EP2025918B1 - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung - Google Patents

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EP2025918B1
EP2025918B1 EP08104491A EP08104491A EP2025918B1 EP 2025918 B1 EP2025918 B1 EP 2025918B1 EP 08104491 A EP08104491 A EP 08104491A EP 08104491 A EP08104491 A EP 08104491A EP 2025918 B1 EP2025918 B1 EP 2025918B1
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EP
European Patent Office
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control chamber
fuel injection
piston
latency
latency time
Prior art date
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EP08104491A
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Thilo Klingel
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/004—Sliding valves, e.g. spool valves, i.e. whereby the closing member has a sliding movement along a seat for opening and closing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0059—Arrangements of valve actuators
    • F02M63/0068—Actuators specially adapted for partial and full opening of the valves

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve device for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, with a valve needle which controls the opening of at least one injection port by its longitudinal movement, and with a control chamber whose pressure acts at least indirectly on the valve needle and by an inlet with a High pressure channel communicates.
  • the object of the invention is to provide a robust, low-wear fuel injection valve device according to the preamble of claim 1, which allows the injection of very small quantities and / or multiple injections.
  • the object is with a fuel injection valve device for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, with a valve needle which controls the opening of at least one injection port by its longitudinal movement, and with a control chamber whose pressure acts at least indirectly on the valve needle and by an inlet with a high-pressure channel is in connection, solved in that a latency piston is arranged in the inlet, that the latency piston, when the pressure in the control chamber drops, so moved into the control chamber that the volume of the control chamber decreases. As the latency piston engages the control chamber, the pressure in the control room remains approximately constant. Thus, the fuel injector device gains latency without reducing the needle opening speed.
  • a preferred embodiment of the fuel injection valve device is characterized in that the latency piston comprises an inlet channel and is movable against the spring force of a latency spring into the control chamber.
  • the inlet channel preferably extends through the latency piston but may also be, for example be formed by a groove in the latency piston or in a receiving space for the latency piston.
  • a further preferred embodiment of the fuel injection valve device is characterized in that the latency piston comprises an inlet throttle.
  • the inlet throttle is formed by a bottleneck in the inlet channel.
  • the control chamber is filled with high-pressure fuel.
  • a further preferred embodiment of the fuel injection valve device is characterized in that the latency piston is dimensioned so that it, when the pressure in the control chamber drops, moves into the control chamber before the valve needle opens. So that the latency piston opens in front of the valve needle or moves into the control chamber, the associated differential pressure must be low.
  • a further preferred exemplary embodiment of the fuel injection valve device is characterized in that the latency piston is dimensioned so that it moves out of the control chamber after the closing of the valve needle when the pressure in the control chamber rises.
  • the movement of the latency piston out of the control room is effected or supported by the latency spring.
  • Another preferred embodiment of the fuel injection valve device is characterized in that a stroke stop is provided for the movement of the latency piston into the control chamber.
  • a stroke stop is provided for the movement of the latency piston into the control chamber.
  • a further preferred embodiment of the fuel injection valve device is characterized in that the latency piston is movably arranged in a recess connected to the inlet.
  • the recess is provided, for example, in a valve body or throttle plate.
  • a further preferred embodiment of the fuel injection valve device is characterized in that the latency period piston coaxially movable to the valve needle and against the spring force of a clamped between the latency piston and the needle valve closing spring.
  • the latency spring is combined with the closing spring of the nozzle needle, so that a single spring cooperates both with the latency piston and with the nozzle needle, which is also referred to as a valve needle.
  • a further preferred embodiment of the fuel injection valve device is characterized in that the latency piston is movably guided in a recess of the valve needle connected to the inlet.
  • the recess is preferably provided in the combustion chamber remote end of the valve needle.
  • a further preferred embodiment of the fuel injection valve device is characterized in that a closing spring is clamped between the latency piston and / or the valve needle.
  • a single spring cooperates with both the latency piston and the valve needle.
  • the fuel injection valve has a valve body 10 in which a nozzle needle 12, which is also referred to as a valve needle, is slidably mounted.
  • the nozzle needle 12 controls the injection of the fuel into a cylinder of an internal combustion engine (not shown).
  • the supplied fuel exerts an opening force on the nozzle needle 12, which seeks to adjust the nozzle needle and an actuating part 14, on which the nozzle needle 12 is supported, to a control pressure chamber, which is also referred to as a control chamber.
  • the control pressure chamber 16 is also supplied fuel, which exerts a closing force on the actuating member 14 due to the pressure prevailing in the control pressure chamber 16 pressure.
  • the fuel is provided via an inlet 18 and from the control pressure chamber 16 is a flow 20, which leads to a control chamber 22 of a control valve 24.
  • the sequence 20 is again the Inlet, and there is a drain 26 is provided, through which the fuel from the control pressure chamber 16 and the control chamber 22 can flow.
  • the control valve 24 has in the control chamber 22 a valve needle 28 which cooperates with a valve seat 30.
  • the control valve 24 is closed, so that the supplied via the inlet 18 to the control pressure chamber 16 fuel is dammed in this.
  • the high pressure generated in this way exerts on the actuating member 14 from a closing force which is greater than the force acting on the nozzle needle 12 opening force.
  • the actuating member 14 is thus in the closed position, and the fuel injection valve is closed.
  • the valve needle 28 is lifted from the valve seat 30, the fuel from the control pressure chamber 16 via the control chamber 22 and the drain 26 can flow, so that the pressure in the control pressure chamber decreases.
  • the then reduced closing force allows the operating part to be adjusted from the closed position to the open position, so that the nozzle needle opens. Now fuel is injected.
  • the nozzle needle should open quickly so that the function of the fuel injection valve, which is also referred to as an injector, remains robust against wear and coking of the nozzle. This is contradicted by the fact that the nozzle needle should open relatively late, so that the actuator of the control valve has time completely to open.
  • the design according to the invention provides the fuel injector with latency without reducing the needle opening speed.
  • the solution according to the invention is based on a variable control chamber volume.
  • FIG. 3 a fuel injection valve device according to the invention is shown schematically.
  • the control chamber 16 communicates via a connecting line 34 with a further control chamber 35.
  • a flow channel 20 extends with an outlet throttle in a control chamber (22 in FIG. 2 ) of a control valve.
  • An arrow 38 indicates that an inlet opens into the further control chamber 35.
  • a latency piston 40 is guided back and forth against the spring force of a latency spring 42.
  • a projection 43 forms a stroke stop for the latency piston 40.
  • the latency piston 40 comprises a cavity 44, which represents an inlet channel and is acted upon by the pressure from the inlet 38.
  • the cavity 44 is connected via a through hole 45 with the other control chamber 35 in connection.
  • the through hole 45 has a significantly smaller diameter than the cavity 44 and forms an inlet throttle for the further control chamber 35th
  • the latency piston 40 moves against the spring force of the latency spring 42 into the further control chamber 35 and reduces its volume.
  • the latency piston 44 is dimensioned such that it engages in time before the needle opening and disengages after the needle closure.
  • the path xK of the latency piston 40, the path xN of the nozzle needle 12, and the control space pressure pS are each plotted over time in a Cartesian coordinate diagram.
  • the control chamber pressure remains approximately constant and thus the injector gains latency.
  • the pressure decreases and the nozzle needle 12 opens.
  • the nozzle needle can quickly, that is robust, open.
  • FIG. 5 is a part of an injector with a nozzle body 50 and a throttle plate 51 shown in section.
  • An inlet channel 52 extends through the throttle plate 51 and the nozzle body 50 into a pressure chamber 53, in which a nozzle needle 55 is arranged.
  • the combustion chamber remote end of the nozzle needle 55 defines a control chamber 56, from which a drain passage 57 with an outlet throttle 58 emanates.
  • a latency piston 60 is reciprocally movable in a through hole 61 which is coaxial extends to the nozzle needle 55 through the throttle plate 51 therethrough.
  • the latency piston 60 is movable against the spring force of a latency spring 62, which is clamped between the combustion chamber near end of the latency piston 60 and the combustion chamber remote end of the nozzle needle 55. Consequently, the latency spring 62 simultaneously represents the nozzle needle spring, through which the nozzle needle 55 is biased in its closed position.
  • an inlet groove 63 is formed, which connects the inlet channel 52 with the through hole 61.
  • High-pressure fuel passes into a cavity 64 in the latency piston 60 via the inlet groove 63.
  • the cavity 64 forms part of the inlet and is connected to the control chamber 56 via a through-hole 65, which forms an inlet throttle.
  • the movement of the latency piston 60 into the control chamber 56 is limited by a projection 66 which forms a stop for the latency piston 60 and starts from the combustion chamber remote end of the nozzle needle 55.
  • FIG. 6 a further embodiment with a nozzle body 50 and a throttle plate 51 is shown.
  • An inlet channel 52 extends through the throttle plate 51 and the nozzle body 50 into a pressure chamber 53, in which a nozzle needle 55 is arranged.
  • the combustion chamber remote end of the nozzle needle 55 defines a control chamber 56, from which a drain passage 57 with an outlet throttle 58 emanates.
  • a latency piston 70 is guided in a recess 71 in the combustion chamber remote end of the nozzle needle 55 movable back and forth. Between the combustion chamber remote end of the latency piston 70 and the throttle plate 51, a latency spring 72 is clamped, which simultaneously represents a nozzle needle spring, through which the nozzle needle 55 is biased into its closed position.
  • a projection 73 extends to the combustion chamber and forms a stop for the latency piston 70.
  • the latency piston 70 includes a cavity 74, which forms part of the inlet.
  • the cavity 74 communicates via a through hole 75, which forms an inlet throttle, with the control chamber 56 in connection.
  • Via a longitudinal bore 76 and a transverse bore 77 of the cavity 74 of the latency piston 70 is filled with fuel from the pressure chamber 53, which is acted upon by high pressure.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer Ventilnadel, die durch ihre Längsbewegung die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung steuert, und mit einem Steuerraum, dessen Druck wenigstens mittelbar auf die Ventilnadel wirkt und der durch einen Zulauf mit einem Hochdruckkanal in Verbindung steht.
    • Stand der Technik
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 06 111 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem verschiebbaren Drosselkolben bekannt, der in einer ersten Stellung einen Teilöffnungshub der Düsennadel aus der Schließstellung entgegen einem geringen Widerstand ermöglicht und in einer zweiten Stellung einen sich an den Teilöffnungshub anschließenden restlichen Öffnungshub der Düsennadel in die Öffnungsstellung nur entgegen einem höheren Widerstand ermöglicht.
    • Vorteile der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine robuste, verschleißarme Kraftstoffeinspritzventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, welche die Einspritzung von Kleinstmengen und/oder Mehrfacheinspritzungen ermöglicht.
  • Die Aufgabe ist bei einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer Ventilnadel, die durch ihre Längsbewegung die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung steuert, und mit einem Steuerraum, dessen Druck wenigstens mittelbar auf die Ventilnadel wirkt und der durch einen Zulauf mit einem Hochdruckkanal in Verbindung steht, dadurch gelöst, dass ein Latenzzeitkolben so in dem Zulauf angeordnet ist, dass sich der Latenzzeitkolben, wenn der Druck im Steuerraum abfällt, so in den Steuerraum hinein bewegt, dass das Volumen des Steuerraums abnimmt. Während der Latenzzeitkolben in den Steuerraum einrückt, bleibt der Druck im Steuerraum annähernd konstant. Somit gewinnt die Kraftstoffeinspritzventileinrichtung Latenzzeit, ohne dass die Nadelöffnungsgeschwindigkeit reduziert wird.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben einen Zulaufkanal umfasst und gegen die Federkraft einer Latenzzeitfeder in den Steuerraum hinein bewegbar ist. Der Zulaufkanal erstreckt sich vorzugsweise durch den Latenzzeitkolben hindurch, kann aber auch zum Beispiel von einer Nut in dem Latenzzeitkolben oder in einem Aufnahmeraum für den Latenzzeitkolben gebildet sein.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben eine Zulaufdrossel umfasst. Vorzugsweise wird die Zulaufdrossel von einer Engstelle im Zulaufkanal gebildet. Über die Zulaufdrossel wird der Steuerraum mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff gefüllt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben so dimensioniert ist, dass er sich, wenn der Druck im Steuerraum abfällt, in den Steuerraum hinein bewegt, bevor die Ventilnadel öffnet. Damit der Latenzzeitkolben vor der Ventilnadel öffnet beziehungsweise sich in den Steuerraum hinein bewegt, muss der zugehörige Differenzdruck gering sein.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben so dimensioniert ist, dass er sich, wenn der Druck im Steuerraum ansteigt, nach dem Schließen der Ventilnadel aus dem Steuerraum heraus bewegt. Die Bewegung des Latenzzeitkolbens aus dem Steuerraum heraus wird durch die Latenzzeitfeder bewirkt beziehungsweise unterstützt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Hubanschlag für die Bewegung des Latenzzeitkolbens in den Steuerraum hinein vorgesehen ist. Wenn der Latenzzeitkolben an dem Hubanschlag in Anschlag kommt, dann fällt der Druck im Steuerraum weiter ab und die Ventilnadel öffnet.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben in einer an den Zulauf angeschlossenen Ausnehmung bewegbar angeordnet ist. Die Ausnehmung ist zum Beispiel in einem Ventilgehäusekörper oder einer Drosselplatte vorgesehen.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben koaxial zu der Ventilnadel und gegen die Federkraft einer zwischen dem Latenzzeitkolben und der Ventilnadel eingespannten Schließfeder bewegbar ist. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Latenzzeitfeder mit der Schließfeder der Düsennadel kombiniert, so dass eine einzige Feder sowohl mit dem Latenzzeitkolben als auch mit der Düsennadel, die auch als Ventilnadel bezeichnet wird, zusammenwirkt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben in einer an den Zulauf angeschlossenen Ausnehmung der Ventilnadel bewegbar geführt ist. Die Ausnehmung ist vorzugsweise in dem brennraumfernen Ende der Ventilnadel vorgesehen.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Latenzzeitkolben und/oder der Ventilnadel eine Schließfeder eingespannt ist. Vorzugsweise wirkt eine einzige Feder sowohl mit dem Latenzzeitkolben als auch mit der Ventilnadel zusammen.
  • Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
    • Zeichnung
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Ansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik;
    Figur 2
    einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1;
    Figur 3
    eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventileinrichtung;
    Figur 4
    drei kartesische Koordinatendiagramme, in den der Weg des Latenzzeitkolbens, der Weg der Düsennadel und der Steuerraumdruck über der Zeit aufgetragen sind;
    Figur 5
    ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Latenzzeitkolben in einer Drosselplatte hin und her bewegbar geführt ist und
    Figur 6
    ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Latenzzeitkolben im brennraumfernen Ende der Düsennadel hin und her bewegbar geführt ist.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In den Figuren 1 und 2 ist ein herkömmliches Kraftstoffeinspritzventil mit Steuerventil gezeigt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist einen Ventilkörper 10 auf, in welchem eine Düsennadel 12, die auch als Ventilnadel bezeichnet wird, verschiebbar angebracht ist. Die Düsennadel 12 steuert das Einspritzen des Kraftstoffs in einen Zylinder einer (nicht dargestellten) Verbrennungskraftmaschine. Der zugeführte Kraftstoff übt auf die Düsennadel 12 eine Öffnungskraft aus, welche die Düsennadel sowie ein Betätigungsteil 14, an dem sich die Düsennadel 12 abstützt, zu einem Steuerdruckraum, der auch als Steuerraum bezeichnet wird, hin zu verstellen sucht.
  • Dem Steuerdruckraum 16 wird ebenfalls Kraftstoff zugeführt, der aufgrund des im Steuerdruckraum 16 herrschenden Drucks eine Schließkraft auf das Betätigungsteil 14 ausübt. Der Kraftstoff wird über einen Zulauf 18 bereitgestellt und vom Steuerdruckraum 16 geht ein Ablauf 20 ab, der zu einer Steuerkammer 22 eines Steuerventils 24 führt. Für das Steuerventil 24 stellt der Ablauf 20 wiederum den Zulauf dar, und es ist ein Ablauf 26 vorgesehen, durch den der Kraftstoff aus dem Steuerdruckraum 16 und der Steuerkammer 22 abfließen kann.
  • Das Steuerventil 24 weist in der Steuerkammer 22 eine Ventilnadel 28 auf, die mit einem Ventilsitz 30 zusammenwirkt. Wenn die Ventilnadel 28 am Ventilsitz 30 anliegt, ist das Steuerventil 24 geschlossen, so dass der über den Zulauf 18 dem Steuerdruckraum 16 zugeführte Kraftstoff in dieser aufgestaut wird. Der auf diese Weise erzeugte hohe Druck übt auf das Betätigungsteil 14 eine Schließkraft aus, die größer ist als die auf die Düsennadel 12 wirkende Öffnungskraft. Das Betätigungsteil 14 befindet sich somit in der Schließstellung, und das Kraftstoffeinspritzventil ist geschlossen. Wenn dagegen die Ventilnadel 28 vom Ventilsitz 30 abgehoben wird, kann der Kraftstoff aus dem Steuerdruckraum 16 über die Steuerkammer 22 und den Ablauf 26 abfließen, so dass der Druck im Steuerdruckraum absinkt. Die dann verringerte Schließkraft ermöglicht es dem Betätigungsteil, sich aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung zu verstellen, so dass die Düsennadel öffnet. Es wird nun Kraftstoff eingespritzt.
  • Bei der Auslegung der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung kommt es einerseits darauf an, dass die Düsennadel schnell öffnen soll, damit die Funktion des Kraftstoffeinspritzventils, das auch als Injektor bezeichnet wird, robust bleibt gegen Verschleiß und Verkokung der Düse. Dazu steht im Widerspruch, dass die Düsennadel erst relativ spät öffnen soll, damit der Aktor des Steuerventils Zeit hat, vollständig zu öffnen. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird der Kraftstoffeinspritzeinrichtung Latenzzeit bereitgestellt, ohne dass die Nadelöffnungsgeschwindigkeit reduziert wird. Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf einem variablen Steuerraumvolumen.
  • In Figur 3 ist eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventileinrichtung schematisch dargestellt. Ein Ende einer Düsennadel 12, die auch als Ventilnadel bezeichnet wird, begrenzt in einem Injektorgehäuse einen Steuerraum 16. Der Steuerraum 16 steht über eine Verbindungsleitung 34 mit einem weiteren Steuerraum 35 in Verbindung. Von dem weiteren Steuerraum 35 erstreckt sich ein Ablaufkanal 20 mit einer Ablaufdrossel in eine Steuerkammer (22 in Figur 2) eines Steuerventils. Durch einen Pfeil 38 ist angedeutet, dass ein Zulauf in dem weiteren Steuerraum 35 mündet.
  • In dem weiteren Steuerraum 35 ist ein Latenzzeitkolben 40 gegen die Federkraft einer Latenzzeitfeder 42 hin und her bewegbar geführt. Ein Vorsprung 43 bildet einen Hubanschlag für den Latenzzeitkolben 40. Der Latenzzeitkolben 40 umfasst einen Hohlraum 44, der einen Zulaufkanal darstellt und mit dem Druck aus dem Zulauf 38 beaufschlagt ist. Der Hohlraum 44 steht über ein Durchgangsloch 45 mit dem weiteren Steuerraum 35 in Verbindung. Das Durchgangsloch 45 hat einen deutlich kleineren Durchmesser als der Hohlraum 44 und bildet eine Zulaufdrossel für den weiteren Steuerraum 35.
  • Bei einer Absenkung des Steuerraumdrucks bewegt sich der Latenzzeitkolben 40 gegen die Federkraft der Latenzzeitfeder 42 in den weiteren Steuerraum 35 hinein und verringert dessen Volumen. Der Latenzzeitkolben 44 ist so dimensioniert, dass er zeitlich vor dem Nadelöffnen einrückt und nach dem Nadelschließen ausrückt.
  • In Figur 4 sind der Weg xK des Latenzzeitkolbens 40, der Weg xN der Düsennadel 12 und der Steuerraumdruck pS jeweils über der Zeit in einem kartesischen Koordinatendiagramm aufgetragen. Während der Latenzzeitkolben 40 einrückt, bleibt der Steuerraumdruck annähernd konstant und somit gewinnt der Injektor Latenzzeit. Wenn der Latenzzeitkolben 40 am Anschlag 43 angekommen ist, dann verringert sich der Druck und die Düsennadel 12 öffnet. Zusammen mit dem kleineren Steuerraum und einer jetzt möglichen schnellen Abstimmung der entsprechenden Abmessungen der Düsennadel, des Düsennadelsitzes, der Zulaufdrossel und der Ablaufdrossel, kann die Düsennadel schnell, das heißt robust, öffnen.
  • In Figur 5 ist ein Teil eines Injektorgehäuses mit einem Düsenkörper 50 und einer Drosselplatte 51 im Schnitt dargestellt. Ein Zulaufkanal 52 erstreckt sich durch die Drosselplatte 51 und den Düsenkörper 50 in einen Druckraum 53, in dem eine Düsennadel 55 angeordnet ist. Das brennraumferne Ende der Düsennadel 55 begrenzt einen Steuerraum 56, von dem ein Ablaufkanal 57 mit einer Ablaufdrossel 58 ausgeht.
  • Ein Latenzzeitkolben 60 ist in einem Durchgangsloch 61 hin und her bewegbar geführt, das sich koaxial zu der Düsennadel 55 durch die Drosselplatte 51 hindurch erstreckt. Der Latenzzeitkolben 60 ist gegen die Federkraft einer Latenzzeitfeder 62 bewegbar, die zwischen dem brennraumnahen Ende des Latenzzeitkolbens 60 und dem brennraumfernen Ende der Düsennadel 55 eingespannt ist. Demzufolge stellt die Latenzzeitfeder 62 gleichzeitig die Düsennadelfeder dar, durch welche die Düsennadel 55 in ihre Schließstellung vorgespannt ist.
  • Auf der dem Brennraum abgewandten Seite der Drosselplatte 51 ist eine Zulaufnut 63 ausgebildet, die den Zulaufkanal 52 mit dem Durchgangsloch 61 verbindet. Über die Zulaufnut 63 gelangt mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Hohlraum 64 in dem Latenzzeitkolben 60. Der Hohlraum 64 bildet einen Teil des Zulaufs und ist über ein Durchgangsloch 65, das eine Zulaufdrossel bildet, mit dem Steuerraum 56 verbunden. Die Bewegung des Latenzzeitkolbens 60 in den Steuerraum 56 hinein wird durch einen Vorsprung 66 begrenzt, der einen Anschlag für den Latenzzeitkolben 60 bildet und vom brennraumfernen Ende der Düsennadel 55 ausgeht.
  • In Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Düsenkörper 50 und einer Drosselplatte 51 dargestellt. Ein Zulaufkanal 52 erstreckt sich durch die Drosselplatte 51 und den Düsenkörper 50 in einen Druckraum 53, in dem eine Düsennadel 55 angeordnet ist. Das brennraumferne Ende der Düsennadel 55 begrenzt einen Steuerraum 56, von dem ein Ablaufkanal 57 mit einer Ablaufdrossel 58 ausgeht.
  • Ein Latenzzeitkolben 70 ist in einer Ausnehmung 71 im brennraumfernen Ende der Düsennadel 55 hin und her bewegbar geführt. Zwischen dem brennraumfernen Ende des Latenzzeitkolbens 70 und der Drosselplatte 51 ist eine Latenzzeitfeder 72 eingespannt, welche gleichzeitig eine Düsennadelfeder darstellt, durch welche die Düsennadel 55 in ihre Schließstellung vorgespannt ist.
  • In einer Ausnehmung der Drosselplatte 51 erstreckt sich ein Vorsprung 73 zum Brennraum hin und bildet einen Anschlag für den Latenzzeitkolben 70. Der Latenzzeitkolben 70 umfasst einen Hohlraum 74, der einen Teil des Zulaufs darstellt. Der Hohlraum 74 steht über ein Durchgangsloch 75, das eine Zulaufdrossel bildet, mit dem Steuerraum 56 in Verbindung. Über eine Längsbohrung 76 und eine Querbohrung 77 wird der Hohlraum 74 des Latenzzeitkolbens 70 mit Kraftstoff aus dem Druckraum 53 befüllt, der mit Hochdruck beaufschlagt ist.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden diverse Berechnungen zur Abschätzung der Verhältnisse beim Öffnen und Schließen der Düsennadel durchgeführt, um die Funktion des Latenzzeitkolbens nachzuweisen.

Claims (10)

  1. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer Ventilnadel (12;55), die durch ihre Längsbewegung die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung steuert, und mit einem Steuerraum (16;35;56), dessen Druck wenigstens mittelbar auf die Ventilnadel (12;55) wirkt und der durch einen Zulauf (18;38) mit einem Hochdruckkanal in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Latenzzeitkolben (40;60;70) so in dem Zulauf (38) angeordnet ist, dass sich der Latenzzeitkolben (40;60;70), wenn der Druck im Steuerraum (35;56) abfällt, so in den Steuerraum (35;56) hinein bewegt, dass das Volumen des Steuerraums (35;56) abnimmt.
  2. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben (40;60;70) einen Zulaufkanal (44;64;74) umfasst und gegen die Federkraft einer Latenzzeitfeder (42;62;72) in den Steuerraum (35;56) hinein bewegbar ist.
  3. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben (40;60;70) eine Zulaufdrossel (45;65;75) umfasst.
  4. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben (40;60;70) so dimensioniert ist, dass er sich, wenn der Druck im Steuerraum (35;56) abfällt, in den Steuerraum (35;56) hinein bewegt, bevor die Ventilnadel (12;55) öffnet.
  5. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben (40;60;70) so dimensioniert ist, dass er sich, wenn der Druck im Steuerraum (35;56) ansteigt, nach dem Schließen der Ventilnadel (12;55) aus dem Steuerraum (35;56) heraus bewegt.
  6. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hubanschlag (43 ; 66 ; 73) für die Bewegung des Latenzzeitkolbens (40;60;70) in den Steuerraum (35;56) hinein vorgesehen ist.
  7. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben (40;60;70) in einer an den Zulauf angeschlossenen Ausnehmung (35;61;71) bewegbar angeordnet ist.
  8. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben (60) koaxial zu der Ventilnadel (55) und gegen die Federkraft einer zwischen dem Latenzzeitkolben (60) und der Ventilnadel (55) eingespannten Schließfeder (62) bewegbar ist.
  9. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Latenzzeitkolben (70) in einer an den Zulauf angeschlossenen Ausnehmung (71) der Ventilnadel (55) bewegbar geführt ist.
  10. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Latenzzeitkolben (70) und der Ventilnadel (55) eine Schließfeder (72) eingespannt ist.
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