EP1334272A1

EP1334272A1 - Injektor zum einspritzen von kraftstoff in einen brennraum

Info

Publication number: EP1334272A1
Application number: EP01993757A
Authority: EP
Inventors: Markus Mohr
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2003-08-13
Anticipated expiration: 2021-11-06
Also published as: US20030226912A1; WO2002038942A1; DE50102438D1; US7025292B2; EP1334272B1; DE10055639A1

Abstract

Ein Injektorgehäuse (1) des Injektors weist eine Vertiefung (2) auf, in der ein Teil eines Aktorgehäuses (4) des Injektors angeordnet ist. Ein Boden der Vertiefung (2) wird durch eine umlaufende Aufsatzfläche (3) für das Aktorgehäuse (4) gebildet. Eine Unterseite des Aktorgehäuses (4) ist der Aufsatzfläche (3) zugewandt und weist eine umlaufende Ausnehmung (11) auf. Diese Ausnehmung (11) ist dergestalt, dass die Unterseite des Aktorgehäuses (4) mindestens einen umlaufenden Vorsprung (12) aufweist, der zur Aufsatzfläche (3) hin gerichtet ist und an die Aufsatzfläche (3) angrenzt. Eine Dichtung (13) zur Verhinderung von Leckage entlang Grenzflächen zwischen dem Injektorgehäuse (1) und dem Aktorgehäuse (4) ist in der Ausnehmung (11) angeordnet und grenzt an die Aufsatzfläche (3) an.

Description

Beschreibung

Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum

Die Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum.

Ein solcher Injektor weist in der Regel einen Aktor auf, der ein Einspritzventil steuert. Wird das Einspritzventil durch den Aktor geöffnet, so wird Kraftstoff in einen Brennraum eingespritzt. Beispielsweise betätigt der Aktor ein Servoventil, das wiederum hydraulisch das Einspritzventil öffnet und schließt. Der Aktor kann elektrisch angesteuert werden. Beispielsweise besteht der Aktor aus piezoelektrischen Elementen und dehnt sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung.

Anhand der Figur 1 , die einen Querschnitt durch einen Teil eines Injektors mit einem Aktor einem Aktorgehäuse, einer Dichtung, einem Vorsprung, einer Ausnehmung, einer Vertie- fung, einer Aufsatzfläche, einer weiteren Vertiefung, einem Ventilkolben, einem Ventilpilz, einer Steuerkammer und einem Injektorgehäuse zeigt, wird der Aufbau eines typischen Injektors beschrieben. Der Aktor 10 ^Λ ist in der Regel in einem Aktorgehäuse P angeordnet, während das Einspritzventil (nicht dargestellt) und/oder das Servoventil, das beispielsweise einen Ventilkolben β^Λ und einen Ventilpilz 7 umfasst, in einem Injektorgehäuse 1 angeordnet sind. Der Ventilpilz 7^Λ trennt eine Steuerkammer 8 ^λ von einer Rücklaufleitung 15 . Das Injektorgehäuse 1 weist eine Vertiefung 2^Λ auf, in die ein Teil des Aktorgehäuses 4 eingeschoben wird. Die Vertiefung 2 des Injektorgehäuses 1 weist einen ersten Boden auf, der als umlaufende Aufsatzfläche 3^λ für das Aktorgehäuse 4 ausgebildet ist. In der Mitte dieser Vertiefung 2 ist eine weitere Vertiefung 5 ^Λ angeordnet, in der das Servoventil und/oder das Einspritzventil angeordnet sind. Nach dem Einschieben des Aktorgehäuses 4 in das Injektorgehäuse 1 kann der Aktor 10 die in der weiteren Vertiefung 5 angeordnete Ventileinrichtung, die das Servoventil und das Einspritzventil umfasst, betätigen. Eine Längsdehnung des Aktors 10 verschiebt den Ventilkolben 6 Richtung Ventilpilz 7 und hebt diesen entgegen der Kraft einer Feder 9^Λ von seinem Ventil- sitz ab. Der Druckabfall in der Steuerkammer 8^Λ bewirkt hydraulisch das Öffnen des Einspritzventils.

Zur genauen Einstellung des Leerhubs zwischen dem Aktor 10 ^λ und der Ventileinrichtung ist eine geeignete Einstellscheibe E auf der Aufsatzfläche 3^λ des Injektorgehäusesl ^λ angeordnet .

Damit Kraftstoff, der sich in der Ventileinrichtung befindet, nicht entlang der Grenzflächen zwischen dem Injektorgehäuse 1^Λ und dem Aktorgehäuse 4 ^Λ abfließen kann, ist eine Dichtung 13 ^Λ zwischen dem Injektorgehäuse 1^Λ und dem Aktorgehäuse 4 vorgesehen. Dazu weist das Aktorgehäuse 4^Λ an seiner seitlichen Fläche eine umlaufende Ausnehmung 11 aus, in der die Dichtung 13 beispielsweise eine O-Ring-Dichtung, angeordnet ist. Aufgrund der Ausnehmung 11 weist das Aktorgehäuse 4^λ einen Vorsprung 12 ^Λ auf, der seitlich gerichtet ist.

Die Dichtung wird um das Aktorgehäuse gespannt. Anschließend wird das Aktorgehäuse in das Injektorgehäuse eingeschoben. Dabei reibt die Dichtung an den Seitenwänden der Vertiefung des Injektorgehäuses. Dies stellt insbesondere dann einen Nachteil dar, wenn die Vertiefung mit einer Korrosionsschutzschicht ausgekleidet werden soll. Es hat sich herausgestellt, dass die Reibung zwischen der Dichtung und der Korrosions- Schutzschicht so groß ist, dass entweder das Aktorgehäuse nicht in das Injektorgehäuse eingeschoben werden kann, oder aber die Dichtung beim Einschieben des Aktorgehäuses in das Injektorgehäuse zerstört wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum anzugeben, bei dem die Anbringung einer Korrosionsschutzschicht in der Ver- cυ cυ M r P¹ P¹ cπ o cπ o Cπ o cπ

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Danach wird das Aktorgehäuse in die Vertiefung des Injektorgehäuses eingeschoben.

Die Ausnehmung der Unterseite des Aktorgehäuses kann so ausgestaltet sein, dass die Unterseite des Aktorgehäuses zwei Vorsprünge aufweist: Einen inneren Vorsprung und einen äußeren, den inneren umgebenden Vorsprung. Die Dichtung ist in diesem Fall zwischen dem inneren Vorsprung und dem äußeren Vorsprung angeordnet.

Vorzugsweise ist jedoch die Ausnehmung der Unterseite des Aktorgehäuses dergestalt, dass die Unterseite des Aktorgehäuses nur einen einzigen umlaufenden Vorsprung aufweist, um den die Dichtung gespannt ist. In diesem Fall gibt es keinen äußeren Vorsprung.

Bei einem solchen Injektor kann die Dichtung leichter in die Ausnehmung eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Vertiefung des Injektorgehäuses mit geringe- rem Aufwand hergestellt werden kann, was im Folgenden erläutert wird. Bei der Erzeugung der Vertiefung ist die Nutkante des Injektorgehäuses zwischen den Seitenwänden der Vertiefung und der Aufsatzfläche des Injektorgehäuses zunächst abgerundet. Ein Aktorgehäuse mit nicht abgerundeten Kanten kann in eine solche Vertiefung nicht bis zur Aufsatzfläche des Injektorgehäuses eingeführt werden. Zuvor muss die Vertiefung weiter bearbeitet werden, indem die Nutkanten aufgeweitet werden, so dass die Kanten des Aktorgehäuses in die aufgeweiteten Nutkanten hineinpassen. Auf diese zusätzliche Maßnahme kann verzichtet werden, wenn die Ausnehmung der Unterseite des Aktorgehäuses dergestalt ist, dass die Unterseite nur einen einzigen umlaufenden Vorsprung aufweist. In diesem Fall ist nämlich die äußere störende Kante des Aktorgehäuses gar nicht vorhanden. Es handelt sich sozusagen um eine starke Ab- rundung der Kante. Die Vertiefung des Injektorgehäuses kann folglich mit weniger Aufwand hergestellt werden. Im Übrigen ist eine AufWeitung der Nutkante des Injektorgehäuses auch für die Festigkeit des Injektors gegenüber Hochdruck nachteilig, da erhöhte Kerbspannungen auftreten.

Vorzugsweise ist die Vertiefung des Injektorgehäuses mit ei- ner Korrosionsschutzschicht ausgekleidet. Die Korrosionsschutzschicht besteht beispielsweise im Wesentlichen aus Zinkphosphat .

Die Dichtung kann im Wesentlichen aus einem Elastomer, wie z. B. Fluorkautschuk, bestehen.

Damit die Dichtung vor dem Einsetzen des Aktorgehäuses in das Injektorgehäuse nicht aus der Ausnehmung der Unterseite des Aktorgehäuses herausrutscht, ist es vorteilhaft, wenn der Vorsprung derart ausgebildet ist, dass seine der Seitenfläche der Vertiefung des Injektorgehäuses zugewandte Fläche geneigt ist. Die Neigung ist dabei derart, dass der Vorsprung im Bereich der Aufsatzfläche des Injektorgehäuses sich näher zu den Seitenflächen der Vertiefung befindet als im Bereich sei- nes Ansatzes.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur 2 näher erläutert .

Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines Injektors mit einem Aktor, einem Aktorgehäuse, einer Dichtung, einem Vorsprung, einer Ausnehmung, einer Vertiefung, einer Aufsatzfläche, einer weiteren Vertiefung, einem Ventilkolben, einem Ventilpilz, einer Steuerkammer und einem Injektorgehäuse.

Der Injektor weist ein Injektorgehäuse 1 mit einer Vertiefung 2 auf. Die Vertiefung 2 des Injektorgehäuses 1 ist mit einer ca. 2-3μm dicken Korrosionsschutzschicht 14 ausgekleidet. Die Korrosionsschutzschicht 14 besteht aus Zinkphosphat. co co I M P¹ P¹

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Wird der Ventilpilz 7 durch Ansteuerung der Aktors 10 von seinem Sitz angehoben, so sinkt der Druck des Kraftstoffs in der Steuerkammer 8. Auf hydraulische Weise wird dadurch ein nicht dargestelltes Einspritzventil von seinem Sitz angeho- ben, so dass Kraftstoff in einen Brennraum eingespritzt wird.

Claims

Patentansprüche

1. Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum

- mit einem Aktorgehäuse (4) und einem Injektorgehäuse (1), - wobei das Injektorgehäuse (1) eine Vertiefung (2) aufweist, in der ein Teil des Aktorgehäuses (4) angeordnet ist,

- wobei ein Boden der Vertiefung (2) des Injektorgehäuses (1) durch eine umlaufende Aufsatzfläche (3) für das Aktorgehäuse (4) gebildet wird, - wobei zwischen dem Injektorgehäuse (1) und dem Aktorgehäuse (4) eine Dichtung (13) angeordnet ist zur Verhinderung von Leckage entlang Grenzflächen zwischen dem Injektorgehäuse (1) und dem Aktorgehäuse (4), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s - eine Unterseite des Aktorgehäuses (4), die der Aufsatzfläche (3) des Injektorgehäuses (1) zugewandt ist, eine umlaufende Ausnehmung (11) aufweist,

- die Ausnehmung (11) der Unterseite des Aktorgehäuses (4) dergestalt ist, dass die Unterseite des Aktorgehäuses (4) mindestens einen umlaufenden Vorsprung (12) aufweist, der zur Aufsatzfläche (3) des Injektorgehäuses (1) hin gerichtet ist und an die Aufsatzfläche (3) des Injektorgehäuses (1) angrenzt,

- die Dichtung (13) in der Ausnehmung (11) der Unterseite des Aktorgehäuses (4) angeordnet und um den Vorsprung (12) der

Unterseite des Aktorgehäuses (4) gespannt ist und an die Aufsatzfläche (3) des Injektorgehäuses (1) angrenzt.

2. Injektor nach Anspruch 1, - bei dem die Ausnehmung (11) der Unterseite des Aktorgehäuses (4) dergestalt ist, dass die Unterseite des Aktorgehäuses (4) einen einzigen umlaufenden Vorsprung (12) aufweist, um den die Dichtung (13) gespannt ist.

3. Injektor nach Anspruch 1 oder 2,

- bei dem die Vertiefung (2) des Injektorgehäuses (1) mit einer Korrosionsschutzschicht (14) ausgekleidet ist.

4. Injektor nach Anspruch 3,

- bei dem die Korrosionsschutzschicht (14) im wesentlichen aus Zinkphosphat besteht.

5. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

- bei dem die Dichtung (13) im wesentlichen aus einem Elastomer besteht.

6. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

- bei dem eine der Seitenfläche der Vertiefung (2) des Injektorgehäuses (1) zugewandte seitliche Fläche des Vorsprungs (12) der Unterseite des Aktorgehäuses (4) derart schräg ausgebildet ist, dass der Ansatz des Vorsprungs (12) weiter weg von der Seitenfläche der Vertiefung (2) angeordnet ist als ein an die Aufsatzfläche (3) des Injektorgehäuses (1) angrenzender Teil des Vorsprungs (12).