EP1923564A2 - Fuel injector - Google Patents

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Publication number
EP1923564A2
EP1923564A2 EP07117041A EP07117041A EP1923564A2 EP 1923564 A2 EP1923564 A2 EP 1923564A2 EP 07117041 A EP07117041 A EP 07117041A EP 07117041 A EP07117041 A EP 07117041A EP 1923564 A2 EP1923564 A2 EP 1923564A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
fuel injector
return
control
control valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07117041A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1923564A3 (en
Inventor
Hans-Christoph Magel
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1923564A2 publication Critical patent/EP1923564A2/en
Publication of EP1923564A3 publication Critical patent/EP1923564A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/002—Arrangement of leakage or drain conduits in or from injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2547/00—Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M2547/001—Control chambers formed by movable sleeves

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1.
  • stroke-controlled fuel injection systems can be used in which the injection pressure can be adapted to load and speed.
  • the opening movement of a nozzle needle is controlled by the control valve device via the pressure in the control chamber.
  • the object of the invention is to improve the switching behavior of the control valve device in a fuel injector according to the preamble of claim 1.
  • the object is with a fuel injector with an injector housing, which comprises a pressure chamber, from which by means of a control valve means highly pressurized fuel is injected into a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein the control valve means comprises a control valve armature which is arranged in an armature space, which with a Return connected to which is subjected to low pressure, achieved in that between the armature space and the return a pressure holding valve device is provided. By the pressure holding valve device, the armature space is decoupled from the return path of the control amount.
  • the control quantity is the quantity of fuel which escapes from the control chamber into the return line when the control valve device is opened, in order to bring about an opening stroke of a nozzle needle in the fuel injector.
  • the switching dynamics of the control valve device of the fuel injector is independent of the return conditions.
  • influences of vibrations in the low-pressure system can be reduced to the switching behavior of the control valve device.
  • a plurality of successive injections can be dosed more accurately.
  • a preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the pressure-holding valve device comprises a check valve which interrupts a connection from the return to the armature space.
  • the check valve comprises a spring-biased check valve body.
  • a further preferred exemplary embodiment of the fuel injector is characterized in that, as a function of the pressure in a control chamber, high-pressure fuel is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine when the pressure in the control chamber is changed by means of the control valve device.
  • a further preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the control chamber is connected directly to the return when the control valve device is open. This has the advantage that the control quantity is passed directly into the return when the control valve device is open.
  • a further preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the return comprises a return channel, which passes through a valve piece that limits the control room.
  • the valve piece Preferably, in the valve piece further comprises a drain passage is provided, which allows the flow of the control amount from the control room.
  • the drainage channel is preferably equipped with an outlet throttle.
  • a further preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the return passage can be closed by a part of the control valve device.
  • the return channel can be closed by a control valve piston of the control valve device.
  • the pressure-retaining valve device is arranged in a housing body part which delimits the armature space in the axial or radial direction.
  • the housing body part may be integrally connected to the injector housing.
  • the housing body part can also be designed as a separate part of the injector housing.
  • a further preferred exemplary embodiment of the fuel injector is characterized in that the fuel injector has at least one leakage path through which fuel enters the armature space.
  • the leakage path ensures a continuous flow or purging of the armature space.
  • armature space pressure is maintained. This allows a completely unaffected by the return pressure switching behavior of the control valve device can be achieved.
  • Another preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the leakage path is provided between a control valve piston and a control valve piston guide body.
  • the pilot leakage of the control valve piston fills the armature space, so that the desired pressure is set in the armature space.
  • a flushing of the armature space is ensured by the guide leakage.
  • Another preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the leakage path is provided between a nozzle needle and a nozzle needle guide body.
  • the guide leakage of the nozzle needle fills the armature space, so that sets in the armature space of the desired pressure.
  • a flushing of the armature space is ensured by the guide leakage.
  • a fuel injector 1 is shown schematically in longitudinal section.
  • the fuel injector 1 is supplied from a high-pressure reservoir 2 with fuel under high pressure. Via a feed line 3, the fuel injector 1 is connected to the high-pressure accumulator 2.
  • the supply line 3 opens inside the fuel injector 1 in a high-pressure connection space 4.
  • the high-pressure connection space 4 is enclosed by an injector 6.
  • the injector housing 6 comprises an injector body 7 and a nozzle body 8, which has a central guide bore 9.
  • a nozzle needle 10 is guided back and forth movable. Therefore, the nozzle body 8 is also referred to as a nozzle needle guide body.
  • the nozzle needle 10 has a tip 11, on which a sealing edge is formed, which forms a sealing seat on the projecting into the combustion chamber end of the injector 6. If the sealing seat at the tip 11 of the nozzle needle 10 is closed, then a plurality of injection holes in the Injektorgepuruse 6 are closed. When the nozzle needle tip 11 lifts from its seat, then high-pressure fuel is injected through the injection holes in the combustion chamber of the internal combustion engine. The opening movement of the nozzle needle 10 is controlled by a control valve device 12.
  • a pressure shoulder 14 is formed, which is arranged in a pressure chamber 15 which extends into the nozzle body 8.
  • the nozzle needle 10 is biased by a compression spring 16 with its tip 11 in its closed position.
  • flats 17, 18 are provided which allow the passage of fuel from the high-pressure connection space 4 in the pressure chamber 15.
  • a spring plate 19 is attached at the nozzle needle 10.
  • the compression spring 16 is clamped between the spring plate 19 and a control chamber limiting sleeve 20.
  • the control chamber limiting sleeve 20 defines in the radial direction a control chamber 22, which is limited to the combustion chamber from the combustion chamber distal end of the nozzle needle 10.
  • the control chamber 22 is connected via a connecting channel 24, which is equipped with a throttle, with the high pressure connection space 4 in connection. Since the control chamber 22 is filled with fuel via the communication passage 24 from the high-pressure communication space 4, the communication passage becomes 24 referred to as inlet channel.
  • the control chamber 22 is bounded on its side facing away from the combustion chamber by a first valve piece 26 which closes the high-pressure connection space 4. Between the first valve piece 26 and a cover 28 of the injector 6, a second valve piece 27 is clamped. The second valve piece 27 defines an armature space 30 at its end remote from the combustion chamber.
  • the armature space 30 is connected via a guide bore 31 with a connection space 32 in connection.
  • the connection space 32 in turn is connected to the high-pressure connection space 4 via a connection channel 34, which is equipped with a throttle.
  • a further connecting channel 35 which is also equipped with a throttle, the connecting space 32 communicates with the control chamber 22 in connection.
  • the connecting space 32 communicates with a low-pressure chamber 38, which in turn is connected to a return line 40.
  • the return 40 is subjected to low pressure.
  • a control valve piston 42 is guided reciprocally movable. Therefore, the second valve piece 27 is also referred to as a control valve piston guide body.
  • an armature 44 is fixed, which cooperates with a magnetic coil 45.
  • a compression spring 46 is clamped, so that a provided at the combustion chamber near the end of the control valve piston 42 sealing edge 48 is held on the first valve piece 26 in abutment.
  • the sealing edge 48 at the combustion chamber near the end of the control valve piston 42 closes the connecting channel 36, which is also referred to as a return channel.
  • the return 40 is connected via a return connection line 50 with the armature space 30 in connection.
  • a pressure-maintaining valve 52 is arranged in the cover 28 of the injector housing 6.
  • the armature space 30 is filled via a leakage path 54 between the control valve piston 42 and the guide bore 31. Via the leakage path 54 it is ensured that the desired pressure is established in the armature space 30. In addition, the armature space 30 is flushed through the guide leakage.
  • the control amount from the control chamber 22 is passed with open control valve device 12 via the return passage 36 directly into the return line 40.
  • a pressure-holding valve 56 is formed by a radially attached to the second valve member 27 ball 57 with a spring element 58.
  • the spring element 58 may be annular or flake-shaped.
  • FIG. 3 shows a similar fuel injector 1 as in FIGS. 1 and 2. To denote the same parts, the same reference numerals are used. To avoid repetition, reference is made to the preceding description of Figures 1 and 2. In the following, the differences between the individual embodiments will be discussed.
  • the pressure chamber 15 communicates with the supply line 3 via a high-pressure connection channel 60.
  • the nozzle needle 10 is extended at its end remote from the combustion chamber by a pressure piece 63.
  • the combustion chamber remote end of the pressure piece 63 limits the control chamber 22.
  • a seal 65 is arranged in the radial direction between the control chamber limiting sleeve 20 and the injector body 7.
  • the seal 65 seals in the injector body 7 an annular space 66, into which the supply line 3 discharges, from a low-pressure space 68, which is formed in the radial direction between the pressure piece 63 and the injector body 7.
  • the low pressure space 68 is via a low pressure connection channel 69 with an armature space 70 in connection.
  • the control chamber 22 is bounded on its combustion chamber remote side in the axial direction by a first valve piece 71.
  • a second valve piece 72 is clamped between the first valve piece 71 and a third valve piece 73.
  • a seal 74 seals the armature space 70 from the high-pressure annulus 66.
  • the first valve piece 71 has a central outlet channel 75, which is equipped with a throttle and connects the control chamber 22 with a connection space 85.
  • the drainage channel 75 is closed at its end remote from the combustion chamber by a valve ball 76.
  • the valve ball 76 is held by a control valve piston 78 in its closed position.
  • an armature 79 is fixed, which cooperates with a magnetic coil 80, between the armature 79 and a lid 84 of the injector 6 is a compression spring 81 is clamped.
  • the valve ball 76 is held in the region of the mouth of the discharge channel 75 in close contact with the first valve piece 71.
  • the solenoid coil 80 is energized, the armature 79 is attracted, so that the valve ball 76 lifts off on the first valve piece 71 to release a connection between the control chamber 22 and a return 86 via the drainage channel 75 and the connecting space 85.
  • a pressure-maintaining valve 92 is arranged between the connecting space 85 and the armature space 70. Since the control device 82 with the valve ball 76 is leak-free, the guide leakage 94 of the nozzle needle 10 and the guide leakage 95 of the pressure element 63 are used to purging the armature space 70. By the pressure holding valve 92, the pressure in the armature space 70 is maintained at a defined pressure value.

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Abstract

The fuel injector (1) has an injector housing (6) with a pressure space (15), from which highly pressurized fuel is injected into a combustion chamber of an internal combustion engine, with the help of control valve device (12). The control valve device has a control valve anchor (44). A pressure maintaining valve device (52) is provided between the anchor space (30) and return line (40).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Zur Einbringung von Kraftstoff in direkt einspritzende Dieselmotoren können hubgesteuerte Kraftstoffeinspritzsysteme eingesetzt werden, bei denen der Einspritzdruck an Last und Drehzahl angepasst werden kann. Die Öffnungsbewegung einer Düsennadel wird durch die Steuerventileinrichtung über den Druck in dem Steuerraum gesteuert.To introduce fuel into direct injection diesel engines, stroke-controlled fuel injection systems can be used in which the injection pressure can be adapted to load and speed. The opening movement of a nozzle needle is controlled by the control valve device via the pressure in the control chamber.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, das Schaltverhalten der Steuerventileinrichtung in einem Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern.The object of the invention is to improve the switching behavior of the control valve device in a fuel injector according to the preamble of claim 1.

Die Aufgabe ist bei einem Kraftstoffinjektor mit einem Injektorgehäuse, das einen Druckraum umfasst, aus dem mit Hilfe einer Steuerventileinrichtung mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die Steuerventileinrichtung einen Steuerventilanker umfasst, der in einem Ankerraum angeordnet ist, der mit einem Rücklauf in Verbindung steht, der mit Niederdruck beaufschlagt ist, dadurch gelöst, dass zwischen dem Ankerraum und dem Rücklauf eine Druckhalteventileinrichtung vorgesehen ist. Durch die Druckhalteventileinrichtung wird der Ankerraum von dem Rücklaufpfad der Steuermenge entkoppelt. Als Steuermenge wird die Menge Kraftstoff bezeichnet, die beim Öffnen der Steuerventileinrichtung aus dem Steuerraum in den Rücklauf entweicht, um einen Öffnungshub einer Düsennadel in dem Kraftstoffinjektor zu bewirken. Durch die Entkopplung des Ankerraums von dem Rücklaufpfad der Steuermenge wird die Schaltdynamik der Steuerventileinrichtung des Kraftstoffinjektors unabhängig von den Rücklaufbedingungen. Insbesondere können Einflüsse von Schwingungen im Niederdrucksystem auf das Schaltverhalten der Steuerventileinrichtung reduziert werden. Dadurch können insbesondere mehrere aufeinander folgende Einspritzungen genauer dosiert werden.The object is with a fuel injector with an injector housing, which comprises a pressure chamber, from which by means of a control valve means highly pressurized fuel is injected into a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein the control valve means comprises a control valve armature which is arranged in an armature space, which with a Return connected to which is subjected to low pressure, achieved in that between the armature space and the return a pressure holding valve device is provided. By the pressure holding valve device, the armature space is decoupled from the return path of the control amount. The control quantity is the quantity of fuel which escapes from the control chamber into the return line when the control valve device is opened, in order to bring about an opening stroke of a nozzle needle in the fuel injector. By decoupling the armature space from the return path of the control amount, the switching dynamics of the control valve device of the fuel injector is independent of the return conditions. In particular, influences of vibrations in the low-pressure system can be reduced to the switching behavior of the control valve device. As a result, in particular a plurality of successive injections can be dosed more accurately.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhalteventileinrichtung ein Rückschlagventil umfasst, das eine Verbindung vom Rücklauf in den Ankerraum unterbricht. Vorzugsweise umfasst das Rückschlagventil einen federvorgespannten Rückschlagventilkörper.A preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the pressure-holding valve device comprises a check valve which interrupts a connection from the return to the armature space. Preferably, the check valve comprises a spring-biased check valve body.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Druck in einem Steuerraum mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wenn der Druck in dem Steuerraum mit Hilfe der Steuerventileinrichtung verändert wird.A further preferred exemplary embodiment of the fuel injector is characterized in that, as a function of the pressure in a control chamber, high-pressure fuel is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine when the pressure in the control chamber is changed by means of the control valve device.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum direkt mit dem Rücklauf verbunden ist, wenn die Steuerventileinrichtung geöffnet ist. Das hat den Vorteil, dass die Steuermenge bei geöffneter Steuerventileinrichtung direkt in den Rücklauf geleitet wird.A further preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the control chamber is connected directly to the return when the control valve device is open. This has the advantage that the control quantity is passed directly into the return when the control valve device is open.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklauf einen Rücklaufkanal umfasst, der durch ein Ventilstück verläuft, das den Steuerraum begrenzt. Vorzugsweise ist in dem Ventilstück des Weiteren ein Ablaufkanal vorgesehen, der den Ablauf der Steuermenge aus dem Steuerraum ermöglicht. Der Ablaufkanal ist vorzugsweise mit einer Ablaufdrossel ausgestattet.A further preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the return comprises a return channel, which passes through a valve piece that limits the control room. Preferably, in the valve piece further comprises a drain passage is provided, which allows the flow of the control amount from the control room. The drainage channel is preferably equipped with an outlet throttle.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal durch ein Teil der Steuerventileinrichtung verschließbar ist. Vorzugsweise ist der Rücklaufkanal durch einen Steuerventilkolben der Steuerventileinrichtung verschließbar.A further preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the return passage can be closed by a part of the control valve device. Preferably, the return channel can be closed by a control valve piston of the control valve device.

Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele des Kraftstoffinjektors sind dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhalteventileinrichtung in einem Gehäusekörperteil angeordnet ist, das den Ankerraum in axialer oder radialer Richtung begrenzt. Der Gehäusekörperteil kann einstückig mit dem Injektorgehäuse verbunden sein. Das Gehäusekörperteil kann aber auch als separates Teil des Injektorgehäuses ausgeführt sein.Further preferred embodiments of the fuel injector are characterized in that the pressure-retaining valve device is arranged in a housing body part which delimits the armature space in the axial or radial direction. The housing body part may be integrally connected to the injector housing. However, the housing body part can also be designed as a separate part of the injector housing.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor mindestens einen Leckagepfad aufweist, über den Kraftstoff in den Ankerraum gelangt. Der Leckagepfad stellt eine kontinuierliche Durchströmung oder Durchspülung des Ankerraums sicher. Außerdem wird über den Leckagepfad der mit der Druckhalteventileinrichtung eingestellte Ankerraumdruck aufrechterhalten. Dadurch kann ein vom Rücklaufdruck völlig unbeeinflusstes Schaltverhalten der Steuerventileinrichtung erreicht werden.A further preferred exemplary embodiment of the fuel injector is characterized in that the fuel injector has at least one leakage path through which fuel enters the armature space. The leakage path ensures a continuous flow or purging of the armature space. In addition, via the leakage path of the set with the pressure holding valve device armature space pressure is maintained. This allows a completely unaffected by the return pressure switching behavior of the control valve device can be achieved.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagepfad zwischen einem Steuerventilkolben und einem Steuerventilkolbenführungskörper vorgesehen ist. Die Führungsleckage des Steuerventilkolbens befüllt den Ankerraum, so dass sich in dem Ankerraum der gewünschte Druck einstellt. Außerdem wird durch die Führungsleckage eine Durchspülung des Ankerraums sichergestellt.Another preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the leakage path is provided between a control valve piston and a control valve piston guide body. The pilot leakage of the control valve piston fills the armature space, so that the desired pressure is set in the armature space. In addition, a flushing of the armature space is ensured by the guide leakage.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagepfad zwischen einer Düsennadel und einem Düsennadelführungskörper vorgesehen ist. Die Führungsleckage der Düsennadel befüllt den Ankerraum, so dass sich in dem Ankerraum der gewünschte Druck einstellt. Außerdem wird durch die Führungsleckage eine Durchspülung des Ankerraums sichergestellt.Another preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the leakage path is provided between a nozzle needle and a nozzle needle guide body. The guide leakage of the nozzle needle fills the armature space, so that sets in the armature space of the desired pressure. In addition, a flushing of the armature space is ensured by the guide leakage.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:

Figur 1
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors im Längsschnitt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 2
einen ähnlichen Kraftstoffinjektor wie in Figur 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Figur 3
einen ähnlichen Kraftstoffinjektor wie in den Figuren 1 und 2 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Show it:
FIG. 1
a schematic representation of a fuel injector according to the invention in longitudinal section according to a first embodiment;
FIG. 2
a similar fuel injector as in Figure 1 according to a second embodiment and
FIG. 3
a similar fuel injector as in Figures 1 and 2 according to a third embodiment.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In den Figuren 1 und 2 ist jeweils ein Kraftstoffinjektor 1 schematisch im Längsschnitt dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 1 wird aus einem Hochdruckspeicherraum 2 mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff versorgt. Über eine Zuleitung 3 ist der Kraftstoffinjektor 1 an den Hochdruckspeicherraum 2 angeschlossen. Die Zuleitung 3 mündet im Inneren des Kraftstoffinjektors 1 in einen Hochdruckverbindungsraum 4. Der Hochdruckverbindungsraum 4 ist von einem Injektorgehäuse 6 umschlossen.In FIGS. 1 and 2, a fuel injector 1 is shown schematically in longitudinal section. The fuel injector 1 is supplied from a high-pressure reservoir 2 with fuel under high pressure. Via a feed line 3, the fuel injector 1 is connected to the high-pressure accumulator 2. The supply line 3 opens inside the fuel injector 1 in a high-pressure connection space 4. The high-pressure connection space 4 is enclosed by an injector 6.

Das Injektorgehäuse 6 umfasst einen Injektorkörper 7 und einen Düsenkörper 8, der eine zentrale Führungsbohrung 9 aufweist. In der Führungsbohrung 9 ist eine Düsennadel 10 hin und her bewegbar geführt. Deshalb wird der Düsenkörper 8 auch als Düsennadelführungskörper bezeichnet. Die Düsennadel 10 weist eine Spitze 11 auf, an der eine Dichtkante ausgebildet ist, die an dem in den Brennraum ragenden Ende des Injektorgehäuses 6 einen Dichtsitz bildet. Wenn der Dichtsitz an der Spitze 11 der Düsennadel 10 geschlossen ist, dann sind mehrere Spritzlöcher in dem Injektorgehäuse 6 verschlossen. Wenn die Düsennadelspitze 11 von ihrem Sitz abhebt, dann wird mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff durch die Spritzlöcher in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Die Öffnungsbewegung der Düsennadel 10 wird durch eine Steuerventileinrichtung 12 gesteuert.The injector housing 6 comprises an injector body 7 and a nozzle body 8, which has a central guide bore 9. In the guide bore 9, a nozzle needle 10 is guided back and forth movable. Therefore, the nozzle body 8 is also referred to as a nozzle needle guide body. The nozzle needle 10 has a tip 11, on which a sealing edge is formed, which forms a sealing seat on the projecting into the combustion chamber end of the injector 6. If the sealing seat at the tip 11 of the nozzle needle 10 is closed, then a plurality of injection holes in the Injektorgehäuse 6 are closed. When the nozzle needle tip 11 lifts from its seat, then high-pressure fuel is injected through the injection holes in the combustion chamber of the internal combustion engine. The opening movement of the nozzle needle 10 is controlled by a control valve device 12.

An der Düsennadel 10 ist eine Druckschulter 14 ausgebildet, die in einem Druckraum 15 angeordnet ist, der sich in den Düsenkörper 8 erstreckt. Die Düsennadel 10 ist durch eine Druckfeder 16 mit ihrer Spitze 11 in ihre Schließstellung vorgespannt. An der Düsennadel 10 sind Abflachungen 17, 18 vorgesehen, die den Durchtritt von Kraftstoff aus dem Hochdruckverbindungsraum 4 in den Druckraum 15 ermöglichen.On the nozzle needle 10, a pressure shoulder 14 is formed, which is arranged in a pressure chamber 15 which extends into the nozzle body 8. The nozzle needle 10 is biased by a compression spring 16 with its tip 11 in its closed position. At the nozzle needle 10 flats 17, 18 are provided which allow the passage of fuel from the high-pressure connection space 4 in the pressure chamber 15.

An der Düsennadel 10 ist ein Federteller 19 befestigt. Die Druckfeder 16 ist zwischen dem Federteller 19 und einer Steuerraumbegrenzungshülse 20 eingespannt. Die Steuerraumbegrenzungshülse 20 begrenzt in radialer Richtung einen Steuerraum 22, der zum Brennraum hin von dem brennraumfernen Ende der Düsennadel 10 begrenzt wird.At the nozzle needle 10, a spring plate 19 is attached. The compression spring 16 is clamped between the spring plate 19 and a control chamber limiting sleeve 20. The control chamber limiting sleeve 20 defines in the radial direction a control chamber 22, which is limited to the combustion chamber from the combustion chamber distal end of the nozzle needle 10.

Der Steuerraum 22 steht über einen Verbindungskanal 24, der mit einer Drossel ausgestattet ist, mit dem Hochdruckverbindungsraum 4 in Verbindung. Da der Steuerraum 22 über den Verbindungskanal 24 aus dem Hochdruckverbindungsraum 4 mit Kraftstoff gefüllt wird, wird der Verbindungskanal 24 als Zulaufkanal bezeichnet. Der Steuerraum 22 wird auf seiner dem Brennraum abgewandten Seite durch ein erstes Ventilstück 26 begrenzt, das den Hochdruckverbindungsraum 4 verschließt. Zwischen dem ersten Ventilstück 26 und einem Deckel 28 des Injektorgehäuses 6 ist ein zweites Ventilstück 27 eingespannt. Das zweite Ventilstück 27 begrenzt an seinem brennraumfernen Ende einen Ankerraum 30.The control chamber 22 is connected via a connecting channel 24, which is equipped with a throttle, with the high pressure connection space 4 in connection. Since the control chamber 22 is filled with fuel via the communication passage 24 from the high-pressure communication space 4, the communication passage becomes 24 referred to as inlet channel. The control chamber 22 is bounded on its side facing away from the combustion chamber by a first valve piece 26 which closes the high-pressure connection space 4. Between the first valve piece 26 and a cover 28 of the injector 6, a second valve piece 27 is clamped. The second valve piece 27 defines an armature space 30 at its end remote from the combustion chamber.

Der Ankerraum 30 steht über eine Führungsbohrung 31 mit einem Verbindungsraum 32 in Verbindung. Der Verbindungsraum 32 wiederum steht über einen Verbindungskanal 34, der mit einer Drossel ausgestattet ist, mit dem Hochdruckverbindungsraum 4 in Verbindung. Über einen weiteren Verbindungskanal 35, der ebenfalls mit einer Drossel ausgestattet ist, steht der Verbindungsraum 32 mit dem Steuerraum 22 in Verbindung. Über einen weiteren Verbindungskanal 36 steht der Verbindungsraum 32 mit einem Niederdruckraum 38 in Verbindung, der wiederum an einen Rücklauf 40 angeschlossen ist. Der Rücklauf 40 ist mit Niederdruck beaufschlagt.The armature space 30 is connected via a guide bore 31 with a connection space 32 in connection. The connection space 32 in turn is connected to the high-pressure connection space 4 via a connection channel 34, which is equipped with a throttle. Via a further connecting channel 35, which is also equipped with a throttle, the connecting space 32 communicates with the control chamber 22 in connection. Via a further connecting channel 36, the connecting space 32 communicates with a low-pressure chamber 38, which in turn is connected to a return line 40. The return 40 is subjected to low pressure.

In der Führungsbohrung 31 des zweiten Ventilstücks 27 ist ein Steuerventilkolben 42 hin und her bewegbar geführt. Daher wird das zweite Ventilstück 27 auch als Steuerventilkolbenführungskörper bezeichnet. An dem Steuerventilkolben 42 ist ein Anker 44 befestigt, der mit einer Magnetspule 45 zusammenwirkt. Zwischen dem Anker 44 und dem Deckel 28 des Injektorgehäuses 6 ist eine Druckfeder 46 eingespannt, so dass eine an dem brennraumnahen Ende des Steuerventilkolbens 42 vorgesehene Dichtkante 48 an dem ersten Ventilstück 26 in Anlage gehalten wird. Die Dichtkante 48 an dem brennraumnahen Ende des Steuerventilkolbens 42 verschließt den Verbindungskanal 36, der auch als Rücklaufkanal bezeichnet wird. Wenn die Magnetspule 45 bestromt wird, dann zieht sie den Anker 44 an, so dass die Dichtkante 48 des Steuerventilkolbens 42 von dem ersten Ventilstück 26 abhebt, um eine Verbindung zwischen dem Verbindungsraum 32 über den Verbindungskanal 36 und den Niederdruckraum 38 mit dem Rücklauf freizugeben.In the guide bore 31 of the second valve piece 27, a control valve piston 42 is guided reciprocally movable. Therefore, the second valve piece 27 is also referred to as a control valve piston guide body. On the control valve piston 42, an armature 44 is fixed, which cooperates with a magnetic coil 45. Between the armature 44 and the cover 28 of the injector 6 a compression spring 46 is clamped, so that a provided at the combustion chamber near the end of the control valve piston 42 sealing edge 48 is held on the first valve piece 26 in abutment. The sealing edge 48 at the combustion chamber near the end of the control valve piston 42 closes the connecting channel 36, which is also referred to as a return channel. When the magnet coil 45 is energized, it attracts the armature 44, so that the sealing edge 48 of the control valve piston 42 lifts from the first valve piece 26 to release a connection between the connecting space 32 via the connecting channel 36 and the low pressure chamber 38 with the return.

Der Rücklauf 40 steht über eine Rücklaufverbindungsleitung 50 mit dem Ankerraum 30 in Verbindung. Zwischen der Rücklaufverbindungsleitung 50 und dem Ankerraum 30 ist in dem Deckel 28 des Injektorgehäuses 6 ein Druckhalteventil 52 angeordnet. Der Ankerraum 30 wird über einen Leckagepfad 54 zwischen dem Steuerventilkolben 42 und der Führungsbohrung 31 befüllt. Über den Leckagepfad 54 wird sichergestellt, dass sich im Ankerraum 30 der gewünschte Druck einstellt. Darüber hinaus wird der Ankerraum 30 durch die Führungsleckage durchspült. Die Steuermenge aus dem Steuerraum 22 wird bei geöffneter Steuerventileinrichtung 12 über den Rücklaufkanal 36 direkt in den Rücklauf 40 geleitet.The return 40 is connected via a return connection line 50 with the armature space 30 in connection. Between the return connection line 50 and the armature space 30, a pressure-maintaining valve 52 is arranged in the cover 28 of the injector housing 6. The armature space 30 is filled via a leakage path 54 between the control valve piston 42 and the guide bore 31. Via the leakage path 54 it is ensured that the desired pressure is established in the armature space 30. In addition, the armature space 30 is flushed through the guide leakage. The control amount from the control chamber 22 is passed with open control valve device 12 via the return passage 36 directly into the return line 40.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Druckhalteventil 56 durch eine radial an dem zweiten Ventilstück 27 angebrachte Kugel 57 mit einem Federelement 58 gebildet. Das Federelement 58 kann ringförmig oder blättchenförmig ausgebildet sein.In the embodiment shown in Figure 2, a pressure-holding valve 56 is formed by a radially attached to the second valve member 27 ball 57 with a spring element 58. The spring element 58 may be annular or flake-shaped.

In Figur 3 ist ein ähnlicher Kraftstoffinjektor 1 wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der Figuren 1und 2 verwiesen. Im Folgenden wird hauptsächlich auf die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsbeispielen eingegangen.FIG. 3 shows a similar fuel injector 1 as in FIGS. 1 and 2. To denote the same parts, the same reference numerals are used. To avoid repetition, reference is made to the preceding description of Figures 1 and 2. In the following, the differences between the individual embodiments will be discussed.

Bei dem in Figur 3 dargestellten Kraftstoffinjektor 1 steht der Druckraum 15 über einen Hochdruckverbindungskanal 60 mit der Zuleitung 3 in Verbindung. Darüber hinaus ist die Düsennadel 10 an ihrem brennraumfernen Ende durch ein Druckstück 63 verlängert. Das brennraumferne Ende des Druckstücks 63 begrenzt den Steuerraum 22. In radialer Richtung zwischen der Steuerraumbegrenzungshülse 20 und den Injektorkörper 7 ist eine Dichtung 65 angeordnet. Die Dichtung 65 dichtet in dem Injektorkörper 7 einen Ringraum 66, in den die Zuleitung 3 mündet, gegenüber einem Niederdruckraum 68 ab, der in radialer Richtung zwischen dem Druckstück 63 und dem Injektorkörper 7 ausgebildet ist. Der Niederdruckraum 68 steht über einen Niederdruckverbindungskanal 69 mit einem Ankerraum 70 in Verbindung.In the case of the fuel injector 1 shown in FIG. 3, the pressure chamber 15 communicates with the supply line 3 via a high-pressure connection channel 60. In addition, the nozzle needle 10 is extended at its end remote from the combustion chamber by a pressure piece 63. The combustion chamber remote end of the pressure piece 63 limits the control chamber 22. In the radial direction between the control chamber limiting sleeve 20 and the injector body 7, a seal 65 is arranged. The seal 65 seals in the injector body 7 an annular space 66, into which the supply line 3 discharges, from a low-pressure space 68, which is formed in the radial direction between the pressure piece 63 and the injector body 7. The low pressure space 68 is via a low pressure connection channel 69 with an armature space 70 in connection.

Der Steuerraum 22 wird auf seiner brennraumfernen Seite in axialer Richtung von einem ersten Ventilstück 71 begrenzt. Ein zweites Ventilstück 72 ist zwischen dem ersten Ventilstück 71 und einem dritten Ventilstück 73 eingespannt. Eine Dichtung 74 dichtet den Ankerraum 70 gegenüber dem mit Hochdruck beaufschlagten Ringraum 66 ab. Das erste Ventilstück 71 weist einen zentralen Ablaufkanal 75 auf, der mit einer Drossel ausgestattet ist und den Steuerraum 22 mit einem Verbindungsraum 85 verbindet. Der Ablaufkanal 75 ist an seinem brennraumfernen Ende durch eine Ventilkugel 76 verschlossen.The control chamber 22 is bounded on its combustion chamber remote side in the axial direction by a first valve piece 71. A second valve piece 72 is clamped between the first valve piece 71 and a third valve piece 73. A seal 74 seals the armature space 70 from the high-pressure annulus 66. The first valve piece 71 has a central outlet channel 75, which is equipped with a throttle and connects the control chamber 22 with a connection space 85. The drainage channel 75 is closed at its end remote from the combustion chamber by a valve ball 76.

Die Ventilkugel 76 wird durch einen Steuerventilkolben 78 in ihrer Schließstellung gehalten. An dem Steuerventilkolben 78 ist ein Anker 79 befestigt, der mit einer Magnetspule 80 zusammenwirkt, zwischen dem Anker 79 und einem Deckel 84 des Injektorgehäuses 6 ist eine Druckfeder 81 eingespannt. Durch die Vorspannkraft der Druckfeder 81 wird die Ventilkugel 76 im Bereich der Mündung des Ablaufkanals 75 in dichter Anlage an dem ersten Ventilstück 71 gehalten. Wenn die Magnetspule 80 bestromt wird, dann wird der Anker 79 angezogen, so dass die Ventilkugel 76 an dem ersten Ventilstück 71 abhebt, um eine Verbindung zwischen dem Steuerraum 22 und einem Rücklauf 86 über den Ablaufkanal 75 und den Verbindungsraum 85 freizugeben.The valve ball 76 is held by a control valve piston 78 in its closed position. To the control valve piston 78, an armature 79 is fixed, which cooperates with a magnetic coil 80, between the armature 79 and a lid 84 of the injector 6 is a compression spring 81 is clamped. By the biasing force of the compression spring 81, the valve ball 76 is held in the region of the mouth of the discharge channel 75 in close contact with the first valve piece 71. When the solenoid coil 80 is energized, the armature 79 is attracted, so that the valve ball 76 lifts off on the first valve piece 71 to release a connection between the control chamber 22 and a return 86 via the drainage channel 75 and the connecting space 85.

In dem dritten Ventilstück 73 ist zwischen dem Verbindungsraum 85 und dem Ankerraum 70 ein Druckhalteventil 92 angeordnet. Da die Steuereinrichtung 82 mit der Ventilkugel 76 leckagefrei ist, wird zur Durchspülung des Ankerraums 70 die Führungsleckage 94 der Düsennadel 10 und die Führungsleckage 95 des Druckstücks 63 verwendet. Durch das Druckhalteventil 92 wird der Druck in dem Ankerraum 70 auf einem definierten Druckwert gehalten.In the third valve piece 73, a pressure-maintaining valve 92 is arranged between the connecting space 85 and the armature space 70. Since the control device 82 with the valve ball 76 is leak-free, the guide leakage 94 of the nozzle needle 10 and the guide leakage 95 of the pressure element 63 are used to purging the armature space 70. By the pressure holding valve 92, the pressure in the armature space 70 is maintained at a defined pressure value.

Claims (11)

Kraftstoffinjektor mit einem Injektorgehäuse (6), das einen Druckraum (15) umfasst, aus dem mit Hilfe einer Steuerventileinrichtung (12; 82) mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die Steuerventileinrichtung (12; 82) einen Steuerventilanker (44; 79) umfasst, der in einem Ankerraum (30; 70) angeordnet ist, der mit einem Rücklauf (40; 86) in Verbindung steht, der mit Niederdruck beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ankerraum (30; 70) und dem Rücklauf (40; 86) eine Druckhalteventileinrichtung (52; 56; 92) vorgesehen ist.A fuel injector comprising an injector housing (6) comprising a pressure chamber (15) from which high pressure fuel is injected into a combustion chamber of an internal combustion engine by means of a control valve means (12; 82), the control valve means (12; 44; 79) disposed in an armature space (30; 70) communicating with a return (40; 86) which is subjected to low pressure, characterized in that between the armature space (30; 70) and the return (40, 86) a pressure-holding valve means (52, 56, 92) is provided. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhalteventileinrichtung (52; 56; 92) ein Rückschlagventil umfasst, das eine Verbindung vom Rücklauf (40; 86) in den Ankerraum (30; 70) unterbricht.A fuel injector according to claim 1, characterized in that the pressure holding valve means (52; 56; 92) comprises a check valve interrupting communication from the return (40; 86) into the armature space (30; 70). Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Druck in einem Steuerraum (22) mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wenn der Druck in dem Steuerraum (22) mit Hilfe einer Steuerventileinrichtung (12; 82) verändert wird.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that in response to the pressure in a control chamber (22) high-pressure fuel is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine when the pressure in the control chamber (22) by means of a control valve device (12; 82) is changed. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (22) direkt mit dem Rücklauf (40; 86) verbunden ist, wenn die Steuerventileinrichtung (12; 82) geöffnet ist.A fuel injector according to claim 3, characterized in that the control chamber (22) is directly connected to the return (40; 86) when the control valve means (12; 82) is open. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklauf einen Rücklaufkanal (36) umfasst, der durch ein Ventilstück (26) verläuft, das den Steuerraum (22) begrenzt.Fuel injector according to one of claims 3 or 4, characterized in that the return comprises a return passage (36) passing through a valve piece (26) delimiting the control space (22). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal (36) durch ein Teil der Steuerventileinrichtung (12) verschließbar ist.Fuel injector according to claim 5, characterized in that the return channel (36) can be closed by a part of the control valve device (12). Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhalteventileinrichtung (52) in einem Gehäusekörperteil angeordnet ist, das den Ankerraum (30) in axialer Richtung begrenzt.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure-retaining valve device (52) is arranged in a housing body part which limits the armature space (30) in the axial direction. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhalteventileinrichtung (56) in einem Gehäusekörperteil angeordnet ist, das den Ankerraum (30) in radialer Richtung begrenzt.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure-retaining valve device (56) is arranged in a housing body part which delimits the armature space (30) in the radial direction. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor mindestens einen Leckagepfad (54; 94, 95) aufweist, über den Kraftstoff in den Ankerraum (30;70) gelangt.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel injector has at least one leakage path (54, 94, 95), passes through the fuel in the armature space (30; 70). Kraftstoffinjektor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagepfad (54) zwischen einem Steuerkolben (42) und einem Steuerventilkolbenführungskörper (27) vorgesehen ist.Fuel injector according to the preceding claim, characterized in that the leakage path (54) between a control piston (42) and a control valve piston guide body (27) is provided. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagepfad (94) zwischen einer Düsennadel (10) und einem Düsennadelführungskörper (8) vorgesehen ist.Fuel injector according to claim 9, characterized in that the leakage path (94) between a nozzle needle (10) and a nozzle needle guide body (8) is provided.
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