EP1067284A1 - Kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

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EP1067284A1
EP1067284A1 EP00113979A EP00113979A EP1067284A1 EP 1067284 A1 EP1067284 A1 EP 1067284A1 EP 00113979 A EP00113979 A EP 00113979A EP 00113979 A EP00113979 A EP 00113979A EP 1067284 A1 EP1067284 A1 EP 1067284A1
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fuel
fuel injection
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valve member
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EP00113979A
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Stephan Jonas
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08—Injectors peculiar thereto
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/28—Details of throttles in fuel-injection apparatus
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F02M2200/306—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using mechanical means

Definitions

  • 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.
  • the object of the invention is a fuel injection valve provide similar benefits as the two-spring holder delivers, but still simple and inexpensive can be manufactured.
  • 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.
  • 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.
  • this solution does not require leakage oil back pressure, which is difficult to implement.
  • 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.
  • 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.
  • 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 with 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.
  • a nozzle needle 1 is in one Guide bore 20 axially in a nozzle body 2 slidably added.
  • By an arrow 19 is indicated how fuel into a fuel inlet 3 arrives, which is formed in the nozzle body 2.
  • the Fuel inlet 3 in the nozzle body 2 opens into one Pressure chamber 4. From the pressure comb 4, the fuel can get to the tip 5 of the nozzle needle 1.
  • the nozzle needle tip 5 is in contact with one Nozzle needle seat 6, which at the combustion chamber end of Nozzle body 2 is formed.
  • position of the nozzle needle 1 are also two provided in the combustion chamber end of the nozzle body 2 Spray holes 7 and 8 through the contact of 5 and 6 locked.
  • the prestressing force is indicated by an arrow 10 a (not shown) closing spring indicated that ensures that the tip 5 of the nozzle needle 1 against the Nozzle needle seat 6 is pressed.
  • the nozzle needle 1 further comprises 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 .
  • a step is formed between the diameter d 3 and the diameter d 4 , which limits a damping volume 16.
  • the damping volume 16 is limited by the inner peripheral 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.
  • the throttle bore 15 is arranged in the nozzle body 2.
  • the throttle bore 15 can also be arranged in the intermediate piece 11.
  • 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.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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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. 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. <IMAGE>

Description

Stand der Technik
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.
In herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventilen, die auch als Ein-Feder-Halter bezeichnet werden, ist eine das Ventiglied 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.
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.
Vorteile der Erfindung
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.
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.
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.
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.
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 Kraftstoff zulauf 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.
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.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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 Druckkamme 4 kann der Kraftstoff bis zur Spitze 5 der Düsennadel 1 gelangen.
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.
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.
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.

Claims (5)

  1. 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, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Öffnungshub des Ventilgliedes (1) entgegenwirkendes Dämpfungsvolumen (16) über eine Drossel (15, 17) mit dem Kraftstoffzulauf (3) in Verbindung steht.
  2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsvolumen von einem Ringraum (16) gebildet ist, der von einer Stufe an dem Ventilglied (1) und einer Stufe in der Führungsbohrung (20) des Ventilkörpers (2, 11) begrenzt wird.
  3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe in der Führungsbohrung (20) des Ventilkörpers (2, 11) einen Hubanschlag für das Ventilglied (1) bildet.
  4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (1) an seinem brennraumseitigen Ende einen ersten kegeligen Abschnitt (5) aufweist, auf den ein zweiter (12), dritter (13) und vierter (14) zylinderförmiger Abschnitt folgen, wobei der vierte Abschnitt (14) einen kleineren Durchmesser aufweist als der dritte Abschnitt (13).
  5. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel von einer Drosselbohrung (15) mit einer Drosselstelle (17) gebildet wird, die das Dämpfungsvolumen (16) mit dem Kraftstoffzulauf (3) verbindet.
EP00113979A 1999-07-03 2000-07-01 Kraftstoffeinspritzventil Withdrawn EP1067284A1 (de)

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Effective date: 20010711