EP1117922B1 - Common-rail-injektor - Google Patents

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EP1117922B1
EP1117922B1 EP00962184A EP00962184A EP1117922B1 EP 1117922 B1 EP1117922 B1 EP 1117922B1 EP 00962184 A EP00962184 A EP 00962184A EP 00962184 A EP00962184 A EP 00962184A EP 1117922 B1 EP1117922 B1 EP 1117922B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
space
nozzle
fuel
pressure
nozzle needle
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00962184A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1117922A1 (de
Inventor
Friedrich Boecking
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1117922A1 publication Critical patent/EP1117922A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1117922B1 publication Critical patent/EP1117922B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements

Definitions

  • the invention relates to a common rail injector for Injection of fuel in a common rail injection system an internal combustion engine, the one Injector housing having a fuel inlet, the with a central high-pressure fuel storage outside the injector housing and with a pressure chamber within the Injector housing communicates, from the high pressure applied fuel depending on the position a control valve is injected, which ensures that in a longitudinal bore of the injector axially against the biasing force of a nozzle spring in a Nozzle spring space is included, reciprocable Nozzle needle lifts off a seat when the pressure in the Pressure chamber is greater than the pressure in a control room, the via an inlet throttle with the fuel inlet and over a fuel drain connected to a discharge space is.
  • common-rail injection systems promotes a High pressure pump the fuel in the central High-pressure accumulator, which is referred to as common rail. From The high-pressure lines lead to the rail to the individual Injectors associated with the engine cylinders. The Injectors are individually from the engine electronics driven. The rail pressure is in the pressure chamber and at the Control valve on. When the control valve opens, gets high pressure acted upon fuel against the biasing force of the Nozzle spring lifted nozzle needle over into the combustion chamber.
  • the object of the invention is to provide a common rail injector of the above To provide described type, the simple design and is inexpensive to produce. In particular, should also at high Nozzle needle speeds ensured a good closing behavior be.
  • This task is with a common rail injector for the injection of Fuel in a common rail injection system according to the preamble the claim 1 solved by that solved in that at the combustion chamber remote end of the sleeve a Auxiliary control space is formed, via the inlet throttle with the Nozzle spring chamber and an auxiliary throttle with the cylindrical Recess in the nozzle needle is in communication, and that the Fuel outlet opens into the auxiliary control chamber.
  • This injector can be used during the closing movement the nozzle needle removes the sleeve from its seat from the injector housing take off. This has the consequence that the auxiliary control room and the actual control room forming cylindrical recess faster can be filled with high-pressure fuel. As a result, the closing movement of the nozzle needle is further accelerated.
  • the inventive design of the injector allows rail pressures of up to 1,800 bar.
  • a particular embodiment of the invention is characterized in that in the combustion chamber remote end of the nozzle needle a essentially cylindrical recess is provided in the one outer peripheral portion of a sleeve under sealing effect axially slidably received, the combustion chamber remote end face through the biasing force of the nozzle spring pressed against the injector is, and whose interior in communication with the fuel drain stands.
  • the sleeve provides the advantage that the control room and the Nozzle spring chamber combined at the combustion chamber remote end of the nozzle needle can be, without the volume of the control room of the installation space the nozzle spring depends. Therefore it is possible to use a nozzle spring To install a high spring stiffness, the good closing of the Nozzle needle guaranteed. This allows the duration of injection and the Injection time to be set exactly.
  • Another particular embodiment of the invention is characterized in that at the combustion chamber remote end of the sleeve a collar is formed, which forms an abutment for the nozzle spring, the is biased against the combustion chamber remote end of the nozzle needle.
  • a collar is formed, which forms an abutment for the nozzle spring, the is biased against the combustion chamber remote end of the nozzle needle.
  • Closing movement of the nozzle needle causes and secondly by the Preload force of the nozzle spring in conjunction with the pressure in the control chamber set the control room volume.
  • Another particular embodiment of the invention is characterized in that at the combustion chamber remote end face of the sleeve, the is in abutment with the injector housing, a biting edge is trained. This ensures that the control room of the the sleeve surrounding nozzle spring space is separated.
  • Another particular embodiment of the invention is characterized characterized in that the power supply via the nozzle spring chamber with the Pressure chamber communicates, and that the nozzle needle between the Nozzle spring chamber and the pressure chamber is guided. That provides the advantage that the nozzle needle guide no longer has a sealing function. In order to the quality requirements of the leadership are reduced, resulting in Saving in production leads. Because on both sides of the leadership the same pressure prevails, moreover, there is no more pilot leakage on.
  • Another particular embodiment of the invention is characterized characterized in that at the nozzle needle between the nozzle spring chamber and the pressure chamber is formed at least one flat at the passing fuel from the nozzle spring chamber into the pressure chamber can.
  • This embodiment offers particular in relation to the High pressure resistance advantages.
  • Another particular embodiment of the invention is characterized characterized in that the inlet throttle in the nozzle needle or in the Sleeve is integrated.
  • the inlet throttle serves to provide pressure surges in the Prevent operation.
  • Another particular embodiment of the invention is characterized characterized in that the nozzle needle stroke by the axial distance is defined between the nozzle needle and the sleeve.
  • This pure Mechanical Düsennadelhubendanschlag provides the advantage that de Düsennadelhub is exactly reproducible. This allows the Injection course can be reliably shaped. A so-called Hydraulic bonding is avoided.
  • the example shown in Fig. 1 in longitudinal section of a not inventive injector has a total of 1 designated injector on.
  • the Injector housing 1 comprises a nozzle body 2, which with its free end into the combustion chamber of the to be supplied Internal combustion engine protrudes. With his brennraumfernen End face of the nozzle body 2 by means of a (not shown) clamping nut axially against a holding body. 3 braced.
  • an axial guide bore 4 is recessed.
  • a nozzle needle 5 is guided with a tip 6 axially displaceable.
  • a sealing surface is formed, which cooperates with a sealing seat which is formed on the nozzle body 2.
  • the diameter of the sealing seat is given as d s .
  • the nozzle needle 5 has three regions with different diameters d 1 , d 2 and d 3 .
  • the diameter d 1 is slightly smaller than the diameter d 2 .
  • the annular space 8 is also referred to as a pressure chamber.
  • the diameter d 2 of the nozzle needle 5 corresponds in the present example, the diameter d 3 on the nozzle needle 5.
  • the diameter d 2 is also referred to as a guide diameter.
  • the diameter d 3 is also referred to as the control diameter.
  • the outer diameter d 2 of the nozzle needle 5 is equal to the inner diameter d 3 of the recess 14 in the combustion chamber distal end of the nozzle needle 5.
  • the diameter d 3 may also be smaller than the diameter d 2 .
  • a flat 9 is formed in the guide section of the nozzle needle 5 with the diameter d 2 .
  • the flattening 9 creates a connection between a nozzle spring chamber 10 and the pressure chamber 8.
  • the nozzle spring chamber 10 is surrounded by the nozzle body 2 and the holding body 3.
  • a fuel inlet 11 is formed, which opens into the nozzle spring chamber 10.
  • a nozzle spring 12 is arranged in the nozzle spring chamber 10.
  • the nozzle spring 12 is supported on the combustion chamber remote end face of the nozzle needle 5.
  • In the center of the combustion chamber remote end face of the nozzle needle 5 is a cylindrical recess 14 which surrounds a control chamber 15.
  • a sleeve 16 is guided on its outer circumferential surface.
  • a collar 17 is formed, which forms an abutment for the prestressed nozzle spring 12.
  • a biting edge 18 is formed on the combustion chamber remote end face of the sleeve 16, which is in contact with the holding body 3.
  • the control chamber 15 is connected via an inlet throttle 19 with the Nozzle spring chamber 10 in conjunction.
  • the stands Control chamber 15 via the interior of the sleeve 16 with a Fuel drain 20 in conjunction.
  • the fuel drain 20 is an outlet throttle 21.
  • the Fuel outlet 20 is through a control valve member 22nd locked. When the control valve member 22 from its seat takes off, the fuel outlet 20 with a (not shown) pressure relief space connected.
  • Fig. 1 common rail injector works as follows: About the fuel inlet 11 comes with high pressure fuel from the Rail in the nozzle spring chamber 10. From there comes along with High-pressure fuel on the one hand on the Inlet throttle 19 in the control chamber 15 and on the other hand the flattening 9 over into the pressure chamber 8.
  • the Diameter ratios are chosen in a known manner so that the nozzle needle 5 due to the high pressure in the Control chamber 15 with its tip 6 in contact with the Nozzle needle seat is located.
  • the control valve member 22 opens, the control room 15 is relieved, and the Nozzle needle tip 6 lifts off its seat. Then it will be like this long high pressure fuel through the Spray hole 7 in the combustion chamber of the internal combustion engine injected until the control valve member 22 closes again. This then has the consequence that the pressure in the control room 15th rises and the nozzle needle 5 due to the biasing force the nozzle spring 12 with its tip 6 again against the associated nozzle needle seat is pressed.
  • Fig. 2 corresponds largely to the example shown in FIG. For simplicity, be Designation of the same parts the same reference numerals used. In addition, to avoid repetition, to the above description of the first Reference example. The following is only up the differences between the two examples received.
  • a Auxiliary control room 24 is formed.
  • the auxiliary control room 24 is via an inlet throttle 25 with the nozzle spring chamber 10th in connection.
  • the auxiliary control room 24 is over an auxiliary throttle 26 with the control chamber 15 in conjunction.
  • the sleeve 16 in the closing movement of the nozzle needle 5 of lift off their seat on the holding body 3. The lifting of the Sleeve 16 from its seat is replaced by the auxiliary throttle 26th guaranteed.
  • control valve member 22 is shown by way of example only. In the context of the present invention may as well force balanced solenoid valves or double switching Piezo actuator can be used.

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Common-Rail-Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff in einem Common-Rail-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, der ein Injektorgehäuse mit einem Kraftstoffzulauf aufweist, der mit einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher außerhalb des Injektorgehäuses und mit einem Druckraum innerhalb des Injektorgehäuses in Verbindung steht, aus dem mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in Abhängigkeit von der Stellung eines Steuerventils eingespritzt wird, das dafür sorgt, dass eine in einer Längsbohrung des Injektors axial gegen die Vorspannkraft einer Düsenfeder, die in einem Düsenfederraum aufgenommen ist, hin- und herbewegbare Düsennadel von einem Sitz abhebt, wenn der Druck in dem Druckraum größer als der Druck in einem Steuerraum ist, der über eine Zulaufdrossel mit dem Kraftstoffzulauf und über einen Kraftstoffablauf mit einem Entlastungsraum verbunden ist.
In Common-Rail-Einspritzsystemen fördert eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff in den zentralen Hochdruckspeicher, der als Common Rail bezeichnet wird. Von dem Rail führen Hochdruckleitungen zu den einzelnen Injektoren, die den Motorzylindern zugeordnet sind. Die Injektoren werden einzeln von der Motorelektronik angesteuert. Der Raildruck steht in dem Druckraum und an dem Steuerventil an. Wenn das Steuerventil öffnet, gelangt mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff an der gegen die Vorspannkraft der Düsenfeder abgehobenen Düsennadel vorbei in den Verbrennungsraum.
Bei herkömmlichen Injektoren, wie sie bspw. aus der DE 197 24 .637 A1 bekannt sind, kommen relativ lange Düsennadeln zum Einsatz. Im Betrieb wirken auf die Düsennadel infolge der hohen Drücke und der schnellen Lastwechsel sehr große Kräfte. Diese Kräfte führen dazu, dass die Düsennadel in Längsrichtung gedehnt und gestaucht wird. Das wiederum hat zur Folge, dass der Düsennadelhub in Abhängigkeit von den auf die Düsennadel wirkenden Kräften variiert.
Aus der DE 197 44 518 A1 ist ein Injektor bekannt, bei dem der Steuerraum in einer Düsennadel ausgebildet ist. Dieser Steuerrraum wird über eine Zulaufdrossel mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt. Über ein Steuerventil kann eine hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum und einem drucklosen Entlastungsraum hergestellt oder getrennt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Common-Rail-Injektor der eingangs geschilderten Art bereitzustellen, der einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist. Insbesondere soll auch bei hohen Düsennadelgeschwindigkeiten ein gutes Schließverhalten gewährleistet sein.
Diese Aufgabe ist bei einem Common-Rail-Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff in einem Common-Rail-Einspritzsystem nach dem Oberbegriff das Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass dadurch gelöst, dass an dem brennraumfernen Ende der Hülse ein Hilfssteuerraum ausgebildet ist, der über die Zulaufdrossel mit dem Düsenfederraum und über eine Hilfsdrossel mit der zylinderförmigen Ausnehmung in der Düsennadel in Verbindung steht, und dass der Kraftstoffablauf in den Hilfssteuerraum mündet.
Dadurch wird ein kompakter Common-Rail-Injektor mit Hubsteuerung bereitgestellt, der ein schnelles Schließen der Düsennadel gewährleistet. Bei dieser Injektor kann während der Schließbewegung der Düsennadel die Hülse von ihrem Sitz von dem Injektorgehäuse abheben. Das hat zur Folge, dass der Hilfssteuerraum und die den eigentlichen Steuerraum bildende zylinderförmige Ausnehmung schneller mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff befüllt werden können. Dadurch wird die Schließbewegung der Düsennadel weiter beschleunigt.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Injektors ermöglicht Raildrücke von bis zu 1.800 bar.
Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem brennraumfernen Ende der Düsennadel eine im Wesentlichen zylinderförmige Ausnehmung vorgesehen ist, in der ein äußerer Umfangsabschnitt einer Hülse unter Dichtwirkung axial verschiebbar aufgenommen ist, deren brennraumferne Stirnfläche durch die Vorspannkraft der Düsenfeder gegen das Injektorgehäuse gedrückt wird, und deren Innenraum mit dem Kraftstoffablauf in Verbindung steht. Die Hülse liefert den Vorteil, dass der Steuerraum und der Düsenfederraum am brennraumfernen Ende der Düsennadel kombiniert werden können, ohne dass das Volumen des Steuerraums von dem Bauraum der Düsenfeder abhängt. Deshalb ist es möglich, eine Düsenfeder mit einer hohen Federsteifigkeit einzubauen, die ein gutes Schließen der Düsennadel gewährleistet. Dadurch können die Einspritzdauer und der Einspritzzeitpunkt exakt festgelegt werden.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem brennraumfernen Ende der Hülse ein Bund ausgebildet ist, der ein Widerlager für die Düsenfeder bildet, die gegen das brennraumferne Ende der Düsennadel vorgespannt ist. Der Düsenfeder kommt im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Doppelfunktion zu. Erstens wird durch die Vorspannkraft der Düsenfeder die
Schließbewegung der Düsennadel bewirkt und zweitens wird durch die Vorspannkraft der Düsenfeder in Verbindung mit dem Druck im Steuerraum das Steuerraumvolumen festgelegt.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an der brennraumfernen Stirnfläche der Hülse, die sich in Anlage an dem Injektorgehäuse befindet, eine Beißkante ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass der Steuerraum von dem die Hülse umgebenden Düsenfederraum getrennt wird.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftzulauf über den Düsenfederraum mit dem Druckraum in Verbindung steht, und dass die Düsennadel zwischen dem Düsenfederraum und dem Druckraum geführt ist. Das liefert den Vorteil, dass der Düsennadelführung keine Dichtfunktion mehr zukommt. Damit werden die Anforderungen an die Qualität der Führung geringer, was zur Einsparung in der Fertigung führt. Weil auf beiden Seiten der Führung der gleiche Druck herrscht, tritt zudem keine Führungsleckage mehr auf.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Düsennadel zwischen dem Düsenfederraum und dem Druckraum mindestens eine Abflachung ausgebildet ist, an der vorbei Kraftstoff von dem Düsenfederraum in den Druckraum gelangen kann. Diese Ausführungsart bietet insbesondere in Bezug auf die Hochdruckfestigkeit Vorteile.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufdrossel in die Düsennadel oder in die Hülse integriert ist. Die Zulaufdrossel dient dazu, Druckstöße im Betrieb zu verhindern.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Düsennadelhub durch den axialen Abstand zwischen der Düsennadel und der Hülse definiert ist. Dieser rein mechanische Düsennadelhubendanschlag liefert den Vorteil, dass de Düsennadelhub exakt reproduzierbar ist. Dadurch kann der Einspritzverlauf zuverlässig geformt werden. Ein sogenanntes hydraulisches Kleben wird vermieden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. In der Zeichnung zeigen;
Fig. 1
ein Beispiel eines nicht erfindungsgemäßen Injektors im Längsschnitt durch das Injektorgehäuse; und
Fig. 2
ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Injektors im Längsschnitt durch das Injektorgehäuse.
Das in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Beispiel eines nicht erfindungsgemäßen Injektors weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Injektorgehäuse auf. Das Injektorgehäuse 1 umfasst einen Düsenkörper 2, der mit seinem freien Ende in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragt. Mit seiner brennraumfernen Stirnfläche ist der Düsenkörper 2 mittels einer (nicht dargestellten) Spannmutter axial gegen einen Haltekörper 3 verspannt.
In dem Düsenkörper 2 ist eine axiale Führungsbohrung 4 ausgespart. In der Führungsbohrung 4 ist eine Düsennadel 5 mit einer Spitze 6 axial verschiebbar geführt. An der Spitze 6 der Düsennadel 5 ist eine Dichtfläche ausgebildet, die mit einem Dichtsitz zusammenwirkt, der an dem Düsenkörper 2 ausgebildet ist. Der Durchmesser des Dichtsitzes ist mit ds angegeben. Wenn sich die Spitze 6 der Düsennadel 5 mit ihrer Dichtfläche in Anlage an dem Dichtsitz befindet, ist ein Spritzloch 7 in dem Düsenkörper 2 geschlossen. Wenn die Düsennadelspitze 6 von ihrem Sitz abhebt, wird mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff durch das Spritzloch 7 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Der Hub der Düsennadel 5 ist mit H bezeichnet.
Ausgehend von der Spitze 6 weist die Düsennadel 5 drei Bereiche mit unterschiedlichen Durchmessern d1, d2 und d3 auf. Der Durchmesser d1 ist etwas kleiner als der Durchmesser d2. Infolge des Durchmesserunterschiedes zwischen d2 und d1 ergibt sich ein Ringraum 8 in der Nähe zu dem brennraumnahen Ende des Düsenkörpers 2. Der Ringraum 8 wird auch als Druckraum bezeichnet. Der Durchmesser d2 der Düsennadel 5 entspricht im vorliegenden Beispiel dem Durchmesser d3 an der Düsennadel 5. Der Durchmesser d2 wird auch als Führungsdurchmesser bezeichnet. Der Durchmesser d3 wird auch als Steuerdurchmesser bezeichnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser d2 der Düsennadel 5 gleich dem Innendurchmesser d3 der Ausnehmung 14 in dem brennraumfernen Ende der Düsennadel 5. Der Durchmesser d3 kann aber auch kleiner als der Durchmesser d2 sein.
In dem Führungsabschnitt der Düsennadel 5 mit dem Durchmesser d2 ist mindestens eine Abflachung 9 ausgebildet. Die Abflachung 9 schafft eine Verbindung zwischen einem Düsenfederraum 10 und dem Druckraum 8. Der Düsenfederraum 10 ist von dem Düsenkörper 2 und dem Haltekörper 3 umgeben. In dem Haltekörper 3 ist ein Kraftstoffzulauf 11 ausgebildet, der in den Düsenfederraum 10 mündet. In dem Düsenfederraum 10 ist eine Düsenfeder 12 angeordnet. Die Düsenfeder 12 stützt sich an der brennraumfernen Stirnfläche der Düsennadel 5 ab. Im Zentrum der brennraumfernen Stirnfläche der Düsennadel 5 befindet sich eine zylinderförmige Ausnehmung 14, die einen Steuerraum 15 umgibt.
In dem Bereich der zylinderförmigen Ausnehmung 14 mit dem Durchmesser d3 ist eine Hülse 16 an ihrer äußeren Mantelfläche geführt. Am brennraumfernen Ende der Hülse 16 ist ein Bund 17 ausgebildet, der ein Widerlager für die vorgespannte Düsenfeder 12 bildet. Außerdem ist an der brennraumfernen Stirnfläche der Hülse 16 eine Beißkante 18 ausgebildet, die sich in Anlage an dem Haltekörper 3 befindet.
Der Steuerraum 15 steht über eine Zulaufdrossel 19 mit dem Düsenfederraum 10 in Verbindung. Außerdem steht der Steuerraum 15 über den Innenraum der Hülse 16 mit einem Kraftstoffablauf 20 in Verbindung. In dem Kraftstoffablauf 20 befindet sich eine Ablaufdrossel 21. Der Kraftstoffablauf 20 ist durch ein Steuerventilglied 22 verschlossen. Wenn das Steuerventilglied 22 von seinem Sitz abhebt, wird der Kraftstoffablauf 20 mit einem (nicht dargestellten) Druckentlastungsraum verbunden.
Der in Fig. 1 dargestellte Common-Rail-Injektor funktioniert wie folgt: Über den Kraftstoffzulauf 11 gelangt mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff aus dem Rail in den Düsenfederraum 10. Von dort gelangt der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff einerseits über die Zulaufdrossel 19 in den Steuerraum 15 und andererseits an der Abflachung 9 vorbei in den Druckraum 8. Die Durchmesserverhältnisse sind in bekannter Weise so gewählt, dass sich die Düsennadel 5 infolge des Hochdrucks in dem Steuerraum 15 mit ihrer Spitze 6 in Anlage an dem Düsennadelsitz befindet. Wenn das Steuerventilglied 22 öffnet, wird der Steuerraum 15 entlastet, und die Düsennadelspitze 6 hebt von ihrem Sitz ab. Dann wird so lange mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff durch das Spritzloch 7 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt, bis das Steuerventilglied 22 wieder schließt. Das hat dann zur Folge, dass der Druck in dem Steuerraum 15 ansteigt und die Düsennadel 5 aufgrund der Vorspannkraft der Düsenfeder 12 mit ihrer Spitze 6 wieder gegen den zugehörigen Düsennadelsitz gedrückt wird.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel. Der Einfachheit halber werden zur Bezeichnung gleicher Teile dieselben Bezugszeichen verwendet. Außerdem wird, um Wiederholungen zu vermeiden, auf die vorstehende Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Beispielen eingegangen.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem brennraumfernen Ende der Hülse 16 ein Hilfssteuerraum 24 ausgebildet. Der Hilfssteuerraum 24 steht über eine Zulaufdrossel 25 mit dem Düsenfederraum 10 in Verbindung. Außerdem steht der Hilfssteuerraum 24 über eine Hilfsdrossel 26 mit dem Steuerraum 15 in Verbindung. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Hülse 16 in der Schließbewegung der Düsennadel 5 von ihrem Sitz an dem Haltekörper 3 abheben. Das Abheben der Hülse 16 von ihrem Sitz wird durch die Hilfsdrossel 26 gewährleistet. Wenn das Steuerventilglied 22 schließt, füllt sich zunächst der Hilfssteuerraum 24 mit hochdruckbeaufschlagtem Kraftstoff, und dann erst der Steuerraum 15.
Das Steuerventilglied 22 ist nur beispielhaft dargestellt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können genauso gut kraftausgeglichene Magnetventile oder doppelschaltende Piezo-Steller verwendet werden.

Claims (8)

  1. Common-Rail-Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff in einem Common-Rail-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, der ein Injektorgehäuse (1) mit einem Kraftstoffzulauf (11) aufweist, der mit einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher außerhalb des Injektorgehäuses (1) und mit einem Druckraum innerhalb des Injektorgehäuses (1) in Verbindung steht, aus dem mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in Abhängigkeit von der Stellung eines Steuerventils (22) eingespritzt wird, das dafür sorgt, dass eine in einer Längsbohrung (4) des Injektors axial gegen die Vorspannkraft einer Düsenfeder (12), die in einem Düsenfederraum (10) aufgenommen ist, hin- und herbewegbare Düsennadel (5) von einem Sitz abhebt, wenn der Druck in den Druckraum (8) größer als der Druck in einem Steuerraum (15) ist, der über eine Zulaufdrossel (25) mit dem Kraftstoffzulauf (11) und über einen Kraftstoffablauf (20) mit einem Entlastungsraum verbunden ist, wobei der Steuerraum (15) in das brennraumferne Ende der Düsennadel (5) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem brennraumfernen Ende der Hülse (16) ein Hilfssteuerraum (24) ausgebildet ist, der über die Zulaufdrossel (25) mit dem Düsenfederraum (10) und über eine Hilfsdrossel (26) mit dem Steuerraum (15) in Verbindung steht, und dass der Kraftstoffablauf (20) in den Hilfssteuerraum (24) mündet.
  2. Common-Rail-Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem brennraumfernen Ende der Düsennadel (5) eine im Wesentlichen zylinderförmige Ausnehmung (14) vorgesehen ist, in der ein äußerer Umfangsabschnitt einer Hülse (16) unter Dichtwirkung axial verschiebbar aufgenommen ist, deren brennraumferne Stirnfläche durch die Vorspannkraft der Düsenfeder (12) gegen das Injektorgehäuse (1) gedrückt wird, und deren Innenraum mit dem Kraftstoffablauf (20) in Verbindung steht.
  3. Common-Rail-Injektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem brennraumfernen Ende (16) der Hülse ein Bund (17) ausgebildet ist, der ein Widerlager für die Düsenfeder (12) bildet, die gegen das brennraumferne Ende der Düsennadel (5) vorgespannt ist.
  4. Common-Rail-Injektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der brennraumfernen Stirnfläche der Hülse (16), die sich in Anlage an dem Injektorgehäuse (1) befindet, eine Beißkante (18) ausgebildet ist.
  5. Common-Rail-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffzulauf (11) über den Düsenfederraum (10) mit dem Druckraum (8) in Verbindung steht, und dass die Düsennadel (5) zwischen dem Düsenfederraum (10) und dem Druckraum (8) geführt ist.
  6. Common-Rail-Injektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Düsennadel (5) zwischen dem Düsenfederraum (10) und dem Druckraum (8) mindestens eine Abflachung (9) ausgebildet ist, an der vorbei Kraftstoff von dem Düsenfederraum (10) in den Druckraum (8) gelangen kann.
  7. Common-Rail-Injektor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufdrossel (19; 25) in die Düsennadel (5) oder in die Hülse (16) integriert ist.
  8. Common-Rail-Injektor nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsennadelhub (H) durch den axialen Abstand zwischen der Düsennadel (5) und der Hülse (16) definiert ist.
EP00962184A 1999-08-04 2000-08-01 Common-rail-injektor Expired - Lifetime EP1117922B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19936669A DE19936669A1 (de) 1999-08-04 1999-08-04 Common-Rail-Injektor
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