DE4404050C1 - Injector with solenoid-valve control for an internal combustion engine - Google Patents
Injector with solenoid-valve control for an internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Injektor mit Magnetventilsteuerung nach den im Oberbe griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a Injector with solenoid valve control according to the in the upper handle of claim 1 specified features.
Aus der EP 0 304 749 B1 ist ein derartiger Injektor bekannt, bei dem im Düsenbereich eine die Düsennadel umgebende Druckkammer sowie eine auf der Rückseite der Düsennadel befindliche Steuer kammer unter Druck mit Kraftstoff versorgt wird, der über einen an dem Injektor seitlich angebrachten Hochdruckanschluß unter halb des Magnetventiles zugeführt wird. Das Magnetventil weist einen axial beweglichen Steuerbolzen auf, welcher eine Verbin dung zwischen der Steuerkammer und einem Entlastungsvolumen schaltet und somit die Einspritzung steuert.Such an injector is known from EP 0 304 749 B1 a pressure chamber surrounding the nozzle needle in the nozzle area and a tax on the back of the nozzle needle chamber is supplied under pressure with fuel that via a high pressure connection on the side of the injector half of the solenoid valve is supplied. The solenoid valve points an axially movable control pin, which is a connector between the control chamber and a relief volume switches and thus controls the injection.
Eine Ausführung dieser Art benötigt viel Bauraum, außerdem ist die Befestigung im Zylinderkopf umständlich, da sie nicht mit einer Überwurfmutter in der Aufnahmebohrung im Zylinderkopf festgesetzt werden kann. Ferner ist eine bestimmte Mindesthöhe des montierten Injektors erforderlich, um die Montage der An schluß- bzw. Einspritzleitungen nicht zu erschweren.An implementation of this type requires a lot of space, as well the attachment in the cylinder head cumbersome, since it is not with a union nut in the mounting hole in the cylinder head can be fixed. There is also a certain minimum amount of the assembled injector required to assemble the An Final or injection lines not to complicate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Injektor der gattungsgemäßen Art baulich dahingehend zu modifizieren, daß der Bauraum minimiert und die Montage des Injektors sowie der Zugang zu diesem Injektor einschließlich der Befestigung der Anschluß leitungen erleichtert werden kann. The invention has for its object an injector to modify the generic type structurally so that the Installation space minimized and the assembly of the injector as well as access to this injector including the attachment of the connector lines can be facilitated.
Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved in the characterizing part of patent claim 1 specified features solved.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, nämlich durch die beson dere Anordnung eines die Kraftstoffzuführleitung enthaltenden und im Injektorgehäuse zentral verlaufenden Einsatzkörpers sowie durch den kopfseitig am Injektor angebrachten Hochdruckanschluß kann somit der Injektor auf einfache Weise durch Einschrauben in den Zylinderkopf oder mittels einer Überwurfmutter im Zylinder kopf befestigt werden. Die Montage der Anschluß- bzw. Einspritz leitungen - ebenso die Zugänglichkeit - wird wesentlich verein facht.By the measures according to the invention, namely by the special arrangement of one containing the fuel supply line and central insert body in the injector housing as well through the high-pressure connection on the top of the injector the injector can be easily screwed in the cylinder head or by means of a union nut in the cylinder head attached. The assembly of the connection or injection lines - as well as accessibility - are essentially united fold.
Ferner kann durch den besonderen Hochdruckanschluß der Injektor schlank und rotationssymmetrisch ausgeführt sein. Außerdem ver mindert sich der Bauraumbedarf.Furthermore, the special high pressure connection allows the injector slim and rotationally symmetrical. In addition ver the space requirement is reduced.
In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.In the subclaims there are still further developments Invention specified.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand von vier verschiedenen Ausführungsbeispielen im folgenden näher er läutert. Es zeigen:The invention is illustrated in the drawing and based on four different embodiments in the following he purifies. Show it:
Fig. 1 den erfindungsgemäßen Injektor mit einem Magnetventil als 2-Wegeventil und einem zwischen Einsatzkörper und Düsennadel gelagerten Steuerkolben, Fig. 1 the injector according to the invention with a solenoid valve as a 2-way valve and a mounted between the insert body and the nozzle needle control piston,
Fig. 2 ein konstruktiv ähnlich ausgeführter Injektor, bei dem allerdings anstelle eines Steuerkolbens ein Füllstück zwischengelagert ist, Fig. 2 is a structurally similar executed injector, but in which a filler is interposed in place of a control piston,
Fig. 2a einen Teilausschnitt des Injektors in vergrößerter Darstellung, FIG. 2a is a partial section of the injector in an enlarged scale;
Fig. 3 den erfindungsgemäßen Injektor mit einem Magnetventil als 3-Wegeventil und mit einem Steuerkolben zwischen Düsennadel und Einsatzkörper und Fig. 3 shows the injector according to the invention with a solenoid valve as a 3-way valve and with a control piston between the nozzle needle and insert body and
Fig. 4 den Injektor mit einem Füllstück anstelle des Steuerkolbens. Fig. 4 shows the injector with a filler instead of the control piston.
Ein Injektor umfaßt im wesentlichen eine Kraftstoffeinspritzdüse 2 und ein Magnetventil 3 zur Steuerung der Einspritzung, welches gemäß den Fig. 1 und 2 als 2-Wegeventil ausgebildet ist und aus einer Magnetventilwicklung 4 im Spulenträger 5 und einem hülsen förmigen Magnetanker 6 mit Innenbund 7 besteht. Der Magnetanker 6 liegt konzentrisch zu einem hülsenförmigen Gegenstück 8, des sen Außenbund 9 am Innenbund 7 anliegt und mit diesem zusammen wirkt. Zwischen Magnetanker 6 und Gegenstück 8 befindet sich ei ne Druckfeder 10, die sich einerseits an einem ortsfesten Grund körper 11 und andererseits an dem Außenbund 9 des Gegenstücks 8 abstützt.An injector essentially comprises a fuel injection nozzle 2 and a solenoid valve 3 for controlling the injection, which is designed as a 2-way valve according to FIGS. 1 and 2 and consists of a solenoid valve winding 4 in the coil carrier 5 and a sleeve-shaped magnet armature 6 with an inner collar 7 . The magnet armature 6 is concentric with a sleeve-shaped counterpart 8 , the outer collar 9 of which rests against the inner collar 7 and interacts with it. Between magnet armature 6 and counterpart 8 is egg ne compression spring 10 , which is supported on the one hand on a stationary base body 11 and on the other hand on the outer collar 9 of the counterpart 8 .
Das Gegenstück 8 ist axial beweglich auf einem schlanken und langgestreckten Einsatzkörper 12 geführt, der fest und zentral in den Grundkörper 11 eingesetzt und von einer Kraftstoffzuführ leitung 13 durchsetzt ist, die von einem für eine Anschluß- bzw. Einspritzleitung (nicht dargestellt) vorgesehenen und kopfseitig mittig liegenden Hochdruckanschluß 14 ausgeht.The counterpart 8 is axially movable on a slender and elongated insert body 12 , which is firmly and centrally inserted in the base body 11 and is penetrated by a fuel supply line 13 , which is provided by a for a connection or injection line (not shown) and on the head side centrally located high-pressure connection 14 goes out.
Der Einsatzkörper 12 weist einen Ventilsitz 15 für das längsver schiebbare Gegenstück 8 auf, durch dessen Steuerkante ein im Einsatzkörper 12 verlaufender Verbindungskanal 16 an einem ra dial verlaufenden Kanalabschnitt 16a auf- oder zusteuerbar ist.The insert body 12 has a valve seat 15 for the sliding längsver counterpart 8, a extending in the insert body 12 connecting channel 16 at a ra dial extending channel portion 16 a is in ascending or zusteuerbar by its control edge.
In Fig. 1 begrenzen der Einsatzkörper 12 sowie ein mit einer Dü sennadel 17 der Kraftstoffeinspritzdüse 2 zusammenwirkender Steuerkolben 18 einen Steuerraum 19, in den eine mit der Kraft stoffzuführleitung 13 verbundene Drosselbohrung 20 und eine mit dem Verbindungskanal 16 verbundene Drosselbohrung 21 münden. Die Drosselbohrung 21 kann in einem kegelförmigen Einsatzstück 22 angeordnet sein, die in einer entsprechend ausgebildeten Ausneh mung 23 im Einsatzkörper 12 lagefixiert ist.In Fig. 1, the insert body 12 to limit as well as a with a due nozzle needle 17 of the fuel injector 2 of cooperating control piston 18 defines a control chamber 19, in the one with the force stoffzuführleitung 13 throttle bore 20 connected and connected to the connecting duct 16 throttle bore 21 open. The throttle bore 21 can be arranged in a conical insert 22 which is fixed in position in a suitably designed recess 23 in the insert body 12 .
Durch die jeweilige definierte Drosselanordnung kann einerseits die Schließbewegung und andererseits die Öffnungsbewegung der Düsennadel 17 beeinflußt werden. Ferner ist durch die besondere Lage der Drosselbohrungen 21, 22 der Steuerraum 19 entsprechend klein, wodurch sich der Einspritzverlauf und die Einspritzmenge exakter steuern lassen.The closing movement and, on the other hand, the opening movement of the nozzle needle 17 can be influenced on the one hand by the defined throttle arrangement. Furthermore, due to the special position of the throttle bores 21 , 22, the control chamber 19 is correspondingly small, as a result of which the injection course and the injection quantity can be controlled more precisely.
Oberhalb des Magnetankers 7 und Gegenstücks 9 befindet sich ein Entlastungsraum 24, von dem eine Niederdruck- bzw. Entlastungs leitung 25 aufrecht wegführt.Above the magnet armature 7 and counterpart 9 there is a relief chamber 24 , from which a low pressure or relief line 25 leads upright.
Die Kraftstoffzuführleitung 13 - ebenso wie der Verbindungskanal 16 - haben einen leicht schrägen Verlauf im Einsatzkörper 12, von denen die Leitung 13 im unteren Einsatzkörperbereich in eine Ringnut 13a übergeht, an die sich der im Grundkörper 11, Zwischenstück 26 und im Düsenkörper 27 verlaufende Leitungsab schnitt 13b anschließt, welcher in eine die Düsennadel 17 umge bende Druckkammer 28 mündet. Mit 29 ist der Nadelsitz bezeich net, von dem die Düsennadel 17 beim Druckabbau im Steuerraum 19 entgegen einer Federkraft und entgegen der Strömungsrichtung ab hebt.The fuel supply line 13 - as well as the connecting channel 16 - have a slightly oblique course in the insert body 12 , of which the line 13 merges into an annular groove 13 a in the lower insert body area, to which the line section running in the base body 11 , intermediate piece 26 and in the nozzle body 27 cut 13 b connects, which opens into a nozzle chamber 17 surrounding pressure chamber 28 . With 29 the needle seat is designated net, from which the nozzle needle 17 lifts against pressure in the control chamber 19 against a spring force and against the flow direction.
Von der Düsennadel 17 und dem Steuerkolben 18 ausgehender Leck kraftstoff wird über einen Federraum 30 der Düsennadel 17 und über eine im Grundkörper 11 verlaufende Bohrung 31 am Anker des Magnetventiles 3 vorbei in den Entlastungsraum 24 geleitet.From the nozzle needle 17 and the control piston 18 leaking fuel is passed through a spring chamber 30 of the nozzle needle 17 and through a bore 31 in the base body 11 past the armature of the solenoid valve 3 into the relief chamber 24 .
Bei dem Injektor 1 gemäß Fig. 2 ist der Einsatzkörper 12 durch messermäßig wesentlich kleiner ausgebildet und in seinem oberen Bereich von einem Aufsetzstück 33 umschlossen, während der unte re Bereich fest im Grundkörper 11 steckt und zur Bildung eines Ventilsitzes 15 im Durchmesser verstärkt ausgebildet ist. Hier wirkt die untere Steuerkante des Gegenstücks 8 mit dem Ventil sitz 15 zusammen. In diesem Bereich befindet sich auch der Ka nalabschnitt 16a des Verbindungskanals 16, der eine in den Ka nalabschnitt 16a mündende definierte Drosselbohrung 21 aufweist. Eine weitere definierte Drosselbohrung 20 befindet sich zwischen der mit dem Steuerraum 19 verbundenen Hochdruckleitung 36 und der Kraftstoffzuführleitung 13.In the injector 1 according to FIG. 2, the insert body 12 is designed to be considerably smaller in diameter and enclosed in its upper region by a mounting piece 33 , while the lower region is firmly inserted in the base body 11 and is of reinforced design to form a valve seat 15 in diameter. Here, the lower control edge of the counterpart 8 cooperates with the valve seat 15 . In this area also the Ka is nalabschnitt 16 a of the connecting duct 16 which has a Ka in the nalabschnitt 16 opens a defined throttle bore 21st Another defined throttle bore 20 is located between the high-pressure line 36 connected to the control chamber 19 and the fuel supply line 13 .
Der Steuerraum 19 erstreckt sich bis zur Rückseite der Düsenna del 17. Ein im Grundkörper 11 lagefixiertes Füllstück 37 redu ziert dabei das Volumen des Steuerraumes 19. Die Hochdruckver bindung zur Rückseite der Düsennadel 17 ist durch eine Verbin dungsnut 39 im Grundkörper 11 und durch einen geschlitzt ausge führten Federteller 38 erreicht, der auf der Düsennadel 17 fe derkraftunterstützt aufliegt.The control room 19 extends to the rear of the nozzle 17 del A filler 37 fixed in position in the base body 11 reduces the volume of the control chamber 19 . The high pressure connection to the rear of the nozzle needle 17 is through a connec tion groove 39 in the base body 11 and through a slotted out spring plate 38 which rests on the nozzle needle 17 fe derkraftgestützen.
Der Anschluß für die Niederdruck- bzw. Entlastungsleitung 25 kann seitlich am oberen Ende des Injektors 1 vorgesehen sein, wobei die Leitung 25 zunächst einen bogenförmigen und dann einen aufrechten Leitungsverlauf hat.The connection for the low-pressure or relief line 25 can be provided on the side at the upper end of the injector 1 , the line 25 initially having an arcuate and then an upright line profile.
Der weitgehend ähnlich ausgeführte Injektor gemäß den Fig. 3 und 4 enthält ein Magnetventil 3 in der Ausführung als 3-Wegeventil.The largely similarly designed injector according to FIGS. 3 and 4 contains a solenoid valve 3 designed as a 3-way valve.
Das auf dem Einsatzkörper 12 gegen Federkraft axial bewegliche Gegenstück 8 weist an seinem oberen und unteren Ende jeweils ei ne Steuerkante 8a, 8b auf, von denen die Steuerkante 8a mit dem kegelförmigen Ventilsitz 15 des Einsatzkörpers 11 zur Steuerung der Hochdruckverbindung und die Steuerkante 8b mit dem kegelför migen Ventilsitz 41 am Spulenträger 5 zur Steuerung der Entla stungsverbindung zusammenwirkt.The axially movable counterpart 8 on the insert body 12 against spring force has at its upper and lower ends each egg ne control edge 8 a, 8 b, of which the control edge 8 a with the conical valve seat 15 of the insert body 11 for controlling the high pressure connection and the control edge 8 b cooperates with the conical valve seat 41 on the coil carrier 5 for controlling the discharge connection.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 begrenzt der Steuerkolben 18 den Steuerraum 19, der durch einen schräg verlaufenden Verbindungs kanal 16 ständig mit dem Federraum 32 des Magnetventiles 3 ver bunden ist. Eine quer von der Kraftstoffzuführleitung 13 abzwei gende Hochdruckleitung 36 wird von der Steuerkante 8a des Gegen stücks auf- und zugesteuert. Im Außenbund 9 des Gegenstückes 8 ist eine Durchgangsbohrung 42 vorgesehen, durch die bei akti viertem Magnetventil 40 der Federraum 32 mit der Niederdrucklei tung 25 über einen von dem Einsatzkörper 12 und dem Spulenträger 5 gebildeten Ringzwischenraum 43 verbunden ist (Fig. 3, 4).Limited in the embodiment of Fig. 3, the control piston 18 to the control chamber 19, which extends through an inclined link is channel 16 continuously with the spring chamber 32 of the solenoid valve 3 connected ver. A cross from the fuel supply line 13 abzwei ing high pressure line 36 is opened and closed by the control edge 8 a of the counterpart. In the outer collar 9 of the counterpart 8 , a through bore 42 is provided, through which the spring chamber 32 with the fourth solenoid valve 40 is connected to the low pressure line 25 via an annular space 43 formed by the insert body 12 and the coil carrier 5 (FIGS . 3, 4).
Leckkraftstoff wird hier über den Federraum 30 der Düsennadel 17, über die Bohrung 31 im Grundkörper 11, über ein Loch 44 in einem Zwischenstück 45, über einen Raum 46 für die Magnetventil wicklungen 4 und einen in die Niederdruckleitung 25 mündenden Kanal 47 abgeleitet.Leak fuel is here via the spring chamber 30 of the nozzle needle 17 , through the bore 31 in the base body 11 , through a hole 44 in an intermediate piece 45 , via a space 46 for the solenoid valve windings 4 and a channel 47 opening into the low-pressure line 25 .
Die Ausführung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der nach Fig. 3 dadurch, daß der Steuerkolben 18 durch das axialgesicherte Füllstück 37 ersetzt ist und somit der Steuerraum 19 über die Verbindungsnut 39 bis zur Rückseite der Düsennadel 17 reicht. Leckageleitungen sind bei dieser Ausführung nicht notwendig.The embodiment of FIG. 4 differs from that of FIG. 3 in that the control piston 18 is replaced by the axialgesicherte filler piece 37 and thus the control chamber 19 via the communication groove 39 to the rear of the nozzle needle reaches 17th Leakage lines are not necessary with this version.
Die Wirkungsweise der Injektoren nach Fig. 1 und 2:
Geförderter Kraftstoff gelangt über den zentralen Hochdruckan
schluß 14 und die Kraftstoffzuführleitung 13 sowohl in den die
Düsennadel 17 umgebenden Druckraum 28 als auch auf die Rückseite
der Düsennadel 17. Die Düsennadel wird durch Federkraft und
durch die Kraft des Drucks im Steuerraum 19 auf ihren Nadelsitz
29 gedrückt. Sobald das Magnetventil 3 bzw. das 2-Wegeventil ak
tiviert wird, wird das Gegenstück 8 durch den angezogenen
Magnetanker 6 in eine Offenstellung überführt, das bedeutet, die
Rückseite der Düsennadel bzw. des Steuerkolbens wird druckentla
stet und die Düsennadel 17 aufgrund des höheren Drucks im Druck
raum 28 von ihrem Nadelsitz 29 angehoben.The mode of operation of the injectors according to FIGS. 1 and 2:
Delivered fuel reaches the central high pressure connection 14 and the fuel supply line 13 both in the pressure chamber 28 surrounding the nozzle needle 17 and on the back of the nozzle needle 17th The nozzle needle is pressed onto its needle seat 29 by spring force and by the force of the pressure in the control chamber 19 . As soon as the solenoid valve 3 or the 2-way valve is activated, the counterpart 8 is moved into an open position by the attracted magnet armature 6 , which means that the back of the nozzle needle or the control piston is pressure-relieved and the nozzle needle 17 due to the higher pressure in the pressure chamber 28 raised from her needle seat 29 .
Die Wirkungsweise der Injektoren nach Fig. 3 und 4:
Geförderter Kraftstoff gelangt über den zentralen Hochdruckan
schluß 14 und die Kraftstoffzuführleitung 13 in den Druckraum 28
und auf die Rückseite der Düsennadel 17. Das Magnetventil 40 als
3-Wegeventil steuert sowohl die Hochdruck- als auch die Nieder
druckverbindung. In der dargestellten Position des Gegenstückes 8
ist die Hochdruckverbindung freigegeben, während die Nieder
druckverbindung unterbrochen ist. Bei bestromtem Magnetventil
wird die zur Rückseite der Düsennadel führende Hochdruckverbin
dung unterbrochen und die Düsennadelrückseite mit der Nieder
druckseite verbunden. Die Steuerkante 8a des Gegenstücks 8 liegt
auf dem Ventilsitz 15 auf und die Steuerkante 8b ist von ihrem
Ventilsitz 41 abgehoben.The mode of operation of the injectors according to FIGS. 3 and 4:
Delivered fuel reaches the central high pressure connection 14 and the fuel supply line 13 in the pressure chamber 28 and on the back of the nozzle needle 17th The solenoid valve 40 as a 3-way valve controls both the high pressure and the low pressure connection. In the illustrated position of the counterpart 8 , the high pressure connection is released while the low pressure connection is interrupted. When the solenoid valve is energized, the high-pressure connection leading to the rear of the nozzle needle is interrupted and the rear of the nozzle needle is connected to the low-pressure side. The control edge 8 a of the counterpart 8 rests on the valve seat 15 and the control edge 8 b is lifted off its valve seat 41 .
Claims (9)
Priority Applications (4)
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