EP1387937A1 - Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen mit einem druckschwingungen reduzierenden dämpfungsraum - Google Patents

Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen mit einem druckschwingungen reduzierenden dämpfungsraum

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EP1387937A1
EP1387937A1 EP02735006A EP02735006A EP1387937A1 EP 1387937 A1 EP1387937 A1 EP 1387937A1 EP 02735006 A EP02735006 A EP 02735006A EP 02735006 A EP02735006 A EP 02735006A EP 1387937 A1 EP1387937 A1 EP 1387937A1
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EP
European Patent Office
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pressure
chamber
valve
housing
pressure chamber
Prior art date
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EP02735006A
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English (en)
French (fr)
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EP1387937B1 (de
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Walter Egler
Peter Boehland
Sebastian Kanne
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP1387937B1 publication Critical patent/EP1387937B1/de
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    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • F02M61/165—Filtering elements specially adapted in fuel inlets to injector

Definitions

  • the invention is based on a fuel injection valve for internal combustion engines, which corresponds to the preamble of claim 1.
  • fuel injection valves are known in various embodiments from the prior art.
  • a fuel injection valve is described in the document DE 196 50 865 AI, which is constantly connected to a high-pressure collection space in which fuel is provided under high pressure.
  • the fuel injection valve has a housing in which a valve member is arranged so as to be longitudinally displaceable in a bore, which by its longitudinal movement controls the opening of at least one injection opening, through which fuel is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine from a pressure chamber surrounding the valve member.
  • valve member which takes place in the range of a few milliseconds, results in pressure fluctuations in the pressure chamber both when opening and when closing the fuel injector, which on the one hand lead to strong mechanical loads on the housing and on the other hand lead to the beginning of the next Injection there is an indefinite pressure condition at the injection ports so that the subsequent injection of one is not closer defined state and therefore an exact dosage and a precise time of the injection is not possible.
  • This is a problem in particular in the case of injection processes which are divided into a pre-injection, main injection and / or post-injection, since modern fuel injection systems are very sensitive to fluctuations in quantity during injection.
  • fuel injection valves are known from the prior art, as are shown, for example, in DE 196 18 650 AI.
  • a piston-shaped valve member is longitudinally displaceably arranged in a bore and controls the opening of at least one injection opening with its end facing the combustion chamber.
  • the valve member is also surrounded by a pressure chamber which can be connected to the injection openings by the longitudinal movement of the valve member.
  • the pressure chamber is connected via an inlet duct running in the housing to a high-pressure fuel source, through which fuel can be fed into the pressure chamber under high pressure.
  • a mechanical device in the housing of the fuel injection valve preferably a helical compression spring, applies a closing force to the valve member in the closing direction, so that in the absence of a corresponding hydraulic counterforce it remains in the closed position and thus closes the injection openings.
  • This fuel injection valve also produces pressure vibrations in the area of the pressure chamber, particularly at the beginning and end of the injection process, which can lead to mechanical loads there and, in the case of correspondingly persistent vibrations, to an undetermined state at the start of the next injection and which affect the quality of the subsequent injections can affect.
  • the Kraf fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that rapidly successive, precisely defined injection processes are made possible. Pressure vibrations that occur in the area of the pressure chamber and thus in the immediate vicinity of the injection openings are damped, so that a static state is reached again very quickly after the fuel injection valve closes in the pressure chamber.
  • the pressure chamber is connected via a throttle formed in the housing to a damping chamber formed in the housing. If pressure changes occur in the area of the pressure chamber, such as are caused, for example, by opening or closing the valve member, the pressure chamber has a higher or lower fuel pressure than in the damping chamber.
  • the damping space is designed as a blind bore formed in the housing of the fuel injection valve.
  • the blind bore opens directly into the pressure chamber, the throttle preferably being close to the pressure chamber.
  • the damping space in the housing can be produced simply and inexpensively.
  • more than one throttle is arranged in the housing, which forms the connection from the damping chamber to the pressure chamber.
  • the valve member is arranged in a valve body, while the damping space is formed in a valve holding body, both the valve body and the valve holding body being part of the housing.
  • An intermediate disk is arranged between the valve body and the valve holding body, through which the connection from the pressure chamber to the damping chamber passes.
  • the throttle is arranged so that by replacing the washer with a washer with a modified throttle, easy replacement of the throttle and thus an adaptation of the damping effect to different fuel injection valves is possible without the other design of the fuel injection valve having to be changed.
  • Figure 1 is a fuel injection valve shown in longitudinal section together with the schematically illustrated high-pressure fuel supply and in FIG. 2 shows a longitudinal section through a further fuel injection valve according to the invention.
  • the fuel injection valve has a housing 12 which comprises a valve holding body 15 and a valve body 32.
  • a bore 34 is formed in the valve body 32, in which a piston-shaped valve member 35 is arranged to be longitudinally displaceable.
  • the valve member 35 is sealingly guided in a section facing away from the combustion chamber in the bore 34 and tapers towards the combustion chamber, forming a pressure shoulder 36.
  • a radial expansion of the bore 34 forms a pressure space 37 in the valve body 32, which continues as an annular channel surrounding the valve member 35 up to the end of the bore 34 on the combustion chamber side.
  • the valve member 35 controls the opening of at least one injection opening 39, which connects the pressure chamber 37 to the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • a valve sealing surface 40 is formed on the combustion chamber end of the valve member 35, which cooperates with a valve seat 41 formed on the combustion chamber end of the bore 34.
  • the pressure chamber 37 is connected to a high-pressure connection 8 via an inlet channel 14 formed in the housing 12.
  • the high-pressure connection 8 is connected via a high-pressure line 7 to a high-pressure plenum 5 in which fuel is present at a predetermined high pressure, the fuel being supplied to the high-pressure plenum 5 from a fuel tank 1 via a high-pressure pump 2 and a fuel line 4.
  • the helical compression spring 30 has a compressive prestress and acts on the valve member 35 in the closing direction with its end facing the valve member 35.
  • a piston bore 27 is formed in the valve holding body 15, which opens into the spring chamber 28 and in which a piston rod 26 is arranged, which with its end facing the combustion chamber bears against the valve member 35 and which has a control chamber with its end facing away from the combustion chamber 20 limited.
  • the control chamber 20 is connected here via an inlet throttle 19 to the inlet channel 14 and via an outlet throttle 17 to a leak oil chamber 23 formed in the valve holding body 15, which is connected to a leak oil system (not shown in the drawing) and therefore always has a low pressure.
  • a magnet armature 22 is arranged in the leak oil chamber 23, which is acted upon by a closing spring 31 in the direction of the control chamber 20 and to which a sealing ball 29 is fastened, which closes the outlet throttle 17.
  • an electromagnet 24 is arranged in the leakage chamber 23 which, when suitably energized, exerts an attractive force against the force of the closing spring 31 on the magnet armature 22 and moves it away from the control chamber 20, whereby the control chamber 20 is connected to the leakage chamber 23. If the electromagnet 24 is de-energized, the magnet armature 22 moves again in the direction of the control chamber 20 by the force of the closing spring 31 and closes the outlet throttle 17 with the sealing ball 29.
  • a damping space 46 is formed, which is designed as a blind bore and the open end of which is arranged on the end face of the valve holding body 15 facing the valve body 32.
  • the blind bore forming the damping space 46 runs parallel to the piston benbohrung 27 and is connected to the pressure chamber 37 via a connection 42 formed in the valve body 32.
  • a throttle 44 is arranged in the connection 42 and is formed by narrowing the cross section of the connection 42. If there is a pressure difference between the pressure space 37 and the damping space 46, fuel can flow from one to the other space via the connection 42 and the throttle 44 and thus lead to pressure equalization.
  • the fuel injector works as follows: Due to the connection of the pressure chamber 37 to the high-pressure manifold 5 via the inlet channel 14 and the high-pressure line 7, there is always a high fuel pressure in the pressure chamber 37, as is also held in the high-pressure manifold 5. If an injection is to take place, the electromagnet 24 is actuated and the magnet armature 22 releases the discharge throttle 17 in the manner described above. As a result, the fuel pressure in the control chamber 20 drops and the hydraulic force on the end of the piston rod 26 facing away from the combustion chamber is reduced, so that the hydraulic force predominates on the pressure shoulder 36 and the valve member 35 is moved in the opening direction, whereby the injection openings 29 are opened.
  • the energization of the electromagnet 24 is changed accordingly and the armature 22 closes, driven by the closing spring 31, again the outlet throttle 17 with the sealing ball 29 , as it also prevails in the inlet channel 14, so that the hydraulic force on the piston rod 26 is greater than the hydraulic force on the pressure shoulder 36, and the valve member 35 returns to the closed position.
  • the closing process abruptly brakes the fuel that flows in the pressure chamber 37 in the direction of the injection openings 29 during the injection, so that the movement energy of the fuel is converted into compression work. This creates a pressure wave that propagates in the pressure chamber 37.
  • the increase in pressure caused in this way leads to a pressure difference between the pressure space 37 and the damping space 46, where, at least approximately, the pressure still exists that was also present in the pressure space 37 before the start of the injection. Due to this pressure difference, some fuel flows from the pressure chamber 37 through the connection 42 and the throttle 44 into the damping chamber 46 and from there according to the pressure difference between the damping chamber 46 and the pressure chamber 37 back into the pressure chamber 37.
  • the throttle 44 When the throttle 44 is passed, friction work must be performed , which dampen these pressure fluctuations quickly, so that a static pressure level is reached again after a short time in pressure chamber 37. For the subsequent injection there is therefore a defined pressure state in the pressure chamber 37, which enables a correspondingly precise and precise injection.
  • a further exemplary embodiment of the fuel injection valve according to the invention is shown in longitudinal section in FIG.
  • the damping of the pressure vibrations takes place in this fuel injection valve in the same way as in the fuel injection valve shown in FIG. 1, but the other components and the method of operation are different.
  • a valve holding body 50 is clamped against a valve body 54 with the interposition of an intermediate disk 52 by means of a clamping nut 55.
  • a bore 57 is formed in the valve body 54, in which a valve member 60, which is piston-shaped, is arranged to be longitudinally displaceable.
  • the valve member 60 has at its end facing the combustion chamber a sealing surface 62 which cooperates with a valve seat 64 formed on the combustion chamber end of the bore 57 and thus controls the opening of at least one injection opening 66 arranged in the valve seat 64.
  • a pressure shoulder 61 is formed on the valve member 60, at the level of which a pressure chamber 68 is formed by a cross-sectional expansion of the bore 57, which is connected to a high-pressure connection 56 via an inlet channel 58 formed in the valve body 54 of the intermediate disk 52 and the valve holding body 50.
  • the high-pressure connection 56 is connected to a high-pressure fuel source, not shown in the drawing, which can supply fuel under high pressure into the high-pressure connection 56 and through the inlet channel 58 to the pressure chamber 68.
  • the valve member 60 merges into a spring plate 74 which is arranged in an opening of the intermediate disk 52 and projects into a spring chamber 70 formed in the valve holding body 50.
  • a closing spring 72 is arranged, which is designed as a helical compression spring and has a prestress, so that a closing force is exerted on the valve member 60.
  • a connection 76 opens into the pressure chamber 68 and is connected via a throttle 78 formed in the intermediate disk 52 to a damping chamber 80 formed in the valve holding body 50.
  • the throttle 78 is formed by reducing the cross section of the connection 76, it also being possible to arrange more than one throttle 78 in the intermediate disk 52.
  • the damping chamber 78 is designed as a blind bore which runs parallel to the longitudinal axis of the spring chamber 70 or the bore 57.
  • the length of the blind bore and thus the volume of the damping space 80 can be varied depending on the desired damping effect. If an injection is to take place, fuel is introduced into the high-pressure connection 56, so that the fuel flows through the inlet channel 58 to the pressure chamber 68. Exceeds the hydraulic force exerted by the fuel pressure in the pressure chamber 68 the pressure shoulder 61 the closing force of the closing spring 72, the valve member 60 moves away from the valve seat 64 and opens the injection openings 66.
  • the damping space 46 in FIG. 1 or the damping space 80 in FIG. 2 is not designed as a blind bore, but rather as a cavity in the housing of the fuel injector, which can be any Can take shape. In this way, the spatial possibilities of the fuel injection valve can be optimally used without structural changes having to be made to the existing functional components.

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Abstract

Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Gehäuse (12; 48), in dem in einer Bohrung (34; 57) ein kolbenförmiges Ventilglied (35; 60) längsverschiebbar angeordnet ist. Das Ventilglied (35; 60) ist zumindest auf einem Teil seiner Länge von einem im Gehäuse (12; 48) ausgebilde- ten Druckraum (37; 68) umgeb en, der mit Kraftstoff unter ho- hem Druck befullbar ist, wobei das Ventilglied (35; 60) die Verbindung des Druckraums (37; 68) zu wenigstens einer Ein- 20 spritzoffnung (39; 66) steuert- Der Druckraum (37; 68) ist mit einem im Gehause (12; 48) ausgebildeten Dampfungsraum (46; 80) uber wenigstens eine im Gehause (12; 48) angeordne- . te Drossel (44; 78) verbunden, so daB im Dampfungsraum (46; 60) auftretende Druckschwingungen rasch abklingen.

Description

KRAFTSTOFFEINSPRITZVENTIL FÜR BRENNKRAFTMASCHINEN MIT EINEM DRUCKSCHWINGUNGEN REDUZIERENDEN DÄMPFUNGSRAUM
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen aus, das der Gattung des Patentanspruchs 1 entspricht. Solche Kraftstoffeinspritzventile sind in verschiedenen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist in der Schrift DE 196 50 865 AI ein Kraftstoffeinspritzventil beschrieben, das mit einem Hochdrucksammeiraum ständig verbunden ist, in dem Kraftstoff unter hohem Druck bereitgestellt wird. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Gehäuse auf, in dem ein Ventilglied in einer Bohrung längsverschiebbar angeordnet ist, welches durch seine Längsbewegung die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung steuert, durch die Kraftstoff aus einem das Ventilglied umgebenden Druckraum in den Brennraum der Brenn- kraftmaschine eingespritzt wird. Durch die sehr schnellen Schließvorgänge des Ventilglieds, die im Bereich von wenigen Millisekunden ablaufen, ergeben sich sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen des Kraftstoffeinspritzventils Druckschwingungen im Druckraum, die einerseits zu starken mechanischen Belastungen des Gehäuses führen und andererseits dazu führen, daß zu Beginn der nächsten Einspritzung ein unbestimmter Druckzustand an den Einspritzöffnungen vorhanden ist, so daß die folgende Einspritzung von einem nicht näher definierten Zustand ausgeht und somit eine genaue Dosierung und ein genauer Zeitpunkt der Einspritzung nicht möglich ist. Insbesondere bei Einspritzvorgängen, die sich in eine Vor-, Haupt- und/oder Nacheinspritzung gliedern, stellt dies ein Problem dar, da moderne Kraftstoffeinspritzsysteme sehr empfindlich auf Mengenschwankungen bei der Einspritzung reagieren.
Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Kraftstoffein- spritzventile bekannt, wie sie beispielsweise in DE 196 18 650 AI dargestellt sind. Bei einem solchen Kraftstoffein- spritzventil ist ebenfalls ein Gehäuse vorhanden, in dem in einer Bohrung ein kolbenförmiges Ventilglied längsverschiebbar angeordnet ist, das mit seinem brennraumzugewandten Ende die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung steuert. Das Ventilglied ist ebenfalls von einem Druckraum umgeben, der durch die Längsbewegung des Ventilgliedes mit den Einspritzöffnungen verbindbar ist. Der Druckraum ist über einen im Gehäuse verlaufenden Zulaufkanal mit einer Kraftstoff- hochdruckquelle verbunden, durch die Kraftstoff unter hohem Druck in den Druckraum zuführbar ist. Das Ventilglied wird von einer mechanischen Einrichtung im Gehäuse des Kraft- stoffeinspritzventils, vorzugsweise einer Schraubendruckfeder, in Schließrichtung mit einer Schließkraft beaufschlagt, so daß es beim Fehlen einer entsprechenden hydraulischen Gegenkraft in Schließstellung verharrt und somit die Ein- spritzöffnungen verschließt. Auch bei diesem Kraftstoffein- spritzventil entstehen im Bereich des Druckraums, insbesondere bei Beginn und Ende des Einspritzvorgangs, Druckschwingungen, die dort zu mechanischen Belastungen und bei entsprechend andauernden Schwingungen zu einem unbestimmten Zustand zu Beginn der nächsten Einspritzung führen können und die die Qualität der nachfolgenden Einspritzungen beeinträchtigen können. Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Kraf stoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß rasch aufeinander folgende, genau definierte Einspritzvorgänge ermöglicht werden. Druckschwingungen, die im Bereich des Druckraums und damit in unmittelbarer Nähe der Einspritzöffnungen auftreten, werden gedämpft, so daß sehr schnell nach dem Schließvorgang des Kraftstoffein- spritzventils im Druckraum wieder ein statischer Zustand erreicht wird. Hierzu ist der Druckraum über eine im Gehäuse ausgebildete Drossel mit einem im Gehäuse ausgebildeten Dämpfungsraum verbunden. Treten im Bereich des Druckraums Druckänderungen auf, wie sie beispielsweise durch das Öffnen oder Schließen des Ventilgliedes verursacht werden, so herrscht im Druckraum ein höherer oder niedrigerer Kraftstoffdruck als im Dämpfungsraum. Aufgrund dieses Druckgefälles wird Kraftstoff durch die Drossel entweder vom Druckraum in den Dämpfungsraum oder aus dem Dämpfungsraum in den Druckraum fließen und so zu einem Druckausgleich zwischen Dämpfungsraum und Druckraum führen. Da der hierbei hin und her fließende Kraftstoff die Drossel passieren muß, werden diese Druckschwingungen durch Reibungsverluste an der Drossel gedämpft, so daß es sehr schnell zu einem Abklingen dieser Druckschwingungen kommt und ein statisches Druckniveau im Druckraum erreicht wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist der Dämpfungsraum als eine im Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils ausgebildete Sackbohrung ausgebildet. Die Sackbohrung mündet hierbei direkt in den Druckraum, wobei die Drossel vorzugsweise nahe am Druckraum liegt. Durch die Ausbildung des Dämpfungsraums in Form einer Sackbohrung kann der Dämpfungsraum im Gehäuse einfach und kostengünstig hergestellt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mehr als eine Drossel im Gehäuse angeordnet, die die Verbindung vom Dämpfungsraum zum Druckraum bildet. Hierdurch kann die Dämpfungswirkung der Drosseln verstärkt werden und durch verschiede Drosseln eine bessere Anpassung an die Erfordernisse des Kraftstoffeinspritzventils erfolgen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist das Ventilglied in einem Ventilkörper angeordnet, während der Dämpfungsraum in einem Ventilhaltekörper ausgebildet ist, wobei sowohl der Ventilkörper als auch der Ventilhaltekörper Teil des Gehäuses sind. Zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilhaltekörper ist eine Zwischenscheibe angeordnet, durch die die Verbindung vom Druckraum zum Dämpfungsraum hindurchtritt. In der Zwischenscheibe ist die Drossel angeordnet, so daß durch einen Austausch der Zwischenscheibe gegen eine Zwischenscheibe mit einer veränderten Drossel ein leichtes Austauschen der Drossel und damit eine Anpassung der Dämpfungswirkung an verschiedene Kraftstoffeinspritzventile möglich ist, ohne daß die sonstige Konstruktion des Kraftstoffeinspritzventils geändert werden muß.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraf stoffeinspritzventils gezeigt. In
Figur 1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt gezeigt zusammen mit der schematisch dargestellten Kraft- Stoffhochdruckversorgung und in Figur 2 ist ein Längsschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil dargestellt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kra tstoffeinspritzventil gezeigt, zusammen mit der schematisch dargestellten Kraftstoffhochdruckversorgung. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Gehäuse 12 auf, das einen Ventilhaltekörper 15 und einen Ventilkörper 32 umfaßt. Im Ventilkörper 32 ist eine Bohrung 34 ausgebildet, in der ein kolbenförmiges Ventilglied 35 längsverschiebbar angeordnet ist. Das Ventilglied 35 ist in einem brennraumabgewand- ten Abschnitt in der Bohrung 34 dichtend geführt und verjüngt sich unter Bildung einer Druckschulter 36 zum Brennraum hin. Auf Höhe der Druckschulter 36 ist durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 34 ein Druckraum 37 im Ventilkörper 32 ausgebildet, der sich als ein das Ventilglied 35 umgebender Ringkanal bis zum brennraumseitigen Ende der Bohrung 34 fortsetzt. Mit seinem brennraumseitigen Ende steuert das Ventilglied 35 die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung 39, die den Druckraum 37 mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine verbindet. Hierzu ist am brennraumseitigen Ende des Ventilglieds 35 eine Ventildichtfläche 40 ausgebildet, die mit einem am brennraumseitigen Ende der Bohrung 34 ausgebildeten Ventilsitz 41 zusammenwirkt. Über einen im Gehäuse 12 ausgebildeten Zulaufkanal 14 ist der Druckraum 37 mit einem Hochdruckanschluß 8 verbunden. Der Hochdruckanschluß 8 ist dabei über eine Hochdruckleitung 7 mit einem Hochdrucksammelräum 5 verbunden, in dem Kraftstoff mit einem vorgegebenen hohen Druck vorhanden ist, wobei der Kraftstoff dem Hochdrucksammeiraum 5 aus einem Kraftstofftank 1 über eine Hochdruckpumpe 2 und eine Kraftstoffleitung 4 zugeführt wird. Brennraumabgewandt zum Ventilglied 35 ist im Ventilhaltekörper 15 ein Federraum 28 ausgebildet, in dem eine Schraubendruckfeder 30 angeordnet ist. Die Schraubendruckfeder 30 weist hierbei eine Druckvorspannung auf und beaufschlagt mit ihrem dem Ventilglied 35 zugewandten Ende das Ventilglied 35 in Schließrichtung. Koaxial zur Bohrung 34 und brennraumabgewandt zum Federraum 28 ist im Ventilhaltekörper 15 eine Kolbenbohrung 27 ausgebildet, die in den Federraum 28 mündet und in der eine Kolbenstange 26 angeordnet ist, die mit ihrem brennraumzugewandten Ende am Ventilglied 35 anliegt und die mit ihrer brennraumabgewandten Stirnseite einen Steuerraum 20 begrenzt. Der Steuerraum 20 ist hierbei über eine Zulaufdrossel 19 mit dem Zulaufkanal 14 verbunden und über eine Ablaufdrossel 17 mit einem im Ventilhaltekörper 15 ausgebildeten Leckolraum 23, der mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Leckölsystem verbunden ist und dadurch ständig einen niedrigen Druck aufweist. Im Leckolraum 23 ist ein Magnetanker 22 angeordnet, der durch eine Schließfeder 31 in Richtung des Steuerraums 20 beaufschlagt ist und an dem eine Dichtkugel 29 befestigt ist, die die Ablaufdrossel 17 verschließt. Im Leckolraum 23 ist darüber hinaus ein Elektromagnet 24 angeordnet, der bei geeigneter Bestromung eine anziehende Kraft entgegen der Kraft der Schließfeder 31 auf den Magnetanker 22 ausübt und diesen vom Steuerraum 20 wegbewegt, wodurch der Steuerraum 20 mit dem Leckolraum 23 verbunden wird. Wird der Elektromagnet 24 stromlos geschaltet, so bewegt sich der Magnetanker 22 durch die Kraft der Schließfeder 31 wieder in Richtung des Steuerraums 20 und verschließt mit der Dichtkugel 29 die Ablaufdrossel 17.
Im Ventilhaltekörper 15 ist ein Dämpfungsraum 46 ausgebildet, der als Sackbohrung ausgeführt ist und dessen offenes Ende an der dem Ventilkörper 32 zugewandten Stirnseite des Ventilhaltekörpers 15 angeordnet ist. Die den Dämpfungsraum 46 bildende Sackbohrung verläuft hierbei parallel zur Kol- benbohrung 27 und ist über eine im Ventilkörper 32 ausgebildete Verbindung 42 mit dem Druckraum 37 verbunden. In der Verbindung 42 ist eine Drossel 44 angeordnet, die durch eine Querschnittverengung der Verbindung 42 ausgebildet ist. Herrscht eine Druckdifferenz zwischen Druckraum 37 und Dämpfungsraum 46, so kann über die Verbindung 42 und die Drossel 44 Kraftstoff von einem in den anderen Raum strömen und so zu einem Druckausgleich führen.
Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils ist wie folgt: Durch die Verbindung des Druckraums 37 mit dem Hoch- drucksammelraum 5 über den Zulaufkanal 14 und die Hochdruckleitung 7 herrscht im Druckraum 37 stets ein hoher Kraftstoffdruck, wie er auch im Hochdrucksammeiräum 5 vorgehalten wird. Soll eine Einspritzung erfolgen, so wird der Elektromagnet 24 betätigt und der Magnetanker 22 gibt in der oben beschriebenen Weise die Ablaufdrossel 17 frei . Hierdurch sinkt der Kraftstoffdruck im Steuerraum 20, und die hydraulische Kraft auf die brennraumabgewandte Stirnseite der Kolbenstange 26 wird reduziert, so daß die hydraulische Kraft auf die Druckschulter 36 überwiegt und das Ventilglied 35 in Öffnungsrichtung bewegt wird, wodurch die Einspritzöffnungen 29 freigegeben werden. Zum Beenden der Einspritzung wird die Bestromung des Elektromagneten 24 entsprechend geändert und der Magnetanker 22 verschließt, angetrieben durch die Schließfeder 31, wieder die Ablaufdrossel 17 mit der Dichtkugel 29. Durch den durch die Zulaufdrossel 19 nachfließenden Kraftstoff baut sich im Steuerraum 20 wieder der Kraftstoffhochdruck auf, wie er auch im Zulaufkanal 14 herrscht, so daß die hydraulische Kraft auf die Kolbenstange 26 größer wird als die hydraulische Kraft auf die Druckschulter 36, und das Ventilglied 35 fährt in die Schließposition zurück. Durch den Schließvorgang wird der Kraftstoff, der in Druckraum 37 in Richtung der Einspritzöffnungen 29 während der Einspritzung fließt, abrupt abgebremst, so daß die Bewe- gungsenergie des Kraftstoffs in Kompressionsarbeit umgewandelt wird. Dadurch entsteht eine Druckwelle, die sich im Druckraum 37 ausbreitet. Die so verursachte Druckerhöhung führt zu einer Druckdifferenz zwischen Druckraum 37 und Dämpfungsraum 46, wo zumindest näherungsweise noch der Druck herrscht, der vor Beginn der Einspritzung auch im Druckraum 37 vorhanden war. Durch diese Druckdifferenz fließt etwas Kraftstoff aus dem Druckraum 37 durch die Verbindung 42 und die Drossel 44 in den Dämpfungsraum 46 und von dort gemäß dem Druckunterschied zwischen Dämpfungsraum 46 und Druckraum 37 wieder zurück in den Druckraum 37. Beim Passieren der Drossel 44 muß Reibungsarbeit verrichtet werden, die diese Druckschwingungen rasch abdämpfen, so daß bereits nach kurzer Zeit in Druckraum 37 wieder ein statisches Druckniveau erreicht wird. Für die nachfolgende Einspritzung liegt somit ein definierter Druckzustand im Druckraum 37 vor, der eine entsprechend genaue und präzise Einspritzung ermöglicht.
In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils im Längsschnitt dargestellt. Die Dämpfung der Druckschwingungen erfolgt bei diesem Kraftstoffeinspritzventil in gleicher Art und Weise wie bei dem in Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzventil, jedoch sind die sonstigen Komponenten und die Arbeitsweise verschieden. Ein Ventilhaltekörper 50 ist unter Zwischenlage einer Zwischenscheibe 52 mittels einer Spannmutter 55 gegen einen Ventilkörper 54 verspannt. Im Ventilkörper 54 ist eine Bohrung 57 ausgebildet, in der ein Ventilglied 60, das kolbenförmig ausgebildet ist, längsverschiebbar angeordnet ist. Das Ventilglied 60 weist an seinem brennraumzugewandten Ende eine Dichtfläche 62 auf, die mit einem am brennraumseitigen Ende der Bohrung 57 ausgebildeten Ventilsitz 64 zusammenwirkt und so die Öffnung wenigstens einer im Ventilsitz 64 angeordneten Einspritzöffnung 66 steuert. Durch eine Verjüngung des Ventilglieds 60 zum Brennraum hin ist am Ventilglied 60 eine Druckschulter 61 ausgebildet, auf deren Höhe durch eine Querschnittserweiterung der Bohrung 57 ein Druckraum 68 ausgebildet ist, der über einen im Ventilkörper 54 der Zwischenscheibe 52 und dem Ventilhaltekörper 50 ausgebildeten Zulaufkanal 58 mit einem Hochdruckanschluß 56 verbunden ist. Der Hochdruckanschluß 56 ist mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckquelle verbunden, die Kraftstoff unter hohem Druck in den Hochdruckanschluß 56 und durch den Zulaufkanal 58 dem Druckraum 68 zuführen kann.
Brennraumabgewandt geht das Ventilglied 60 in einen Federteller 74 über, der in einer Öffnung der Zwischenscheibe 52 angeordnet ist und bis in einen im Ventilhaltekörper 50 ausgebildeten Federraum 70 ragt. Zwischen dem Federteller 74 und dem brennraumabgewandten Ende des Federraums 70 ist eine Schließfeder 72 angeordnet, die als Schraubendruckfeder ausgebildet ist und eine Druckvorspannung aufweist, so daß eine Schließkraft auf das Ventilglied 60 ausgeübt wird. In den Druckraum 68 mündet eine Verbindung 76, die über eine in der Zwischenscheibe 52 ausgebildete Drossel 78 mit einem im Ventilhaltekörper 50 ausgebildeten Dämpfungsraum 80 verbunden ist. Die Drossel 78 ist durch eine Querschnittsverringerung der Verbindung 76 ausgebildet, wobei es auch vorgesehen sein kann, mehr als eine Drossel 78 in der Zwischenscheibe 52 anzuordnen. Der Dämpfungsraum 78 ist, wie bereits bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, als Sackbohrung ausgebildet, die parallel zur Längsachse des Federraums 70 bzw. der Bohrung 57 verläuft. Die Länge der Sackbohrung und damit das Volumen des Dämpfungsraums 80 kann, je nach erwünschter Dämpfungswirkung, variiert werden. Soll eine Einspritzung erfolgen, so wird Kraftstoff in den Hochdruckanschluß 56 eingeführt, so daß der Kraftstoff durch den Zulaufkanal 58 dem Druckraum 68 zufließt. Übersteigt die durch den Kraftstoffdruck im Druckraum 68 ausgeübte hydraulische Kraft auf die Druckschulter 61 die Schließkraft der Schließfeder 72, so bewegt sich das Ventilglied 60 vom Ventilsitz 64 weg und gibt die Einspritzöffnungen 66 frei. Wird die Kraftstoffzufuhr zum Druckraum 68 unterbrochen, so sinkt dort der Kraftstoffdruck, und die Kraft der Schließfeder 72 überwiegt beim Unterschreiten eines gewissen Drucks im Druckraum 68 gegenüber der hydraulischen Kraft auf das Ventilglied 60, worauf dieses in seine Schließposition zurückkehrt. Durch das Schließen des Kraftstoffeinspritzventils entstehen im Druckraum 68 in der bereits oben geschilderten Art und Weise Druckschwingungen. Diese führen zu einem Kraftstofffluß zwischen dem Druckraum 68 und dem Dämpfungsraum 80 über die Drossel 78, so daß die Druckschwingungen durch diesen Vorgang rasch abgedämpft werden. Die Ausbildung der Drossel 78 in der Zwischenscheibe 52 ist hierbei besonders vorteilhaft, da durch Austausch der Zwischenscheibe 52 eine andere Drossel 78 in die Verbindung des Druckraums 68 mit dem Dämpfungsraum 80 eingebaut werden kann, ohne daß weitere bauliche Veränderungen am Kraftstoffeinspritzventil nötig wären. Alternativ kann es aber auch vorgesehen sein, die Drossel 78 noch innerhalb des Ventilkörpers 54 anzuordnen, zum Beispiel unmittelbar am Druckraum 68.
Alternativ zu den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen kann es auch vorgesehen sein, den Dämpfungsraum 46 in Fig. 1 bzw. den Dämpfungsraum 80 in Fig. 2 nicht als Sackbohrung auszubilden, sondern als einen Hohlraum im Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils, der jede beliebige Form annehmen kann. So können die räumlichen Möglichkeiten des Kraftstoffeinspritzventils optimal genutzt werden, ohne daß an den bestehenden funktioneilen Komponenten bauliche Änderungen vorgenommen werden müssen. Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, mehr als eine Drossel 44,-78 in der Verbindung des Druckraums 37; 68 zum Dämpfungsraum 46; 80 anzuord- nen. Hierdurch kann ein optimales Dämpfungsverhalten der Drossel 44; 78 erzielt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Gehäuse (12; 48), in dem in einer Bohrung (34; 57) ein kolbenförmiges Ventilglied (35; 60) längsverschiebbar angeordnet ist, welches zumindest auf einem Teil seiner Länge von einem im Gehäuse (12; 48) ausgebildeten Druckraum (37; 68) umgeben ist, der mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist, wobei das Ventilglied (35; 60) die Verbindung des Druckraums (37; 68) zu wenigstens einer Einspritzöffnung (39; 66) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (37; 68) mit einem im Gehäuse (12; 48) ausgebildeten Dämpfungsraum (46; 80) über wenigstens eine im Gehäuse (12; 48) angeordnete Drossel (44; 78) verbunden ist .
2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsraum (46; 80) bis auf seine Verbindung zum Druckraum (37; 68) abgeschlossen ist.
3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsraum (46; 80) durch eine im Gehäuse (12; 48) ausgeführte Sackbohrung ausgebildet ist, die direkt in den Druckraum (37; 68) mündet.
4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sackbohrung zumindest im wesentlichen parallel zur Längsachse des Ventilglieds (35; 60) verläuft .
5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (44; 78) durch eine Quer- Schnittverengung in der Verbindung von Dämpfungsraum (46; 80) und Druckraum (37; 68) ausgebildet ist. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (37; 68) mit einem im Gehäuse (12; 48) ausgebildeten Dämpfungsraum (46; 80) über mehr als eine im Gehäuse (12; 48) angeordnete Drossel
(44; 78) verbunden ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (48) einen Ventilkörper
(54) und einen Ventilhaltekörper (50) umfaßt, wobei das Ventilglied (60) im Ventilkörper (54) angeordnet ist, der unter Zwischenlage einer Zwischenscheibe (52) gegen den Ventilhaltekörper (50) verspannt ist, und daß der Dämpfungsraum (80) im Ventilhaltekörper (50) ausgebildet ist, welcher durch eine in der Zwischenscheibe (52) und im Ventilkörper (54) ausgebildete Verbindung mit dem Druckraum (68) verbunden ist, wobei die Drossel (78) in der Zwischenscheibe (52) ausgebildet ist.
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