EP1918570B1

EP1918570B1 - Kraftstoffinjektor mit Speichervolumensegment

Info

Publication number: EP1918570B1
Application number: EP07115999.0A
Authority: EP
Inventors: Dietmar Uhlmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2027-09-10
Also published as: DE102006051583A1; EP1918570A2; EP1918570A3

Description

Stand der Technik

Bei modernen Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere bei direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschinen erweist es sich als günstig für den Verbrennungsverlauf, während des Verbrennungsvorganges mehrfach in kurzen Intervallen Kraftstoff einzuspritzen. Dies erfordert insbesondere bei schnelllaufenden Verbrennungskraftmaschinen sehr schnell schaltende Einspritzventile. Schnelle Schaltvorgänge an Einspritzventilen (Kraftstoffinjektoren) führen insbesondere in Verbindung mit hohen hydraulischen Systemdrücken, die ebenfalls zur Verbesserung der Verbrennungsprozesse angestrebt werden, zu Druckschwingungen im Kraftstoffinjektor. Bei Hochdruckspeichereinspritzsystemen (Common-Rail) liegt der Systemdruck in der Größenordnung von 1600 bar, wobei jedoch, wie oben bereits erwähnt, an höheren Systemdrücken gearbeitet wird, um die Verbrennung weiter zu optimieren.
Hohe Systemdrücke sowie die schnell hintereinander folgenden Schaltvorgänge können den Schließvorgang eines Kraftstoffinjektors so beeinflussen, dass unerwünschte Effekte im Verbrennungsablauf sowie ein erhöhter Verschleiß an mechanischen Komponenten des Kraftstoffinjektors auftreten können.
Zur Bedämpfung von Druckschwingungen eignen sich Speichervolumina in Verbindung mit hydraulischen Drosselelementen, die in unmittelbarer Nähe zum Entstehungsort der Druckschwingung angeordnet sind. Dazu stehen ein Aktorraum in dem beispielsweise bei Kraftstoffinjektoren, die mittels eines Piezoaktors betätigt werden, der Piezoaktor untergebracht ist zur Verfügung, sowie ein Düsenraum, die mit der einzuspritzenden Flüssigkeit, so zum Beispiel des in den Brennraum einzuspritzenden Kraftstoffs befüllbar sind. Die in diesen Räumen, d.h. dem Aktorraum sowie dem Düsenraum bevoratbaren Flüssigkeitsvolumina erweisen sich jedoch hinsichtlich ihrer Dämpfungswirkung oft als zu klein zur wirksamen Bedämpfung auftretender Druckschwingungen. Es ist daher anzustreben, zusätzliche Speichervolumina im Kraftstoffinjektor in unmittelbarer Nähe zum Entstehungsort der Druckschwingungen, in der Regel einen Düsenraum zu schaffen. Dies findet jedoch seine Grenze darin, dass es der begrenzte Einbauraum an der Verbrennungskraftmaschine in der Regel nicht erlaubt, den Außendurchmesser eines Kraftstoffinjektors zu vergrößern.
Aus der WO 03/016707 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, das einen Injektorkörper und eine Einspritzdüse mit einer darin angeordneten Düsennadel aufweist. Im Injektorkörper ist ein spaltförmiges Speichervolumen gebildet, das in ungedrosselter fluidischer Verbindung mit der Einspritzdüse und einem Kraftstoffanschluss steht. WO 03/016707 A1 offenbart den Oberbegriff des Anspruchs 1.

Darstellung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen in einem Kraftstoffinjektor ein zusätzliches, mit Kraftstoff befüllbares Speichervolumen zu integrieren, um die Druckschwingungen im Kraftstoffinjektor nach der Einspritzung zu dämpfen. Das zusätzliche, in den Kraftstoffinjektor integrierte Speichervolumen ist in einer Kammer, so zum Beispiel einem Speichervolumensegment ausgebildet. Durch dieses zusätzlich in den Kraftstoffinjektor zu integrierende Speichervolumensegment verlängert sich der Kraftstoffinjektor um etwa 1 cm, wodurch sich ein mit Kraftstoff befüllbares Speichervolumen von 900 mm³ ergibt. Wird das erfindungsgemäß vorgeschlagene Speichervolumensegment in doppelter Größe ausgebildet, so ergibt sich ein verdoppeltes Speichervolumen für bevorratbares Dämpfungsmedium, wie zum Beispiel Kraftstoff.
Bevorzugt wird das mit der einzuspritzenden Flüssigkeit, wie zum Beispiel Kraftstoff, befüllbare zusätzliche Speichervolumensegment über ein Drosselelement, so zum Beispiel eine Lochdrossel hydraulisch an einem Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors angekoppelt. Die zum Beispiel als Lochdrossel ausgebildete Drossel und das zusätzliche Speichervolumen wirken als Dämpfungselement und lassen sich einfach, insbesondere ohne den Außendurchmesser des Kraftstofffinjektors zu vergrößern, an die schwingungstechnisch zu beherrschenden Erfordernisse anpassen. Hydraulische Druckschwingungen in einem Kraftstoffinjektor lassen sich mit einem derartigen zusätzlichen Speichervolumensegment wirksam vermindern. In einer Ausführungsvariante des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens, kann ein Speichervolumensegment zwischen dem Düsenkörper und einer Drosselplatte eines Kraftstoffinjektors angeordnet werden. Das die Baulänge des Kraftstoffinjektors nur geringfügig verlängernde zusätzliche Speichervolumensegment, ist zum Beispiel durch verlängerte Positionierstifte in Bezug auf den Düsenkörper und die Drosselplatte positioniert und durch ein entsprechend verlängert ausgebildetes Düsenspannelement, wie zum Beispiel eine Düsenspannmutter, mit dem gesamten Injektorverband verspannt.
Das in den Ausführungsvarianten dargestellte zusätzliche Speichervolumensegment wirdsehr nahe am Entstehungsort hydraulischer Druckschwingungen, wie zum Beispiel dem Düsenraum, angeordnet und weist dadurch eine sehr gute Wirksamkeit auf. Durch eine entsprechende Variation der Axiallänge des erfindungsgemäß vorgeschlagenen zusätzlichen Speichervolumensegmentes lässt sich das in diesem bevorratbare Speichervolumen einfach an die schwingungstechnischen Erfordernisse anpassen. In besonders vorteilhafter Weise vergrößert das erfindungsgemäß vorgeschlagene zusätzliche Speichervolumensegment den Außendurchmesser des Kraftstoffinjektors nicht, sondern wirkt sich in moderater Weise auf die Baulänge des Kraftstoffinjektors aus. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Speichervolumensegment kann optional am Injektor eingesetzt werden, wenn das Schwingungsverhalten die Funktion oder die Dauerhaltbarkeit desselben es erfordern.
In Bezug auf Kraftstoffinjektor sind lediglich die Länge eines Düsenspannelementes, wie zum Beispiel einer Düsenspannmutter sowie Positionierstifte zur lagerichtigen Positionierung des zusätzlichen Speichervolumensegments innerhalb des Kraftstoffinjektors um dessen Zusatzlänge anzupassen; alle anderen Komponenten des Kraftstoffinjektors können unverändert übernommen werden.
Ein erforderliche Verlängerung des Kraftstoffinjektors in axiale Richtung liegt in der Größenordnung von 10 mm und fällt daher zur Erzeugung eines zusätzlichen Speichervolumens von 1000 mm³ sehr moderat aus. Insbesondere dann, wenn das zusätzliche Speichervolumensegment zweiteilig ausgebildet wird, kann bei geringem Herstellungsaufwand desselben eine relativ hohe Volumenausnutzung des zur Verfügung stehenden Einbauraums erreicht werden.
Bei einer zweiteiligen Ausführung des zusätzlichen Speichervolumensegments kann ein oberer Teil als Ringteil und ein unterer Teil als Einsatzteil ausgebildet werden. Das Unterteil kann zum Beispiel vor dem Einsetzen in den Kraftstoffinjektor stark abgekühlt werden und nach dem Erwärmen durch die Wärmeausdehnung verpresst und somit lagefixiert sein.

Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:

Figur 1: eine Darstellung wesentlicher Komponenten eines Kraftstoffinjektors gemäß des Standes der Technik mit einer vergrößerten Darstellung eines Ausschnittes A,
Figur 2: eine schematische Darstellung eines Dämpfungsvolumens für hydraulische Druckschwingungen, ein Speichervolumen, eine Speicherdrossel, eine Hochdruckversorgung umfassend,
Figur 3: ein Kraftstoffinjektor mit integriertem Zusatzspeichervolumen, welches als Speichervolumensegment ausgebildet ist,
Figur 4: eine Vertikal-Schnittdarstellung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Speichervolumensegmentes in Ebene B-B,
Figur 5: eine Ansicht des erfindungsgemäß ausgeführten Speichervolumensegmentes aus Richtung D,
Figur 6: einen Horizontalschnitt durch das erfindungsgemäß aufgeführte Speichervolumensegment in einer Ebene C-C und
Figur 7: eine Ansicht des erfindungsgemäß ausgeführten Speichervolumensegmentes aus Richtung E.

Ausführungsvarianten

Der Darstellung gemäß Figur 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Kraftstoffinjektor, in teilweise geschnittener Darstellung zu entnehmen.
Ein in Figur 1 dargestellter Kraftstoffinjektor 1 umfasst einen Haltekörper 2, an den ein perspektivisch dargestellter Steckeranschluss 3 ausgebildet ist. Der in Figur 1 dargestellte Kraftstoffinjektor 1 umfasst eine Aktorpatrone, die innerhalb einer Aktorraumbohrung 11 im Haltekörper 2 untergebracht ist. Aus dem in Figur 1 in vergrößertem Maßstab dargestellten Ausschnitt des Kraftstoffinjektors 1 geht hervor, dass durch den Haltekörper 2 ein Hochdruckzulauf 12 verläuft, über welchen ein mit Bezugszeichen 24 bezeichneter Steuerraum mit unter einem Systemdruck stehenden Kraftstoff beaufschlagt wird. Unter Systemdruck wird nachfolgend ein Druckniveau verstanden, welches zum Beispiel innerhalb eines Hochdruckspeicherkörpers (Common-Rail) eines Hochdruckkraftstoffeinspritzsystems herrscht. Im Hochdruckspeicherkörper (Common-Rail) wird der Systemdruck zum Beispiel durch eine Hochdruckpumpe oder dergleichen erzeugt. Der im Hochdruckspeicher (Common-Rail) herrschende Systemdruck steht über den Hochdruckzulauf 12, eine in einer Ventilplatte 13 ausgebildete Bohrung sowie über eine in einer Drosselplatte 30 ausgebildeten Zulauf im Steuerraum 24 des Kraftstoffinjektors 1 gemäß der Darstellung in Figur 1 an. Die Aktorraumbohrung 11, in der der bevorzugt als Piezoaktor ausgebildete Aktor zur Betätigung des Kraftstoffinjektors 1 untergebracht ist, befindet sich im Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors 1. Das Flüssigkeitsvolumen, das vom Aktorraum 11 das vom Steuerraum 24 aufgenommen werden kann, erweist sich hinsichtlich einer Speicherwirkung oft als zu klein zur wirksamen Bedämpfung auftretender Druckschwingungen.
Der zur Betätigung des Kraftstoffinjektors 1 eingesetzte Piezoaktor in der Aktorpatrone drückt indirekt unter Zwischenschaltung eines Kopplerkolbens 10 auf einen Ventilbolzen 14, der mittels einer Ventilfeder 15 vorgespannt ist. Unterhalb des Ventilbolzens 14 verläuft ein Kanal durch die Drosselplatte 30, welcher mit dem Hochdruckbereich hydraulisch in Verbindung steht (Bypassbohrung). Der Haltekörper 2 des Kraftstoffinjektors 1, innerhalb dessen der Hochdruckzulauf 12 verläuft, steht über eine Düsenspannmutter 22 mit dem Düsenkörper 20 in Verbindung. Zwischen diesen sind die Ventilplatte 13 sowie die Drosselplatte 30 eingespannt. Beim Anziehen der Düsenspannmutter 22 mit einem definierten Anzugsdrehmoment bilden Haltekörper 2, Ventilplatte 13, Drosselplatte 30 und Düsenkörper 20 einen vorgespannten Schraubverbund.
Bei der in Figur 1 dargestellten aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsvariante des Kraftstoffinjektors 1 stehen zusätzliche Speichervolumina im Kraftstoffinjektor in unmittelbarer Nähe zum Düsenraum 21 nicht zur Verfügung. Aus Einbaugründen und den beengten Platzverhältnissen im Zylinderkopfbereich einer Verbrennungskraftmaschine, ist eine Durchmesservergrößerung des Kraftstoffinjektors 1 nicht möglich.
Aus der Darstellung gemäß Figur 2 ist die hydraulische Verschaltung eines Dämpfers zur Dämpfung hydraulischer Druckschwingungen ein Speichervolumen, eine Speicherdrossel und einen Düsenraum umfassend dargestellt.
Aus der schematischen Darstellung gemäß Figur 2 geht hervor, dass über dem Hochdruckzulauf 12, der sich durch den Haltekörper 2 des Kraftstoffinjektors 1 erstreckt, der Düsenraum 21 mit unter Systemdruck stehenden Kraftstoff beaufschlagt ist. Des Weiteren wird gleichzeitig unter Zwischenschaltung einer Dämpferdrossel 43 ein zusätzliches Speichervolumen 42 mit einem unter Systemdruck stehenden Kraftstoffvorrat beaufschlagt, welches das zusätzliche, hydraulische Druckschwingungen dämpfende Speichervolumen darstellt.
Figur 3 ist das erfindungsgemäß vorgeschlagene, in den Kraftstoffinjektor integrierte Zusatzspeichervolumen zu entnehmen, welches als Speichervolumensegment ausgebildet ist.
Figur 3 zeigt, dass - von der Düsenspannmutter 22 umschlossen - ein Speichervolumensegment 40 zwischen dem Düsenkörper 20 und der Drosselplatte 30 aufgenommen ist. Das zweiteilig ausgebildete Speichervolumensegment 40 umfasst ein ringförmig ausgebildetes Oberteil 45 sowie ein als Einsatz ausgebildetes Einsatzteil 46, welche in miteinander gefügtem Zustand das Speichervolumen 42 begrenzen. In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsvariante ist das Speichervolumensegment 40 zwischen der Drosselplatte 30 und einer Stirnseite des Düsenkörpers 20 eingespannt. Der in der Ventilplatte 13 mündende Hochdruckzulauf 12 erstreckt sich durch die Drosselplatte 30 und von dieser weiter durch das Unterteil 46 des Speichervolumensegmentes 40. Der Hochdruckzulauf 12 mündet in den Düsenraum 21 des Düsenkörpers 20. In diesem ist das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 23 aufgenommen, welches einen Bund aufweist, an dem sich eine Feder abstützt, die eine Steuerraumhülse 25, die den Steuerraum 24 begrenzt, an die untere Planseite des als Einsatzteil ausgebildeten Unterteiles 46 des Speichervolumensegmentes 40 dichtend anstellt. Darüber hinaus steht der im Düsenkörper 20 ausgebildete Düsenraum 21 über eine Drossel 43 mit dem Speichervolumen 42 in Verbindung. Das Speichervolumen 42 wird einerseits durch das Oberteil 45, welches ringförmig ausgebildet ist und andererseits durch das als Einsatzteil ausgebildete Unterteil 46 begrenzt. Unterteil 46 und Oberteil 45 des Speichervolumensegmentes 40 werden bevorzugt miteinander unter Ausbildung einer Presspassung gefügt, wodurch sich das in Figur 3 dargestellte, zusätzliche Speichervolumen 42 ergibt, welches über die Dämpferdrossel 43 in optimaler Weise sehr nahe am Düsenraum 21 angeordnet ist, in welchem die hydraulischen Pulsationen in Form von Druckschwingungen bei Betätigung des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 23 induziert werden.
Vom Hochdruckzulauf 12, der sich durch den Haltekörper 2 erstreckt, wird eine Zulaufdrossel 32 beaufschlagt. Stromab der Zulaufdrossel 32, die in der Drosselplatte 30 ausgebildet ist, verläuft durch das Speichervolumensegment 40 eine Bohrung 44, die in den Steuerraum 24 im Düsenkörper 20 mündet, der von der Steuerraumhülse 25 begrenzt ist. Des Weiteren verläuft durch das Speichervolumensegment 40 - jedoch nicht in der dargestellten Schnittebene liegend - eine Drosselbohrung für eine Ablaufdrossel (vgl. Bezugszeichen 48 in den Figuren 5, 6 und 7).
Aufgrund der direkten Anbindung des zusätzlichen Speichervolumens 42 an den Düsenraum 21 ist eine gute hydraulische Wirksamkeit hinsichtlich des Dämpfungsverhaltens des Speichervolumensegmentes 40 sichergestellt. Das zusätzlich verbaubare Speichervolumensegment 40 ist als Bauteil ausgebildet, welches ohne Änderungen an benachbarten Bauteilen wie dem Düsenkörper 20 und der Drosselplatte 30, in unmittelbarer Nähe zum Düsenraum 21 in den Injektorverbund eingefügt werden kann.
Die im Düsenraum 21 des Kraftstoffinjektors 1 entstehenden Druckschwingungen pflanzen sich über die Dämpferdrrossel 43 in das zusätzliche Speichervolumen 42 hin fort. Im dabei über die Dämpferdrossel 43 strömenden Volumenstrom wird beim Ein- und beim Ausströmen aus dem zusätzlichen Speichervolumen 42 kinetische Energie in Wärme umgewandelt, was eine Bedämpfung der Druckschwingungen im Düsenraum 21 bewirkt. Durch die Variation des Drosselquerschnittes der Dämpferdrossel 43 und der Größe des zusätzlichen Speichervolumens 42 - gebildet durch das Speichervolumensegment 40 - kann das Speichervolumensegment 40 in optimaler Weise auf die Bedämpfung auftretender Druckschwingungen im Düsenraum 21 abgestimmt werden.
Da das Speichervolumensegment 40 als zusätzliches Modul zwischen dem Düsenkörper 20 und der Drosselplatte 30 des Kraftstoffinjektors 1 eingefügt wird, übernimmt das Speichervolumensegment 40 die hydraulische Verbindung zwischen der Drosselplatte 30 und dem Düsenkörper 20, dem Düsenraum 21 und dem Steuerraum 24. Dies ist in den Figuren 4 bis 7 dargestellt.
Figur 4 zeigt in vergrößerter Darstellung das in Figur 3 im Injektorverbund enthaltene zusätzliche Speichervolumensegment.
Aus der Darstellung gemäß Figur 4 geht hervor, dass das Speichervolumensegment 40 im Wesentlichen aus dem Oberteil 45, welches als Ringteil ausgebildet ist und dem Unterteil 46, welches ein Einsatzteil darstellt, gebildet wird. Das Oberteil 45 und das Unterteil 46 werden bei der Montage bevorzugt im Wege einer Presspassung miteinander gefügt, so dass sich im Inneren des Speichervolumensegmentes 40 eine Anlagefläche 49 einstellt. Ein Dichtspalt 27 entsteht im Bereich einer zweiten Stirnseite 51, welche der ersten Stirnseite 50 des Speichervolumensegmentes 40 gegenüberliegt.
In der ersten Stirnseite 50 am Oberteil 45 verläuft eine halbkreisförmig ausgebildete erste Ringnut 41, welche in der Draufsicht gemäß Figur 5 eingehender dargestellt ist. Die erste Ringnut verbindet den Hochdruckzulauf 12 mit der Bypass-Bohrung 31, die in der Drosselplatte 30 verläuft, vgl. Figur 3.
In der zweiten Stirnseite 51 des als Einsatzteil ausgebildeten Unterteiles 46, verläuft eine zweite Ringnut 47, die kreisförmig verlaufend ausgebildet ist. Die zweite Ringnut 47 ist analog zur Unterseite der Drosselplatte 30 ausgebildet, die ansonsten - bei nicht vorhandenem zusätzlichen Speichervolumensegment 40 - die hydraulische Verbindung zum Düsenkörper 20 darstellt.
Das ringförmig ausgebildete Speichervolumen 42, begrenzt durch die Außenwandung des als Einsatzteil ausgebildeten Unterteiles 46 und die Innenwand des als Ringteil ausgebildeten Oberteiles 45, werden von der Bohrung 44 zur Zulaufdrossel und vom Hochdruckzulauf 12 durchzogen. Bezugszeichen 43 markiert die Dämpferdrosselstelle, über die das zusätzliche Speichervolumen 42 des zusätzlichen Speichervolumensegmentes 40 mit dem Düsenraum 21 des Kraftstoffinjektors hydraulisch verbunden ist.
Figur 5 ist eine Draufsicht auf das in Figur 4 in Schnittdarstellung wiedergegebene zusätzliche zweiteilig ausgeführte Speichervolumensegment zu entnehmen.
In der in Figur 5 dargestellten Draufsicht auf das Speichervolumensegment 40 ist erkennbar, dass in der ersten Stirnseite 50 die erste Ringnut 41 halbkreisförmig verläuft und den Hochdruckzulauf 12 mit der Bypass-Bohrung 31 hydraulisch verbindet. Des Weiteren gehen aus der Draufsicht gemäß Figur 5 Positionierungsbohrungen 34 hervor, in welchen in Figur 5 nicht dargestellte Positionierstifte 33 verlaufen. Mit Bezugszeichen 44 ist die Bohrung bezeichnet, die unterhalb der in der Drosselplatte 30 ausgebildeten Zulaufdrossel 32 durch das Speichervolumensegment 40 verläuft. Bezugszeichen 48 kennzeichnet die Bohrung, die der Ablaufdrossel zur Druckentlastung des Steuerraumes 24 nachgeschaltet ist. Der in Figur 5 dargestellten Draufsicht auf das zusätzliche Speichervolumensegment 40 ist die erste Stirnseite 50 des als Ringteil ausgebildeten Oberteiles 45 zu entnehmen. Der Schnittverlauf IV-IV entspricht der Darstellung von Figur 4.
Der Darstellung gemäß Figur 6 ist der in Figur 4 mit VI-VI bezeichnete Schnittverlauf durch das Speichervolumensegment zu entnehmen.
Aus der Schnittdarstellung in Figur 6 geht hervor, dass das als Ringteil ausgebildete Oberteil 45 das als Einsatzteil ausgebildete Unterteil 46 ringförmig umschließt. Bezugszeichen 43 gibt die Dämpferdrossel im Boden des als Einsatzteil ausgebildeten Unterteiles 46 an. Bezugszeichen 27 bezeichnet den auch in Figur 4 dargestellten Dichtspalt 27, der sich beim Fügen des in der Darstellung gemäß Figur zweiteilig ausgebildeten Speichervolumensegmentes 40 als Pressverband zwischen dem Oberteil 45 und dem von diesem umschlossenen Unterteil 46 ergibt. Aus der Darstellung gemäß Figur 6 geht hervor, dass die Bohrung 44 für die Zulaufdrossel und der Hochdruckzulauf 12 in der Schnittebene gemäß Figur 4 verlaufen, während die Ablaufdrosselbohrung 48 vor dieser liegt und demzufolge in der Schnittdarstellung gemäß Figur 4 nicht wiedergegeben ist. Mit Bezugszeichen 33 sind Positionierstifte angedeutet, die in den auch in Figur 5 bereits angedeuteten Positionierbohrung 34 liegen.
Das Unterteil 46 kann mit dem Oberteil 45 durch Einschrumpfen oder durch Verpressen so gefügt werden, dass sich am Dichtspalt 27 die erforderliche Dichtheit sicher herstellen lässt. Die in der Schnittdarstellung gemäß Figur 6 dargestellte Hochdruckbohrung 12 stellt die Verbindung zwischen der Versorgungsleitung des einzuspritzenden Kraftstoffs und dem Düsenraum 21 her. Die in der Schnittebene gemäß Figur 4 liegende und in Figur 6 in der Schnittdarstellung dargestellte Bohrung 44 für die Zulaufdrossel, stellt die Verbindung zwischen der Zulaufdrossel in der Drosselplatte 30 und dem Steuerraum 24 her. Die in der Draufsicht gemäß Figur 5 dargestellte halbkreisförmig ausgebildete erste Ringnut 41, stellt die Verbindung der Bypass-Bohrung 31 in der Drosselplatte 30 mit der dem Hochdruckzulauf 12 her.
Der Darstellung gemäß Figur 7 ist eine Ansicht des in Figur 4 im Schnitt dargestellten, zweiteilig ausgebildeten Speichervolumensegmentes von der Unterseite her zu entnehmen.
Aus der Darstellung gemäß Figur 7 geht hervor, dass an der zweiten Stirnseite 51 des zweiteilig ausgebildeten Speichervolumensegmentes 40 die zweite Ringnut 47 kreisförmig verläuft. Die zweite Ringnut 47 an der zweiten Stirnseite 51 umschließt den Dichtspalt 27 konzentrisch. In der zweiten Stirnseite 51 des zusätzlichen Speichervolumensegmentes 40 münden der Hochdruckzulauf 12, die Bohrung 44 für die Zulaufdrossel 32, die Ablaufdrosselbohrung 48 sowie die Dämpferdrossel 43, die in der Schnittdarstellung gemäß Figur 6 und in der Schnittdarstellung gemäß Figur 4 dargestellt ist. Über die Dämpferdrossel 43 stehen das zusätzliche Speichervolumen 42 mit dem Düsenraum 21 in Verbindung, so dass dort auftretende Druckpulsationen bzw. Druckschwingungen im Entstehungsort unmittelbar bedämpft werden können. Über die Dämpferdrossel 43 wird kinetische Energie in Wärme umgewandelt, was die Bedämpfung der entstehenden Druckschwingungen im Düsenraum 21 bewirkt. Durch Variation des Drosselquerschnittes der Dämpferdrossel 43 sowie des Speichervolumens 42, kann das Speichervolumensegment 40 optimal auf die Bedämpfung auftretender Druckschwingungen bzw. Druckpulsationen abgestimmt werden. Ein weiterer vorteilhafter Effekt des in den Figuren 4 bis 7 en detail dargestellten Speichervolumensegmentes 40 ist der Umstand, dass durch die erste Ringnut 41 in der ersten Stirnseite 50 sowie die zweite, kreisförmig ausgebildete Ringnut 47 an der zweiten Stirnseite 51 die Flächenpressung zwischen der Drosselplatte 30 und dem Düsenkörper 20 signifikant gefertigt werden kann, was einen leckagefreien Injektorverbund zur Folge hat.

Claims

Kraftstoffinjektor (1) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend einen Haltekörper (2), eine Drosselplatte (30) und einen Düsenkörper (20), wobei der Haltekörper (2) und der Düsenkörper (20) über eine Düsenspannmutter (22) in Verbindung stehen und so einen vorgespannten Injektorverbund (2, 20, 22) bilden, und mit einem mittels eines Aktors (10) betätigbaren, bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied (23), das in einem Düsenraum (21) des Düsenkörpers (20) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor (1) ein Speichervolumensegment (40) umfasst, das Teil des Injektorverbundes (2, 20, 22) ist, wobei das Speichervolumensegment (40) eine Dämpferdrossel (43) enthält, über welche ein im Speichervolumensegment (40) bevorratbares Speichervolumen (42) mit dem Düsenraum (21) des Kraftstoffinjektors (1) hydraulisch in Verbindung steht, wodurch eine Bedämpfung der Druckschwingungen im Düsenraum (21) bewirkt wird.
Kraftstoffinjektor (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichervolumensegment ein Oberteil (45) und ein Unterteil (46) umfasst.
Kraftstoffinjektor (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens einteilig ausgebildete Speichervolumensegment (40) ein als Ringteil ausgebildetes Oberteil (45) und ein als Einsatzteil ausgebildetes Unterteil (46), die im Wege einer Presspassung (27, 49) miteinander gefügt sind, umfasst.
Kraftstoffinjektor (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichervolumensegment (40) an mindestens einer Stirnseite (50, 41) mindestens eine Nut (41, 47) aufweist, welche hydraulische Verbindungen (12, 44, 48) zwischen dem Düsenraum und einer im Injektorverbund aufgenommenen Drosselplatte (30) hergestellt werden.
Kraftstoffinjektor (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stirnseite (50) eine erste Ringnut (41) halbkreisförmig verläuft, welche den Hochdruckzulauf (12) mit einer Bypass-Bohrung (31) der Drosselplatte (30) verbindet.
Kraftstoffinjektor (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Stirnseite (51) des Speichervolumensegmentes (40), insbesondere des als Einsatzteil ausgebildeten Unterteiles (46) eine zweite Ringnut (47) sich kreisförmig erstreckend verläuft.
Kraftstoffinjektor (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der im Haltekörper (2) ausgebildete Hochdruckzulauf (12) durch die Drosselplatte (30) in die Bohrung (44) erstreckt, die in den Steuerraum (24) des Kraftstoffinjektors mündet.
Kraftstoffinjektor (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (24) zur Betätigung des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes (23) von einer sich am bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied (23) abstützenden Steuerraumhülse (25) begrenzt ist.
Kraftstoffinjektor (1) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichervolumen (42) des Speichervolumensegmentes (40) ein zusätzliches Speichervolumen von der Größenordnung von 1000 mm³ darstellt.