EP1387940A1 - Fuel injection valve for internal combustion engines - Google Patents

Fuel injection valve for internal combustion engines

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EP1387940A1
EP1387940A1 EP02735007A EP02735007A EP1387940A1 EP 1387940 A1 EP1387940 A1 EP 1387940A1 EP 02735007 A EP02735007 A EP 02735007A EP 02735007 A EP02735007 A EP 02735007A EP 1387940 A1 EP1387940 A1 EP 1387940A1
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EP
European Patent Office
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chamber
pressure
housing
inlet channel
fuel
Prior art date
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Granted
Application number
EP02735007A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1387940B1 (en
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Walter Egler
Peter Boehland
Sebastian Kanne
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
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Publication date
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Publication of EP1387940B1 publication Critical patent/EP1387940B1/en
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    • 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

The invention relates to a fuel injection valve for internal combustion engines, comprising a housing (12), in which a piston-shaped valve member (35) is arranged in a longitudinally displaceable manner in a bore (34). The end on the combustion chamber side of said valve member connects at least one injection port (39) to a pressure chamber (37) embodied in the housing (12) by means of a longitudinal movement in opening direction. An inlet channel (14) is configured in the housing (12), which leads to the pressure chamber (37) and by means of which the pressure chamber (37) can be filled with fuel at high pressure. A control chamber (20) filled with fuel is also configured in the housing (12), wherein the pressure in the control chamber (20) exerts at least indirectly a force upon the valve member (35) acting in closing direction. The control chamber (20) is connected to the inlet channel (14) and can be connected to the leak oil chamber (23) by a control valve (16), in which the pressure is significantly lower than in the inlet channel (14). A damping chamber (46) is configured in the housing (12), which is connected to the inlet channel (14) by means of a throttle (44).

Description

Kraftstoffeinspritzventil für BrennkraftmaschinenFuel injection valve for internal combustion engines
Stand der TechnikState of the art
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 Hochdrucksammeiräum 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 Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Der Druckraum ist hierbei über einen im Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils verlaufenden Zulaufkanal ständig mit dem Hochdrucksammeiraum verbunden, wobei der Kraftstoff im Druckraum auf eine am Ventilglied ausgebildete Druckfläche in Öffnungsrichtung wirkt. Im Gehäuse ist darüber hinaus ein Steuerraum ausgebildet, der mit Kraftstoff befüllbar ist und mittelbar eine hydraulische, in Schließrichtung wirkende Kraft auf das Ventil- glied ausübt. Das Ventilglied verharrt so bei einem entsprechenden Druck im Steuerraum im geschlossenen Zustand. Wird durch ein Steuerventil der Druck im Steuerraum abgesenkt, indem der Steuerraum mit einem Leckölraum verbunden wird, so vermindert sich die Schließkraft auf das Ventilglied und dieses wird durch den hydraulischen Druck im Druckraum in Öffnungsrichtung bewegt und gibt die wenigstens eine Einspritzöffnung frei. Soll die Einspritzung beendet werden, so wird das Steuerventil betätigt und Kraftstoff strömt aus dem Zulaufkanal in den Steuerraum, so daß sich dort wieder ein hoher Kraftstoffdruck aufbaut. Hierdurch wird das Ventil- glied in Schließrichtung bewegt und unterbricht die Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzöffnungen.The invention is based on a fuel injection valve for internal combustion engines, which corresponds to the preamble of claim 1. Such fuel injection valves are known in various embodiments from the prior art. For example, a fuel injection valve is described in the document DE 196 50 865 AI, which is constantly connected to a high-pressure collection chamber, 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, the longitudinal movement of which 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. The pressure chamber is in this case continuously connected to the high-pressure accumulation chamber via an inlet channel running in the housing of the fuel injection valve, the fuel in the pressure chamber acting on a pressure surface formed on the valve member in the opening direction. A control chamber is also formed in the housing, which can be filled with fuel and indirectly exerts a hydraulic force acting on the valve in the closing direction. member exercises. The valve member thus remains in the closed state at a corresponding pressure in the control chamber. If the pressure in the control chamber is reduced by a control valve by connecting the control chamber to a leakage oil chamber, the closing force on the valve member is reduced and this is moved in the opening direction by the hydraulic pressure in the pressure chamber and releases the at least one injection opening. If the injection is to be ended, the control valve is actuated and fuel flows from the inlet channel into the control chamber, so that a high fuel pressure builds up again. As a result, the valve member is moved in the closing direction and interrupts the fuel injection through the injection openings.
Durch diese sehr schnellen Schließvorgänge, die im Bereich von wenigen Millisekunden ablaufen, ergeben sich sowohl bei der Bewegung des Ventilglieds als auch beim Schalten des Steuerventils Druckschwingungen im Hochdruckbereich des Kraftstoffeinspritzventils, die einerseits zu starken mechanischen Belastungen des Gehäuses führen und andererseits dazu führen, daß die folgende Einspritzung von einem nicht näher definierten Zustand ausgeht und somit eine genaue Dosierung und eine exakte Bestimmung des Einspritzzeitpunkts nicht möglich ist. Insbesondere im Bereich der Verbindung von Steuerraum und Zulaufkanal sind solche Druckschwingungen problematisch, da sie eine präzise Drucksteuerung im Steuerraum und damit eine genaue Steuerung des Ventilglieds erschweren. Eine besonders große Rolle spielt dies bei Ein- spritzvorgängen, die sich in eine Vor-, Haupt- und/oder Nacheinspritzung gliedern, da moderne Einspritzsysteme sehr empfindlich auf Schwankungen der Einspritzmenge reagieren. Vorteile der ErfindungThese very fast closing processes, which take place in the range of a few milliseconds, result in pressure fluctuations in the high-pressure area of the fuel injection valve both during the movement of the valve member and when switching the control valve, which on the one hand lead to strong mechanical loads on the housing and on the other hand lead to the following injection assumes an unspecified state and thus an exact dosage and an exact determination of the injection timing is not possible. Such pressure vibrations are problematic, in particular in the area of the connection between the control chamber and the inlet channel, since they make precise pressure control in the control chamber and thus exact control of the valve member more difficult. This plays a particularly large role in injection processes which are divided into a pre-injection, main injection and / or post-injection, since modern injection systems react very sensitively to fluctuations in the injection quantity. Advantages of the invention
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil 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 Zulaufkanals auftreten, werden rasch abgedämpft, so daß sehr schnell nach Betätigung des Steuerventils im Zulaufkanal und damit auch im Steuerraum wieder ein statisches Druckniveau erreicht wird. Druckschwingungen im Zulaufkanal, die sich in der gesamten im Zulaufkanal befindlichen Kraftstoffsäule ausbreiten können, vom Druckraum bis zurück in die Kraftstoffhochdruckquelle, klingen durch den erfindungsgemäßen Dämpfungsraum rasch ab.The 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 fluctuations that occur in the area of the inlet channel are quickly dampened, so that a static pressure level is reached again very quickly after actuation of the control valve in the inlet channel and thus also in the control chamber. Pressure fluctuations in the inlet channel, which can spread throughout the fuel column located in the inlet channel, from the pressure chamber back into the high-pressure fuel source, subside rapidly through the damping chamber according to the invention.
Der Zulaufkanal ist mit einem Dämpfungsraum verbunden, der im Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils als Hohlraum ausgebildet ist. Zwischen dem Zulaufkanal und dem Dämpfungsraum ist eine Drossel ausgebildet, so daß der aus dem Zulaufkanal in den Dämpfungsraum oder in Gegenrichtung fließende Kraftstoff den Widerstand der Drossel überwinden muß und die Fließbewegung folglich gedämpft wird. Treten im Zulaufkanal Druckänderungen auf, wie sie beispielsweise durch das Öffnen oder Schließen des Steuerventils oder des Ventilglieds verursacht werden, so herrscht im Zulaufkanal ein höherer oder niedrigerer Kraftstoffdruck als im Dämpfungsraum. Aufgrund dieses Druckgefälles wird Kraftstoff durch die Drossel entweder vom Zulaufkanal in den Dämpfungsraum oder aus dem Dämpfungsraum in den Zulaufkanal fließen und so zu einem Druckausgleich zwischen Dämpfungsraum und Zulaufkanal führen. Da der hierbei hin und her fließende Kraftstoff die Drossel passieren muß, werden diese Fließbewegungen durch Reibungsverluste an der Drossel gedämpft, so daß es sehr schnell zu einem Abklingen dieser Druckschwingungen kommt und ein statisches Druckniveau im Zulaufkanal erreicht wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist der Dämpfungsraum als eine im Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils ausgebildete Sackbohrung ausgebildet. Die Drossel ist nahe dem Zulaufkanal in der Verbindung von Zulaufkanal und Dämpfungsraum ausgebildet, um eine optimale Dämpfungswirkung zu erreichen. Durch die Ausbildung des Dämpfungsraums in Form einer Sackbohrung kann der Dämpfungsraum im Gehäuse einfach und kostengünstig hergestellt werden.The inlet channel is connected to a damping space which is formed as a cavity in the housing of the fuel injection valve. A throttle is formed between the inlet channel and the damping chamber, so that the fuel flowing from the inlet channel into the damping chamber or in the opposite direction must overcome the resistance of the throttle and the flow movement is consequently damped. If pressure changes occur in the inlet channel, such as those caused by the opening or closing of the control valve or the valve member, the inlet channel has a higher or lower fuel pressure than in the damping chamber. Because of this pressure drop, fuel will flow through the throttle either from the inlet duct into the damping chamber or from the damping chamber into the inlet duct and thus lead to pressure equalization between the damping chamber and inlet duct. Since the fuel flowing back and forth here has to pass the throttle, these flow movements are dampened by friction losses at the throttle, so that these pressure fluctuations subside very quickly and a static pressure level is reached in the inlet channel. In an advantageous embodiment of the subject matter of the invention, the damping space is designed as a blind bore formed in the housing of the fuel injection valve. The throttle is formed near the inlet channel in the connection of the inlet channel and the damping chamber in order to achieve an optimal damping effect. By designing the damping space in the form of a blind bore, the damping space in the housing can be produced simply and inexpensively.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mehr als eine Drossel im Gehäuse angeordnet, die die Verbindung vom Dämpfungsraum zum Zulaufkanal bildet. Hierdurch kann die DämpfungsWirkung der Drosseln verstärkt werden und durch verschiede Drosseln eine bessere Anpassung an die Erfordernisse des Kraftstoffeinspritzventils erfolgen.In a further advantageous embodiment, more than one throttle is arranged in the housing, which forms the connection from the damping space to the inlet channel. As a result, the damping effect of the throttles can be enhanced and different throttles can be used to better adapt to the requirements of the fuel injector.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the subject matter of the invention can be found in the description, the drawing and the claims.
Zeichnungdrawing
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils gezeigt. Es zeigt Figur 1 ein Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt zusammen mit der schematisch dargestellten Kraftstoffhochdruckversorgung undAn exemplary embodiment of the fuel injection valve according to the invention is shown in the drawing. 1 shows a fuel injection valve in longitudinal section together with the schematically illustrated high-pressure fuel supply and
Figur 2 einen Querschnitt durch das Kraftstoffeinspritzventil entlang der Linie II-II. Beschreibung der AusführungsbeispieleFigure 2 shows a cross section through the fuel injector along the line II-II. Description of the embodiments
In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil gezeigt, zusammen mit der schematisch dargestellten Kraftstoffhochdruckversorgung. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Gehäuse 12 auf, das einen Ventilhaltekörper 15, einen Ventilkörper 32 und einen Steuerventilkörper 21 umfaßt. Dem Brennraum zugewandt ist der Ventilkörper 32 in der Brennkraftmaschine angeordnet, an den sich dem Brennraum abgewandt der Ventilhaltekörper 15 anschließt. Hierbei werden Ventilkörper 32 und Ventilhaltekörper 15 durch eine der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellten Spannmutter gegeneinander verspannt. Brennraumabgewandt zum Ventilhaltekörper 15 ist der Steuerventilkörper 21 angeordnet, wobei beide Körper an den einander zugewandten Stirnflächen aneinander anliegen. Der Steuerventilkörper 21 wird hierbei durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung gegen den Ventilhaltekörper 15 verspannt, so daß eine dichtende Verbindung der in beiden Körpern verlaufenden Kraftstoffkanäle möglich ist.FIG. 1 shows a longitudinal section through a fuel injection valve according to the invention, together with the schematically illustrated high-pressure fuel supply. The fuel injection valve has a housing 12 which comprises a valve holding body 15, a valve body 32 and a control valve body 21. Facing the combustion chamber, the valve body 32 is arranged in the internal combustion engine, to which the valve holding body 15 is connected, facing away from the combustion chamber. In this case, valve body 32 and valve holding body 15 are braced against one another by a clamping nut (not shown in the drawing). The control valve body 21 is arranged facing away from the combustion chamber towards the valve holding body 15, both bodies abutting one another on the facing end faces. The control valve body 21 is in this case braced against the valve holding body 15 by a device, not shown in the drawing, so that a sealing connection of the fuel passages running in both bodies is possible.
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 aus- gebildet, 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 am Steuerventilkörper 21 ausgebildeten Hochdruckanschluß 8 verbunden. Der Hochdruckanschluß 8 ist dabei über eine Hochdruckleitung 7 mit einem Hochdrucksammeiraum 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.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. At the level of the 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. With its end 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. For this purpose, a valve sealing surface 40 is provided on the combustion chamber end of the valve member 35. formed 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 formed on the control valve body 21 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 collection chamber 5, in which fuel is present at a predetermined high pressure, the fuel being supplied to the high-pressure collection chamber 5 from a fuel tank 1 via a high-pressure pump 2 and a fuel line 4.
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 einen als Zulaufdrossel 19 ausgebildeten Kanal mit dem Zulaufkanal 14 verbunden und über eine Ablaufdrossel 17 mit einem im Ventilkörper 15 ausgebildeten Leckölraum 23, der mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Leckölsystem verbunden ist und dadurch ständig einen niedrigen Druck aufweist . Im Leckölraum 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 Leckölraum 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 Leckölraum 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. Der Magnetanker 22 bildet somit zusammen mit der Ablaufdrossel 17 ein Steuerventil 16.A spring chamber 28, in which a helical compression spring 30 is arranged, is formed in the valve holding body 15, facing away from the combustion chamber 35. 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. Coaxial to the bore 34 and facing away from the combustion chamber to the spring chamber 28, 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 to the inlet channel 14 via a channel designed as an inlet throttle 19 and via an outlet throttle 17 to a leak oil chamber 23 formed in the valve body 15, which is connected to a leak oil system (not shown in the drawing) and is therefore constantly at a low pressure. A magnet armature 22 is arranged in the leakage 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. In addition, an electromagnet 24 is arranged in the leak oil chamber 23, which, when suitably energized, has an attractive force against the force the closing spring 31 exerts on the magnet armature 22 and moves it away from the control chamber 20, whereby the control chamber 20 is connected to the leakage oil 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 flow restrictor 17 with the sealing ball 29. The magnet armature 22 thus forms a control valve 16 together with the flow restrictor 17.
Im Ventilhaltekörper 15 ist ein Dämpfungsraum 46 ausgebildet, der als Sackbohrung ausgeführt ist und dessen offenes Ende an der dem Steuerventilkörper 21 zugewandten Stirnfläche des Ventilhaltekörpers 15 angeordnet ist. Die den Dämpfungsraum 46 bildende Sackbohrung verläuft hierbei parallel zur Kolbenbohrung 27 und ist über eine an der Stirnfläche des Ventilhaltekörpers 15 verlaufende Nut, die eine bogenförmige Verbindung 42 bildet, mit dem Zulaufkanal 14 verbunden. In Figur 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II der Figur 1 dargestellt, so daß der Verlauf der Verbindung 42 deutlich wird. Nahe der dem Steuerventilkörper 21 zugewandten Stirnfläche des Ventilhaltekörpers 15 ist die Drossel 44 angeordnet, vorzugsweise durch eine Querschnittsverringerung der den Dämpfungsraum 46 bildenden Sackbohrung. Herrscht eine Druckdifferenz zwischen Zulaufkanal 14 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.In the valve holding body 15, 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 control valve body 21. The blind bore forming the damping chamber 46 runs parallel to the piston bore 27 and is connected to the inlet channel 14 via a groove running on the end face of the valve holding body 15, which forms an arcuate connection 42. FIG. 2 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1, so that the course of the connection 42 becomes clear. The throttle 44 is arranged near the end face of the valve holding body 15 facing the control valve body 21, preferably by reducing the cross section of the blind bore forming the damping space 46. If there is a pressure difference between the inlet channel 14 and the damping chamber 46, fuel can flow from one to the other chamber via the connection 42 and the throttle 44 and thus lead to pressure equalization.
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 Hochdrucksammeiraum 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, bewegt durch die Kraft der 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 des Ventilglieds 35, des Magnetankers 22 und dem schnellen Schließen der Ablaufdrossel 17 kommt es zu Druckschwingungen im Steuerraum 20, die sich bis in den Zulaufkanal 14 auswirken. Darüber hinaus wird durch den Schließvorgang der Kraftstoff, der im Druckraum 37 während der Einspritzung in Richtung der Einspritzöffnungen 39 fließt, abrupt abgebremst, so daß die Bewegungsenergie des Kraftstoffs in Kompressionsarbeit umgewandelt wird. Dadurch entsteht eine Druckwelle, die sich im Druckraum 37 und im Zulaufkanal 14 ausbreitet. Die so verursachten Druckänderungen im Zulaufkanal 14 führen zu einer Druckdifferenz zwischen Zulaufkanal 14 und Dämpfungsraum 46, wo zumindest näherungsweise noch der Druck herrscht, der vor Beginn der Einspritzung auch im Zulaufkanal 14 vorhanden war. Durch diese Druckdifferenz fließt etwas Kraftstoff aus dem Zulaufkanal 14 durch die Verbindung 42 und die Drossel 44 in den Dämpfungsraum 46 und von dort gemäß dem Druckunterschied zwischen Dämpfungsraum 46 und Zulaufkanal 14 wieder zurück in den Zulaufkanal 14. Beim Passieren der Drossel 44 muß Reibungsarbeit verrichtet werden, die diese Druckschwingungen rasch abdämpfen, so daß bereits nach kurzer Zeit im Zulaufkanal 14 wieder ein statisches Druckniveau erreicht wird. Für die nachfolgende Einspritzung liegt somit ein definierter Druckzustand im Zulaufkanal 14 und damit auch im Steuerraum 20 vor, der ein entsprechend genaues und präzises Schalten des Drucks im Steuerraum 20 ermöglicht.The fuel injector works as follows: By connecting the pressure chamber 37 to the high-pressure collecting chamber 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 collecting chamber 5. If an injection is to take place, the electromagnet 24 is actuated and the magnet armature 22 gives in the above described the flow restrictor 17 free. 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. To end the injection, the energization of the electromagnet 24 is changed accordingly and the magnet armature 22 closes, moved by the force of the closing spring 31, the outlet throttle 17 with the sealing ball 29 again. The fuel flowing in through the inlet throttle 19 builds up again in the control chamber 20 High fuel pressure, as it also exists 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 of the valve member 35, the magnet armature 22 and the rapid closing of the outlet throttle 17 lead to pressure vibrations in the control chamber 20, which have an effect as far as the inlet channel 14. In addition, the fuel, which flows in the pressure chamber 37 during the injection in the direction of the injection openings 39, is braked abruptly by the closing operation, so that the kinetic energy of the fuel is converted into compression work. This creates a pressure wave that propagates in the pressure chamber 37 and in the inlet channel 14. The pressure changes in the inlet channel 14 caused in this way lead to a pressure difference between the inlet channel 14 and the damping chamber 46, where at least approximately the pressure prevails which was also present in the inlet channel 14 before the start of injection. Due to this pressure difference, some fuel flows from the inlet channel 14 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 inlet channel 14 back into the inlet channel 14 Friction work are done that dampen these pressure vibrations quickly, so that after a short time in the inlet channel 14, a static pressure level is reached again. For the subsequent injection, there is therefore a defined pressure state in the inlet channel 14 and thus also in the control chamber 20, which enables a correspondingly precise and precise switching of the pressure in the control chamber 20.
Alternativ zu dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann es auch vorgesehen sein, den Dämpfungsraum 46 nicht als Sackbohrung auszubilden, sondern als einen Hohlraum im Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils, der nahezu jede beliebige Form annehmen kann. So können die räumlichen Möglichkeiten des Kraftstoffeinspritzventils optimal genutzt werden, ohne daß an den bestehenden funktionellen Komponenten bauliche Änderungen vorgenommen werden müssen. Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, mehr als eine Drossel 44 in der Verbindung des Zulaufkanals zum Dämpfungsraum 46 anzuordnen. Hierdurch kann ein optimales Dämpfungsverhalten der Drossel 44 erzielt werden. As an alternative to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, it can also be provided that the damping space 46 is not designed as a blind bore, but rather as a cavity in the housing of the fuel injection valve, which can take on almost any 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. In addition, it can be provided to arrange more than one throttle 44 in the connection of the inlet channel to the damping space 46. In this way, an optimal damping behavior of the throttle 44 can be achieved.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Gehäuse (12) , in dem in einer Bohrung (34) ein kolbenförmiges Ventilglied (35) längsverschiebbar angeordnet ist, das durch eine Längsbewegung in einer Öffnungsrichtung mit seinem brennraumseitigen Ende wenigstens eine Einspritzöffnung (39) mit einem im Gehäuse (12) ausgebildeten Druckraum (37) verbindet, und mit einem im Gehäuse1.Fuel injection valve for internal combustion engines with a housing (12) in which a piston-shaped valve member (35) is arranged so as to be longitudinally displaceable in a bore (34), which has at least one injection opening (39) with an in Housing (12) formed pressure chamber (37) connects, and with one in the housing
(12) ausgebildeten Zulaufkanal (14), der in den Druckraum (37) mündet und über den der Druckraum (37) mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist, und mit einem im Gehäuse (12) ausgebildeten und mit Kraftstoff gefüllten Steuerraum (20) , wobei der Druck im Steuerraum (20) zumindest mittelbar eine in Schließrichtung wirkende Kraft auf das Ventilglied (35) ausübt und der Steuerraum (20) mit dem Zulaufkanal (14) verbunden ist, und einem in Gehäuse (12) angeordneten Steuerventil (16), über das der Steuerraum (20) mit einem Leckölraum (23) verbindbar ist, in welchem ein deutlich niedrigerer Druck herrscht als im Zulaufkanal (14), dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (12) ein Dämpfungsraum (46) ausgebildet ist, der über wenigstens eine Drossel (44) mit dem Zulaufkanal (14) verbunden ist.(12) formed inlet channel (14) which opens into the pressure chamber (37) and via which the pressure chamber (37) can be filled with fuel under high pressure, and with a control chamber (20) formed in the housing (12) and filled with fuel , The pressure in the control chamber (20) at least indirectly exerting a force acting in the closing direction on the valve member (35) and the control chamber (20) being connected to the inlet channel (14), and a control valve (16) arranged in the housing (12) , via which the control chamber (20) can be connected to a leakage oil chamber (23) in which there is a significantly lower pressure than in the inlet channel (14), characterized in that a damping chamber (46) is formed in the housing (12), which via at least one throttle (44) is connected to the inlet channel (14).
2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Steuerraums (20) mit dem Zulaufkanal (14) ein im Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils ausgebildeter Kanal (19) ist. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsraum (46) mit dem Zulaufkanal (14) zumindest näherungsweise an der Stelle verbunden ist, an der auch der vom Steuerraum (20) kommende Kanal (19) in den Zulaufkanal (14) mündet. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsraum (46) eine im Gehäuse (12) ausgebildete Sackbohrung ist.2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the connection of the control chamber (20) with the inlet channel (14) is a channel (19) formed in the housing of the fuel injection valve. Fuel injection valve according to Claim 2, characterized in that the damping chamber (46) is connected to the inlet duct (14) at least approximately at the point at which the duct (19) coming from the control chamber (20) also opens into the inlet duct (14). Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the damping space (46) is a blind bore formed in the housing (12).
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufkanal (14) mit dem Dämpfungs- raum (46) über mehr als eine Drossel (44) verbunden ist. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (37) ständig mit einem Hochdrucksammelräum (5) verbunden ist, wobei im Hoch- drucksammelraum (5) stets ein vorgegebener hoher Kraftstoffdruck aufrecht erhalten wird. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the inlet channel (14) is connected to the damping chamber (46) via more than one throttle (44). Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the pressure chamber (37) is constantly connected to a high-pressure collecting chamber (5), a predetermined high fuel pressure being always maintained in the high-pressure collecting chamber (5).
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