EP1895149A1 - Injector for injecting fuel into the cylinder combustion chamber of combustion machines, in particular a common-rail injector - Google Patents

Injector for injecting fuel into the cylinder combustion chamber of combustion machines, in particular a common-rail injector Download PDF

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EP1895149A1
EP1895149A1 EP07112114A EP07112114A EP1895149A1 EP 1895149 A1 EP1895149 A1 EP 1895149A1 EP 07112114 A EP07112114 A EP 07112114A EP 07112114 A EP07112114 A EP 07112114A EP 1895149 A1 EP1895149 A1 EP 1895149A1
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EP
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holes
nozzle
nozzle needle
needle
injector according
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Withdrawn
Application number
EP07112114A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Joachim Boltz
Thilo Kreher
Matthias Burger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to an injector according to the preamble of patent claim 1.
  • the object of the invention is to provide a so-called Variodüse whose spray holes are largely protected at the nozzle exits from particle entry, without having to provide special complex filter systems for this purpose.
  • the object is achieved in an injector of the type described by the characterizing features of claim 1.
  • the high-pressure fuel On its way from the outer annular space (between the outer nozzle needle and the inner wall of the nozzle body) to the (inner) spray holes of the nozzle exit, the high-pressure fuel must first flow through the inventive through holes radially from outside to inside. Since the individual cross sections are smaller than the individual cross section of the inner injection holes of the nozzle outlet, any particles contained in the fuel are already retained at the through holes and thus can not get to the spray holes of the nozzle exit.
  • claims 2 and 3 show a further developed embodiment in which not only the inner injection holes, which are particularly important for the pollutant and particle emissions, but also the outer injection holes of the nozzle outlet are protected against particle entry are.
  • the through holes according to the invention Due to the special design of the through holes according to the invention (high pressure inlet holes) to the high pressure area between the nozzle needles, which is responsible for the supply of small-caliber injection holes under the inner nozzle needle, a filtering effect can be achieved, so that the through holes, in addition to the fuel supply to the spray holes - also take over a protective function for the spray holes.
  • the through holes according to the invention also have a functional influence on the closing speeds of the inner nozzle needle, since the liquid pressure in the (ring) space between the two nozzle needles in relation to the rail pressure and the control chamber pressure of the servo valve (eg solenoid control valve) is the co-determining size for the closing speed of the inner nozzle needle. Therefore, in addition, a positive (interpretable) influence on the nozzle needle speeds can also be taken.
  • the invention additionally provides for cost savings by allowing a simple and cost-effective production of the through holes through the use of the laser drilling method. In the sense of cost savings, this affects - on the one hand the short cycle time, on the other hand, the freedom from wear on the tool.
  • the drawing shows (in schematic representation) - partially and in vertical longitudinal section - an embodiment of a common rail injector.
  • a common rail injector - commonly called “Variodüse” - 10 denotes a remote / cylindrical nozzle body with a likewise offset - cylindrical interior 11 (high pressure area).
  • the interior 11 is fueled by a high-pressure port (not shown), which is hydraulically connected to a high-pressure accumulator (so-called common rail, also not shown).
  • the interior space 11 accommodates two nozzle needles, which are arranged concentrically with one another and with respect to the nozzle body 10, of which an outer nozzle needle has a total of 12 and an inner nozzle needle a total of 13.
  • the inner nozzle needle 13 is axially displaceably guided in a stepped guide bore 14 of the outer nozzle needle 12.
  • For a guide of the outer nozzle needle 12 with simultaneous axial mobility within the nozzle body 10 provides a cylindrical guide surface 15 which has a correspondingly enlarged cross-section.
  • the nozzle body 10 has a conical nozzle outlet 16 with a (radially) inside injection hole row 17 and a (radially) outer injection hole row 18.
  • injection holes 17 for the emissions (NO x and soot particles) in relation to the nozzle body 10 at the top and radially outer injection ports 18 more important injection holes.
  • the injection holes 17 tend to be designed with a very small diameter of about 60 to 120 microns. They are actuated by the inner nozzle needle 13. The actuation of the outer (overhead) injection holes 18, however, takes place through the outer nozzle needle 12th
  • the inner nozzle needle 13 is guided within the outer nozzle needle 12 not only at its upper end - at 19 -, but also at its lower end. It has for this purpose there a local cross-sectional enlargement, which is indicated by two dashed ovals 20.
  • the fuel In order to be able to supply the high-pressure fuel from the inner space 11 or an outer annular space 21 extending between the outer nozzle needle 12 and the nozzle body 10 to the inner (lower) spray holes 17 of the nozzle outlet 16, the fuel first has to flow into one between the two nozzle needles 12, 13 extend extending inner annular space 22.
  • the through holes 23 have a smaller diameter than the inner (lower) injection holes 17 of the nozzle exit 16. They not only serve the fuel supply, but also protect the injection holes 17 against contamination by particles by acting as (possible) particle retention.
  • the fuel first passes from the inner annular space 22 in the outer annular space 11 - at 26 - and from there through the holes of the third hole group 25 in the inner annular space 22, from where he finally a lower portion 27th the inner annular space 22 and - with raised inner nozzle needle 13 - the inner (lower) spray holes 17 of the nozzle outlet 16 can be fed.
  • the through holes 24 and 25 should have a smaller diameter than the injection holes 17, so that here is a corresponding protective function before particle entry into the injection holes 17 is possible.
  • the outer (upper) injection hole row 18 through two groups of holes, namely the through holes 23 and 24, and the inner (lower) injection hole row 17 over a total of three groups of holes, namely the through holes 23, 24 and 25, before a possible particle entry protected from fuel.
  • the inner needle guide 20 is designed as a polygonal guide, with a cylindrical (or likewise possible polygonal) design of the outer needle guide 15, then the third (lower) hole group 25 can possibly be dispensed with.
  • a prerequisite for this is that the polygonal guide 20 is able to ensure adequate de-throttling of the high-pressure path (of the supplied fuel). A sufficient protective effect against particle entry for the injection hole rows 17 and 18 is still guaranteed in this case via the hole group 23.
  • outer needle guide 15 as a polygonal guide remains (with closed position of the outer nozzle needle 12) still a protective effect against particle entry with respect to the inner (lower) injection holes 17th

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Abstract

The injector has a nozzle body (10) comprising a cylindrical inner area (11) connected with a high-pressure connection serving for fuel supply. Inner and outer nozzle needles (13, 12) are arranged coaxial to one another, and a nozzle discharge (16) has spray holes (17, 18). A ring area is formed between the needles and serves for fuel supply to the spray holes. Radially aligned holes (23) are formed in the outer nozzle needle, such that the fuel arrives from an outer ring area into the inner ring area and a cross-section of the holes is smaller than the cross-section of the spray holes.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung bezieht sich auf einen Injektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an injector according to the preamble of patent claim 1.

Bei direkt einspritzenden Dieselmotoren unterscheidet man bezüglich der Einbringung des Kraftstoffes zwischen hub- und druckgesteuerten Systemen. Das Common-Rail-System bietet die Möglichkeit einer Anpassung der Einspritzdrücke an die Last- und Drehzahlbedürfnisse des Motors. Dabei zeigt sich, dass ein hoher Einspritzdruck sowohl eine Reduzierung der Emissionen als auch die Steigerung der spezifischen Leistung erlaubt. Derzeit sind Systemdrücke bis 1600 bar mit Common-Rail-Systemen realisierbar.In direct-injection diesel engines, a distinction is made with respect to the introduction of fuel between the lift and pressure-controlled systems. The common rail system offers the possibility of adjusting the injection pressures to the engine load and speed requirements. It shows that a high injection pressure allows both a reduction in emissions and the increase in specific power. Currently, system pressures of up to 1600 bar can be achieved with common rail systems.

Ergebnisse von Motoruntersuchungen zeigen, dass bei Teillast ein großes Potenzial besteht, wenn die Einspritzmenge über sehr kleine Spritzlöcher eingebracht wird. Zurückzuführen ist dies auf eine bessere Strahlaufbereitung und eine damit einhergehende bessere Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffes. Zugleich wird hierbei eine deutliche Absenkung sowohl der NOx - als auch der Partikelemissionen beobachtet. Bei Volllast und bei großen Drehzahlen erfordern kleine Spritzlöcher allerdings ein hohes Druckniveau des einzuspritzenden Kraftstoffes, weil unter diesen Bedingungen die Spritzdauer motorisch begrenzt wird. Deshalb stellt beim derzeitigen Stand der Technik die Wahl der Spritzlöcher üblicherweise einen Kompromiss zwischen möglichst geringen Schadstoff- bzw. Partikelemissionen und einer mit dem begrenzten Kraftstoffdruckniveau noch erreichbaren Leistung dar.Results of engine examinations show that at partial load there is a great potential if the injection quantity is introduced through very small spray holes. This is due to a better jet preparation and a resulting better atomization of the injected fuel. At the same time, a significant reduction of both NO x and particulate emissions is observed. At full load and at high speeds, however, small spray holes require a high pressure level of Fuel to be injected, because under these conditions, the injection duration is limited by a motor. Therefore, in the current state of the art, the choice of the injection ports usually represents a compromise between the lowest possible pollutant or particulate emissions and a performance still achievable with the limited fuel pressure level.

Bei Injektoren der eingangs genannten Art, die eine sog. Variodüse mit schaltbaren Spritzlochreihen besitzen, kann es zwar gelingen, den geschilderten Zwang, einen Kompromiss zwischen maximal erreichbarer Motorleistung (Volllast) und noch tragbaren Emissionen weitgehend aufzuheben. Bei bekannten Variodüsen wird indessen der Trend beobachtet, an den Düsenaustritten sehr kleine Spritzlöcher vorzusehen, die dementsprechend besonders anfällig sind für den Eintrag von im Kraftstoff enthaltenen Verunreinigungen (Partikeleintrag). Eine teilweise oder gar vollständige Verstopfung einzelner Spritzlöcher des Düsenaustritts kann verständlicherweise empfindliche (negative) Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit des Injektors haben. Um die - vergleichsweise kleinkalibrigen - Einspritzdüsen nach Möglichkeit vor Partikeleintrag zu schützen, besitzen bekannte Einspritzsysteme bereits Schutzfilter. So kommen in Common-Rail-Systemen Spaltfilter zur Anwendung, die zumeist am Injektoreintritt angeordnet sind.In injectors of the type mentioned, which have a so-called. Vario nozzle with switchable spray hole rows, it may indeed succeed, the described compulsion to largely offset a compromise between maximum achievable engine power (full load) and still portable emissions. In the case of known vario nozzles, however, the trend is observed to provide very small injection holes at the nozzle outlets, which accordingly are particularly susceptible to the introduction of impurities contained in the fuel (particle entry). A partial or even complete blockage of individual spray holes of the nozzle outlet can understandably have sensitive (negative) effects on the functioning of the injector. In order to protect the - comparatively small-caliber - injection nozzles as far as possible from particle entry, known injection systems already have protective filters. In common-rail systems, for example, split filters are used, which are usually arranged at the injector inlet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine sogenannte Variodüse zu schaffen, deren Spritzlöcher an den Düsenaustritten vor Partikeleintrag weitestgehend geschützt sind, ohne hierfür spezielle aufwändige Filtersysteme vorsehen zu müssen.The object of the invention is to provide a so-called Variodüse whose spray holes are largely protected at the nozzle exits from particle entry, without having to provide special complex filter systems for this purpose.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Injektor der eingangs bezeichneten Gattung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, the object is achieved in an injector of the type described by the characterizing features of claim 1.

Auf seinem Weg vom äußeren Ringraum (zwischen äußerer Düsennadel und Innenwandung des Düsenkörpers) zu den (inneren) Spritzlöchern des Düsenaustritts muss der unter Hochdruck stehende Kraftstoff also zunächst die erfindungsgemäßen durchgehenden Löcher radial von außen nach innen durchströmen. Da deren Einzelquerschnitte kleiner sind als die Einzelquerschnitt der inneren Spritzlöcher des Düsenaustritts, werden etwaige im Kraftstoff enthaltene Partikel bereits an den durchgehenden Löchern zurückgehalten und können somit nicht zu den Spritzlöchern des Düsenaustritts gelangen.On its way from the outer annular space (between the outer nozzle needle and the inner wall of the nozzle body) to the (inner) spray holes of the nozzle exit, the high-pressure fuel must first flow through the inventive through holes radially from outside to inside. Since the individual cross sections are smaller than the individual cross section of the inner injection holes of the nozzle outlet, any particles contained in the fuel are already retained at the through holes and thus can not get to the spray holes of the nozzle exit.

Die erfindungsgemäßen durchgehenden Löcher, welche sich ohne großen Aufwand, z. B. im Laserbohrverfahren, in die äußere Düsennadel einarbeiten lassen, entfalten also insoweit vorteilhafterweise eine wirksame Filterfunktion. Spezielle Filtersysteme, wie beim derzeitigen Stand der Technik eingesetzt (s. o.), werden somit entbehrlich.The continuous holes according to the invention, which are easily, for. B. in the laser drilling process, incorporated into the outer nozzle needle, so unfold so far advantageously an effective filter function. Special filter systems, as used in the current state of the art (see above), are thus unnecessary.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Grundgedankens der Erfindung können den Patentansprüchen 2 bis 12 entnommen werden.Advantageous embodiments of the basic concept of the invention can be taken from the claims 2 to 12.

So zeigen etwa die Patentansprüche 2 und 3 eine weitergebildete Ausführungsform auf, bei der nicht nur die für die Schadstoff- und Partikelemissionen besonders bedeutsamen inneren Spritzlöcher, sondern auch die äußeren Spritzlöcher des Düsenaustritts vor Partikeleintrag geschützt sind.For instance, claims 2 and 3 show a further developed embodiment in which not only the inner injection holes, which are particularly important for the pollutant and particle emissions, but also the outer injection holes of the nozzle outlet are protected against particle entry are.

Aufgrund der speziellen Ausführung der erfindungsgemäßen durchgehenden Löcher (Hochdruckzulaufbohrungen) zum Hochdruckbereich zwischen den Düsennadeln, der für die Versorgung der kleinkalibrigen Spritzlöcher unter der inneren Düsennadel zuständig ist, kann eine Filterwirkung erzielt werden, so dass die durchgehenden Löcher, neben der Kraftstoffzuführung zu den Spritzlöchern - auch noch eine Schutzfunktion für die Spritzlöcher übernehmen. Darüber hinaus haben die erfindungsgemäßen durchgehenden Löcher auch einen funktionalen Einfluss auf die Schließgeschwindigkeiten der inneren Düsennadel, da der Flüssigkeitsdruck in dem (Ring-)Raum zwischen den beiden Düsennadeln im Verhältnis zum Raildruck und zum Steuerraumdruck des Servoventils (z. B. Elektromagnet-Steuerventils) die mitbestimmende Größe für die Schließgeschwindigkeit der inneren Düsennadel ist. Deshalb kann zusätzlich auch noch ein positiver (auslegungsfähiger) Einfluss auf die Düsennadelgeschwindigkeiten genommen werden.Due to the special design of the through holes according to the invention (high pressure inlet holes) to the high pressure area between the nozzle needles, which is responsible for the supply of small-caliber injection holes under the inner nozzle needle, a filtering effect can be achieved, so that the through holes, in addition to the fuel supply to the spray holes - also take over a protective function for the spray holes. In addition, the through holes according to the invention also have a functional influence on the closing speeds of the inner nozzle needle, since the liquid pressure in the (ring) space between the two nozzle needles in relation to the rail pressure and the control chamber pressure of the servo valve (eg solenoid control valve) is the co-determining size for the closing speed of the inner nozzle needle. Therefore, in addition, a positive (interpretable) influence on the nozzle needle speeds can also be taken.

Neben der geschilderten funktionalen Verbesserung des Injektors sorgt die Erfindung zusätzlich noch für eine Kostenersparnis, indem sie durch den Einsatz des Laserbohrverfahrens eine einfache und kostengünstige Herstellung der durchgehenden Löcher ermöglicht. Im Sinne einer Kostenersparnis wirkt sich hierbei - zum einen die geringe Taktzeit, zum anderen die Verschleißfreiheit am Werkzeug aus.In addition to the described functional improvement of the injector, the invention additionally provides for cost savings by allowing a simple and cost-effective production of the through holes through the use of the laser drilling method. In the sense of cost savings, this affects - on the one hand the short cycle time, on the other hand, the freedom from wear on the tool.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung ist nun in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht und in der nachstehenden Beschreibung desselben näher erläutert. Die Zeichnung zeigt (in schematisierter Darstellung) - teilweise und im vertikalen Längsschnitt - eine Ausführungsform eines Common-Rail-Injektors.The invention is now illustrated in the drawing with reference to an embodiment and explained in more detail in the following description thereof. The drawing shows (in schematic representation) - partially and in vertical longitudinal section - an embodiment of a common rail injector.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Bei dem aus der Zeichnung ersichtlichen (unteren) Teil eines Common-Rail-Injektors - üblicherweise "Variodüse" genannt - bezeichnet 10 einen abgesetzt/zylindrischen Düsenkörper mit einem ebenfalls abgesetzt - zylindrischen Innenraum 11 (Hochruckbereich). Dem Innenraum 11 wird durch einen Hochdruckanschluss (nicht gezeigt), der mit einem Hochdruckspeicher (sog. Common-Rail, ebenfalls nicht dargestellt) hydraulisch verbunden ist, Kraftstoff zugeführt. Der Innenraum 11 nimmt zwei konzentrisch zueinander und zum Düsenkörper 10 angeordnete Düsennadeln auf, von denen eine äußere Düsennadel insgesamt mit 12 und eine innere Düsennadel insgesamt mit 13 beziffert ist. Die innere Düsennadel 13 ist in einer abgesetzten Führungsbohrung 14 der äußeren Düsennadel 12 axial verschieblich geführt. Für eine Führung der äußeren Düsennadel 12 bei gleichzeitiger axialer Verschieblichkeit innerhalb des Düsenkörpers 10 sorgt eine zylindrische Führungsfläche 15, die einen entsprechend vergrößerten Querschnitt aufweist.In the apparent from the drawing (lower) part of a common rail injector - commonly called "Variodüse" - 10 denotes a remote / cylindrical nozzle body with a likewise offset - cylindrical interior 11 (high pressure area). The interior 11 is fueled by a high-pressure port (not shown), which is hydraulically connected to a high-pressure accumulator (so-called common rail, also not shown). The interior space 11 accommodates two nozzle needles, which are arranged concentrically with one another and with respect to the nozzle body 10, of which an outer nozzle needle has a total of 12 and an inner nozzle needle a total of 13. The inner nozzle needle 13 is axially displaceably guided in a stepped guide bore 14 of the outer nozzle needle 12. For a guide of the outer nozzle needle 12 with simultaneous axial mobility within the nozzle body 10 provides a cylindrical guide surface 15 which has a correspondingly enlarged cross-section.

An seinem unteren Ende besitzt der Düsenkörper 10 einen kegelförmigen Düsenaustritt 16 mit einer (radial) innen liegenden Spritzlochreihe 17 und einer (radial) außen liegenden Spritzlochreihe 18. Dabei sind die unten (im Düsenkörper 10) liegenden Spritzlöcher 17 die für die Emissionen (NOx und Rußpartikel) im Verhältnis zu den im Düsenkörper 10 oben und radial außen liegenden Spritzlöchern 18 wichtigeren Spritzlöcher. Die Spritzlöcher 17 werden tendenziell mit einem sehr kleinen Durchmesser von ca. 60 bis 120 µm ausgeführt. Betätigt werden sie durch die innere Düsennadel 13. Die Betätigung der äußeren (oben liegenden) Spritzlöcher 18 erfolgt dagegen durch die äußere Düsennadel 12.At its lower end, the nozzle body 10 has a conical nozzle outlet 16 with a (radially) inside injection hole row 17 and a (radially) outer injection hole row 18. Here are the bottom (in the nozzle body 10) lying injection holes 17 for the emissions (NO x and soot particles) in relation to the nozzle body 10 at the top and radially outer injection ports 18 more important injection holes. The injection holes 17 tend to be designed with a very small diameter of about 60 to 120 microns. They are actuated by the inner nozzle needle 13. The actuation of the outer (overhead) injection holes 18, however, takes place through the outer nozzle needle 12th

Wie die Zeichnung weiterhin erkennen lässt, ist die innere Düsennadel 13 innerhalb der äußeren Düsennadel 12 nicht nur an ihrem oberen Ende - bei 19 - geführt, sondern auch an ihrem unteren Ende. Sie besitzt zu diesem Zweck dort eine örtliche Querschnittsvergrößerung, die durch zwei gestrichelte Ovale 20 kenntlich gemacht ist.As the drawing also reveals, the inner nozzle needle 13 is guided within the outer nozzle needle 12 not only at its upper end - at 19 -, but also at its lower end. It has for this purpose there a local cross-sectional enlargement, which is indicated by two dashed ovals 20.

Um den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff aus dem Innenraum 11 bzw. einem sich zwischen äußerer Düsennadel 12 und Düsenkörper 10 erstreckenden äußeren Ringraum 21 den inneren (unteren) Spritzlöchern 17 des Düsenaustritts 16 zuleiten zu können, muss der Kraftstoff zunächst in einen sich zwischen den beiden Düsennadeln 12, 13 erstreckenden inneren Ringraum 22 gelangen. Zu diesem Zweck sind in die äußere Düsennadel 12 - vorzugsweise im Laserbohrverfahren - oberhalb der - unter Vernachlässigung einer geringfügigen Leckage - dichtenden Führungsfläche 15 eine Reihe radial gerichteter durchgehender Löcher eingearbeitet, die in der Zeichnung durch zwei gestrichelte Ovale 23 angedeutet sind. Die durchgehenden Löcher 23 haben einen kleineren Durchmesser als die inneren (unteren) Spritzlöcher 17 des Düsenaustritts 16. Sie dienen damit nicht nur der Kraftstoffzuführung, sondern schützen darüber hinaus die Spritzlöcher 17 gegen Verschmutzung durch Partikel, indem sie als (möglicher) Partikelrückhalt fungieren.In order to be able to supply the high-pressure fuel from the inner space 11 or an outer annular space 21 extending between the outer nozzle needle 12 and the nozzle body 10 to the inner (lower) spray holes 17 of the nozzle outlet 16, the fuel first has to flow into one between the two nozzle needles 12, 13 extend extending inner annular space 22. For this purpose, in the outer nozzle needle 12 - preferably in the laser drilling method - above the - neglecting a slight leakage - sealing guide surface 15, a series radially directed through holes incorporated, which are indicated in the drawing by two dashed ovals 23. The through holes 23 have a smaller diameter than the inner (lower) injection holes 17 of the nozzle exit 16. They not only serve the fuel supply, but also protect the injection holes 17 against contamination by particles by acting as (possible) particle retention.

Ohne die als Führungsfläche für die innere Düsennadel 13 innerhalb der äußeren Düsennadel 12 fungierende Querschnittsvergrößerung 20 könnte nun der Kraftstoff aus dem inneren Ringraum 22 unmittelbar zu den inneren (unteren) Spritzlöchern 17 strömen. Dies ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch nicht möglich, weil die Führungsfläche 20 gleichzeitig eine Dichtfunktion ausübt. Die dichtende Führungsfläche 20 muss deshalb von dem im inneren Ringraum 22 befindlichen Kraftstoff "umgangen" werden, um zu den inneren (unteren) Spritzlöchern 17 zu gelangen. Um dieses zu ermöglichen, sind in die äußere Düsennadel 12 zwei weitere Gruppen durchgehender Löcher eingearbeitet. Hiervon ist eine zweite, durch strichpunktierte Ovale 24 markierte Lochgruppe oberhalb der Führungsfläche 20 und eine dritte, durch strichpunktierte Ovale 25 gekennzeichnete Lochgruppe unterhalb der Führungsfläche 20 vorgesehen. Durch die Löcher der zweiten Lochgruppe 24 gelangt der Kraftstoff zunächst aus dem inneren Ringraum 22 in den äußeren Ringraum 11 - bei 26 - und von dort durch die Löcher der dritten Lochgruppe 25 in den inneren Ringraum 22 zurück, von wo er schließlich einem unteren Bereich 27 des inneren Ringraumes 22 und - bei angehobener innerer Düsennadel 13 - den inneren (unteren) Spritzlöchern 17 des Düsenaustritts 16 zugeleitet werden kann.Without acting as a guide surface for the inner nozzle needle 13 within the outer nozzle needle 12 cross-sectional enlargement 20, the fuel from the inner annular space 22 could now flow directly to the inner (lower) spray holes 17. However, this is not possible in the embodiment shown, because the guide surface 20 simultaneously performs a sealing function. The sealing guide surface 20 must therefore be "bypassed" by the fuel located in the inner annular space 22. to get to the inner (lower) spray holes 17. To make this possible, 12 more groups of through holes are incorporated into the outer nozzle needle 12. Of these, a second, marked by dot-dashed ovals 24 hole group above the guide surface 20 and a third, indicated by dot-dashed ovals 25 hole group below the guide surface 20 is provided. Through the holes of the second hole group 24, the fuel first passes from the inner annular space 22 in the outer annular space 11 - at 26 - and from there through the holes of the third hole group 25 in the inner annular space 22, from where he finally a lower portion 27th the inner annular space 22 and - with raised inner nozzle needle 13 - the inner (lower) spray holes 17 of the nozzle outlet 16 can be fed.

Es versteht sich, dass auch die durchgehenden Löcher 24 und 25 einen kleineren Durchmesser als die Spritzlöcher 17 aufweisen sollten, damit auch hier eine entsprechende Schutzfunktion vor Partikeleintrag in die Spritzlöcher 17 möglich ist.It is understood that the through holes 24 and 25 should have a smaller diameter than the injection holes 17, so that here is a corresponding protective function before particle entry into the injection holes 17 is possible.

Um auch die äußeren (oberen) Spritzlöcher 18 mit Kraftstoff versorgen zu können, wird dieser aus dem äußeren Ringraum 11 zunächst durch die durchgehenden Löcher 23 der ersten Lochgruppe in den inneren Ringraum 22 und von dort durch die durchgehenden Löcher 24 der zweiten Lochgruppe wieder zurück in den äußeren Ringraum 11 - bei 26 - geleitet, so dass er schließlich - bei angehobener äußerer Düsennadel 12 - die äußeren (oberen) Spritzlöcher 18 des Düsenaustritts 16 zu erreichen vermag.In order to provide the outer (upper) injection holes 18 with fuel, this is from the outer annulus 11 first through the through holes 23 of the first group of holes in the inner annulus 22 and from there through the through holes 24 of the second group of holes back in the outer annular space 11 - at 26 - passed, so that he finally - with raised outer nozzle needle 12 - is able to reach the outer (upper) injection holes 18 of the nozzle outlet 16.

Somit ist die äußere (obere) Spritzlochreihe 18 durch zwei Lochgruppen, nämlich die durchgehenden Löcher 23 und 24, und die innere (untere) Spritzlochreihe 17 über insgesamt drei Lochgruppen, nämlich die durchgehenden Löcher 23, 24 und 25, vor einem möglichen Partikeleintrag aus dem Kraftstoff geschützt.Thus, the outer (upper) injection hole row 18 through two groups of holes, namely the through holes 23 and 24, and the inner (lower) injection hole row 17 over a total of three groups of holes, namely the through holes 23, 24 and 25, before a possible particle entry protected from fuel.

Wird die Innennadelführung 20 als Polygonführung ausgeführt, bei einer zylindrischen (oder einer ebenfalls möglichen polygonartigen) Ausführung der Außennadelführung 15, so kann auf die dritte (untere) Lochgruppe 25 unter Umständen verzichtet werden. Eine Voraussetzung hierfür ist, dass die Polygonführung 20 eine hinreichende Entdrosselung des Hochdruckpfades (des zugeführten Kraftstoffs) zu gewährleisten vermag. Eine ausreichende Schutzwirkung gegen Partikeleintrag für die Spritzlochreihen 17 und 18 ist in diesem Fall weiterhin über die Lochgruppe 23 gewährleistet.If the inner needle guide 20 is designed as a polygonal guide, with a cylindrical (or likewise possible polygonal) design of the outer needle guide 15, then the third (lower) hole group 25 can possibly be dispensed with. A prerequisite for this is that the polygonal guide 20 is able to ensure adequate de-throttling of the high-pressure path (of the supplied fuel). A sufficient protective effect against particle entry for the injection hole rows 17 and 18 is still guaranteed in this case via the hole group 23.

Bei einer Ausführung (auch) der Außennadelführung 15 als Polygonführung verbleibt (bei geschlossener Stellung der äußeren Düsennadel 12) immer noch eine Schutzwirkung gegen Partikeleintrag bezüglich der inneren (unteren) Spritzlöcher 17.In one embodiment (also) of the outer needle guide 15 as a polygonal guide remains (with closed position of the outer nozzle needle 12) still a protective effect against particle entry with respect to the inner (lower) injection holes 17th

Unter den (weiteren) Voraussetzungen einer richtigen Auslegung des hydraulischen Drosselpfades, der Sicherstellung einer Versorgung der äußeren Düsennadel 12 sowohl über die Hochdruckbereiche 26 und 27 sowie einer Versorgung der Spritzlöcher 17 nur über den Bereich 27 ist sogar bei geöffneter äußerer Düsennadel 12 noch eine ausreichende Schutzwirkung gegen Partikeleintrag bezüglich der Spritzlochreihe 17 gewährleistet.Under the (further) requirements of a correct design of the hydraulic throttle path, ensuring a supply of the outer nozzle needle 12 both on the high pressure areas 26 and 27 and a supply of the injection holes 17 only over the area 27 is even with open outer nozzle needle 12 is still a sufficient protective effect guaranteed against particle entry with respect to the spray hole 17 series.

Claims (12)

Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff in Zylinderbrennräume von Brennkraftmaschinen, insbesondere Common-Rail-Injektor, der einen Düsenkörper (10) mit abgestuftem, im wesentlichen zylindrischem Innenraum (11) aufweist, welcher mit einem der Kraftstoffzuführung dienenden Hochdruckanschluss verbunden ist und zwei koaxial zueinander angeordnete Düsennadeln - innere Düsennadel (13) und äußere Düsennadel (12) - aufnimmt, und mit einem am strömungsseitigen Ende des Düsenkörpers (10) liegenden, Spritzlöcher (17, 18) besitzenden Düsenaustritt (16), wobei (radial) innere Spritzlöcher (17) von der inneren Düsennadel (13) und (radial) äußere Spritzlöcher (18) von der äußeren Düsennadel (12) betätigbar sind, mit einem der Kraftstoffzuführung zu den inneren Spritzlöchern (17) dienenden, zwischen innerer (13) und äußerer Düsennadel (12) ausgebildeten inneren Ringraum (22) und einem der Kraftstoffzuführung zu den äußeren Spritzlöchern (18) dienenden, zwischen Innenwandung des Düsenkörpers (10) und äußerer Düsennadel (12) ausgebildeten äußeren Ringraum (11, 21, 26), und mit Filtermitteln zum Schutz der Spritzlöcher (17, 18) vor Eintrag von im Kraftstoff enthaltenen Partikeln,
dadurch gekennzeichnet, dass in der äußeren Düsennadel (12) radial gerichtete durchgehende Löcher (23) eingearbeitet sind, derart, dass Kraftstoff zur Versorgung der inneren Spritzlöcher 17 vom äußeren Ringraum (21) in den inneren Ringraum (22, 27) gelangen kann, und dass die einzelnen Querschnitte der durchgehenden Löcher (23) kleiner sind als die einzelnen Querschnitte der inneren Spritzlöcher (17) des Düsenaustritts (16), die Querschnittssumme der durchgehenden Löcher (23) jedoch größer ist als die Querschnittssumme zumindest der inneren Spritzlöcher (17) des Düsenaustritts (16).Injector for injecting fuel into cylinder combustion chambers of internal combustion engines, in particular common rail injector, which has a nozzle body (10) with graduated, substantially cylindrical interior (11), which is connected to a high-pressure port serving for fuel supply and two nozzle needles arranged coaxially with one another - Inner nozzle needle (13) and outer nozzle needle (12) - receives, and with a at the flow end of the nozzle body (10) lying, injection holes (17, 18) possessing nozzle outlet (16), wherein (radially) inner injection holes (17) of the inner nozzle needle (13) and (radially) outer injection holes (18) of the outer nozzle needle (12) are actuated, with one of the fuel supply to the inner spray holes (17) serving, between the inner (13) and outer nozzle needle (12) formed inner annular space (22) and one of the fuel supply to the outer spray holes (18) serving, between Innenw and outer nozzle space (11, 21, 26) formed with the nozzle body (10) and outer nozzle needle (12), and with filter means for protecting the injection holes (17, 18) from entry of particles contained in the fuel,
characterized in that in the outer nozzle needle (12) radially directed through holes (23) are incorporated, such that fuel for supplying the inner injection holes 17 from the outer annular space (21) in the inner annular space (22, 27) can pass, and that the individual cross sections of the through holes (23) are smaller than the individual cross sections of the inner injection holes (17) of the Nozzle outlet (16), the cross-sectional total of the through holes (23) is greater than the cross-sectional sum of at least the inner injection holes (17) of the nozzle outlet (16). Injektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Düsennadel (12) mittels einer einen größeren Durchmesser als die äußere Düsennadel (12) besitzenden Führungsfläche (15) innerhalb des Düsenkörpers (10) geführt ist, derart, dass der äußere Ringraum (11) in einen oberen Teil (21) und einen unteren Teil (26) aufgeteilt wird.Injector according to claim 1,
characterized in that the outer nozzle needle (12) is guided within the nozzle body (10) by means of a guide surface (15) having a larger diameter than the outer nozzle needle (12), such that the outer annular space (11) is guided into an upper part (11). 21) and a lower part (26) is divided. Injektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (15) (abgesehen von einer bei Druckunterschieden auftretenden geringfügigen Leckage) dichtend ausgebildet ist und dass unterhalb der Führungsfläche (15) in die äußere Düsennadel (12) weitere (radial) durchgehende Löcher (24) eingearbeitet sind, derart, dass der zur Versorgung der äußeren Spritzlöcher (18) des Düsenaustritts (16) dienende Kraftstoffstrom vom inneren Ringraum (22) in den unteren Teil (26) des äußeren Ringraumes (11) gelangen kann.Injector according to claim 1,
characterized in that the guide surface (15) (apart from a slight leakage occurring at pressure differences) is sealing and that below the guide surface (15) in the outer nozzle needle (12) further (radial) through holes (24) are incorporated, such in that the fuel flow serving to supply the outer spray holes (18) of the nozzle outlet (16) can pass from the inner annular space (22) into the lower part (26) of the outer annular space (11). Injektor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittssumme der weiteren durchgehenden Löcher (24) größer ist als die Querschnittssumme zumindest der äußeren Spritzlöcher (18) des Düsenaustritts (16).Injector according to claim 3,
characterized in that the cross-sectional sum of the further through holes (24) is greater than the cross-sectional total of at least the outer spray holes (18) of the nozzle outlet (16). Injektor nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelquerschnitte der weiteren durchgehenden Löcher (24) kleiner sind als die Einzelquerschnitte zumindest der äußeren Spritzlöcher (18) des Düsenaustritts (16).Injector according to claim 3 or 4,
characterized in that the individual cross sections of the further through holes (24) are smaller than the individual cross sections at least the outer injection holes (18) of the nozzle outlet (16). Injektor nach Anspruch 3, 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die innere Düsennadel (13) unterhalb der weiteren durchgehenden Löcher (24) mittels einer einen größeren Durchmesser als die innere Düsennadel (13) besitzenden (inneren) Führungsfläche (20) geführt ist.Injector according to claim 3, 4 or 5,
characterized in that the inner nozzle needle (13) below the other through holes (24) by means of a larger diameter than the inner nozzle needle (13) possessing (inner) guide surface (20) is guided. Injektor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die innere Führungsfläche (20) dichtend ausgebildet ist und dass in die äußere Düsennadel (12), unterhalb der inneren Führungsfläche (20), eine dritte Gruppe (radial) gerichteter durchgehender Löcher (25) eingearbeitet ist, derart, dass der Kraftstoffstrom vom unteren Teil (26) des äußeren Ringraumes (11) (wieder) in einen unteren Teil (27) des inneren Ringraumes (22) und von dort zu den inneren Spritzlöchern (17) des Düsenaustritts (16) gelangen kann.Injector according to claim 6,
characterized in that the inner guide surface (20) is sealingly formed and that in the outer nozzle needle (12), below the inner guide surface (20), a third group (radially) directed through holes (25) is incorporated, such that the Fuel flow from the lower part (26) of the outer annular space (11) (again) in a lower part (27) of the inner annular space (22) and from there to the inner spray holes (17) of the nozzle outlet (16) can pass. Injektor nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittssumme der dritten Gruppe durchgehender Löcher (25) größer ist als die Querschnittssumme zumindest der inneren Spritzlöcher (17) des Düsenaustritts (16).Injector according to claim 7,
characterized in that the cross-sectional sum of the third group of through holes (25) is greater than the cross-sectional sum of at least the inner spray holes (17) of the nozzle outlet (16). Injektor nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelquerschnitte der dritten Gruppe durchgehender Löcher (25) kleiner sind als die Einzelquerschnitte zumindest der inneren Spritzlöcher (17) des Düsenaustritts (16).Injector according to claim 7 or 8,
characterized in that the individual cross sections of the third group of through holes (25) are smaller than the individual cross sections of at least the inner injection holes (17) of the nozzle outlet (16). Injektor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehenden Löcher (23) und/oder die weiteren durchgehenden Löcher (24) und/oder die dritte Gruppe durchgehender Löcher (25) jeweils in Längsrichtung der äußeren Düsennadel (12) beabstandet parallel zueinander und über den Umfang der äußeren Düsennadel (12) gleichmäßig oder im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet sind.Injector according to one or more of the preceding claims,
characterized in that the through holes (23) and / or the further through holes (24) and / or the third group of through holes (25) in each case in the longitudinal direction of the outer nozzle needle (12) spaced parallel to each other and over the circumference of the outer nozzle needle (12) are arranged evenly or substantially evenly distributed. Injektor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehenden Löcher (23) und/oder die weiteren durchgehenden Löcher (24) und/oder die dritte Gruppe durchgehender Löcher (25) durch Laserbohren in die äußere Düsennadel (12) eingearbeitet sind.Injector according to one or more of the preceding claims,
characterized in that the through holes (23) and / or the further through holes (24) and / or the third group of through holes (25) are laser-drilled in the outer nozzle needle (12). Injektor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Außennadelführung (Führungsfläche 15) als zylindrische Führung oder als Polygonführung und die Innennadelführung (Führungsfläche 20) als Polygonführung ausgebildet ist.Injector according to one or more of the preceding claims,
characterized in that the outer needle guide (guide surface 15) is designed as a cylindrical guide or as a polygonal guide and the inner needle guide (guide surface 20) as a polygonal guide.
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