EP1563183A1 - Druckverstärker mit hubabhängiger bedämpfung - Google Patents

Druckverstärker mit hubabhängiger bedämpfung

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EP1563183A1
EP1563183A1 EP03810367A EP03810367A EP1563183A1 EP 1563183 A1 EP1563183 A1 EP 1563183A1 EP 03810367 A EP03810367 A EP 03810367A EP 03810367 A EP03810367 A EP 03810367A EP 1563183 A1 EP1563183 A1 EP 1563183A1
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EP
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pressure
piston
reinforcement element
drain
shaped
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EP03810367A
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Christian Grimmiger
Andreas Kellner
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M59/46Valves
    • F02M59/466Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
    • F02M59/468Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means using piezoelectric operating means

Definitions

  • Both pressure-controlled and stroke-controlled injection systems can be used to supply the combustion chambers of self-igniting ner internal combustion engines with fuel.
  • accumulator injection systems are also used as fuel injection systems.
  • Accumulator injection systems (common rail) advantageously allow the injection pressure to be adapted to the load and speed of the ner focal plane. In order to achieve high specific outputs and to reduce emissions in the internal combustion engine, the highest possible injection pressure is generally required.
  • This pressure booster is used to further increase the pressure in accumulator injection systems.
  • EP 0 562 046 B1 discloses an actuating and valve arrangement with damping for an electronically controlled injection unit.
  • the actuating and valve arrangement for a hydraulic unit has an electrically excitable electromagnet with a fixed stator and a movable connector.
  • the anchor has a first and a second surface.
  • the first and second surfaces of the armature define first and second cavities, the first surface of the armature facing the stator.
  • a valve is provided 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 electromagnet arrangement or can be discharged again from there.
  • DE 199 10 970 AI and DE 102 18 635.9 show fuel injection devices, each of which contains a pressure transmission unit.
  • the pressure translation unit contains a work space and a differential pressure space which can be depressurized to actuate the pressure translation unit.
  • the differential pressure space and the working space of the pressure translation unit are separated from one another by a piston-shaped translation element.
  • the pressure translation units known from DE 199 10 970 AI and DE 102 18 635.9 are actuated by the pressure relief or pressurization of the differential pressure space, which is more favorable with regard to the decompression losses that occur.
  • An abrupt pressurization of the high-pressure space of the pressure translation unit with pressure relief of the differential pressure space of the pressure translation unit leads to an immediate build-up of maximum pressure in accordance with the dimensioning of the piston-shaped translation element of the pressure translation unit.
  • the pressure translation unit therefore abruptly builds up the maximum pressure in the high-pressure chamber, which can be undesirable with regard to the display of small-volume injections into the combustion chamber of a self-igniting internal combustion engine, for example as part of a pre-injection.
  • a component which is already contained in the pressure booster and which serves to support the return spring can be used for stroke damping by introducing a throttle point therein.
  • the return spring stop which is now fixed to the housing and can be used as a damping element
  • the piston-shaped pressure amplification element of the pressure booster which can be moved relative to this, it can be ensured when the pressure booster is actuated that the throttle point completely compensates for the volume increase from the working area of the pressure booster in a damping space is restricted.
  • a hydraulic surface for example in the shape of a truncated cone, can be provided on the piston-shaped pressure reinforcement element of the drain amplifier.
  • the piston-shaped pressure booster element of the pressure booster travels with one end face into the high-pressure chamber of the pressure booster when the differential pressure chamber is relieved of pressure, but there is an outflow of fuel under increased fuel pressure from the high-pressure chamber due to the downstream hydraulic throttle cross-sections, e.g. B. holes, the combustion chamber side seat of the injection valve member and the spray holes at a lower pressure on the high pressure chamber to a lesser extent.
  • the retraction movement through which the pressure builds up in the high-pressure chamber of the pressure booster, runs considerably slower in the booster.
  • a control edge provided on the latter in the region of the damping element ensures that, when it is opened, the working pressure present in the working space of the pressure booster in the damping chamber below the ring-shaped damping element applies to the entire damping chamber the hydraulic surface of the piston-shaped pressure intensifying element. It is thereby achieved that the maximum pressure in the high-pressure chamber of the pressure intensifier only occurs with fuel quantities that are greater than those that require the fuel quantities required for a small number of pre-injections.
  • pre-injections with a small injection quantity and low injection pressure can be represented, but the full pressure increase that can be achieved in accordance with the dimensioning of the pressure booster can be used without restriction for main injection phases.
  • Figure 1 shows a section through the pressure booster proposed according to the Invention with integrated, stroke-dependent damping element
  • Figure 2 shows an embodiment of a stroke-dependent damping element.
  • the pressure booster 1 shown in FIG. 1 comprises a work space 2.
  • the work space 2 of the pressure booster 1 is acted upon by a high-pressure line 3 with fuel under high pressure.
  • the fuel source that supplies the high-pressure fuel to the high-pressure line 3 is not described in more detail in the drawing.
  • This can be, for example, a high-pressure conveyor unit or a high-pressure storage space (common rail).
  • the pressure booster 1 shown in section in the drawing can be integrated in the injector body of a fuel injector and preferably arranged above the fuel injector.
  • the inflow direction of the fuel under high pressure into the working space 2 of the drain amplifier 1 is marked with reference number 4. '
  • the pressure booster 1 comprises a piston-shaped pressure boosting element 5.
  • the pressure boosting element 5 separates the working space 2 of the pressure booster 1 from a differential pressure chamber 6.
  • the differential pressure chamber 6 can be depressurized or pressurized via a control line 7. " Fuel volume from pressure chamber 6 is deactivated by actuating a switching valve (not shown in the drawing), for example a solenoid valve or a piezo actuator or the like. The direction of flow of the fuel flowing out of differential pressure chamber 6 is symbolized by the arrow pointing away from control line 7, while the direction of flow of fuel into the differential pressure chamber 6 is indicated by the arrow pointing to the control line 7 during the reset phase of the pressure amplification element 5 of the pressure amplifier 1.
  • the piston-shaped drain reinforcement element 5 of the drain amplifier 1 comprises a lower end face 8, which moves into a high-pressure chamber of the pressure amplifier 1 identified by reference numeral 33.
  • a fuel volume under increased fuel pressure is displaced from the high-pressure chamber 33 into a control line 9.
  • the diverter line 9 can extend, for example, to a nozzle chamber which is a encloses a needle injector member of a fuel injector.
  • the injection valve element which is generally movable in the vertical direction, its seat on the combustion chamber side is released or closed, so that fuel under increased fuel pressure is injected into the combustion chamber of the self-igniting internal combustion engine or is omitted.
  • the housing 10 accommodating the pressure booster 1 can contain a first housing part 10.1, which essentially encloses the working space 2, and a further housing part 10.2.
  • the two housing parts 10.1 and 10.2 of the housing 10 rest against one another along a housing division 16.
  • the wall of the working space 2 is identified by reference numeral 1 1 and is formed by the material of the first housing part 10.1 of the housing 10.
  • the piston-shaped drain reinforcing element 5 comprises a support disk 12 arranged in the upper region of the working space 2.
  • a restoring spring element 13 is supported on the support disk 12 and rests on a disk-shaped damping element 15 with its end opposite the support disk 12.
  • the damping element comprises a support surface 14 on which the return spring 13 rests.
  • the damping element 15 is supported along an attachment surface 17 on the second housing part 10.2 of the housing 10. It is accommodated in a stationary manner in the first housing part 10.1 and is inserted into the first housing part 10.1 when the multi-part housing 10 is joined into a recess above the dividing joint of the housing division 16.
  • the damping element 15 comprises an outer ring 19 and an inner ring 20.
  • a lower end of the outer ring 19 of the damping element 15 is an annular surface which is supported on the already mentioned attachment surface 17 of the damping element 15 on the second housing part 10.2.
  • the damping element 15 further comprises a boundary surface 23 which delimits a damping space 22.
  • a further limitation of the damping space 22 can be achieved by a z.
  • frustoconical or planar surface area 21 of the pressure reinforcing element 5 are formed. The frustoconical region 21, which forms a hydraulically effective surface 32, is initially effective when fuel flows over from the working chamber 2 into the damping chamber 22.
  • a damper throttle 24 is provided penetrating the damping element 15, ie penetrating its support surface 14.
  • the inner ring 20 of the damping element 15 covers an annular region 34 of the pressure reinforcing element 5 which adjoins the frustoconical peripheral surface area 21 and which acts hydraulically like the frustoconical region 21.
  • the gap between the damping element 5 and the lateral surface of the Pressure amplification element and in the ring area 34 there is a drain underneath, ie the same pressure prevails in the working space 2 and in the damping space 22.
  • the gap leakage that occurs is small in comparison to the fuel volume flow that flows over the cross section of the damper throttle 24.
  • a control edge 25 and a plurality of abutment surfaces 26 arranged on the circumference of the piston-shaped drain reinforcement element 5 are provided.
  • the control edge 25 moves vertically downward, so that the contact surfaces 26, for example, orientate one another at an angle of 90 ° on the circumference of the piston-shaped pressure reinforcing element 5 can be fuel under high pressure flows from the working space 2 into the damping space 22, d. H. the throttling point 24 in the damping element 15 becomes ineffective as the stroke of the drain reinforcing element 5 progresses.
  • the damping element 15 comprises a closely tolerated bore 28 through which the piston-shaped drain reinforcement element 5 moves in accordance with its direction of retraction 29 when the differential pressure chamber 6 is relieved of pressure; In addition, the damping element 15 is centered on the drain reinforcing element 5 through the narrow-tolerance bore 28.
  • the piston-shaped drain reinforcing element 5 is guided within a guide section 30 in the second housing part 10.2 of the housing 10 which is formed in several parts.
  • An annular surface delimiting the differential pressure space 6 on the piston-shaped drain reinforcement element 5 is marked with reference number 31.
  • the mode of operation of the pressure booster according to the drawing is as follows.
  • the working space 2 is filled with fuel via the high-pressure connection 3.
  • the working space 2 of the drain booster 1 there is the fuel pressure that can be built up by the high-pressure source or that prevails in the interior of a high-pressure accumulator.
  • the high pressure chamber 33 of the pressure booster 1 is also filled with fuel which is under the pressure that a high-pressure delivery unit or a high-pressure storage chamber builds up.
  • the position of the piston-shaped drain reinforcement element 5 of the pressure booster 1 shown in the drawing this is in its rest position.
  • the control edge 25 on the piston-shaped drain reinforcement element 5 is covered by the inner ring 20 of the damping element 15, which is designed as an annular insert, so that the free surfaces that can be configured as contact surfaces extend into the working space 2 26 are closed. Furthermore, an annular surface 34 adjacent to the, for example, frustoconical surface 21 of the piston-shaped drain reinforcement element 5 is covered by the inner ring 20 of the damping element 15.
  • the fuel entering the damping space 22 via the damper throttle 24 of the damping element 15 from the working space 2 of the pressure booster 1 fills the damping space 22 and also ensures the fuel pressure that can be built up by the high-pressure source or prevails in the interior of a high-pressure fuel accumulator.
  • the pressure booster 1 is balanced out and is held in its initial position by the return spring element 13.
  • the pressure in the differential pressure chamber 6 decreases. Due to the high pressure that continues to prevail in the working space 2, applied by a high-pressure delivery unit (not shown) or a high-pressure storage space (common rail), the drain reinforcement element 5 begins to move downward and the fuel in the high-pressure space 33 and with it via the connection 9 connected rooms, e.g. B. a nozzle space to compress. Because of the increase in volume in the damping chamber 22, there is a gradual reduction in pressure, since the fuel entering the hydraulic chamber 22 from the working chamber 2 of the drain booster 1 is throttled in accordance with the dimensioning of the damper throttle 24.
  • the piston-shaped drain reinforcement element 5 Due to the limited pressure build-up within the hydraulic space 22 acting as a damping space below the damping element 15, the piston-shaped drain reinforcement element 5, which is acted upon by a pressure lower than the pressure prevailing in the working space 2, moves more slowly into the high-pressure space 33.
  • Fuel under increased pressure flows from the high-pressure chamber 33 of the pressure booster 1 into the control line 9 to a fuel injector (not shown in the drawing). Downstream of the high-pressure chamber 33, this comprises bores adjoining the control line 9, a nozzle seat at the end on the combustion chamber side, and injection openings which act as hydraulic throttles. act as cross sections. Therefore, at a lower pressure prevailing in the high-pressure chamber 33 than the design pressure of the pressure booster 1, less amount flows out.
  • the reduced pressure build-up within the hydraulic space 22 also moves the piston-shaped drain reinforcement element 5 more slowly into the high-pressure space 33.
  • the control edge 25 When a stroke distance defined by the position of the control edge 25 on the circumference of the piston-shaped drain reinforcement element 5 is exceeded, the control edge 25 extends out of the bore 28 of the damping element 15.
  • the free surfaces 26, which adjoin the control edge 25 and are formed on the circumference of the piston-shaped drain reinforcement element 5, allow fuel to flow from the working space 2 of the drain amplifier into the hydraulic space 22, which increases continuously due to the movement of the piston-shaped drain reinforcement element 5 in the direction of the pillar 29
  • the damper throttle 24 becomes ineffective due to the release of the free areas 26, the fuel flows unhindered into the hydraulic space 22 via the bore 28.
  • the working pressure in the hydraulic chamber 22 is applied to the pressure-relieved differential pressure chamber 6 in accordance with the retraction movement 29 of the piston-shaped drain reinforcement element 5 and thus acts on the entire end face, including the surface 34 previously covered by the inner ring 20 of the damping element 15. This increases the pressure in the high pressure space 33 to the design pressure. However, the complete build-up of pressure within the high-pressure space 33 takes place only after the quantity of fuel required for pre-injections has already flowed out of it into the control line 9 to the fuel injector (not shown in the drawing).
  • the design pressure of the pressure booster acts on the piston-shaped drain reinforcement element 5, which due to the dimensioning of the hydraulically effective surfaces 21 and 34, the dimensioning of the surface of the drain reinforcement element 5, the of the bore 28 is surrounded, is predetermined.
  • the surface of the pressure reinforcing element 5, which is surrounded by the bore 28, is always acted upon by the pressure prevailing in the working space 2.
  • the annular insert element 15 comprises an outer ring 19 which laterally surrounds the return spring 13 which is supported on the surface 14 of the annular insert 15, so that it is always held in position on the annular insert 15.
  • the return spring 13, on the other hand, is supported on a disk surface 12 arranged on the piston-shaped pressure reinforcing element 5.
  • the recess 18 on the damping element forms the upper stroke stop of the drain reinforcement element 5.
  • a plub stop for the drain reinforcement element 5 of the pressure booster 1 can also be realized by striking the upper end of the drain reinforcement element 5 on the first housing part 10.1.
  • Figure 2 shows an embodiment of a stroke-dependent damping element.
  • the annular insert 15 acting as a damping element according to FIG. 2 it comprises an outer ring 19.
  • the outer ring has been eliminated.
  • the ring-shaped insert 35, as shown in FIG. 2 is configured essentially in the form of a disk and lies within a recess 18 in the upper first housing part 10.1 of the drain amplifier 1.
  • the return spring 13 acting on the drain reinforcement element 5 is supported on the support surface 14 of the annular damping element 35.
  • the return spring 13 is centered by a contact surface 36 in the first housing part 10.1.
  • the configuration of the drain reinforcement element 5 as shown in FIG. 2 essentially corresponds to that of the drain reinforcement element 5 according to FIG. 1, ie on the side of the drain reinforcement facing the annular insert 35 according to FIG. Kungsiatas 5 is a hydraulically effective surface 32, which is designed analogous to the representation of the drain reinforcing element 5 according to Figure 1 as a frustoconical surface 21.
  • the first housing part 10.1 and the second housing part 10.2 abut one another along a housing division 16.
  • the ring-shaped insert 35 comprises a bore 28 which surrounds the peripheral surface of the drain reinforcing element 5 below the control edge 25. Above the control edge 25, free surfaces 26 are formed on the drain reinforcement element 5.
  • the inner ring 20 is missing from the annular insert 35, so that the underside of the disk-shaped insert (damping element 35) and the upper end face of the pressure-reinforcing element 5 limit the damping space 22.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckverstärker für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem in einem Gehäuse (10) eingelassenen, kolbenförmigen Druckverstärkungselement (5), welches einen Arbeitsraum (2) von einem Differenzdruckraum (6) trennt. Der Differenzdruckraum (6) ist über eine Steuerleitung (7) mit einer Hochdruckquelle verbindbar oder in einen Niederdruckbereich druckentlastbar. Das kolbenförmige Druckverstärkungselement (5) ist durch eine Rückstellfeder (13) beaufschlagt. Die Rückstellfeder (13) stützt sich an einem ringförmigen Einsatz (15) innerhalb des Gehäuses (10) ab. Am ringförmigen Einsatz (15) ist eine Dämpferdrossel (24) ausgeführt, über die Kraftstoff vom Arbeitsraum (2) des Druckverstärkers (1) bei Druckentlastung des Differenzdruckraumes (6) in einen hydraulischen Raum (22) einströmt.

Description

Druckverstärker mit hubabhängiger Bedämpfung
Technisches Gebiet
Zur Versorgung von Brennräumen selbstzündender Nerbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoff können sowohl druckgesteuerte als auch hubgesteuerte Einspritzsysteme eingesetzt werden. Als Kraftstoffeinspritzsysteme kommen neben Pumpe-Düse-Einheiten, Pum- pe-Leitung-Düse-Einheiten auch Speichereinspritzsysteme zum Einsatz. Speichereinspritzsysteme (Common-Rail) ermöglichen in vorteilhafter Weise, den Einspritzdruck an Last und Drehzahl der Nerbrennungsl raftmaschine anzupassen. Zur Erzielung hoher spezifischer Leistungen und zur Reduktion der Emissionen in der Verbrennungskraftmaschine ist generell ein möglichst hoher Einspritzdruck erforderlich.
Stand der Technik
Aus Festigkeitsgründen ist das erreichbare Druckniveau bei heute eingesetzten Speichereinspritzsystemen auf etwa 1600 bis 1800 bar begrenzt. Zur weiteren Drucksteigerung an Speichereinspritzsystemen kommen an diesen Druckverstärker zum Einsatz.
EP 0 562 046 Bl offenbart eine Betätigungs- und Nentilanordnung mit Bedämpfung für eine elektronisch gesteuerte Einspritzeinheit. Die Betätigungs- und Nentilanordnung für eine hydraulische Einheit weist einen elektrisch erregbaren Elektromagneten mit einem festen Stator und einem bewegbaren Anlcer 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 Betätigungsfiuid an die Einspritzvorrichtung zu leiten. Ein Dämpfungsfluid kann in Bezug auf einen der Hohlräume der Elektromagnetanordnung dort gesammelt werden bzw. von dort wieder abgelassen werden. Mittels eines in eine Zentralbohrung hineinragenden Bereiches eines Ventils kann die Strömungsverbindung des Dämpfungsfluides proportional zu dessen Viskosität selektiv freigegeben bzw. verschlossen werden.
Aus DE 199 10 970 AI sowie DE 102 18 635.9 gehen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen hervor, die jeweils eine Dmckübersetzungseinheit enthalten. Die Druckübersetzungseinheit enthält einen Arbeitsraum sowie einen Differenzdruckraum, der zur Betätigung der Druckübersetzungseinheit druckentlastbar ist. Der Differenzdruckraum und der Arbeitsraum der Druckübersetzungseinheit sind durch ein kolbenförmig ausgebildetes Übersetzungselement voneinander getrennt.
Die aus DE 199 10 970 AI und DE 102 18 635.9 bekannten Druckübersetzungseinheiten werden durch die Druckentlastung bzw. Druckbeaufschlagung des Differenzdruckraumes betätigt, was hinsichtlich der sich einstellenden Entsparmungsverluste günstiger ist. Eine abrupte Druckbeaufschlagung des Hochdruckraumes der Druckübersetzungseinheit bei Druckentlastung des Differenzdruckraumes der Druckübersetzungseinheit führt zum sofortigen Höchstdruckaufbau entsprechend der Dimensionierung des kolbenförmig ausgebildeten Übersetzungselementes der Druckübersetzungseinheit. Die Druckübersetzungseinheit baut daher im Hochdruckraum abrupt den Höchstdruck auf, was hinsichtlich einer Darstellung von Kleinstmengeneinspritzungen in den Brennraum einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine, so zum Beispiel im Rahmen einer Voreinspritzung, unerwünscht sein kann. Mittels der aus DE 199 10 970 AI und DE 102 18 635.9 bekannten Druckübersetzungseinheiten ist die Formung eines Einspritzdruckverlaufes hinsichtlich der Darstellung kleinster Einspritzmengen für Pilot- bzw. Voreinspritzphasen von Kraftstoff in den Brennraum einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine nur schwierig darstell- bar.
Darstellung der Erfindung
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausbildung eines Druckverstärkers kann ein bereits im Druckverstärker enthaltenes Bauteil, welches der Rückstellfederabstützung dient, zur Hubdämpfung eingesetzt werden, indem in dieses eine Drosselstelle eingebracht wird. Durch Ausbildung einer engen Passung zwischen dem gehäusefest angeordneten nunmehr als Dämpfungselement nutzbaren Rückstellfederanschlag und dem relativ zu diesem bewegbaren kolbenförmig ausgebildeten Druckverstärkungselement des Druckverstär- kers kann bei Ansteuerung des Drackverstärkers gewährleistet werden, dass durch die Drosselstelle ein vollständiger Ausgleich der Volumenvergrößerung aus dem Arbeitsraum des Druckverstärkers in einen Dämpfungsraum eingeschränkt erfolgt. Ferner kann am kolbenförmig ausgebildeten Druckverstärkungselement des Drackverstärkers eine beispielsweise kegelstumpfförmig ausgebildete hydraulische Fläche vorgesehen werden. Ein Teil der Fläche wird durch einen das kolbenförmig ausgebildete Druckverstärkungselement umschließenden Ringbereich des nunmehr als Dämpfungselement einge- setzten Rückstellfederanschlages umschlossen. Dadurch wird nicht die gesamte Fläche des Druckverstärkungselementes, welches den Dämpfungsraum unterhalb des Dämpfungsele- mentes begrenzt, durch den im Arbeitsraum des Druckverstärkers herrschenden Druck beaufschlagt.
Das kolbenförmig ausgebildete Druckverstärkungselement des Druckverstärkers fährt zwar bei Druckentlastung des Differenzdruckraumes mit einer Stirnseite in den Hochdruckraum des Druckverstärkers ein, jedoch wird ein Abströmen von unter erhöhtem Kraftstoffdruck stehenden Kraftstoff aus dem Hochdruckraum aufgrund der diesem nachgeschalteten hydraulischen Drosselquerschnitte, z. B. Bohrungen, den brennraumseitigen Sitz des Ein- spritzventilgliedes sowie die Spritzlöcher bei niedrigerer Druckbeaufschlagung des Hochdruckraumes in geringerem Maße erfolgen. Demzufolge verläuft die Einfahrbewegung, durch die der Druckaufbau im Hochdruckraum des Druckverstärkers erfolgt, in diesen erheblich langsamer.
In vorteilhafter Weise kann jedoch abhängig vom Hubweg des kolbenförmig ausgebildeten Druckverstärkungselements durch eine an diesem im Bereich des Dämpfungselementes vorgesehene Steuerkante erreicht werden, dass ab deren Öffnen auch im Dämpferraum unterhalb des ringförmig ausbildbaren Dämpfungselementes der im Arbeitsraum des Druckverstärkers anstehende Arbeitsdruck auf die gesamte, dem Dämpfungsraum zuwei- sende hydraulische Fläche des kolbenförmigen Druckverstärkungselementes einwirkt. Dadurch wird erreicht, dass der Höchstdruck im Hochdruckraum des Drackverstärkers erst bei Kraftstoffmengen eintritt, die größer sind als diejenigen, die für eine geringe Anzahl von vorzunehmenden Voreinspritzungen benötigten Kraftstoffmengen. Dies bietet den Vorteil, dass sich einerseits Voreinspritzungen mit geringer Einspritzmenge und niedrigem Ein- spritzdruck darstellen lassen, jedoch die volle, entsprechend der Dimensionierung des Druckverstärkers erreichbare Druckerhöhung für Haupteinspritzphasen uneingeschränkt genutzt werden kann.
Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben. Es zeigt:
Figur 1 einen Schnitt durch den erfindungs gemäß vorgeschlagenen Druckverstärker mit integriertem, hubabhängig wirkenden Dämpfungselement und
Figur 2 eine Ausfuhrungsvariante eines hubabhängig wirkenden Dämpfungselementes.
Ausfuhrungsvarianten
Der in Figur 1 dargestellte Druckverstärker 1 umfasst einen Arbeitsraum 2. Der Arbeitsraum 2 des Druckverstärkers 1 wird durch eine Hochdruckleitung 3 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Die Kraftstoffquelle, die der Hochdruckleitung 3 den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff zuführt, ist in der Zeichnung nicht näher beschrieben. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Hochdrackförderaggregat oder um einen Hochdruckspeicherraum (Common-Rail) handeln. Der in der Zeichnung im Schnitt dargestellte Druckverstärker 1 kann im Injektorkörper eines Kraftstoffinjektors integriert sein und bevorzugt oberhalb des K aftstoffmjektors angeordnet werden. Die Einströmrichtung des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffes in den Arbeitsraum 2 des Drackverstärkers 1 ist mit Bezugszeichen 4 markiert. '
Der Druckverstärker 1 umfasst ein kolbenförmig ausgebildetes Drackverstärkungselement 5. Das Drackverstärkungselement 5 trennt den Arbeitsraum 2 des Drackverstärkers 1 von einem Differenzdrackraum 6. Der Differenzdrackraum 6 ist über eine Steuerleitung 7 druckentlastbar bzw. druckbeaufschlagbar."Eine Absteuerung von Kraftstoffvolumen aus dem Druckraum 6 erfolgt durch die Betätigung eines in der Zeichnung nicht dargestellten Schaltventiles, beispielsweise eines Magnetventils oder eines Piezoaktors oder dergleichen. Die Strömungsrichtung des aus dem Differenzdrackraum 6 abströmenden Kraftstoffes ist durch den von der Steuerleitung 7 wegweisenden Pfeil symbolisiert, während die Einströmrichtung von Kraftstoff in den Differenzdrackraum 6 während der Rückstellphase des Druckverstärkungselementes 5 des Drackverstärkers 1 durch den auf die Steuerleitung 7 zuweisenden Pfeil angedeutet ist.
Das kolbenförmig ausgebildete Drackverstärkungselement 5 des Drackverstärkers 1 umfasst eine untere Stirnseite 8, welche in einen mit Bezugszeichen 33 identifizierten Hoch- druclcraum des Druckverstärkers 1 einfährt. Aus dem Hochdrackraum 33 wird bei Einfahren des kolbenförmig ausgebildeten Druckverstärkungselementes 5 ein unter erhöhtem Kraftstoffdruck stehenden Kraftstoffvolumen in eine Absteuerleitung 9 verdrängt. Die Absteuerleitung 9 kann sich beispielsweise zu einem Düsenraum erstrecken, der ein als Du- sennadel ausgebildetes Einspritzventilglied eines Kraftstoffinjektors umschließt. Entsprechend der Position des in der Regel in vertikaler Richtung bewegbaren Einspritzventilgliedes wird dessen brennraumseitiger Sitz freigegeben bzw. verschlossen, so dass eine Einspritzung von unter erhöhtem Kraftstoffdruck stehenden Kraftstoff in den Brennraum der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine erfolgt oder unterbleibt.
Das den Druckverstärker 1 aufnehmende Gehäuse 10 kann einen ersten Gehäuseteil 10.1, der im Wesentlichen den Arbeitsraum 2 umschließt sowie ein weiteres Gehäuseteil 10.2 enthalten. Die beiden Gehäuseteile 10.1 bzw. 10.2 des Gehäuses 10 liegen entlang einer Gehäuseteilung 16 aneinander an.
Die Wandung des Arbeitsraumes 2 ist mit Bezugszeichen 1 1 gekennzeichnet und wird durch den Werkstoff des ersten Gehäuseteiles 10.1 des Gehäuses 10 gebildet. Das kolbenförmig ausgebildete Drackverstärkungselement 5 umfasst eine im oberen Bereich des Ar- beitsraumes 2 angeordnete Stützscheibe 12. An der Stützscheibe 12 stützt sich ein Rückstellfederelement 13 ab, welches mit an seinem der Stützscheibe 12 entgegengesetzten Ende auf einem scheibenförmig ausgebildeten Dämpfungselement 15 ruht. Das Dämpfungselement umfasst eine Stützfläche 14, auf der die Rückstellfeder 13 aufliegt. Das Dämpfungselement 15 stützt sich entlang einer Aufsatzfläche 17 am zweiten Gehäuseteil 10.2 des Gehäuses 10 ab. Es ist stationär im ersten Gehäuseteil 10.1 aufgenommen und wird beim Fügen des mehrteilig ausgebildeten Gehäuses 10 in eine Ausnehmung oberhalb der Teilungsfuge der Gehäuseteilung 16 in das erste Gehäuseteil 10.1 eingelassen.
Das Dämpfungselement 15 umfasst einen Außenring 19 und einen Innenring 20. A unte- ren Ende des Außenringes 19 des Dämpfungselementes 15 befindet sich eine Ringfläche, die sich auf der bereits erwähnten Aufsatzfläche 17 des Dämpfungselementes 15 am zweiten Gehäuseteil 10.2 abstützt. Das Dämpfungselement 15 umfasst ferner eine Begrenzungsfläche 23, die einen Dämpfungsraum 22 begrenzt. Eine weitere Begrenzung des Dämpfungsraumes 22 kann durch einen z. B. kegelstumpfförmig oder auch plan verlaufenden Flächenbereich 21 des Druckverstärkungselementes 5 gebildet werden. Der kegelstumpfförmig verlaufende Bereich 21, eine hydraulisch wirksame Fläche 32 bildend, ist zunächst bei Überströmen von Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 2 in den Dämpfungsraum 22 wirksam. Das Dämpfungselement 15 durchsetzend, d. h. dessen Stützfläche 14 durchstoßend, ist eine Dämpferdrossel 24 vorgesehen. In der Position des Druckverstärkungselementes 5 gemäß der Zeichnung überdeckt der innere Ring 20 des Dämpfungselementes 15 einen an den kegelstumpfförmigen Umfangsflächenbereich 21 angrenzenden Ringbereich 34 des Druckverstärkungselementes 5, der hydraulisch wie der kegelstumpfförmig verlaufende Bereich 21 wirkt. Im Spalt zwischen dem Dämpfungselement 5 und der Mantelfläche des Druckverstärkungselementes und im Ringbereich 34 kommt es zu einer Drackunterwande- rung, d. h. im Arbeitsraum 2 und im Dämpfungsraum 22 herrscht der gleiche Druck. Die sich einstellende Spaltleckage ist jedoch klein im Vergleich zu dem Kraftstoffvolumen- strom, der über den Querschnitt der Dämpferdrossel 24 strömt.
Ferner sind im Bereich des Dämpfungselementes 15 am Umfang des kolbenförmigen Drackverstärkungselementes 5 eine Steuerkante 25 sowie mehrere am Umfang des kolbenförmigen Drackverstärkungselementes 5 verteilt angeordnete Anschliffflächen 26 vorgesehen. Entsprechend des Hubweges (Bezugszeichen 29) des kolbenförmigen Druckverstär- kungselementes 5 bei Drackentlastung des Differenzdruckraumes 6 fährt die Steuerkante 25 vertikal nach unten, so dass über die Anschliffflächen 26, die am Umfang des kolbenförmig ausgebildeten Drackverstärkungselementes 5 in einem Winkel von 90° beispielsweise zueinander orientiert sein können, unter hohem Druck stehender Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 2 in den Dämpfungsraum 22 einströmt, d. h. die Drosselstelle 24 im Dämp- fungselement 15 bei fortschreitendem Hub des Drackverstärkungselementes 5 unwirksam wird.
Das Dämpfungselement 15 umfasst eine eng tolerierte Bohrung 28, durch welche sich das kolbenförmig ausgebildete Drackverstärkungselement 5 bei Druckentlastung des Diffe- renzdruclcraumes 6 entsprechend seiner Einfahrrichtung 29 bewegt; zudem wird das Dämpfungselement 15 durch die engtolerierte Bohrung 28 auf dem Drackverstärkungselement 5 zentriert. Das kolbenförmig ausgebildete Drackverstärkungselement 5 ist innerhalb eines Führangsabschnittes 30 im zweiten Gehäuseteil 10.2 des mehrteilig ausgebildeten Gehäuses 10 geführt. Eine den Differenzdruckraum 6 begrenzende Ringfläche am kolbenförmi- gen Drackverstärkungselement 5 ist mit Bezugszeichen 31 markiert.
Die Funktionsweise des Druckverstärkers gemäß der Zeichnung stellt sich wie folgt dar. Über den Hochdrackanschluss 3 wird der Arbeitsraum 2 mit Kraftstoff befüllt. Im Arbeitsraum 2 des Drackverstärkers 1 herrscht der durch die Hochdruckquelle aufbaubare bzw. im Innenraum eines Hochdruckspeichers herrschende Kraftstoffdrack. Über die Steuerleitung 7 ist der Differenzdrackraum 6 und über die Absteuerleitung 9 der Hochdrackraum 33 des Drackverstärkers 1 ebenfalls mit Kraftstoff befüllt, der unter dem Druck steht, den ein Hochdruckförderaggregat bzw. einen Hochdruckspeicherraum aufbaut. In der in der Zeichnung wiedergegebenen Lage des kolbenförmigen Drackverstärkungselementes 5 des Druckverstärkers 1 befindet sich dieses in seiner Ruhelage. In diesem Zustand ist die Steuerkante 25 am kolbenförmigen Drackverstärkungselement 5 vom Innenring 20 des Dämpfungselementes 15, das als ringförmiges Einsatzstück ausgebildet ist, überdeckt, so dass die sich in den Arbeitsraum 2 erstreckenden als Anschliffflächen ausgestaltbaren Freiflächen 26 verschlossen sind. Ferner ist eine an die beispielsweise kegelstumpfförmig ausgeführte Fläche 21 des kolbenförmigen Drackverstärkungselementes 5 angrenzende Ringfläche 34 vom inneren Ring 20 des Dämpfungselementes 15 überdeckt. Der über die Dämpferdrossel 24 des Dämpfungselementes 15 vom Arbeitsraum 2 des Drackverstärkers 1 in den Dämp- fungsraum 22 eintretende Kraftstoff befüllt den Dämpfungsraum 22 und sorgt auch hier für den durch die Hochdruckquelle aufbaubaren bzw. im Innenraum eines Kraftstoffhoch- drackspeichers herrschenden Kraftstoffdruck. Der Druckverstärker 1 ist drackausgeglichen und wird über das Rückstellfederelement 13 in seiner Ausgangslage gehalten.
Bei einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Drackentlastung des Differenzdruckraumes 6 durch dessen Verbindung mit einem ebenfalls nicht dargestellten Niederdruckbereich eines Kraftstoffeinspritzsystem.es nimmt der Druck im Differenzdrackraum 6 ab. Aufgrund des im Arbeitsraum 2 weiter herrschenden hohen Druckes, aufgebracht durch ein nicht dargestelltes Hochdruckförderaggregat oder einen Hochdrackspeicherraum (Com- mon-Rail), beginnt das Drackverstärkungselement 5 sich nach unten zu bewegen und den Kraftstoff im Hochdrackraum 33 und den mit diesem über den Anschluss 9 verbundenen Räumen, z. B. einen Düsenraum, zu komprimieren. Wegen der Volumenvergrößerung im Dämpfungsraum 22 erfolgt ein allmählicher Druckabbau, da der in dem hydraulischen Raum 22 vom Arbeitsraum 2 des Drackverstärkers 1 eintretende Kraftstoff entsprechend der Dimensionierung der Dämpferdrossel 24 gedrosselt wird.
Aufgrund der Dämpferdrossel 24 im Dämpfungselement 15 ist ein vollständiger Ausgleich der Volumenvergrößerung des hydraulischen Raumes 22 bei der Bewegung des kolbenförmigen Drackverstärkungselementes 5 in Einfahrrichtung 29, d. h. auf einen Hochdrack- räum 33 des Drackverstärkers 1 zu, nicht möglich. Der Drackverstärker 1 baut innerhalb des Hochdruckraumes 33 weniger Druck auf. Im hydraulischen Raum 22 ist die z. B. kegelstumpfförmig oder plan ausgebildete Fläche 21 als hydraulische Fläche 32 und die an diese angrenzenden Ringfläche 34 ab Beginn der Bewegung des Druckverstärkerelementes 5 des Druckverstärkers 1 wirksam, da der innere Ring 20 des als ringförmiger Einsatz aus- gebildeten Dämpfungselementes 15 die Fläche 34 freigibt. Aufgrand des beschränkten Druckaufbaus innerhalb des als Dämpfungsraum fungierenden hydraulischen Raumes 22 unterhalb des Dämpfungselementes 15, fährt das kolbenförmige Drackverstärkungselement 5, das durch einen geringeren als den im Arbeitsraum 2 herrschenden Druck beaufschlagt ist, langsamer in den Hochdruckraum 33 ein. Vom Hochdrackraum 33 des Druckverstär- kers 1 strömt unter erhöhtem Druck stehender Kraftstoff in die Absteuerleitung 9 zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kraftstoffinjektor ab. Dieser umfasst stromab des Hochdruckraumes 33, sich an die Absteuerleitung 9 anschließende Bohrungen, einen Düsensitz am brennraumseitigen Ende sowie Einspritzöffnungen, die als hydraulische Dros- selquerschnitte fungieren. Daher strömt bei einem im Hochdruckraum 33 herrschenden niedrigeren Druck als des Auslegungsdracks des Druckverstärkers 1 weniger Menge ab. Der reduzierte Druckaufbau innerhalb des hydraulischen Raumes 22 bewegt das kolbenförmig ausgebildete Drackverstärkungselement 5 zudem langsamer in den Hochdruckraum 33 hinein.
Ab Überschreiten eines durch die Lage der Steuerkante 25 am Umfang des kolbenförmigen Drackverstärkungselementes 5 definierten Hubweges fährt die Steuerkante 25 aus der Bohrung 28 des Dämpfungselementes 15 aus. Die sich an die Steuerkante 25 anschließenden, am Umfang des kolbenförmigen Drackverstärkungselement 5 ausgebildeten Freiflächen 26 erlauben ein Einströmen von Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 2 des Drackverstärkers in den sich aufgrund der Bewegung des kolbenförmigen Drackverstärkungselementes 5 in Richtung des Pfeilers 29 ständig vergrößernden hydraulischen Raum 22. Ab dem Ausfahren der Steuerkante 25 aus der Bohrung 28 des ringförmig ausgebildeten Dämpfungsele- mentes 15 wird die Dämpferdrossel 24, wegen der Freigabe der Freiflächen 26 unwirksam, der Kraftstoff strömt über die Bohrung 28 ungehindert in den hydraulischen Raum 22 ein. Damit steht im sich entsprechend der Einfahrbewegung 29 des kolbenförmigen Drackverstärkungselementes 5 in den druckentlasteten Differenzdrackraum 6 der Arbeitsdruck im hydraulischen Raum 22 an und wirkt somit auf die gesamte Stirnfläche unter Einschluss der zuvor vom inneren Ring 20 des Dämpfungselementes 15 überdeckten Fläche 34. Dadurch steigt der Druck im Hochdruckraum 33 auf den Auslegungsdruck an. Der vollständige Druckaufbau innerhalb des Hochdrackraumes 33 erfolgt jedoch erst nachdem aus diesem bereits die für Voreinspritzungen notwendige Kraftstoffmenge in die Absteuerleitung 9 zum in der Zeichnung nicht dargestellten Kraftstoffmjektor abgeströmt ist. Nach dem Ausfahren der Steuerkante 25 aus der eng tolerierten Bohrung 28 des ringförmig konfigurierten Dämpfungselementes 15 wirkt auf das kolbenförmige Drackverstärkungselement 5 der Auslegungsdruck des Druckverstärkers, der durch die Dimensionierang der hydraulisch wirksamen Flächen 21 und 34, der Dimensionierang der Fläche des Drackverstärkungselementes 5, die von der Bohrung 28 umgeben ist, vorgegeben ist. Die Fläche des Druck- Verstärkungselements 5, die von der Bohrung 28 umgeben ist wird stets mit dem im Arbeitsraum 2 herrschenden Druck beaufschlagt. Nach dem Ausfahren der Steuerkante 25 aus der Bohrung 28 steht der Druck im Arbeitsraum 2, der jetzt auch im hydraulischen Raum 22 ansteht, am gesamten Kolbenquerschnitt (vergleiche Durchmesser 30) des Druckübersetzungselementes 5 an.
Mit der erfϊndungs gemäß vorgeschlagenen Lösung lassen sich kleine Einspritzmengen bei niedrigerem Druck darstellen, wohingegen ein vollständiger Druckaufbau durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Drackverstärker 1 zur Realisierung von Haupteinspritzungen in den Brermraum einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine durch den Kraftstof- finjelctor kaum beeinträchtigt wird. Entsprechend der Auslegung der Dämpferdrossel 24 am Dämpfungselement 15 und der Dimensionierang des Durchmessers der Bohrung 28 kann die Einfahrgeschwindigkeit des kolbenförmigen Drackverstärkungselementes 5 mit seiner unteren Stirnseite 8 in den Hochdruckraum 33 gesteuert werden, ebenso das beim allmählichen Einfahren in Richtung 29 in den Hochdruckraum 33 sich einstellende Druckniveau. Die in der Stützfläche 14 oberhalb der Dämpferdrossel 24 ausgebildete Ausnehmung 27 verhindert, dass die Rückstellfeder 13 die Dämpferdrossel 24 verschließt.
Durch das Anbringen einer Dämpferdrossel 24 an einem bereits in einem mehrteiligen Gehäuse 10 eines Druckverstärkers 1 aufgenommenen ringförmigen Einsatzelementes 15 als Dämpfungselement kann der Einbau zusätzlicher Komponenten am Drackverstärker 1 vermieden werden. Das ringförmige Einsatzelement 15 umfasst einen äußeren Ring 19, der die sich auf der Fläche 14 des ringförmigen Einsatzes 15 abstützende Rückstellfeder 13 seitlich umgibt, so dass diese stets in ihrer Position am ringförmigen Einsatz 15 gehalten ist. Die Rückstellfeder 13 stützt sich andererseits an einer am kolbenförmig ausgebildeten Druckverstärkungselement 5 angeordneten Scheibenfläche 12 ab. Die Ausnehmung 18 am Dämpfungselement bildet den oberen Hubanschlag des Drackverstärkungselementes 5. Ein Plubanschlag für das Drackverstärkungselement 5 des Druckverstärkers 1 kann auch durch ein Anschlagen des oberen Endes des Drackverstärkungselementes 5 am ersten Gehäuseteil 10.1 realisiert werden.
Figur 2 zeigt eine Ausfuhrungsvariante eines hubabhängig wirkenden Dämpfungselementes.
In der Ausführungsvariante des ringförmigen, als Dämpfungselement fungierenden Einsatzes 15 gemäß Figur 2 umfasst diese einen Außenring 19. In der in Figur 2 dargestellten Ausfülrrungsvariante eines ringförmigen Einsatzes 35 (Dämpfungselement) ist der Außenring fortgefallen. Der ringförmige Einsatz 35, gemäß der Darstellung in Figur 2, ist im We- sentlichen scheibenförmig konfiguriert und liegt innerhalb einer Ausnehmung 18 im oberen ersten Gehäuseteil 10.1 des Drackverstärkers 1 an. Die das Drackverstärkungselement 5 beaufschlagende Rückstellfeder 13 stützt sich an der Stützfläche 14 des ringförmigen Dämpfungselementes 35 ab. Darüber hinaus wird die Rückstellfeder 13 durch eine Anlage- fiäche 36 im ersten Gehäuseteil 10.1 zentriert.
Die Ausbildung des Drackverstärkungselementes 5 gemäß der Darstellung in Figur 2 entspricht im Wesentlichen derjenigen des Drackverstärkungselementes 5 gemäß Figur 1, d. h. an der dem ringförmigen Einsatz 35 gemäß Figur 2 zuweisenden Seite des Drackverstär- kungselementes 5 befindet sich eine hydraulisch wirksame Fläche 32, die analog zur Darstellung des Drackverstärkungselementes 5 gemäß Figur 1 als kegelstumpfförmig verlaufende Fläche 21 ausgebildet ist. Entlang einer Gehäuseteilung 16 liegen das erste Gehäuseteil 10.1 und das zweite Gehäuseteil 10.2 aneinander an. Der ringförmig ausgebildete Einsatz 35 umfasst eine Bohrung 28, welche die Umfangsfläche des Drackverstärkungselementes 5 unterhalb der Steuerkante 25 umschließt. Oberhalb der Steuerkante 25 sind am Drackverstärkungselement 5 freie Flächen 26 ausgebildet. Darüber hinaus fehlt am ringförmigen Einsatz 35 der Innenring 20, so dass die Unterseite des scheibenförmig ausgebildeten Einsatzes (Dämpfungselement 35) und die obere Stirnseite des Druckverstärkungs- elementes 5 den Dämpfungsraum 22 begrenzen.
Bezugszeichenliste
1 Drackverstärker
2 Arbeitsraum
3 Hochdruckleitung
4 Einströmrichtung
5 Drackverstärkungselement 6 Differenzdruclcraum
7 Steuerleitung
8 Stirnseite Drackverstärkungselement
9 Absteuerleitung zum Kraftstoffϊnjektor
10 Gehäuse 10.1 erstes Gehäuseteil
10.2 zweites Gehäuseteil
11 Wandung Arbeitsraum
12 Stützscheibe
13 Rückstellfeder 14 Stützfläche
15 ringförmiger Einsatz (Dämpfungselement)
16 Gehäuseteilung
17 Aufsatzfläche Dämpfungselement
18 Ausnehmung für Dämpfungselement 19 Außenring 0 Innenring 1 kegelstumpfformige Fläche 2 hydraulischer Raum (Dämpfungsraum) 3 Begrenzungsfläche 4 Dämpferdrossel 5 Steuerkante 6 freie Fläche 7 Ausnehmung 8 Bohrung 9 Einfahrrichtung 0 Führangsabschnitt Gehäuse 10.2 1 Ringfläche 2 hydraulisch wirksame Fläche Hochdruckraum angrenzende Ringfläche - Drackverstärkungselement scheibenförmiger Einsatz (Dämpfungselement) A lagefläche erstes Gehäuseteil 10.1

Claims

Patentansprüche
1. Druckverstärker für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem in einem Gehäuse (10) eingelassenen kolbenförmigen Drackverstärkungselement (5), welches einen Arbeitsraum (2) und eine Differenzdrackraum (6) voneinander trennt, wobei der Differenzdrackraum (6) über eine Steuerleitung (7) mit einer Hochdruckquelle verbindbar oder in einen Niederdrackbereich drackentlastbar ist und das kolbenförmige Drackverstärkungselement (5) durch eine Rückstellfeder (13) beaufschlagt ist, die sich an einem ringförmigen Einsatz (15) des Gehäuses (10) abstützt, dadurch ge- kennzeichnet, dass am Einsatz (15, 35) eine Dämpferdrossel (24) ausgeführt ist, über die Kraftstoff vom Arbeitsraum (2) des Drackverstärkers (1) bei Drackentlastung des Differenzdruckraumes (6) in einen hydraulischen Raum (22) einströmt.
2. Druckverstärker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Raum (22) durch eine Begrenzungsfläche (23) des Einsatzes (15, 35) und eine hydraulisch wirksame Fläche (32, 34) am kolbenförmigen Drackverstärkungselement (5) begrenzt ist.
3. Druckverstärker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkung der Dämpferdrossel (24) nach einem bestimmten Hubweg des Drackverstärkungselementes (5) aufgehoben ist.
4. Drackverstärker gemäß Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (15, 35) eine an die hydraulisch wirksame Fläche (32) angrenzende Ringfläche (34) des kolbenförmigen Drackverstärkungselementes (5) in dessen Ruhelage überdeckt.
5. Druckverstärker gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Dämp- fungselement fungierende Einsatz (15) einen äußeren Ring (19) und einen eine Durchgangsöffnung (28) begrenzenden inneren Ring (20) aufweist.
6. Drackverstärker gemäß Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Ring (19) von einer Aufsatzfläche (17) eines Gehäuseteiles (10.2) des Gehäuses (10) abgestützt ist.
7. Drackverstärker gemäß Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Ring (19) in eine Ausnehmung einer Wandung (11) des Arbeitsraumes (2) des Druckverstärkers eingelassen ist.
8. Druckverstärker gemäß Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das kolbenförmige Drackverstärkungselement (5) eine Steuerkante (25) aufweist, die in Ruhelage des kolbenförmigen Drackverstärkungselementes (5) vom Einsatz (15, 35) überdeckt ist.
9. Druckverstärker gemäß Ansprach 8, dadurch gekennzeichnet, dass das kolbenförmige Drackverstärkungselement (5) an die Steuerkante (25) angrenzende Freiflächen (26) aufweist und die Mantelfläche des Drackverstärkungselementes (5) im Bereich der Freiflächen (26) als Führung und/oder Zentrierung der Rückstellfeder (13) dient.
10. Drackverstärker gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiflächen (26) als Anschliffe am kolbenförmigen Drackverstärkungselement (5) ausgeführt sind.
11. Druckverstärker gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiflächen (26) sich in den Arbeitsraum (2) erstrecken.
12. Drackverstärker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Dämpfungselement fungierende Einsatz (35) scheibenförmig ausgebildet ist und in eine Ausnehmung (18) eines ersten Gehäuseteiles (10.1) des Gehäuses (10) eingelassen ist.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005007543A1 (de) * 2005-02-18 2006-08-24 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit direkter Nadelsteuerung für eine Brennkraftmaschine
DE102006038840A1 (de) * 2006-08-18 2008-02-21 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit Kolbenrückholung eines Druckübersetzerkolbens
FI122557B (fi) * 2009-04-02 2012-03-30 Waertsilae Finland Oy Mäntämoottorin polttoaineenruiskutusjärjestely

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61261653A (ja) * 1985-05-16 1986-11-19 Nippon Soken Inc 燃料供給装置
US4948049A (en) * 1989-02-24 1990-08-14 Ail Corporation Rate control in accumulator type fuel injectors
JP3381918B2 (ja) * 1991-10-11 2003-03-04 キャタピラー インコーポレイテッド 電子制御式ユニットインゼクタ用減衰アクチュエータ・弁組立体
US5894992A (en) * 1995-03-31 1999-04-20 Cummins Engine Company, Inc. Hydraulically actuated fuel injector with injection rate shaping pressure intensifier
JP3783266B2 (ja) * 1996-02-09 2006-06-07 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射装置
DE19848904A1 (de) * 1998-10-23 2000-04-27 Hydraulik Ring Gmbh Druckstufe zur Regulierung einer Voreinspritzmenge von Kraftstoff in Verbrennungsmotoren, vorzugsweise in Dieselmotoren
DE19910970A1 (de) * 1999-03-12 2000-09-28 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung
JP3555588B2 (ja) * 2001-03-23 2004-08-18 トヨタ自動車株式会社 コモンレール式燃料噴射装置
JP4125963B2 (ja) * 2001-05-17 2008-07-30 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 燃料噴射装置
DE10123911A1 (de) * 2001-05-17 2002-11-28 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit Druckübersetzungseinrichtung und Druckübersetzungseinrichtung
DE10218635A1 (de) * 2001-05-17 2002-11-28 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung

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