 3 ) with the control chamber ( 4 , 7 ) connected to the control chamber bypass ( 13 ) is provided, which bypasses the flow of the control chamber ( 4 , 7 ) bypassing the first throttle point ( 23 ) educates
The control chamber bypass ( 13 ) is connected to the control chamber ( 4 , 7 ) via an overflow channel ( 14 ), and a control edge ( 15 ) which can be displaced depending on the nozzle needle position on the nozzle needle ( 2 ) or one with the nozzle needle ( 2 ). coupled piston is provided, through which the overflow channel ( 14 ) is released or blocked,
so that the passage through the control chamber bypass ( 13 ) is enabled or blocked depending on the nozzle needle position, characterized in that the control edge ( 15 ) closes the overflow channel ( 14 ) according to a predetermined opening path of the nozzle needle ( 2 ).
daß der Steuerraum (4, 7) durch einen ersten Steuerraumabschnitt (4) und einen zweiten Steuerraumabschnitt (7) gebildet ist, wobei der Druck im zweiten Steuerraumabschnitt (7) die Düsennadel (2) in Schließstellung beaufschlagt, der erste und der zweite Steuerraumabschnitt (4, 7) über einen die erste Drosselstelle (23) enthaltenden Strömungsweg (24) miteinander verbunden sind, und der erste Steuerraumabschnitt (4) über einen Zulaufkanal (21) und über eine Zulaufdrossel (6) mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgt und durch das Pilotventil (3) druckentlastbar ist, so daß der zweite Steuerraumabschnitt (7) über die erste Drosselstelle (23) und über den ersten Steuerraumabschnitt (4) durch das Pilotventil (3) druckentlastbar ist,
und daß der Steuerraumbypass (13) einen den zweiten Steuerraumabschnitt (7) mit dem ersten Steuerraumabschnitt (4) verbindenden Strömungsweg bildet, über den der zweite Steuerraumabschnitt (7) unter Umgehung der ersten Drosselstelle (23) über den ersten Steuerraumabschnitt (4) durch das Pilotventil (3) bei freigegebenem Durchgang des Steuerraumbypasses druckentlastbar ist.2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that
that the control chamber ( 4 , 7 ) is formed by a first control chamber section ( 4 ) and a second control chamber section ( 7 ), the pressure in the second control chamber section ( 7 ) acting on the nozzle needle ( 2 ) in the closed position, the first and the second control chamber section ( 4, 7) are interconnected via a first throttle point (23) flow path containing (24) and the first control chamber portion (4) supplied via an inlet channel (21) and via an inlet throttle (6) with fuel under pressure and through the Pilot valve ( 3 ) can be relieved of pressure, so that the second control chamber section ( 7 ) can be relieved of pressure via the first throttle point ( 23 ) and via the first control chamber section ( 4 ) by the pilot valve ( 3 ),
and that the control chamber bypass ( 13 ) forms a flow path connecting the second control chamber section ( 7 ) with the first control chamber section ( 4 ), via which the second control chamber section ( 7 ) bypassing the first throttle point ( 23 ) via the first control chamber section ( 4 ) The pilot valve ( 3 ) can be depressurized when the control room bypass is cleared.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MTU FRIEDRICHSHAFEN GMBH, 88045 FRIEDRICHSHAFEN, D |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |