EP1520100B1 - Device for attenuating the stroke of the needle in pressure-controlled fuel injectors - Google Patents

Device for attenuating the stroke of the needle in pressure-controlled fuel injectors Download PDF

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EP1520100B1
EP1520100B1 EP03720255A EP03720255A EP1520100B1 EP 1520100 B1 EP1520100 B1 EP 1520100B1 EP 03720255 A EP03720255 A EP 03720255A EP 03720255 A EP03720255 A EP 03720255A EP 1520100 B1 EP1520100 B1 EP 1520100B1
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EP
European Patent Office
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space
pressure
valve member
injection valve
injecting fuel
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EP03720255A
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German (de)
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EP1520100A1 (en
Inventor
Hans-Christoph Magel
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/025—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive hydraulic, e.g. with pressure amplification
    • F02M57/026—Construction details of pressure amplifiers, e.g. fuel passages or check valves arranged in the intensifier piston or head, particular diameter relationships, stop members, arrangement of ports or conduits
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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
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205—Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
    • 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
    • F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F02M2200/304—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means

Definitions

  • both pressure-controlled and stroke-controlled injection systems can be used.
  • fuel injection systems come next pump-injector units, pump-line-nozzle units and storage injection systems are used.
  • Storage injection systems (common rail) advantageously make it possible to adapt the injection pressure to the load and speed of the internal combustion engine. In order to achieve high specific performance and to reduce the emissions of the internal combustion engine, the highest possible injection pressure is generally required.
  • EP 0 562 046 B1 discloses a control and valve arrangement with damping for an electronically controlled injection unit.
  • the actuation and valve assembly for a hydraulic unit comprises an electrically energizable electromagnet having a fixed stator and a movable armature.
  • the anchor has a first and a second surface.
  • the first and second surfaces of the armature define first and second cavities, with the first surface of the armature facing the stator.
  • the valve is capable of delivering a hydraulic actuating fluid to the injector from a sump.
  • a damping fluid can be collected there with respect to one of the cavities of the Elektromagnetanordaung or be discharged from there again.
  • DE 10218635 relates to a fuel injection device. This is used on an internal combustion engine.
  • the combustion chambers of the internal combustion engine are supplied with fuel via fuel injectors.
  • the fuel injectors are acted upon by a high pressure source;
  • the fuel injection device according to DE 10218635 comprises a pressure booster which has a movable pressure booster piston which separates a space which can be connected to the high-pressure source from a high-pressure space connected to the fuel injector.
  • the fuel pressure in the high pressure chamber can be varied by filling a back space of the pressure booster with fuel or by emptying this back space of fuel.
  • the fuel injector comprises a movable closing piston for opening or closing the injection openings facing the combustion chamber.
  • the closing piston protrudes into a closing pressure chamber, so that it can be acted upon by fuel pressure. As a result, a force acting on the closing piston in the closing direction is generated.
  • the closing pressure chamber and another space are formed by a common working space, wherein all portions of the working space are permanently interconnected to exchange fuel.
  • US 5803370 discloses injection valves with a damping element with an overflow channel.
  • EP 135872 describes an injection nozzle with a damping element whose overflow channel opens into the pressure chamber.
  • an injection valve member such as e.g. dampen a nozzle needle
  • Opening at a reduced opening speed of an injection valve member greatly improves the small-capacity capability of a fuel injector. If short injection distances can be achieved, very small quantities can also be produced in the context of multiple pilot injections into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • a quick closure of the injection valve member has a favorable influence on the emission values of a self-igniting internal combustion engine, since in an advanced stage of the combustion no more fuel gets into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the fuel in the combustion chamber can be completely converted; Inadmissibly high HC values are suppressed as well as soot formation by a rapid closing of the injection valve member.
  • a quick needle closure also favors one flat course of the quantitative characteristics of the fuel to be injected into the combustion chamber during balistic operation of the injection valve member, ie during the lifting movement between its upper stop and its combustion chamber side seat.
  • a flat course of the set characteristic also increases the Zuticiansgenaumaschine of the fuel to be introduced into the combustion chamber considerably, since deviations in terms Actuation of the injection valve member do not have a strong change in the amount of fuel to be injected.
  • deviations with regard to the activation of the injection valve member in the case of steeply flowing quantity characteristics lead to these deviations being accompanied by a sharp increase in the quantity of fuel injected into the combustion chamber of a self-igniting internal combustion engine.
  • the formation of the proposed device for damping an injection valve member with a further filling path is advantageous.
  • the device proposed according to the invention is used on a pressure-intensified fuel injector, the result is an injection system with a high injection pressure, a good hydraulic efficiency and a greatly improved minimum quantity capability.
  • the proposed device for the stroke damping of an injection valve member is further to other pressure-controlled injection systems, such. Can be used on pump-nozzle units, pump-line-nozzle units and distributor injection pumps as well as on common-rail systems with fuel injectors without pressure booster.
  • FIG. 1 shows a device for the stroke damping of an injection valve member with a damping element, which comprises a filling path for a hydraulic damping chamber.
  • the description of the device for damping the stroke movement of an injection valve member is based on a fuel injector with pressure booster.
  • the device for damping the lifting movement in particular with regard to a reduction of its opening speed, can also be applied to other fuel injection systems such as pump-nozzle systems and to pump-line-nozzle systems, Distributor injection pumps as well as on Hoch horrpricherein injection systems (common rail) use injection systems whose fuel injector include no pressure booster.
  • the pressure-translated fuel injector 1 illustrated in FIG. 1 is supplied with high-pressure fuel via a high-pressure reservoir 2 (common rail), which is shown only schematically here.
  • a supply line 9 extends to a pressure booster 5, which is integrated into the fuel injector 1 according to the embodiment shown in Figure 1 variant.
  • the pressure booster 5 is enclosed by an injector body 3 of the fuel injector 1.
  • the fuel injector 1 further comprises a metering valve 6, which is formed in the embodiment variant of the Kraflstoffinjektors shown in Figure 1 as a 3/2-way valve. Instead of a 3/2-way valve shown here schematically, a 2/2-way valve can also be used.
  • the metering valve 6 can be designed both as a solenoid valve and actuated by a piezoelectric actuator. In addition, the metering valve 6 can also be designed as a servo valve or as a direct-switching valve.
  • a nozzle body 4 is formed, which receives an injection valve member 34, via which the fuel under high pressure is injected into the combustion chamber 7 of a self-igniting internal combustion engine.
  • the injection valve member 34 may be formed as a one-piece or as a multi-part configured nozzle needle. From the metering valve 6, a low-pressure side return, denoted by reference numeral 8, extends to a fuel reservoir (not shown in FIG. 1), such as the fuel tank of a motor vehicle.
  • the via the supply line 9, in which a pressure pulsations damping throttle body 42 may be integrated, via the high-pressure accumulator 2 (common rail) acted upon pressure booster 5 comprises a working space 10, in which the supply line 9 opens
  • the pressure booster 5 further comprises a control chamber 11. Der Working space 10 and the control chamber 11 of the pressure booster 5 are separated by a piston unit 12.
  • the piston unit 12 comprises a first partial piston 13 and a second partial piston 14.
  • the lower end side 14.1 of the second partial piston 14 acts on a compression space 15 of the pressure booster 5.
  • a return spring element 17 is accommodated.
  • the piston unit 12 of the pressure booster 5 can be designed both as a one-piece component and - as shown in Figure 1 - as a multi-part component.
  • the diameter of the first part piston 13 is designed in a larger diameter than the diameter of the second part piston 14, whose lower end face 14.1 limits the compression space 15 of the pressure booster 5.
  • a supply line 19 extends to the metering valve 6, which is in the open position shown in Figure 1, so that from the working space 10 via the supply line 19 to the metering valve 6 and a control line 20 fuel in the control chamber 11 of the pressure booster 5 flows.
  • the pressure chamber 15 of the pressure booster 5 which can be pressurized via the second partial piston 14 communicates with a nozzle chamber 22 formed in the nozzle body 4 of the fuel injector 1 via a connecting line 21.
  • the nozzle chamber 22 surrounds the injection valve member 34, which is preferably designed as a nozzle needle, in the region of a pressure shoulder 37 formed on the outer circumference of the injection valve member 34. From the nozzle chamber 22, an annular gap 38 extends in the direction of the tip 39 of the injection valve member. Along this annular gap 38, the under very high pressure fuel flows at the nozzle chamber 22 to the combustion chamber side seat 40 of the injection valve member 34.
  • injection openings 39 are formed in the combustion chamber 7 of a self-igniting internal combustion engine.
  • the injection openings 39 are preferably designed as concentric hole circles, so that a fine atomization of the introduced into the combustion chamber 7 fuel is ensured.
  • a further hydraulic chamber 23 is assigned.
  • the further hydraulic chamber 23 accommodates both a first spring element 32 and a second spring element 33.
  • the identified by reference numeral 33 second spring element acts on an end face 35 of the injection valve member.
  • the second spring element 33 is supported on the upper side of the further hydraulic space 23 within the nozzle body 4 of the fuel injector 1.
  • a damping element 29 is accommodated, which can be formed, for example, in the form of a piston.
  • the damping element 29 defines with its end face 35 of the injection valve member 34 facing away from a damping chamber 28.
  • the damping element 29 is independent of the stroke of the injection valve member 34 to this movable.
  • the damping element 29 comprises on its end facing away from the damping chamber 28, an annular surface 31.
  • the first spring element 32 is supported, which with its opposite end, analogous to the second spring element 33, on the ceiling of further hydraulic space 23 within the nozzle body 4 is supported.
  • the damping element 29 and the end face 35 rest against each other in the further hydraulic space 23 along a parting line 36.
  • the surfaces forming the parting line 36 ie the underside of the annular surface 31 and the end face 35 in the upper region of the injection valve member 34, are designed as plane surfaces.
  • a Befiillpfad 26 From the further hydraulic chamber 23 extends a Befiillpfad 26, in which a check valve 27 is arranged to the compression chamber 15 of the pressure booster 5, which can be filled by the Behellpfad 26 with fuel.
  • the additional hydraulic space 23 is connected via an overflow line 24 to the control chamber 11 of the pressure booster 5.
  • the metering valve 6 is not activated and there is no injection at the combustion chamber end of the injection valve member 34 into the combustion chamber 7 of the self-igniting internal combustion engine.
  • the pressure prevailing in the interior of the high-pressure storage chamber 2 (common rail) is present via the supply line 9 in the working space 10 of the pressure booster 5.
  • the pressure prevailing in the working chamber 10 via the supply line 19 to the metering valve 6 and via this via control line 20 in the control chamber 11 of the pressure booster 5.
  • the rail pressure Via the Beflfllpfad 26 of the therein recorded check valve 27 is the rail pressure, i.
  • the metering of the fuel is carried out by a discharge of the control chamber 11 of the pressure booster 5 via an activation, i. a control of the example designed as a 3/2-way valve metering valve 6.
  • the control chamber 11 is by an activation of the metering valve 6 in its closed position of the system pressure supply, i. separated from the high-pressure accumulator 2 and from the supply line 19 to the metering valve 6 and connected to the low-pressure side return 8.
  • the pressure in the control chamber 11, which is also referred to as the back space decreases, whereby the pressure booster 5 is activated and the pressure in the compression chamber 15 and thus due to the connecting line 21 in the pressure chamber 22 increases.
  • the injection valve member 34 opens pressure controlled and are the injection ports 39 at the combustion chamber side tip 39 of the injection valve member 34 free.
  • its end face 35 which bears against the annular surface 31 of the damping element 29 along the butt joint 36, pushes it upward, so that its front side facing away from the end face 35 of the injection valve member 34 enters the damping chamber 28.
  • the Kraflstoflkolumen contained in the damping chamber 28 flows through the overflow passage 30 containing a throttle point in the other hydraulic space 23, Due to this displacement is a counteracting too fast opening of the injection valve member 34 counteracting damping force. This results in a delay in the opening speed of the injection valve member 34.
  • the needle opening speed can be on the interpretation, ie vary the flow cross-section of the throttle point contained in the overflow 30.
  • the fuel in the compression chamber 15 of the pressure booster is compressed.
  • the compressed in the compression chamber 15 by retracting the second piston part 14 with its end face 14.1 in the compression chamber 15 fuel flows via the connecting line 21 into the pressure chamber 22 in the injector body 4 and from this the annular gap 38 along toward the open injection ports 39 and atomized into the combustion chamber 7 of the self-igniting internal combustion engine.
  • control chamber 11 of the pressure booster 5 is again separated from the low-pressure side return 8 and connected to the supply line 19 to the metering valve 6 on renewed activation of the metering valve 6 in its switching position shown in Figure 1, whereby the control chamber 11 of the pressure booster 5 again with the in the high-pressure reservoir 2 (common rail) prevailing pressure level is applied.
  • the pressure level prevailing in the interior of the high-pressure reservoir 2 builds up both in the control chamber 11 and in the further hydraulic chamber 23.
  • the retracted with its end face 14.1 in the compression chamber 15 of the pressure booster 5 second piston 14 is durckausge réelle due to the pressurization of the control chamber 11, whereby the pressure in the compression chamber 15 and thus in the pressure chamber 22 decreases.
  • the injection valve member 34 Since in the other hydraulic space 23, due to the connection of the control chamber 11 with the other hydraulic chamber 23 via the overflow 24, also the pressure prevailing in the interior of the high-pressure accumulator 2 pressure level is present, the injection valve member 34 is now hydraulically balanced and is characterized by the further hydraulic Room 23 arranged, the end face 35 of the injection valve member 34 acting spring closed and pressed into the combustion chamber side seat 40. As a result, the injection of fuel via the injection openings 39 into the combustion chamber 7 of the internal combustion engine is terminated. With a suitable hydraulic design, the spring acting on the face 35 of the injection valve member 34, i. The second spring element 33 may also be dispensed with, since then during the closing of the injection valve member 34, i. during its retraction into the combustion chamber side seat 40, a hydraulic closing force can be generated.
  • the injection valve member 35 can when retracting into the combustion chamber-side seat 40, ie when closing on the parting line 36 of the annular surface 31 of the damping element 29 separate. Thereby, a fast and muted closing of the injection valve member 34 is ensured in its the injection ports 39 to the combustion chamber 7 closing position.
  • a throttle body 25 To reduce the closing speed of the injection valve member 35th can be provided in the overflow 24 between the control chamber 11 of the pressure booster and the other hydraulic space 23, a throttle body 25.
  • the piston unit 12 of the pressure booster is returned by the return spring 17 to its original position, with a filling of the compression chamber 15 via the other hydraulic space 23 by means of the already mentioned Be Shellpfades 26 can be carried out with integrated check valve 27.
  • the preferably designed as a damping piston damping element 29 is returned by the annular surface 31 acting on first spring element 32 in its initial position, wherein a refilling of the damping chamber 28 via the overflow channel 30 with throttle point from the other hydraulic chamber 23 takes place.
  • Figure 2 shows an embodiment according to the invention of a device for stroke damping of an injection valve member with two provided in the hydraulic damping element Befiillpfaden.
  • FIG. 2 differs from the embodiment variant shown in FIG. 1 in that the damping chamber 28 in the injector of the nozzle body 4 can be filled via a further, larger-dimensioned filling channel 45.
  • the damping element 29 on its end face 35 of the injection valve member 34 comprises a sealing surface 43.
  • the sealing surface 43 can be provided with a convex contour 44 as shown in FIG.
  • the that Damping element 29 according to Figure 2 passing through flow channel 45 opens on the one hand on the end face, which limits the damping chamber 28 and the other part on the sealing surface 43 with a spherical contour 44 below the annular surface 31.
  • the damping element 29 coaxial with its line of symmetry passing overflow 45 includes a first channel section 45.1 and a second channel section 45.2.
  • the first channel section 45.1 is in a reduced diameter compared to the second further channel section 45.2 formed, whereby the first channel section 45.1 may have a throttle function. This bouncing of the damping element (29) can be prevented.
  • damping element 29 shown in Figure 2 Analogously to damping element 29 shown in Figure 1, the damping element shown in Figure 2 is acted upon by a first spring element 32, which is supported on the ceiling of the other hydraulic space 23 in the nozzle body 4 on the one hand and on the inside of the annular surface 31 on the damping element 29 on the other.
  • the injection valve member 34 When opening the injection valve member 34 by a pressure build-up in the pressure chamber 22, caused by inflow of fuel from the compression chamber 15 via the connecting line 21 into the pressure chamber 22 and acting on the pressure shoulder 37 of the injection valve member 34 compressive force, the injection valve member 34 moves in the opening direction in the other hydraulic space 23 a.
  • the sealing surface 43 is closed at the bottom of the annular surface 31.
  • the flow channel 45.1 is closed in the interior of the damping element 29.
  • the displaced from the damping chamber 28 fuel can flow only through the second channel section 45.2 and a wall 47 of the damping element 29 passing through overflow with throttle body 30 in the other hydraulic chamber 23. In this way, the opening speed of the injection valve member 34 is limited and depends on the configuration of the orifice, i.
  • the overflow 24 may be connected instead of the control chamber 11 of the pressure booster 5 with its working space 10. Furthermore, filling of the compression space 15 of the pressure booster via the filling path 26 instead of space 23 can also be realized from the control space 11 or the working space 10 of the pressure booster 5.
  • the representation and description of the device proposed according to the invention for damping the opening speed of an injection valve member 34, which is preferably configured as a nozzle needle, has been described above with reference to a pressure-intensified fuel injector 1 with pressure converter 5.
  • the inventively proposed device with two differently configured Be Glallpfaden 30 and 45 can also be used on other pressure-controlled fuel injection components such as pump-nozzle units and distributor injection systems.
  • the inventively proposed solution for damping the opening speed of an injection valve member 34 while maintaining its faster closing speed in a combustion chamber side seat 40 can also be used on such fuel injectors 1 of storage injection systems that are designed without pressure booster 5.

Description

Technisches GebietTechnical area

Zur Versorgung von Brennräumen selbstzündender Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoff können sowohl druckgesteuerte als auch hubgesteuerte Einspritzsysteme eingesetzt werden. Als Kraftstoffeinspritzsysteme kommen neben Pumpe-Düse-Einheiten, Pumpe-Leitung-Düse-Einheiten auch Speichereinspritzsysteme zum Einsatz. Speichereinspritzsysteme (Common-Rail) ermöglichen in vorteilhafter Weise, den Einspritzdruck an Last- und Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Zur Erzielung hoher spezifischer Leistungen und zur Reduktion der Emissionen der Verbrennungskraftmaschine ist generell ein möglichst hoher Einspritzdruck erforderlich.To supply combustion chambers of self-igniting internal combustion engines with fuel, both pressure-controlled and stroke-controlled injection systems can be used. As fuel injection systems come next pump-injector units, pump-line-nozzle units and storage injection systems are used. Storage injection systems (common rail) advantageously make it possible to adapt the injection pressure to the load and speed of the internal combustion engine. In order to achieve high specific performance and to reduce the emissions of the internal combustion engine, the highest possible injection pressure is generally required.

Stand der TechnikState of the art

Aus Gründen der Festigkeit ist das erreichbare Druckniveau bei heute eingesetzten Speichereinspritzsystemen z.Zt. auf etwa 1.600 bar begrenzt. Zur weiteren Drucksteigerung an Speichereinspritzsystemen kommen an Common-Rail-Systemen Druckverstärker zum Einsatz.For reasons of strength, the achievable pressure level in currently used storage injection systems z.Zt. limited to about 1,600 bar. To further increase the pressure on accumulator injection systems, common rail systems use pressure intensifiers.

EP 0 562 046 BI offenbart eine Betätigungs- und Ventilanordnung mit Bedämpfung für eine elektronisch gesteuerte Einspritzeinheit. Die Betätigungs- und Ventilanordnung für eine hydraulische Einheit weist einen elektrisch erregbaren Elektromagneten mit einem festen Stator und einem bewegbaren Anker auf. Der Anker weist eine erste und eine zweite Oberfläche auf. Die erste und die zweite Oberfläche des Ankers definieren einen ersten und einen zweiten Hohlraum, wobei die erste Oberfläche des Ankers dem Stator zuweist. Es ist ein Ventil vorgesehen, welches mit dem Anker verbunden ist. Das Ventil ist in der Lage, aus einem Sumpf ein hydraulisches Betätigungsfluid an die Einspritzvorrichtung zu leiten. Ein Dämpfungsfluid kann in bezug auf einen der Hohlräume der Elektromagnetanordaung dort gesammelt werden bzw. von dort auch wieder abgelassen werden. Mittels eines in eine Zentralbohrung hineinragenden Bereiches eines Ventiles kann die Strömungsverbindung des Dämpfungsfluides proportional zu dessen Viskosität selektiv freigegeben bzw. verschlossen werden.EP 0 562 046 B1 discloses a control and valve arrangement with damping for an electronically controlled injection unit. The actuation and valve assembly for a hydraulic unit comprises an electrically energizable electromagnet having a fixed stator and a movable armature. The anchor has a first and a second surface. The first and second surfaces of the armature define first and second cavities, with the first surface of the armature facing the stator. It is provided a valve which is connected to the armature. The valve is capable of delivering a hydraulic actuating fluid to the injector from a sump. A damping fluid can be collected there with respect to one of the cavities of the Elektromagnetanordaung or be discharged from there again. By means of a projecting into a central bore portion of a valve, the flow connection the damping fluid is selectively released or closed in proportion to its viscosity.

DE 10218635 bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Diese wird an einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt. Die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine werden über Kraftstoffnjektoren mit Kraftstoff versorgt. Die Kraftstoffinjektoren werden über eine Hochdruckquelle beaufschlagt; ferner umfasst die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß DE 10218635 einen Druckübersetzer, der einen beweglichen Druckübersetzerkolben aufweist, welcher einen an die Hochdruckquelle anschliessbaren Raum von einem mit dem Kraftstoffinjektor verbundenen Hochdruckraum trennt. Der Kraftstoffdruck im Hochdruckraum lässt sich durch Befüllen eines Rückraumes des Druckübersetzers mit Kraftstoff bzw. durch Entleerung dieses Rückraumes von Kraftstoff variieren.DE 10218635 relates to a fuel injection device. This is used on an internal combustion engine. The combustion chambers of the internal combustion engine are supplied with fuel via fuel injectors. The fuel injectors are acted upon by a high pressure source; Furthermore, the fuel injection device according to DE 10218635 comprises a pressure booster which has a movable pressure booster piston which separates a space which can be connected to the high-pressure source from a high-pressure space connected to the fuel injector. The fuel pressure in the high pressure chamber can be varied by filling a back space of the pressure booster with fuel or by emptying this back space of fuel.

Der Kraftstoffinjektor umfasst einen beweglichen Schliesskolben zum Öffnen bzw. Verschliessen der dem Brennraum zuweisenden Einspritzöffnungen. Der Schliesskolben ragt in einen Schliessdruckraum hinein, so dass dieser mit Kraftstoffdruck beaufschlagbar ist. Dadurch wird eine den Schliesskolben in Schliessrichtung beaufschlagende Kraft erzeugt. Der Schliessdruckraum und ein weiterer Raum werden durch einen gemeinsamen Arbeitsraum gebildet, wobei sämtliche Teilbereiche des Arbeitsraumes permanent zum Austausch von Kraftstoff miteinander verbunden sind.The fuel injector comprises a movable closing piston for opening or closing the injection openings facing the combustion chamber. The closing piston protrudes into a closing pressure chamber, so that it can be acted upon by fuel pressure. As a result, a force acting on the closing piston in the closing direction is generated. The closing pressure chamber and another space are formed by a common working space, wherein all portions of the working space are permanently interconnected to exchange fuel.

Mit dieser Lösung kann durch Ansteuerung des Druckübersetzers über dessen Rückraum erreicht werden, dass die Ansteuerverluste im Kraftstoffhochdrucksystem im Vergleich zu einer Ansteuerung über einen zeitweise mit der Kraftstofthochdruckquelle verbundenen Arbeitsraum kleingehalten werden können. Ferner wird der Hochdruckraum nur bis auf das Druckniveau des Hochdruckspeicherraumes entlastet und nicht bis auf Leckargedruckniveau. Dies verbessert einerseits den hydraulischen Wirkungsgrad, andererseits kann ein schnellerer Druckaufbau bis auf das Systemdruckniveau erfolgen, so dass die zwischen den Einspritzphasen liegenden zeitlichen Abstände erheblich verkürzt werden können.With this solution can be achieved by controlling the pressure booster on the rear space that the drive losses in the high-pressure fuel system compared to a control via a temporarily connected to the fuel high-pressure source working space can be kept low. Furthermore, the high-pressure space is relieved only up to the pressure level of the high pressure accumulator and not up to Leckargedruckniveau. On the one hand this improves the hydraulic efficiency, on the other hand, a faster pressure build-up can take place up to the system pressure level, so that the time intervals between the injection phases can be considerably shortened.

Die US 5803370 offenbart Einspritzventile mit einem Dämpfungselement mit einem Überströmkanal.US 5803370 discloses injection valves with a damping element with an overflow channel.

Die EP 135872 beschreibt eine Einspritzdüse mit einem Dämpfungselement dessen Überströmkanal in den Druckraum mündet.EP 135872 describes an injection nozzle with a damping element whose overflow channel opens into the pressure chamber.

Bei druckgesteuerten Common-Rail-Einspritzsystemen mit Druckübersetzer tritt das Problem auf, dass die Stabilität in den Brennraum einzuspritzenden Einspritzmengen, besonders die Darstellung sehr kleiner Voreinspritzmengen, die im Rahmen einer Voreinspritzung erforderlich sind, nicht zuverlässig gewährleistet ist. Dies ist vor allem darauf zurückzufiihren, dass die Düsennadel bei druckgesteuerten Einspritzsystemen sehr schnell öffnet. Daher können sich sehr kleine Streuungen in der Ansteuerdauer des Steuerventiles stark auf die Einspritzmenge auswirken.In pressure-controlled common-rail injection systems with pressure booster the problem arises that the stability in the combustion chamber injected injection quantities, especially the representation of very small pilot injection quantities required in the context of a pilot injection, is not reliably guaranteed. This is mainly due to the fact that the nozzle needle opens very quickly in pressure-controlled injection systems. Therefore, very small variations in the control period of the control valve can strongly affect the injection quantity.

Angesichts weiter steigender Anforderungen an die Emissions- und Geräuschentwicklung selbstzündender Verbrennungskraftmaschinen sind weitere Maßnahmen am Einspritzsystem erforderlich, um die in naher Zukunft zu erwartenden verschärften Grenzwerte zu erfiillen.In view of further increasing demands on the emission and noise development of self-igniting internal combustion engines, further measures on the injection system are required in order to meet the more stringent limit values expected in the near future.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Mit der erfmdungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff lässt sich die Öffnungsgeschwindigkeit eines Einspritzventilgliedes wie z.B. einer Düsennadel dämpfen, ohne das ein schnelles Schliessen des Einspritzventilgliedes beeinträchtigt würde. Ein mit verringerter Öffnungsgeschwindigkeit erfolgendes Öffnen eines Einspritzventilgliedes verbessert die Kleinstmengenfähigkeit eines Kraftstoffinjektors erheblich. Lassen sich kurze Einspritzungsabstände erreichen, können Kleinstmengen auch im Rahmen mehrfacher Voreinspritzungen in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine erfolgen.With the device according to the invention for injecting fuel, the opening speed of an injection valve member such as e.g. dampen a nozzle needle, without the rapid closing of the injection valve member would be affected. Opening at a reduced opening speed of an injection valve member greatly improves the small-capacity capability of a fuel injector. If short injection distances can be achieved, very small quantities can also be produced in the context of multiple pilot injections into the combustion chamber of an internal combustion engine.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung bleibt ohne Rückwirkung hinsichtlich eines schnell ablaufendes Schliessvorganges des Einspritzventilgliedes. Ein schnelles Schliessen des Einspritzventilgliedes beeinflusst die Emissionswerte einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine günstig, da in einem fortgeschrittenen Stadium der Verbrennung kein Kraftstoff mehr in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine gelangt. Der im Brennraum befindliche Kraftstoff kann vollständig umgesetzt werden; unzulässig hohe HC-Werte werden ebenso wie die Rußbildung durch ein schnelles Schliessen des Einspritzventilgliedes unterdrückt. Ein schnelles Nadelschliessen begünstigt ferner einen flachen Verlauf der Mengenkennlinien des in den Brennraum einzuspritzenden Kraftstoffes beim balistischen Betrieb des Einspritzventilgliedes, d.h. während der Hubbewegung zwischen seinem oberen Anschlag und seinem brennraumseitigen Sitz. Ein flacher Verlauf der Mengenkennlinie erhöht ferner die Zumessungsgenauigkeit des in den Brennraum einzubringen Kraftstoffes erheblich, da Abweichungen hinsichtlich der Ansteuerung des Einspritzventilgliedes keine starke Veränderung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge zur Folge haben. Im Gegensatz dazu führen Abweichungen hinsichtlich der Ansteuerung des Einspritzventilgliedes bei steil verlaufenden Mengenkennlinien dazu, dass diese Abweichungen mit einer starken Zunahme der in den Brennraum einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge einhergehen. Dabei ist die Ausbildung der vorgeschlagenen Einrichtung zur Dämpfung eines Einspritzventilgliedes mit einem weiteren Befüllungspfad vorteilhaft. Dies ermöglicht es, dass ein Dämpfungselement sehr schnell in seiner Ausgangsstellung zurückfährt und damit eine Dämpfungswirkung, d.h. eine Verringerung der Öffnungsgeschwindigkeit des Einspritzventilgliedes erreicht wird und so dicht aufeinander folgende Mehrfacheinspritzungen realisiert werden können, z.B. im Rahmen einer doppelten Voreinspritzung.The solution proposed according to the invention remains without reaction with regard to a fast closing process of the injection valve member. A quick closure of the injection valve member has a favorable influence on the emission values of a self-igniting internal combustion engine, since in an advanced stage of the combustion no more fuel gets into the combustion chamber of the internal combustion engine. The fuel in the combustion chamber can be completely converted; Inadmissibly high HC values are suppressed as well as soot formation by a rapid closing of the injection valve member. A quick needle closure also favors one flat course of the quantitative characteristics of the fuel to be injected into the combustion chamber during balistic operation of the injection valve member, ie during the lifting movement between its upper stop and its combustion chamber side seat. A flat course of the set characteristic also increases the Zumessungsgenauigkeit of the fuel to be introduced into the combustion chamber considerably, since deviations in terms Actuation of the injection valve member do not have a strong change in the amount of fuel to be injected. In contrast, deviations with regard to the activation of the injection valve member in the case of steeply flowing quantity characteristics lead to these deviations being accompanied by a sharp increase in the quantity of fuel injected into the combustion chamber of a self-igniting internal combustion engine. In this case, the formation of the proposed device for damping an injection valve member with a further filling path is advantageous. This makes it possible for a damping element to retract very rapidly to its initial position and thus a damping effect, ie a reduction in the opening speed the injection valve member is achieved and so close successive multiple injections can be realized, for example in the context of a double pilot injection.

Wird die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einrichtung an einem druckübersetzten Kraftstoffinjektor eingesetzt, ergibt sich ein Einspritzsystem mit hohem Einspritzdruck, einem guten hydraulischen Wirkungsgrad und einer stark verbesserten Kleinstmengenfähigkeit. Die vorgeschlagene Einrichtung zur Hubdämpfung eines Einspritzventilgliedes ist ferner an weiteren druckgesteuerten Einspritzsystemen, wie z.B. an Pumpe-Düse-Einheiten, Pumpe-Leitung-Düse-Einheiten sowie Verteilereinspritzpumpen als auch an Common-Rail-Systemen mit Kraftstoffinjektoren ohne Druckverstärker einsetzbar.If the device proposed according to the invention is used on a pressure-intensified fuel injector, the result is an injection system with a high injection pressure, a good hydraulic efficiency and a greatly improved minimum quantity capability. The proposed device for the stroke damping of an injection valve member is further to other pressure-controlled injection systems, such. Can be used on pump-nozzle units, pump-line-nozzle units and distributor injection pumps as well as on common-rail systems with fuel injectors without pressure booster.

Zeichnungdrawing

Anhand der Zeichnung wird die erfindungsgemäße Lösung nachfolgend eingehender beschrieben. Es zeigt:

Figur 1
eine Einrichtung zur Hubdämpfung an einem Einspritzventilglied mit einem im Dämpfungselement ausgebildeten Befiillpfad eines Dämpfungsraumes und
Figur 2
eine erfindungsgemäße Ausfiihrungsvariante einer Einrichtung zur Hubdämpfung eines Einspritzventilgliedes mit einem Dämpfungselement, welches zwei Befiillpfade zur Befiillung eines hydraulischen Dämpfungsraumes umfasst.
The solution according to the invention will be described in more detail below with reference to the drawing. It shows:
FIG. 1
a device for stroke damping on an injection valve member with a damping element formed in Befiillpfad a damping chamber and
FIG. 2
An embodiment variant according to the invention of a device for stroke damping of an injection valve member with a damping element, which comprises two Befiillpfade for Befiillung a hydraulic damping chamber.

Ausführungsvariantenvariants

Figur 1 ist eine Einrichtung zur Hubdämpfung eines Einspritzventilgliedes mit einem Dämpfungselement zu entnehmen, welches einen Befiillungspfad für einen hydraulischen Dämpfungsraum umfasst.FIG. 1 shows a device for the stroke damping of an injection valve member with a damping element, which comprises a filling path for a hydraulic damping chamber.

Die Beschreibung der Einrichtung zur Dämpfung der Hubbewegung eines Einspritzventilgliedes erfolgt anhand eines Kraftstoffinjektors mit Druckübersetzer. Die Einrichtung zur Dämpfung der Hubbewegung, insbesondere hinsichtlich einer Verringerung von dessen Öffnungsgeschwindigkeit, lässt sich auch an anderen Kraftstoffeinspritzsystemen wie beispielsweise Pumpe-Düse-Systemen als auch an Pumpe-Leitungs-Düse-Systemen, Verteilereinspritzpumpen sowie auch an Hochdruckspeicherein spritzsystemen (Common-Rail) Einspritzanlagen einsetzen, deren Kraftstoffinjektor keinen Druckübersetzer umfassen.The description of the device for damping the stroke movement of an injection valve member is based on a fuel injector with pressure booster. The device for damping the lifting movement, in particular with regard to a reduction of its opening speed, can also be applied to other fuel injection systems such as pump-nozzle systems and to pump-line-nozzle systems, Distributor injection pumps as well as on Hochdruckpricherein injection systems (common rail) use injection systems whose fuel injector include no pressure booster.

Der in Figur 1 dargestellte druckübersetzte Kraftstoffinjektor 1 wird über einen hier nur schematisch dargestellten Hochdruckspeicherraum 2 (Common-Rail) mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgt. Vom Innenraum des Hochdruckspeicherraumes 2 erstreckt sich eine Zuleitung 9 zu einem Druckübersetzer 5, der in den Kraftstoffnjektor 1 gemäß der in Figur 1 wiedergegebenen Ausführungsvariante integriert ist. Der Druckübersetzer 5 ist von einem Injektorkörper 3 des Kraftstoffinjektors 1 umschlossen. Der Kraftstoffinjektor 1 umfasst ferner ein Zumessventil 6, welches in der in Figur 1 dargestellten Ausführungsvariante des Kraflstoffinjektors als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet ist. Anstelle eines hier schematisch wiedergegebenen 3/2-Wege-Ventiles lässt sich auch ein 2/2-WegeVentil einsetzen. Das Zumessventil 6 kann sowohl als ein Magnetventil ausgebildet sein als auch über einen Piezoaktor betätigt werden. Daneben kann das Zumessventil 6 auch als Servoventil oder als direkt schaltendes Ventil ausgebildet sein. Im unteren Bereich des Kraftstoffinjektors 1, sich an den Injektorkörper 3 anschliessend, ist ein Düsenkörper 4 ausgebildet, welcher ein Einspritzventilglied 34 aufnimmt, über welches der unter hohem Druck stehende Kraftstoff in den Brennraum 7 einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird. Das Einspritzventilglied 34 kann als eine einteilige oder auch als eine mehrteilig konfigurierte Düsennadel ausgebildet sein. Vom Zumessventil 6 aus erstreckt sich ein mit Bezugszeichen 8 bezeichneter niederdruckseitiger Rücklauf zu einem in Figur 1 nicht dargestellten Kraftstoffreservoir, so z.B: dem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges.The pressure-translated fuel injector 1 illustrated in FIG. 1 is supplied with high-pressure fuel via a high-pressure reservoir 2 (common rail), which is shown only schematically here. From the interior of the high pressure accumulator 2, a supply line 9 extends to a pressure booster 5, which is integrated into the fuel injector 1 according to the embodiment shown in Figure 1 variant. The pressure booster 5 is enclosed by an injector body 3 of the fuel injector 1. The fuel injector 1 further comprises a metering valve 6, which is formed in the embodiment variant of the Kraflstoffinjektors shown in Figure 1 as a 3/2-way valve. Instead of a 3/2-way valve shown here schematically, a 2/2-way valve can also be used. The metering valve 6 can be designed both as a solenoid valve and actuated by a piezoelectric actuator. In addition, the metering valve 6 can also be designed as a servo valve or as a direct-switching valve. In the lower region of the fuel injector 1, adjoining the injector body 3, a nozzle body 4 is formed, which receives an injection valve member 34, via which the fuel under high pressure is injected into the combustion chamber 7 of a self-igniting internal combustion engine. The injection valve member 34 may be formed as a one-piece or as a multi-part configured nozzle needle. From the metering valve 6, a low-pressure side return, denoted by reference numeral 8, extends to a fuel reservoir (not shown in FIG. 1), such as the fuel tank of a motor vehicle.

Der über die Zuleitung 9, in welcher eine Druckpulsationen dämpfende Drosselstelle 42 integriert sein kann, über den Hochdruckspeicherraum 2 (Common-Rail) beaufschlagbare Druckübersetzer 5 umfasst einen Arbeitsraum 10, in welchen die Zuleitung 9 mündet Der Druckübersetzer 5 umfasst ferner einen Steuerraum 11. Der Arbeitsraum 10 und der Steuerraum 11 des Druckübersetzers 5 sind durch eine Kolbeneinheit 12 voneinander getrennt. Die Kolbeneinheit 12 umfasst in der Ausführungsvariante des Druckübersetzers gemäß Figur 1 einen ersten Teilkolben 13 sowie einen zweiten Teilkolben 14. Die untere Stirnseite 14.1 des zweiten Teilkolbens 14 beaufschlagt einen Kompressionsraum 15 des Druckübersetzers 5. Im Steuerraum 11 des Druckübersetzers 5 ist ein Rückstellfederelement 17 aufgenommen, welches sich einerseits an der als Widerlagers 16 dienenden Bodenfläche des Steuerraumes 11, d.h. an einer Ringfläche innerhalb des Injektorkörpers 3 abstützt und andererseits an einem am zweiten Teilkolben 14 ausgebildeten Anschlag 18 anliegt. Die Kolbeneinheit 12 des Druckübersetzers 5 kann sowohl als einstückiges Bauteil als auch - wie in Figur 1 dargestellt - als mehrteiliges Bauteil ausgebildet sein. Der Durchmesser des ersten Teilkolbens 13 ist in einem größeren Durchmesser ausgeführt, als der Durchmesser des zweiten Teilkolbens 14, dessen untere Stirnseite 14.1 den Kompressionsraum 15 des Druckübersetzers 5 begrenzt.The via the supply line 9, in which a pressure pulsations damping throttle body 42 may be integrated, via the high-pressure accumulator 2 (common rail) acted upon pressure booster 5 comprises a working space 10, in which the supply line 9 opens The pressure booster 5 further comprises a control chamber 11. Der Working space 10 and the control chamber 11 of the pressure booster 5 are separated by a piston unit 12. In the variant embodiment of the pressure booster of FIG. 1, the piston unit 12 comprises a first partial piston 13 and a second partial piston 14. The lower end side 14.1 of the second partial piston 14 acts on a compression space 15 of the pressure booster 5. In the control chamber 11 of the pressure booster 5, a return spring element 17 is accommodated. which on the one hand on the abutment 16 serving as the bottom surface of the control chamber 11, that is supported on an annular surface within the injector body 3 and on the other hand abuts a stopper formed on the second partial piston 14 stop 18. The piston unit 12 of the pressure booster 5 can be designed both as a one-piece component and - as shown in Figure 1 - as a multi-part component. The diameter of the first part piston 13 is designed in a larger diameter than the diameter of the second part piston 14, whose lower end face 14.1 limits the compression space 15 of the pressure booster 5.

Vom Arbeitsraum 10 des Druckübersetzers 5 erstreckt sich eine Zuleitung 19 zum Zumessventil 6, welches in der in Figur 1 dargestellten Stellung in Offenstellung steht, so dass vom Arbeitsraum 10 über die Zuleitung 19 zum Zumessventil 6 und eine Steuerleitung 20 Kraftstoff in den Steuerraum 11 des Druckübersetzers 5 strömt.From the working space 10 of the pressure booster 5, a supply line 19 extends to the metering valve 6, which is in the open position shown in Figure 1, so that from the working space 10 via the supply line 19 to the metering valve 6 and a control line 20 fuel in the control chamber 11 of the pressure booster 5 flows.

Der über den zweiten Teilkolben 14 druckbeaufschlagbare Kompressionsraum 15 des Druckübersetzers 5 steht über eine Verbindungsleitung 21 mit einem im Düsenkörper 4 des Kraftstoffinjektors 1 ausgebildeten Düsenraum 22 in Verbindung. Der Düsenraum 22 umgibt das bevorzugt als Düsennadel ausgebildet Einspritzventilglied 34 im Bereich einer am Außenumfang des Einspritzventilgliedes 34 ausgebildeten Druckschulter 37. Vom Düsenraum 22 erstreckt sich ein Ringspalt 38 in Richtung auf die Spitze 39 des Einspritzventilgliedes. Entlang dieses Ringspaltes 38 strömt der unter sehr hohem Druck stehende Kraftstoff am Düsenraum 22 zum brennraumseitigen Sitz 40 des Einspritzventilgliedes 34. Unterhalb des brennraumseitigen Sitzes 40 des Einspritzventilgliedes sind in den Brennraum 7 einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine mündende Einspritzöffnungen 39 ausgebildet. Die Einspritzöffnungen 39 werden bevorzugt als konzentrische Lochkreise ausgebildet, so dass eine feine Zerstäubung des in den Brennraum 7 eingebrachten Kraftstoffes gewährleistet ist.The pressure chamber 15 of the pressure booster 5 which can be pressurized via the second partial piston 14 communicates with a nozzle chamber 22 formed in the nozzle body 4 of the fuel injector 1 via a connecting line 21. The nozzle chamber 22 surrounds the injection valve member 34, which is preferably designed as a nozzle needle, in the region of a pressure shoulder 37 formed on the outer circumference of the injection valve member 34. From the nozzle chamber 22, an annular gap 38 extends in the direction of the tip 39 of the injection valve member. Along this annular gap 38, the under very high pressure fuel flows at the nozzle chamber 22 to the combustion chamber side seat 40 of the injection valve member 34. Below the combustion chamber side seat 40 of the injection valve member opening injection openings 39 are formed in the combustion chamber 7 of a self-igniting internal combustion engine. The injection openings 39 are preferably designed as concentric hole circles, so that a fine atomization of the introduced into the combustion chamber 7 fuel is ensured.

An der dem brennraumseitigen Sitz 40 des Einspritzventilgliedes 34 gegenüberliegenden Seite ist dem Einspritzventilglied 34 ein weiterer hydraulischer Raum 23 zugeordnet. Der weitere hydraulische Raum 23 nimmt sowohl ein erstes Federelement 32 als auch ein zweites Federelement 33 auf. Das mit Bezugszeichen 33 identifizierte zweite Federelement beaufschlagt eine Stirnseite 35 des Einspritzventilgliedes. Das zweite Federelement 33 stützt sich an der Oberseite des weiteren hydraulischen Raumes 23 innerhalb des Düsenkörpers 4 des Kraftstoffinjektors 1 ab.At the combustion chamber side seat 40 of the injection valve member 34 opposite side of the injection valve member 34, a further hydraulic chamber 23 is assigned. The further hydraulic chamber 23 accommodates both a first spring element 32 and a second spring element 33. The identified by reference numeral 33 second spring element acts on an end face 35 of the injection valve member. The second spring element 33 is supported on the upper side of the further hydraulic space 23 within the nozzle body 4 of the fuel injector 1.

Im weiteren hydraulischen Raum 23 ist ein Dämpfungselement 29 aufgenommen, welches beispielsweise in Kolbenform ausgebildet werden kann. Das Dämpfungselement 29 begrenzt mit seiner der Stirnseite 35 des Einspritzventilgliedes 34 abgewandten Stirnseite einen Dämpfungsraum 28. Das Dämpfungselement 29 ist unabhängig vom Hub des Einspritzventilgliedes 34 zu diesem bewegbar. Das Dämpfungselement 29 umfasst auf seiner dem Dämpfungsraum 28 abgewandten Stirnseite eine Ringfläche 31. An der Ringfläche 31 des Dämpfungselementes 29 stützt sich das erste Federelement 32 ab, welches sich mit seinen gegenüberliegenden Ende, analog zum zweiten Federelement 33, an der Decke des weiteren hydraulischen Raumes 23 innerhalb des Düsenkörpers 4 abstützt. Das Dämpfungselement 29 und die Stirnseite 35 liegen im weiteren hydraulischen Raum 23 entlang einer Trennfuge 36 aneinander an. In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsvariante sind die die Trennfuge 36 bildenden Flächen, d.h. die Unterseite der Ringfläche 31 und die Stirnseite 35 im oberen Bereich des Einspritzventilgliedes 34 als Planflächen ausgebildet.In the further hydraulic space 23, a damping element 29 is accommodated, which can be formed, for example, in the form of a piston. The damping element 29 defines with its end face 35 of the injection valve member 34 facing away from a damping chamber 28. The damping element 29 is independent of the stroke of the injection valve member 34 to this movable. The damping element 29 comprises on its end facing away from the damping chamber 28, an annular surface 31. On the annular surface 31 of the damping element 29, the first spring element 32 is supported, which with its opposite end, analogous to the second spring element 33, on the ceiling of further hydraulic space 23 within the nozzle body 4 is supported. The damping element 29 and the end face 35 rest against each other in the further hydraulic space 23 along a parting line 36. In the embodiment variant shown in FIG. 1, the surfaces forming the parting line 36, ie the underside of the annular surface 31 and the end face 35 in the upper region of the injection valve member 34, are designed as plane surfaces.

Vom weiteren hydraulischen Raum 23 erstreckt sich ein Befiillpfad 26, in welchem ein Rückschlagventil 27 angeordnet ist zum Kompressionsraum 15 des Druckübersetzers 5, welcher durch den Befüllpfad 26 mit Kraftstoff befüllt werden kann. Darüber hinaus ist der weitere hydraulische Raum 23 über eine Überströmleitung 24 mit dem Steuerraum 11 des Druckübersetzers 5 verbunden.From the further hydraulic chamber 23 extends a Befiillpfad 26, in which a check valve 27 is arranged to the compression chamber 15 of the pressure booster 5, which can be filled by the Befüllpfad 26 with fuel. In addition, the additional hydraulic space 23 is connected via an overflow line 24 to the control chamber 11 of the pressure booster 5.

Im Ruhezustand des in Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzsystems ist das Zumessventil 6 nicht angesteuert und es findet keine Einspritzung am brennraumseitigen Ende des Einspritzventilgliedes 34 in den Brennraum 7 der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine statt. Der im Inneren des Hochdruckspeicherraumes 2 (Common-Rail) herrschende Druck steht über die Zuleitung 9 im Arbeitsraum 10 des Druckübersetzers 5 an. Ferner steht der im Arbeitsraum 10 herrschende Druck über die Zuleitung 19 am Zumessventil 6 an und über dieses via Steuerleitung 20 auch im Steuerraum 11 des Druckübersetzeres 5. Darüber hinaus steht der im Steuerraum 11 des Druckübersetzers 5 anstehende Druck, der den im Innenraum des Hochdruckspeicherraumes 2 (Common-Rail) herrschenden Druck entspricht, über die Überströmleitung 24 auch im weiteren hydraulischen Raum 23 innerhalb des Düsenkörpers 4 an. Über den Beflfllpfad 26 des darin aufgenommene Rückschlagventil 27 steht der Raildruck, d.h. der im Innenraum des Hochdruckspeicherraumes 2 herrschende Druck darüber hinaus im Kompressionsraum 15 des Druckübersetzers 5 an und über die Verbindungsleitung 21 auch in dem das Einspritzventilglied 34 umgebenden Düsenraum 22. Ferner steht der im Inneren des weiteren hydraulischen Raumes 23 herrschende Druck über einen eine Drosselstelle enthaltenden Überströmkanal 30 auch im Dämpfungsraum 28, der von einer Stirnseite des Dämpfungselementes 29 begrenzt wird, an.In the idle state of the fuel injection system shown in Figure 1, the metering valve 6 is not activated and there is no injection at the combustion chamber end of the injection valve member 34 into the combustion chamber 7 of the self-igniting internal combustion engine. The pressure prevailing in the interior of the high-pressure storage chamber 2 (common rail) is present via the supply line 9 in the working space 10 of the pressure booster 5. Furthermore, the pressure prevailing in the working chamber 10 via the supply line 19 to the metering valve 6 and via this via control line 20 in the control chamber 11 of the pressure booster 5. In addition, the pending in the control chamber 11 of the pressure booster 5 pressure, the in the interior of the high-pressure reservoir 2 (Common rail) prevailing pressure, via the overflow 24 in the further hydraulic space 23 within the nozzle body 4 at. Via the Beflfllpfad 26 of the therein recorded check valve 27 is the rail pressure, i. In addition, the pressure prevailing in the interior of the high-pressure accumulator 2 pressure in the compression chamber 15 of the pressure booster 5 and via the connecting line 21 in the nozzle chamber 22 surrounding the injection valve member 34. Furthermore, the pressure prevailing in the interior of the further hydraulic chamber 23 via a flow passage containing a throttle point 30 also in the damping chamber 28, which is bounded by an end face of the damping element 29 at.

Im Grundzustand sind demnach alle hydraulisch beaufschlagbaren Räume 10, 11 und 15 am Druckübersetzer 5 mit Raildruck, d.h. mit dem im Inneren des Hochdruckspeicherraumes 2 herrschenden Druckniveau beaufschlagt und die Kolbeneinheit 12 innerhalb des Druckübersetzers 5 befindet sich in ihrem druckausgeglichenen Zustand. In diesem Zustand ist der Druckübersetzer 5 deaktiviert und es findet keine Druckverstärkung statt. In diesem Zustand wird die .Kolbeneinheit 12 des Druckübersetzers 5 über ein Rückstellfederelement 17 in der Ausgangslage gehalten. Der Kompressionsraum 15 wird vom weiteren hydraulischen Raum 23 über die von diesem abzweigende Befüllleitung 26, mit integriertem Rückschlagventil 27, mit einem Kraftstoffvolumen befüllt. Durch den im weiteren hydraulischen Raum 23 herrschenden Druck wird eine hydraulische Schließkraft auf das Einspritzventilglied 34 ausgeübt. Die auf das Einspritzventilglied 34 wirkende an dessen Stirnseite 35 angreifende hydraulische Kraft kann durch die Federkraft des zweiten Federelementes 33 unterstützt werden. Daher kann dem Inneren des Hochdruckspeicherraumes 2 anstehende Druck, d.h. der Rail-Druck stets im das Einspritzventilglied 34 umgebenden Druckraum 22 (Düsenraum) anstehen, ohne dass das Einspritzventilglied 34 ungewollt die Einspritzöffnungen 39 zum Brennraum 7 der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine freigibt.In the ground state, therefore, all hydraulically loadable spaces 10, 11 and 15 at the pressure booster 5 with rail pressure, ie applied to the pressure prevailing in the interior of the high-pressure reservoir 2 pressure level and the piston unit 12 is located within the pressure booster 5 in its pressure-balanced state. In this state, the pressure booster 5 is deactivated and there is no pressure boosting. In this state, the .Kolbeneinheit 12 of the pressure booster 5 is held via a return spring element 17 in the starting position. The compression chamber 15 is from the other hydraulic chamber 23 via the branching off this filling 26, with integrated Check valve 27, filled with a fuel volume. As a result of the pressure prevailing in the further hydraulic space 23, a hydraulic closing force is exerted on the injection valve member 34. The acting on the injection valve member 34 acting on the end face 35 hydraulic force can be supported by the spring force of the second spring element 33. Therefore, the pressure of the interior of the high-pressure accumulator chamber 2, ie the rail pressure always in the pressure chamber 22 surrounding the injection valve member 34 (nozzle chamber) pending without the injection valve member 34 unintentionally releases the injection ports 39 to the combustion chamber 7 of the self-igniting internal combustion engine.

Die Zumessung des Kraftstoffes erfolgt durch eine Entlastung des Steuerraumes 11 des Druckübersetzers 5 über eine Aktivierung, d.h. eine Ansteuerung des beispielsweise als 3/2-Wege-Ventil ausgebildeten Zumessventiles 6. Der Steuerraum 11 wird durch eine Aktivierung des Zumessventils 6 in seine Schliessstellung von der Systemdruckversorgung, d.h. vom Hochdruckspeicherraum 2 und von der Zuleitung 19 zum Zumessventil 6 getrennt und mit den niederdruckseitigen Rücklauf 8 verbunden. Der Druck im Steuerraum 11, der auch als Rückraum bezeichnet wird, nimmt ab, wodurch der Druckübersetzer 5 aktiviert wird und der Druck im Kompressionsraum 15 und damit aufgrund der Verbindungsleitung 21 auch im Druckraum 22 ansteigt. Auch dadurch bedingt erhöht sich die in Öffnungsrichtung am Einspritzventilglied 34 an dessen Druckschulter 37 angreifende hydraulische Kraft, wobei sich gleichzeitig der Druck im weiteren hydraulischen Raum 23 aufgrund von dessen Verbindung über die Überströmleitung 24 mit dem druckentlasteten Steuerraum 11 des Druckübersetzers 5 abbaut und dadurch die in Schließrichtung wirkende Druckkraft auf die Stirnseite 35 des Einspritzventilgliedes 34 abnimmt.The metering of the fuel is carried out by a discharge of the control chamber 11 of the pressure booster 5 via an activation, i. a control of the example designed as a 3/2-way valve metering valve 6. The control chamber 11 is by an activation of the metering valve 6 in its closed position of the system pressure supply, i. separated from the high-pressure accumulator 2 and from the supply line 19 to the metering valve 6 and connected to the low-pressure side return 8. The pressure in the control chamber 11, which is also referred to as the back space decreases, whereby the pressure booster 5 is activated and the pressure in the compression chamber 15 and thus due to the connecting line 21 in the pressure chamber 22 increases. This also conditionally increases the force acting in the opening direction on the injection valve member 34 at the pressure shoulder 37 hydraulic force, at the same time degrades the pressure in the other hydraulic space 23 due to its connection via the overflow 24 with the pressure-relieved control chamber 11 of the pressure booster 5 and thereby the in Closing direction acting pressure force on the end face 35 of the injection valve member 34 decreases.

Aufgrund der ansteigenden hydraulischen Kraft, die an der Druckschulter 37 des Einspritzventilgiedes 34 im Druckraum 22 angreift, öffnet das Einspritzventilglied 34 druckgesteuert und gibt die Einspritzöffnungen 39 an der brennraumseitigen Spitze 39 des Einspritzventilgliedes 34 frei. Bei der Öffnungshubbewegung des Einspritzventilgliedes 34 drückt dessen Stirnseite 35, die entlang der Stoßfuge 36 an der Ringfläche 31 des Dämpfungselementes 29 anliegt, dieses nach oben, so dass dessen der Stirnseite 35 des Einspritzventilgliedes 34 abgewandte Stirnseite in den Dämpfungsraum 28 einfährt. Das im Dämpfungsraum 28 enthaltene Kraflstoflkolumen strömt über den eine Drosselstelle enthaltenden Überströmkanal 30 in den weiteren hydraulischen Raum 23, Aufgrund dieser Verdrängung stellt sich eine einem zu schnellen Auffahren des Einspritzventilgliedes 34 entgegenwirkende Dämpfungskraft ein. Daraus resultiert eine Verzögerung der Öffnungsgeschwindigkeit des Einspritzventilgliedes 34. Die Nadelöffnungsgeschwindigkeit lässt sich über die Auslegung, d.h. den Durchflussquerschnitt der in der Überströmleitung 30 enthaltene Drosselstelle variieren.Due to the increasing hydraulic force acting on the pressure shoulder 37 of the Einspritzventilgiedes 34 in the pressure chamber 22, the injection valve member 34 opens pressure controlled and are the injection ports 39 at the combustion chamber side tip 39 of the injection valve member 34 free. During the opening stroke movement of the injection valve member 34, its end face 35, which bears against the annular surface 31 of the damping element 29 along the butt joint 36, pushes it upward, so that its front side facing away from the end face 35 of the injection valve member 34 enters the damping chamber 28. The Kraflstoflkolumen contained in the damping chamber 28 flows through the overflow passage 30 containing a throttle point in the other hydraulic space 23, Due to this displacement is a counteracting too fast opening of the injection valve member 34 counteracting damping force. This results in a delay in the opening speed of the injection valve member 34. The needle opening speed can be on the interpretation, ie vary the flow cross-section of the throttle point contained in the overflow 30.

Solange der Steuerraum 11 des Druckübersetzers 5 druckentlastet bleibt und der Druckübersetzer 5 aktiviert ist, wird der Kraftstoff im Kompressionsraum 15 des Druckübersetzers verdichtet. Der im Kompressionsraum 15 durch Einfahren des zweiten Teilkolbens 14 mit seiner Stirnseite 14.1 im Kompressionsraum 15 verdichtete Kraftstoff strömt über die Verbindungsleitung 21 in den Druckraum 22 im Injektorkörper 4 und von diesem den Ringspalt 38 entlang in Richtung auf die geöffneten Einspritzöffnungen 39 und zerstäubt in den Brennraum 7 der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine.As long as the control chamber 11 of the pressure booster 5 remains depressurized and the pressure booster 5 is activated, the fuel in the compression chamber 15 of the pressure booster is compressed. The compressed in the compression chamber 15 by retracting the second piston part 14 with its end face 14.1 in the compression chamber 15 fuel flows via the connecting line 21 into the pressure chamber 22 in the injector body 4 and from this the annular gap 38 along toward the open injection ports 39 and atomized into the combustion chamber 7 of the self-igniting internal combustion engine.

Zum Beenden der Einspritzung wird bei erneuter Aktivierung des Zumessventiles 6 in seine in Figur 1 dargestellte Schaltstellung der Steuerraum 11 des Druckübersetzers 5 wieder vom niederdruckseitigen Rücklauf 8 getrennt und mit der Zuleitung 19 zum Zumessventil 6 verbunden, wodurch der Steuerraum 11 des Druckübersetzers 5 wieder mit dem im Hochdruckspeicherraum 2 (Common-Rail) herrschenden Druckniveau beaufschlagt wird. Dadurch baut sich sowohl im Steuerraum 11 als auch im weiteren hydraulischen Raum 23 das im Inneren des Hochdruckspeicherraumes 2 herrschende Druckniveau auf. Der mit seiner Stirnseite 14.1 in den Kompressionsraum 15 des Druckübersetzers 5 eingefahrene zweite Teilkolben 14 wird aufgrund der Druckbeaufschlagung des Steuerraumes 11 durckausgeglichen, wodurch der Druck im Kompressionsraum 15 und damit im Druckraum 22 abnimmt. Da im weiteren hydraulischen Raum 23, bedingt durch die Verbindung des Steuerraumes 11 mit dem weiteren hydraulischen Raum 23 über die Überströmleitung 24, ebenfalls das im Inneren des Hochdruckspeicherraumes 2 herrschende Druckniveau ansteht, ist das Einspritzventilglied 34 nunmehr hydraulisch ausgeglichen und wird durch das im weiteren hydraulischen Raum 23 angeordnete, die Stirnseite 35 des Einspritzventilgliedes 34 beaufschlagende Feder geschlossen und in den brennraumseitigen Sitz 40 gedrückt. Dadurch wird die Einspritzung von Kraftstoff über die Einspritzöffnungen 39 in den Brennraum 7 der Verbrennungskraftmaschine beendet. Bei geeigneter hydraulischer Auslegung kann auf die die Stirnseite 35 des Einspritzventilgliedes 34 wirkende Feder, d.h. auf das zweite Federelement 33 auch verzichtet werden, da dann während des Schliessens des Einspritzventilgliedes 34, d.h. während dessen Einfahren in den brennraumseitigen Sitz 40 eine hydraulische Schliesskraft erzeugt werden kann.To terminate the injection, the control chamber 11 of the pressure booster 5 is again separated from the low-pressure side return 8 and connected to the supply line 19 to the metering valve 6 on renewed activation of the metering valve 6 in its switching position shown in Figure 1, whereby the control chamber 11 of the pressure booster 5 again with the in the high-pressure reservoir 2 (common rail) prevailing pressure level is applied. As a result, the pressure level prevailing in the interior of the high-pressure reservoir 2 builds up both in the control chamber 11 and in the further hydraulic chamber 23. The retracted with its end face 14.1 in the compression chamber 15 of the pressure booster 5 second piston 14 is durckausgeglichen due to the pressurization of the control chamber 11, whereby the pressure in the compression chamber 15 and thus in the pressure chamber 22 decreases. Since in the other hydraulic space 23, due to the connection of the control chamber 11 with the other hydraulic chamber 23 via the overflow 24, also the pressure prevailing in the interior of the high-pressure accumulator 2 pressure level is present, the injection valve member 34 is now hydraulically balanced and is characterized by the further hydraulic Room 23 arranged, the end face 35 of the injection valve member 34 acting spring closed and pressed into the combustion chamber side seat 40. As a result, the injection of fuel via the injection openings 39 into the combustion chamber 7 of the internal combustion engine is terminated. With a suitable hydraulic design, the spring acting on the face 35 of the injection valve member 34, i. The second spring element 33 may also be dispensed with, since then during the closing of the injection valve member 34, i. during its retraction into the combustion chamber side seat 40, a hydraulic closing force can be generated.

Das Einspritzventilglied 35 kann sich beim Einfahren in den brennraumseitigen Sitz 40, d.h. beim Schliessen an der Trennfuge 36 von der Ringfläche 31 des Dämpfungselementes 29 trennen. Dadurch wird ein schnelles und gedämpftes Schliessen des Einspritzventilgliedes 34 in seine die Einspritzöffnungen 39 zum Brennraum 7 verschliessende Stellung sichergestellt. Zur Verringerung der Schliessgeschwindigkeit des Einspritzventilgliedes 35 kann in der Überströmleitung 24 zwischen dem Steuerraum 11 des Druckübersetzers und dem weiteren hydraulischen Raum 23 eine Drosselstelle 25 vorgesehen werden. Nach dem Druckausgleich des Systems wird die Kolbeneinheit 12 des Druckübersetzers durch die Rückstellfeder 17 in ihre Ausgangslage zurückgestellt, wobei eine Befüllung des Kompressionsraumes 15 über den weiteren hydraulischen Raum 23 mittels des bereits erwähnten Befüllpfades 26 mit integriertem Rückschlagventil 27 erfolgen kann. Das bevorzugt als Dämpfungskolben ausgebildete Dämpfungselement 29 wird durch das die Ringfläche 31 beaufschlagende erste Federelement 32 in seine Ausgangsstellung zurückgestellt, wobei eine Wiederbefüllung des Dämpfungsraumes 28 über den Überströmkanal 30 mit Drosselstelle vom weiteren hydraulischen Raum 23 aus erfolgt.The injection valve member 35 can when retracting into the combustion chamber-side seat 40, ie when closing on the parting line 36 of the annular surface 31 of the damping element 29 separate. Thereby, a fast and muted closing of the injection valve member 34 is ensured in its the injection ports 39 to the combustion chamber 7 closing position. To reduce the closing speed of the injection valve member 35th can be provided in the overflow 24 between the control chamber 11 of the pressure booster and the other hydraulic space 23, a throttle body 25. After pressure equalization of the system, the piston unit 12 of the pressure booster is returned by the return spring 17 to its original position, with a filling of the compression chamber 15 via the other hydraulic space 23 by means of the already mentioned Befüllpfades 26 can be carried out with integrated check valve 27. The preferably designed as a damping piston damping element 29 is returned by the annular surface 31 acting on first spring element 32 in its initial position, wherein a refilling of the damping chamber 28 via the overflow channel 30 with throttle point from the other hydraulic chamber 23 takes place.

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante einer Einrichtung zur Hubdämpfung eines Einspritzventilgliedes mit zwei im hydraulischen Dämpfungselement vorgesehenen Befiillpfaden.Figure 2 shows an embodiment according to the invention of a device for stroke damping of an injection valve member with two provided in the hydraulic damping element Befiillpfaden.

Die in Figur 2 dargestellte weitere Ausfiihrungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung zur Dämpfung der Hubbewegung eines Einspritzventilgliedes 34 entspricht hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise im wesentlichen der in Figur 1 beschriebenen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Lösung.The illustrated in Figure 2 further Ausfiihrungsvariante the inventions proposed device for damping the lifting movement of an injection valve member 34 corresponds in terms of structure and operation substantially the embodiment of the inventive solution described in Figure 1.

Im Unterschied zur in Figur 1 dargestellten Einrichtung zur Dämpfung der Hubbewegung eines Einspritzventilgliedes 34, ist mit der in Figur 2 dargestellten Ausführungsvariante eine weitere Ausführung eines Dämpfungselementes 29 dargestellt, welche auch für dicht aufeinander folgende Mehrfacheinspritzungen, wie z.B. einer doppelten Voreinspritzung wirksam ist. Die in Figur 2 dargestellte Ausfiihrungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten Ausfiihrungsvariante dadurch, dass der Dämpfungsraum 28 im Injektor des Düsenkörpers 4 über einen weiteren, größer dimensionierten Befüllkanal 45 befüllt werden kann.In contrast to the device for damping the lifting movement of an injection valve member 34 shown in FIG. 1, another embodiment of a damping element 29 is shown with the embodiment variant shown in FIG. 2, which is also suitable for multiple injections following each other in close succession. a double pilot injection is effective. 2 differs from the embodiment variant shown in FIG. 1 in that the damping chamber 28 in the injector of the nozzle body 4 can be filled via a further, larger-dimensioned filling channel 45.

Im Unterschied zur in Figur 1 dargestellten Ausführungsvariante des Dämpfungselementes 29 umfasst das in Figur 2 dargestellte Dämpfungselement 29 an seiner der Stirnseite 35 des Einspritzventilgliedes 34 zuweisenden Stirnfläche eine Dichtfläche 43. Die Dichtfläche 43 kann wie in Figur 2 dargestellt mit einer balligen Kontur 44 versehen sein. Der das Dämpfungselement 29 gemäß Figur 2 durchziehende Strömungskanal 45 mündet einerseits an der Stirnseite, die den Dämpfungsraum 28 begrenzt und andererseits an der Dichtfläche 43 mit balliger Kontur 44 unterhalb der Ringfläche 31. Der das Dämpfungselement 29 koaxial zu dessen Symmetrielinie durchziehende Überströmkanal 45 umfasst einen ersten Kanalabschnitt 45.1 sowie einen zweiten Kanalabschnitt 45.2. Der erste Kanalabschnitt 45.1 ist im Vergleich zum zweiten weiteren Kanalabschnitt 45.2 in einem verringerten Durchmesser ausgebildet, wodurch dem ersten Kanalabschnitt 45.1 eine Drosselfunktion zukommen kann. Damit kann ein Prellen des Dämpfungselementes (29) unterbunden werden.In contrast to the embodiment variant of the damping element 29 shown in FIG. 1, the damping element 29 on its end face 35 of the injection valve member 34 comprises a sealing surface 43. The sealing surface 43 can be provided with a convex contour 44 as shown in FIG. The that Damping element 29 according to Figure 2 passing through flow channel 45 opens on the one hand on the end face, which limits the damping chamber 28 and the other part on the sealing surface 43 with a spherical contour 44 below the annular surface 31. The damping element 29 coaxial with its line of symmetry passing overflow 45 includes a first channel section 45.1 and a second channel section 45.2. The first channel section 45.1 is in a reduced diameter compared to the second further channel section 45.2 formed, whereby the first channel section 45.1 may have a throttle function. This bouncing of the damping element (29) can be prevented.

Analog zu in Figur 1 dargestellte Dämpfungselement 29 ist das in Figur 2 dargestellte Dämpfungselement über ein erstes Federelement 32 beaufschlagt, welches sich an der Decke des weiteren hydraulischen Raumes 23 im Düsenkörper 4 einerseits und an der Innenseite der Ringfläche 31 am Dämpfungselement 29 andererseits abstützt.Analogously to damping element 29 shown in Figure 1, the damping element shown in Figure 2 is acted upon by a first spring element 32, which is supported on the ceiling of the other hydraulic space 23 in the nozzle body 4 on the one hand and on the inside of the annular surface 31 on the damping element 29 on the other.

Beim Öffnen des Einspritzventilgliedes 34 durch einen Druckaufbau im Druckraum 22, bedingt durch Zuströmen von Kraftstoff aus dem Kompressionsraum 15 über die Verbindungsleitung 21 in den Druckraum 22 und einer auf die Druckschulter 37 des Einspritzventilgliedes 34 wirkenden Druckkraft, fährt das Einspritzventilglied 34 in Öffnungsrichtung in den weiteren hydraulischen Raum 23 ein. Dabei wird die Dichtfläche 43 an der Unterseite der Ringfläche 31 verschlossen. Damit ist der Strömungskanal 45.1 im Inneren des Dämpfungselementes 29 verschlossen. Der aus dem Dämpfungsraum 28 verdrängte Kraftstoff vermag lediglich über den zweiten Kanalabschnitt 45.2 und die eine Wandung 47 des Dämpfungselementes 29 durchsetzende Überströmleitung mit Drosselstelle 30 in den weiteren hydraulischen Raum 23 abzuströmen. Auf diese Weise wird die Öffnungsgeschwindigkeit des Einspritzventilgliedes 34 begrenzt und ist abhängig von der Konfiguration der Drosselstelle, d.h. deren Durchfluss in der Wandung 47 des Dämpfungselementes 29. Beim Schliessen des Einspritzventilgliedes 34 trennt sich dessen Stirnseite 35 von der Dichtfläche 43 an der Unterseite der Ringfläche 31 des Dämpfungselementes 29. Dadurch wird die Öffnung des Strömungskanales 45.1 des Dämpfungselementes 29 in der Dichtfläche 43 freigegeben, wodurch Kraftstoff über den ersten Kanalabschnitt 45.1 und den zweiten Kanalabschnitt 45.2 in den Dämpfungsraum 28 überströmt. Auf diese Weise erfolgt ein schnelles Befiillen des Dämpfungsraumes 28, so dass das bevorzugt als Dämpfungskolben ausgebildete Dämpfungselement 29 wieder in seine Ausgangslage zurückfährt. Auf diese Weise lässt sich eine Dämpfung der Öffnungsgeschwindigkeit des Einspritzventilgliedes 35 bei dessen Öffnungsbewegung erreichen, wobei jedoch dessen schnelles Schliessen durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einrichtung zur Dämpfung der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes 35 nicht beeinträchtigt wird.When opening the injection valve member 34 by a pressure build-up in the pressure chamber 22, caused by inflow of fuel from the compression chamber 15 via the connecting line 21 into the pressure chamber 22 and acting on the pressure shoulder 37 of the injection valve member 34 compressive force, the injection valve member 34 moves in the opening direction in the other hydraulic space 23 a. In this case, the sealing surface 43 is closed at the bottom of the annular surface 31. Thus, the flow channel 45.1 is closed in the interior of the damping element 29. The displaced from the damping chamber 28 fuel can flow only through the second channel section 45.2 and a wall 47 of the damping element 29 passing through overflow with throttle body 30 in the other hydraulic chamber 23. In this way, the opening speed of the injection valve member 34 is limited and depends on the configuration of the orifice, i. their flow in the wall 47 of the damping element 29. When closing the injection valve member 34 separates its end face 35 of the sealing surface 43 on the underside of the annular surface 31 of the damping element 29. As a result, the opening of the flow channel 45.1 of the damping element 29 is released in the sealing surface 43, whereby fuel flows over the first channel section 45.1 and the second channel section 45.2 into the damping chamber 28. In this way, a fast Befiillen the damping chamber 28, so that preferably designed as a damping piston damping element 29 moves back to its original position. In this way, a damping of the opening speed of the injection valve member 35 can be achieved during its opening movement, but its rapid closure is not affected by the inventively proposed device for damping the lifting movement of the injection valve member 35.

In Abwandlung zu den dargestellten Ausführungsvarianten kann die Überströmleitung 24 anstelle des Steuerraumes 11 des Druckübersetzers 5 auch mit dessen Arbeitsraum 10 verbunden werden. Ferner lässt sich ein Befüllen des Kompressionsraumes 15 des Druckübersetzers über den Befüllpfad 26 anstelle aus Raum 23 auch aus dem Steuerraum 11 oder dem Arbeitsraum 10 des Druckübersetzers 5 realisieren.In a modification to the illustrated embodiments, the overflow 24 may be connected instead of the control chamber 11 of the pressure booster 5 with its working space 10. Furthermore, filling of the compression space 15 of the pressure booster via the filling path 26 instead of space 23 can also be realized from the control space 11 or the working space 10 of the pressure booster 5.

Die Darstellung und Beschreibung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung zur Dämpfung der Öffnungsgeschwindigkeit eines bevorzugt als Düsennadel konfigurierten Einspritzventilgliedes 34 wurde vorstehend anhand eines druckübersetzten Kraftstoffinjektors 1 mit Druckübersetzer 5 beschrieben. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einrichtung mit zwei unterschiedlich konfigurierten Befüllpfaden 30 bzw. 45 lässt sich auch an anderen druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzkomponenten wie z.B. Pumpe-Düse-Einheiten und Verteilereinspritzsystemen einsetzen. Ferner kann die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zur Dämpfung der Öffnungsgeschwindigkeit eines Einspritzventilgliedes 34 unter Beibehaltung von dessen schneller Schließgeschwindigkeit in einen brennraumseitigen Sitz 40 auch an solchen Kraftstoffinjektoren 1 von Speichereinspritzsystemen eingesetzt werden, die ohne Druckübersetzer 5 ausgelegt sind.The representation and description of the device proposed according to the invention for damping the opening speed of an injection valve member 34, which is preferably configured as a nozzle needle, has been described above with reference to a pressure-intensified fuel injector 1 with pressure converter 5. The inventively proposed device with two differently configured Befüllpfaden 30 and 45 can also be used on other pressure-controlled fuel injection components such as pump-nozzle units and distributor injection systems. Furthermore, the inventively proposed solution for damping the opening speed of an injection valve member 34 while maintaining its faster closing speed in a combustion chamber side seat 40 can also be used on such fuel injectors 1 of storage injection systems that are designed without pressure booster 5.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kraftstoffinjektorfuel injector
22
Hochdruckspeicherraum (Common-Rail)High-pressure storage space (common rail)
33
Injektorkörperinjector
44
Düsenkörpernozzle body
55
DruckübersetzerPressure intensifier
66
Zumessventilmetering
77
Brennraumcombustion chamber
88th
niederdruckseitiger Rücklauflow-pressure side return
99
Zuleitungsupply
1010
Arbeitsraumworking space
1111
Steuerraumcontrol room
1212
Kolbeneinheitpiston unit
1313
erster Teilkolbenfirst part piston
1414
zweiter Teilkolbensecond partial piston
14.114.1
Stirnseite zweiter TeilkolbenFront side second partial piston
1515
Kompressionsraumcompression chamber
1616
Wiederlagerabutment
1717
RückstellfederReturn spring
1818
Anschlagattack
1919
Zuleitung ZumessventilSupply metering valve
2020
Steuerleitung Steuerraum 11Control line control room 11
2121
Verbindungsleitung Kompressionsraum 15Connection line compression chamber 15
2222
Druckraumpressure chamber
2323
weiterer hydraulischer Raumanother hydraulic room
2424
Überströmleitung Steuerraum 11 - weiterer hydraulischer Raum 23Overflow line control room 11 - another hydraulic space 23
2525
Drosselstelle (optional)Throttle point (optional)
26' 26 '
Befiillpfad Kompressionsraum 15Befiillpfad compression space 15
2727
Rückschlagventilcheck valve
2828
Dämpfungsraumdamping space
2929
Dämpfungselementdamping element
3030
Überströmkanal (optional mit Drosselstelle)Overflow channel (optionally with throttle point)
3131
Ringfläche Dämpfungselement 29Ring surface damping element 29
3232
erstes Federelementfirst spring element
3333
zweites Federelementsecond spring element
3434
EinspritzventilgliedInjection valve member
3 S3 p
Stirnseitefront
3636
Trennfugeparting line
3737
Druckschulterpressure shoulder
3838
Ringspaltannular gap
3939
Spitzetop
4040
brennraumseitiger Sitzcombustion chamber side seat
4141
EinspritzöffnungenInjection ports
4242
Drosselstelle Zuleitung 9Throttling point supply line 9
4343
Dichtflächesealing surface
4444
ballige Konturspherical contour
4545
Überströmkanaloverflow
45.145.1
erster Kanalabschnittfirst channel section
45.245.2
zweiter Kanalabschnittsecond channel section
4646
Strömungsrichtungflow direction
4747
Wandung Dämpfungselement 29Wall damping element 29

Claims (19)

  1. Device for injecting fuel into a combustion chamber (7) of an internal combustion engine having a fuel injector (1) which can be acted on by highly pressurized fuel via a high pressure source (2) and can be actuated by means of a metering valve (6), and an injection valve member (34) is enclosed by a pressure space (22), the injection valve member (34) being acted on in a closing direction by a closing force, the injection valve member (34) being assigned a damping element (29) which can move independently of said injection valve member (34), delimits a damping space (28) and has at least one overflow duct (30) for connecting the damping space (28) to a further hydraulic space (23), characterized in that the damping element is provided with a further filling path (45), the damping element (29) and the injection valve member (34) being arranged such that they can bear against one another during operation, and the further filling path being embodied as a through flow duct (45) which opens out in the damping space (28) and at a face (43), which faces an end side of the injection valve member, of the damping element, it being possible for the flow duct to be closed off by the end side of the injection valve member.
  2. Device for injecting fuel according to Claim 1, characterized in that the damping element (29) which delimits the damping space (28) is embodied as a damping piston, which is enclosed by the further hydraulic space (23).
  3. Device for injecting fuel according to Claim 1, characterized in that the damping element (29) is preloaded by means of a first spring element (32) which rests on an annular face (31) which adjoins the injection valve member (34).
  4. Device for injecting fuel according to Claim 1, characterized in that that face of the damping element (29) which faces the end side (35) of the injection valve member (34) is embodied as a sealing face.
  5. Device for injecting fuel according to Claim 1, characterized in that that face of the damping element (29) which faces the end side (35) of the injection valve member (34) has a convex contour as a sealing face (43).
  6. Device for injecting fuel according to Claim 1, characterized in that the damping element (29) has an overflow duct (30) which comprises a throttle point.
  7. Device for injecting fuel according to Claim 6, characterized in that the overflow duct (30) opens out at a delimiting side, in the damping space (28), of the damping element (29), and at the outer face of the damping element (29) into the further hydraulic space (23).
  8. Device for injecting fuel according to Claim 1, characterized in that the damping element (29) has a flow duct (30) formed in a wall (47).
  9. Device for injecting fuel according to Claim 1, characterized in that the through flow duct (45) has a first and a second duct section (45.1, 45.2) having different flow cross sections.
  10. Device for injecting fuel according to Claim 9, characterized in that the first duct section (45.1) of the through flow duct (45) serves as a throttle point.
  11. Device for injecting fuel according to Claim 1, characterized in that a second spring element (33), which forces the injection valve member (34) in the closing direction and presses it into its seat (40) at the combustion chamber side, is held in the further hydraulic space (23).
  12. Device for injecting fuel according to Claim 1, characterized in that the pressure space (22) which surrounds the injection valve member (34) is acted on by highly pressurized fuel via a connecting line (21) and a compression space (15) of a pressure converter (5), the compression space (15) itself being acted on by a piston unit (12).
  13. Device for injecting fuel according to Claim 12, characterized in that the piston unit (12) comprises a first piston part (13) and a second piston part (14) and separates a working space (10) from a control space (11) which can be connected to a low-pressure side (8).
  14. Device for injecting fuel according to Claim 13, characterized in that a change in pressure in the control space (11) of the pressure converter (5) effects a pressure change in a compression space (15).
  15. Device for injecting fuel according to Claim 14, characterized in that when the metering valve (6) is deactivated, there is a flow connection from the high pressure accumulation space (2) to the further hydraulic space (23).
  16. Device for injecting fuel according to Claim 12, characterized in that when the metering valve (6) is deactivated, there is a flow connection from the high pressure accumulation space (2) to the pressure space (22) .
  17. Device for injecting fuel according to Claim 13, characterized in that the compression space (15) can be filled via a filling path (26) which branches off from the further hydraulic space (23), and the further hydraulic space (23) is connected to the control space (11) of the pressure converter (5) by means of an overflow line (24).
  18. Device for injecting fuel according to Claim 17, characterized in that the filling path (26) to the compression space (15) comprises a non-return valve (27).
  19. Device for injecting fuel according to Claim 17, characterized in that the overflow line (24) between the control space (11) of the pressure converter (5) and the further hydraulic space (23) comprises a throttle point (25).
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