DE19930832A1

DE19930832A1 - Fuel injector

Info

Publication number: DE19930832A1
Application number: DE1999130832
Authority: DE
Inventors: Stephan Jonas
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-07-03
Filing date: 1999-07-03
Publication date: 2001-01-11
Also published as: EP1067284A1; JP2001027166A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, zur Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, der durch einen Kraftstoffzulauf (3) in das Kraftstoffeinspritzventil gelangt, mit einem in einer Führungsbohrung (20) eines Ventilkörpers (2, 11) entgegen der Kraft (10) einer Schließfeder axial verschiebbaren Ventilglied (1), das beim Öffnungshub mindestens ein Spritzloch (7, 8) in dem Ventilkörper (2) freigibt, durch das der Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird. DOLLAR A Um ein Kraftstoffeinspritzventil bereitzustellen, das die gleichen Vorteile wie ein Zwei-Feder-Halter liefert und trotzdem einfach und kostengünstig hergestellt werden kann, steht ein dem Dämpfungshub des Ventilgliedes (1) entgegenwirkendes Dämpfungsvolumen (16) über eine Drossel (15, 17) mit dem Kraftstoffzulauf (3) in Verbindung.The invention relates to a fuel injection valve for internal combustion engines, in particular diesel engines, for injecting fuel, in particular diesel fuel, which enters the fuel injection valve through a fuel inlet (3), with a counterbore in a guide bore (20) of a valve body (2, 11) ( 10) a closing spring axially displaceable valve member (1) which opens at least one spray hole (7, 8) in the valve body (2) during the opening stroke, through which the fuel is injected into the combustion chamber. DOLLAR A In order to provide a fuel injection valve which provides the same advantages as a two-spring holder and which can nevertheless be produced simply and inexpensively, there is a damping volume (16) which counteracts the damping stroke of the valve member (1) via a throttle (15, 17) with the fuel inlet (3) in connection.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, zur Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, der durch einen Kraftstoffzulauf in das Kraftstoffeinspritzventil gelangt, mit einem in einer Führungsbohrung eines Ventilkörpers entgegen der Kraft einer Schließfeder axial verschiebbaren Ventilglied, das beim Öffnungshub mindestens ein Spritzloch in dem Ventilkörper freigibt, durch das der Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird.The invention relates to a fuel injection valve for Internal combustion engines, in particular diesel engines, for Fuel injection, especially diesel fuel, the by a fuel supply in the Fuel injector comes with one in one Guide bore of a valve body against the force a closing spring axially displaceable valve member, the at least one spray hole in the opening stroke Valve body releases through which the fuel in the Combustion chamber is injected.

In herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventilen, die auch als Ein-Feder-Halter bezeichnet werden, ist eine das Ventilglied bildende Düsennadel gegen die Schließfeder vorgespannt. Das Abheben der Düsennadel von ihrem Sitz erfolgt druckabhängig. Um ein stufenweises Öffnen zu ermöglichen, wurde ein sog. Zwei-Feder-Halter entwickelt. Beim Zwei- Feder-Halter kommen zwei Federn zum Einsatz, die ihre Wirkung in Abhängigkeit vom Öffnungshub entfalten. Das liefert den Vorteil, dass die Einspritzung in zwei Stufen zunächst langsam und dann schnell erfolgt. Der Zwei-Feder- Halter hat jedoch den Nachteil, dass er aufwendig und teuer herzustellen ist.In conventional fuel injectors, also called A spring holder is called the valve member forming nozzle needle biased against the closing spring. The The nozzle needle is lifted from its seat pressure dependent. To enable gradual opening, a so-called two-spring holder was developed. When two Feather holders use two springs, theirs The effect depends on the opening stroke. The provides the advantage that the injection in two stages first slowly and then quickly. The two-feather However, holder has the disadvantage that it is complex and expensive is to be produced.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoffeinspritzventil bereitzustellen, das ähnliche Vorteile wie der Zwei-Feder- Halter liefert, aber trotzdem einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.The object of the invention is a fuel injection valve to provide benefits similar to the two-spring Holder delivers, but still simple and inexpensive can be manufactured.

Advantages of the invention

Die Aufgabe ist bei einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, zur Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, der durch einen Kraftstoffzulauf in das Kraftstoffeinspritzventil gelangt, mit einem in einer Führungsbohrung eines Ventilkörpers entgegen der Kraft einer Schliefeder axial verschiebbaren Ventilglied, das beim Öffnungshub mindestens ein Spritzloch in dem Ventilkörper freigibt, durch das der Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird, dadurch gelöst, dass ein dem Öffnungshub des Ventilgliedes entgegenwirkendes Dämpfungsvolumen über eine Drossel mit dem Kraftstoffzulauf in Verbindung steht. Dadurch wird eine kostengünstige hydraulische Dämpfung des Ventilgliedes mit nur einer Schließfeder erreicht. Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere für kleine Einspritzmengen, wie bei der Voreinspritzung, geeignet. Das Ventilglied öffnet, sobald der aus einer Hochdruckpumpe gespeiste Kraftstoffdruck über die wirksame Ventilgliedfläche die Schließfederkraft überdrückt. Aus dem Dämpfungsvolumen kann der Kraftstoff nur über die Dämpfungsdrossel entweichen. Über diesen Engpass kann ein Druck im Dämpfungsvolumen erreicht werden, der über dem Einspritzdruck liegt und so die Öffnungsbewegung des Ventilgliedes dämpft. Im Gegensatz zu Dämpfungskonzepten, bei denen das Dämpfungsvolumen ans Lecköl gekoppelt ist, benötigt diese Lösung keinen Lecköl- Gegendruck, der aufwendig zu realisieren ist.The task is for a fuel injector Internal combustion engines, in particular diesel engines, for Fuel injection, especially diesel fuel, the by a fuel supply in the Fuel injector comes with one in one Guide bore of a valve body against the force a closing spring axially displaceable valve member, the at least one spray hole in the opening stroke Valve body releases through which the fuel in the Combustion chamber is injected, solved by a Counteracting opening stroke of the valve member Damping volume via a throttle with the fuel supply communicates. This makes it an inexpensive hydraulic damping of the valve member with only one Closing spring reached. The solution according to the invention is especially for small injection quantities, such as the Pre-injection, suitable. The valve member opens as soon as the fuel pressure fed from a high pressure pump the effective valve member area the closing spring force depressed. The fuel can be extracted from the damping volume only escape through the damping throttle. About this Bottleneck a pressure in the damping volume can be reached which is above the injection pressure and so the Opening movement of the valve member dampens. In contrast to Damping concepts in which the damping volume Leakage oil is coupled, this solution does not require a leakage oil Back pressure that is difficult to implement.

Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsvolumen von einem Ringraum gebildet ist, der von einer Stufe an dem Ventilglied und einer Stufe in der Führungsbohrung des Ventilkörpers begrenzt wird. Mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil wird bei geringen Drehzahlen eine geringere Spritzdauer als mit einem Zwei-Feder-Halter erzielt. Das wirkt sich günstig auf die Emissionen aus. Bei hohen Drehzahlen wird eine bessere Dämpfungswirkung als bei dem Zwei-Feder-Halter erreicht, was sich vorteilhaft, d. h. erniedrigend, auf das Verbrennungsgeräusch auswirkt.This is a special embodiment of the invention characterized that the damping volume of one Annulus is formed by a step on the Valve member and a step in the guide bore of the Valve body is limited. With the invention Fuel injector becomes a at low engine speeds less spraying time than with a two-spring holder achieved. This has a positive effect on emissions. At high speeds will have a better damping effect than at achieved the two-spring holder, which is advantageous, d. H. degrading, affects the combustion noise.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe in der Führungsbohrung des Ventilkörpers einen Hubanschlag für das Ventilglied bildet. Die Kombination der Dämpfungseinheit mit dem Hubanschlag ist fertigungstechnisch besonders vorteilhaft.Another special embodiment of the invention is characterized in that the stage in the Guide bore of the valve body a stroke stop for that Valve member forms. The combination of the damping unit with the stroke stop is special in terms of production technology advantageous.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied an seinem brennraumseitigen Ende einen ersten kegeligen Abschnitt aufweist, auf den ein zweiter, dritter und vierter zylinderförmiger Abschnitt folgen, wobei der vierte Abschnitt einen kleineren Durchmesser aufweist als der dritte Abschnitt. Das Dämpfungsvolumen kann somit über die Abmessungen bzw. Durchmesser der einzelnen Abschnitte des Ventilgliedes dimensioniert werden.Another special embodiment of the invention is characterized in that the valve member on its combustion chamber end a first tapered section has a second, third and fourth follow cylindrical section, the fourth Section has a smaller diameter than the third section. The damping volume can thus over the Dimensions or diameter of the individual sections of the Valve member are dimensioned.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel von einer Drosselbohrung mit einer Drosselstelle gebildet wird, die das Dämpfungsvolumen mit dem Kraftstoffzulauf verbindet. Die Dämpfung des Ventilgliedhubes bewirkt grundsätzlich eine geringere Einspritzmenge im Zündverzug und damit eine geringere Verbrennungsgeräuschentwicklung als bei einem ungedämpften Ventilglied. Die Drosselung kann selbstverständlich auch nur durch eine Bohrung ohne eigens eingebrachte Drossel erzielt werden.Another special embodiment of the invention is characterized in that the throttle from a Throttle bore is formed with a throttle body that connects the damping volume to the fuel supply. The damping of the valve member stroke basically causes a lower injection quantity in the ignition delay and thus one less combustion noise than one undamped valve member. The throttling can of course, only through a hole without a special one introduced throttle can be achieved.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention result from the following description, in which with reference to the drawing an embodiment the invention is described in detail. You can those mentioned in the claims and in the description Features each individually or in any Combination be essential to the invention.

Description of the embodiment

In der beiliegenden Figur ist ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils im Längsschnitt dargestellt. Eine Düsennadel 1 ist in einer Führungsbohrung 20 in einem Düsenkörper 2 axial verschiebbar aufgenommen. Durch einen Pfeil 19 ist angedeutet, wie Kraftstoff in einen Kraftstoffzulauf 3 gelangt, der in dem Düsenkörper 2 ausgebildet ist. Der Kraftstoffzulauf 3 in dem Düsenkörper 2 mündet in eine Druckkammer 4. Von der Druckkammer 4 kann der Kraftstoff bis zur Spitze 5 der Düsennadel 1 gelangen.In the accompanying figure, a section of a fuel injection valve according to the invention is shown in longitudinal section. A nozzle needle 1 is axially displaceably received in a guide bore 20 in a nozzle body 2 . An arrow 19 indicates how fuel enters a fuel inlet 3 which is formed in the nozzle body 2 . The fuel inlet 3 in the nozzle body 2 opens into a pressure chamber 4 . The fuel can reach the tip 5 of the nozzle needle 1 from the pressure chamber 4 .

Die Düsennadelspitze 5 befindet sich in Anlage gegen einen Düsennadelsitz 6, der an dem brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 2 ausgebildet ist. In der in der Figur dargestellten Stellung der Düsennadel 1 sind zwei ebenfalls im brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 2 vorgesehene Spritzlöcher 7 und 8 durch den Kontakt von 5 und 6 verschlossen. Durch einen Pfeil 10 ist die Vorspannkraft einer (nicht dargestellten) Schließfeder angedeutet, die dafür sorgt, dass die Spitze 5 der Düsennadel 1 gegen den Düsennadelsitz 6 gedrückt wird.The nozzle needle tip 5 is in contact with a nozzle needle seat 6 , which is formed on the combustion chamber end of the nozzle body 2 . In the position of the nozzle needle 1 shown in the figure, two spray holes 7 and 8, likewise provided in the end of the nozzle body 2 on the combustion chamber, are closed by the contact of FIGS. 5 and 6. An arrow 10 indicates the pretensioning force of a closing spring (not shown), which ensures that the tip 5 of the nozzle needle 1 is pressed against the nozzle needle seat 6 .

Wenn man die Düsennadelspitze als ersten Abschnitt betrachtet, umfasst die Düsennadel 1 darüber hinaus einen zweiten Abschnitt 12, einen dritten Abschnitt 13, und einen vierten Abschnitt 14. Der Durchmesser d₂ des zweiten Abschnitts 12 ist gleich dem Durchmesser d₄ des vierten Abschnitts 14. Der Durchmesser d₃ des dritten Abschnitts 13 ist etwas größer als die Durchmesser d₂ und d₄. Auf der zu der Druckkammer 4 gewandten Seite ist der Unterschied zwischen den Durchmessern d₃ und d₂ durch eine Verjüngung 19 überbrückt. Auf der von der Druckkammer 4 abgewandten Seite ist zwischen dem Durchmesser d₃ und dem Durchmesser d₄ eine Stufe ausgebildet, die ein Dämpfungsvolumen 16 begrenzt. Nach außen wird das Dämpfungsvolumen 16 durch die innere Umfangsfläche der Führungsbohrung 20 in dem Düsenkörper 2 und die Stirnfläche 18 eines Zwischenstücks 11 begrenzt. Durch eine Bohrung 15 ist das Dämpfungsvolumen 16 mit dem Kraftstoffzulauf 3 verbunden. In der Bohrung 15 ist eine Drosselstelle 17 ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist die Drosselbohrung 15 in dem Düsenkörper 2 angeordnet. Selbstverständlich kann die Drosselbohrung 15 auch in dem Zwischenstück 11 angeordnet sein.When considering the nozzle needle tip as a first section, the nozzle needle 1 further includes a second section 12 , a third section 13 , and a fourth section 14 . The diameter d _{2 of} the second section 12 is equal to the diameter d _{4 of} the fourth section 14 . The diameter d _{3 of} the third section 13 is somewhat larger than the diameters d ₂ and d ₄ . On the side facing the pressure chamber 4 , the difference between the diameters d ₃ and d ₂ is bridged by a taper 19 . On the side facing away from the pressure chamber 4, a step is formed between the diameter d ₃ and the diameter d ₄ , which limits a damping volume 16 . Outwardly, the damping volume 16 is limited by the inner circumferential surface of the guide bore 20 in the nozzle body 2 and the end face 18 of an intermediate piece 11 . The damping volume 16 is connected to the fuel inlet 3 through a bore 15 . A throttle point 17 is formed in the bore 15 . In the present case, the throttle bore 15 is arranged in the nozzle body 2 . Of course, the throttle bore 15 can also be arranged in the intermediate piece 11 .

Der Hub der Düsennadel 1 beträgt 0,25 mm. Die Durchmesser d₂ und d₄ betragen 4 mm. Die Durchmesser d₂ und d₄ können auch unterschiedliche Größen aufweisen. Der Durchmesser d₃ beträgt 6 mm. Der innere Durchmesser der Drossel 17 beträgt 0,25 mm.The stroke of the nozzle needle 1 is 0.25 mm. The diameters d ₂ and d ₄ are 4 mm. The diameters d ₂ and d ₄ can also have different sizes. The diameter d ₃ is 6 mm. The inner diameter of the throttle 17 is 0.25 mm.

Claims

1. Fuel injection valve for internal combustion engines, in particular diesel engines, for injecting fuel, in particular diesel fuel, which enters the fuel injection valve through a fuel inlet ( 3 ), with a valve body ( 2 , 11 ) in a guide bore ( 20 ) counter to the force ( 10 ) A closing spring axially displaceable valve member ( 1 ) which opens at least one spray hole ( 7 , 8 ) in the valve body ( 2 ) during the opening stroke, through which the fuel is injected into the combustion chamber, characterized in that the opening stroke of the valve member ( 1 ) counteracting damping volume ( 16 ) is connected to the fuel inlet ( 3 ) via a throttle ( 15 , 17 ).

2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the damping volume is formed by an annular space ( 16 ) which is limited by a step on the valve member ( 1 ) and a step in the guide bore ( 20 ) of the valve body ( 2 , 11 ) .

3. Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the step in the guide bore ( 20 ) of the valve body ( 2 , 11 ) forms a stroke stop for the valve member ( 1 ).

4. Fuel injection valve according to claim 2 or 3, characterized in that the valve member ( 1 ) has at its combustion chamber end a first conical section ( 5 ) on which a second ( 12 ), third ( 13 ) and fourth ( 14 ) cylindrical section follow, the fourth section ( 14 ) having a smaller diameter than the third section ( 13 ).

5. Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the throttle is formed by a throttle bore ( 15 ) with a throttle point ( 17 ) which connects the damping volume ( 16 ) to the fuel inlet ( 3 ).