EP2049787A1 - Injektor für ein kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents
Injektor für ein kraftstoffeinspritzsystemInfo
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- EP2049787A1 EP2049787A1 EP07729837A EP07729837A EP2049787A1 EP 2049787 A1 EP2049787 A1 EP 2049787A1 EP 07729837 A EP07729837 A EP 07729837A EP 07729837 A EP07729837 A EP 07729837A EP 2049787 A1 EP2049787 A1 EP 2049787A1
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- F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
- F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
Definitions
- the invention is based on an injector for an injection system of an internal combustion engine with a nozzle needle and a control valve, as is known, for example, from DE 10 2004 058 184.3.
- the invention has for its object to provide an injector, which, although the nozzle needle is formed without pressure stage, provides a sufficiently large clamping force.
- the pressure difference required to provide a sufficiently large closing force can be reduced.
- the injector according to the invention, or the closing piston and / or the closing throttle it is also possible to increase the needle closing speed and to reduce the steepness of the characteristic field.
- the closing piston has a slot, wherein this slot is at the same time designed as a closing throttle.
- control piston has a through bore, and at one end facing the control chamber has a sealing edge enclosing the through hole, wherein on the control chamber body a cooperating with the sealing edge flat seat is formed.
- Figure 3 shows a second embodiment of an injector according to the invention and Figure 4 is a plan view of an exemplary embodiment of a closing piston.
- FIG. 1 shows a common rail injection system is shown schematically. From a fuel tank 1 fuel is conveyed by means of a pump unit 2 in a high-pressure fuel storage 3 and pressurized with high pressure. The high-pressure fuel is then allocated as needed to the individual cylinders of the engine to be supplied. The injection of the high-pressure fuel is carried out by injectors 4, 5, 6 and 7. In FIG. 1, for reasons of clarity, only the injector 7 is shown.
- the injector 7 is connected via a high pressure port 11 to the common rail 3. Furthermore, the injector 7 is hydraulically connected to the tank 1 via a fuel return 13, which is almost without pressure. The injector 7 will be explained in more detail with reference to Figures 2 and 3.
- the injector 7 comprises a housing 15 in which a nozzle needle 17 is guided. At the combustion chamber remote end of the injector 7, an inventive control valve 19 and an electromagnetic actuator 21 are arranged.
- control chamber 23 is formed in a control chamber body 25 below the control valve 19, a control chamber 23 is formed in a control chamber body 25.
- the control chamber 23 is limited by a control piston 27.
- control piston 27 is connected to the nozzle needle 17 by a weld 29.
- control piston 27 and nozzle needle 17 are connected to the nozzle needle 17 by a weld 29.
- the Cross-section of the control piston 27 partially reduced.
- This reduction of the cross section takes place in the embodiment shown in Figure 2 by two grooves 31 and 33, wherein the grooves 31 and 33 are arranged offset by an angle of 90 ° to each other.
- the grooves 31 and 33 cause a reduction in the bending stiffness of the control piston 27 and act much like a universal joint.
- a first pair of grooves 31 and 33 is provided below the control chamber body 25, while a second pair of grooves 31 and 33 is provided above the nozzle needle 17. Due to the interaction of the two formed by the grooves 31 and 33 "universal joints" misalignment between the control chamber 23 and nozzle needle 17 can be compensated particularly well.
- control chamber body 25 and a valve body 35 of the control valve 19 are formed as separate components. Alternatively, it is also possible to form valve body 35 and control chamber body 45 in one piece.
- Both the control chamber body 25 and a part of the valve body 35 are located in a high-pressure chamber 37 of the injector 7.
- the high-pressure chamber 37 opens the high-pressure port 11, which communicates directly with the common rail 3 hydraulically. This means nothing else than that in the high-pressure chamber 37, the rail pressure prevails.
- the high pressure chamber 37 can also take over the function of a pressure accumulator.
- the control chamber body 25 is pressed by a closing spring 39 against the valve body 35.
- the closing spring 39 further serves to press the nozzle needle 17 against a nozzle needle seat 69 when the injector is depressurized.
- a sleeve 41 is present, which rests on a closing piston 43.
- annular space 45 is formed in the valve body 35. This annular space 45 is hydraulically connected to the high-pressure chamber 37 via a bore 47, which can also be designed as a throttle.
- the control chamber 23 and the high pressure chamber 37 are hydraulically connected to each other via an inlet throttle 49.
- the control chamber 23 and the annular space 45 are hydraulically connected to each other via an outlet throttle 51.
- a control piston 53 has a through-bore 55, which communicates hydraulically with the fuel return 13 (see FIG. 2).
- An end face of the control chamber body 25 is formed as a flat seat. This flat seat cooperates with a sealing edge 59 arranged at the end of the control piston 53 facing the valve body 25.
- the closing piston 43 is supported in the closing direction of the nozzle needle 17 against a shoulder 61 of the nozzle needle 17.
- the shoulder 61 forms a sealing seat cooperating with the closing piston 43.
- the sealing seat is formed in the embodiment of Figure 1 as a flat seat. A flat seat is particularly advantageous in the present case, since the closing piston is guided in the radial direction not by the sealing seat, but exclusively in the injector 15.
- the nozzle needle 17 is guided axially displaceably in a nozzle needle guide 63. So that fuel can pass from the upper part of the high-pressure chamber 37 to the spray holes 65 of the injector 7, a plurality of flattenings 67 are provided on the nozzle needle 17 in the region of the nozzle needle guide 63.
- the injection holes 65 are arranged in a nozzle needle seat 69 so that they are closed when the nozzle needle 17 rests on the nozzle needle seat 69.
- a closing throttle 71 in the form of a longitudinal bore is provided in the closing piston 43.
- the closing piston 43 is guided in the injector housing 15.
- the diameter of the injector housing in the region in which the closing piston 43 is guided is indicated by Di in FIG.
- the diameter of the nozzle needle guide 63 is designated D 2 in FIG.
- the erfmdungshiele injector 7 operates as follows:
- the closing piston 43 has a large cross-sectional area whose outer diameter corresponds to the diameter Di, a small pressure drop across the closing throttle 71 is sufficient to cause a large closing force. Thereby, the pressure loss at the closing piston 43 can be reduced and at the same time the closing speed can be increased.
- the closing piston 43 is guided axially in the injector housing. There is play in the radial direction between the closing piston 43 and the nozzle needle 17 so that jamming of the nozzle needle can not occur if, for example, the nozzle needle guide 63 and the region of the injector housing 15 in which the closing piston 43 is arranged have a small misalignment ,
- FIG. 3 shows an embodiment of a closing piston 43 according to the invention.
- the closing piston is formed as a slotted ring.
- the outer diameter of the closing piston 43 may be slightly larger than the diameter Di of the injector 15, so that the closing piston 43 with a certain
- Bias is inserted into the injector housing.
- the slot 83 is dimensioned so that it takes over the task of closing the throttle. Due to the bias of the closing piston 43 in the bore of the injector 15, the closing piston 43 is always free of play in the injector 15, even if wear on the closing piston 43 or on the injector should occur over time.
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Abstract
Es wird ein leckagefreier Injektor (7) vorgeschlagen, dessen Schließkraft durch einen Schließkolben (43) erhöht wird.
Description
Injektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Injektor für ein Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Düsennadel und einem Steuerventil, wie es beispielsweise aus der DE 10 2004 058 184.3 bekannt ist.
Offenbarung der Erfindung
Um die Emissionswerte von Brennkraftmaschinen weiter zu verbessern, ist eine Erhöhung des Einspritzdruckes notwendig. Um dabei die Leckagemenge gering zu halten, werden Injektoren eingesetzt, deren Düsennadel keine Druckstufe aufweist, so dass die gesamte Düsennadel mit unter Raildruck stehendem Kraftstoff umgeben ist. Dadurch stehen nur geringe Schließkräfte zur Verfügung, wodurch sich Probleme bei der Zumessung kleiner Einspritzmengen ergeben, da die Kennfelder solcher Injektoren sehr steil sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Injektor bereitzustellen, der, obwohl die Düsennadel ohne Druckstufe ausgebildet ist, eine ausreichend große Schließkraft zur Verfügung stellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Injektor für ein Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einer Düsennadel und mit einem Steuerventil, wobei die Düsennadel in einem Injektorgehäuse geführt ist und mit einem Düsennadelsitz des Injektorgehäuses zusammenwirkt, und wobei zwischen dem Steuerventil und der Düsennadelführung ein Hochdruckraum vorhanden ist, dadurch gelöst, dass an der Düsennadel oder einem Steuerkolben
des Steuerventils ein Schließkolben vorgesehen ist, dass der Schließkolben den Hochdruckraum in einem ersten Bereich und einen zweiten Bereich unterteilt, und dass die zwei Bereiche des Hochdruckraums durch eine Schließdrossel hydraulisch in Verbindung stehen.
Durch den erfindungsgemäßen Schließkolben und die Schließdrossel wird die während der
Schließbewegung an die Düsennadel beziehungsweise den Steuerkolben angreifende Schließkraft dadurch erhöht, dass die wirksame Druckfläche vergrößert wird.
Wegen der vergrößerten Druckfläche kann die zur Bereitstellung einer ausreichend großen Schließkraft erforderliche Druckdifferenz reduziert werden. Infolgedessen ist es bei geeigneter Auslegung des erfindungsgemäßen Injektors, bzw. des Schließkolbens und/oder der Schließdrossel, auch möglich, die Nadelschließgeschwindigkeit zu erhöhen und die Steilheit des Kennfeldes zu reduzieren.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Schließkolben in radialer Richtung im Injektorgehäuse geführt und ist zwischen dem Schließkolben und der Düsennadel in radialer Richtung Spiel vorhanden. Dadurch können eine aufwändige Doppelführung der Düsennadel beziehungsweise des Steuerkolbens und die daraus resultierenden Herstellungskosten vermieden werden. Außerdem wird sichergestellt, dass es nicht zu einem Klemmen der Düsennadel aufgrund eines Axialversatzes zwischen der Führung der Düsennadel und der Führung des Schließkolbens im Injektorgehäuse kommt.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Schließkolben einen Schlitz aufweist, wobei dieser Schlitz gleichzeitig als Schließdrossel ausgebildet ist.
Bei dieser Ausführungsform kann der Schließkolben, ähnlich einem Kolbenring einer Brennkraftmaschine, mit einer gewissen Vorspannung in dem Injektorgehäuse geführt sein, so dass auch mit zunehmendem Verschleiß des Injektors beziehungsweise des Schließkolbens stets eine spielfreie Führung des Schließkolbens im Injektorgehäuse gewährleistet ist. Gleichtzeitig wirkt der Schlitz, wenn er geeignet dimensioniert wird, als Schließdrossel. Dadurch kann die Schließdrossel ohne zusätzlichen Herstellungsaufwand bereitgestellt werden.
Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, in dem Schließkolben eine Drosselbohrung anzubringen oder über das Spiel zwischen Schließkolben und Injektorgehäuse die gewünschte Drosselwirkung einzustellen.
Um die erfindungsgemäßen Vorteile realisieren zu können, ist der Außendurchmesser des
Schließkolbens größer als der Durchmesser der Düsennadel im Bereich der Düsennadelführung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Injektors unterbricht das Steuerventil in einer ersten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen einem Steuerraum und Kraftstoffrücklauf, während es in einer zweiten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum und dem Kraftstoffrücklauf herstellt.
Dabei begrenzt der Steuerkolben einen Steuerraum und ist mit der Düsennadel gekoppelt.
Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn der Steuerkolben eine Durchbohrung aufweist, und an einem dem Steuerraum zugewandten Ende eine die Durchgangsbohrung umschließende Dichtkante aufweist, wobei an dem Steuerraumkörper ein mit der Dichtkante zusammenwirkender Flachsitz ausgebildet ist.
Es ist konstruktiv ohne Weiteres möglich, dass der Ventilkörper und der Steuerraumkörper einstückig ausgeführt sind. Ebenso ist es möglich, den Steuerkolben und die Düsennadel einstückig auszuführen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Figur 1 die schematische Darstellung eines Common-Rail-Einspritzsystems;
Figur 2 ein erstes Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Injektors;
Figur 3 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Injektors und Figur 4 eine Draufsicht auf ein Ausfuhrungsbeispiel eines Schließkolbens.
Ausführungsformen der Erfindung
In Figur 1 ist ein Common-Rail-Einspritzsystem schematisch dargestellt. Aus einem Kraftstofftank 1 wird Kraftstoff mit Hilfe einer Pumpeinheit 2 in einen Kraftstoffhochdruckspeicher 3 gefördert und mit Hochdruck beaufschlagt. Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird dann bedarfsabhängig den einzelnen Zylindern der zu versorgenden Brennkraftmaschine zugeteilt. Die Einspritzung des mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoffs erfolgt durch Injektoren 4, 5, 6 und 7. In Figur 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur der Injektor 7 dargestellt.
Der Injektor 7 ist über einen Hochdruckanschluss 11 mit dem Common-Rail 3 verbunden. Des Weiteren ist der Injektor 7 über einen Kraftstoffrücklauf 13, der nahezu drucklos ist, mit dem Tank 1 hydraulisch verbunden. Der Injektor 7 wird nachfolgend anhand der Figuren 2 und 3 näher erläutert.
Der Injektor 7 umfasst ein Gehäuse 15, in dem eine Düsennadel 17 geführt ist. An dem brennraumfernen Ende des Injektors 7 sind ein erfindungsgemäßes Steuerventil 19 und ein elektromagnetischer Aktuator 21 angeordnet.
Unterhalb des Steuerventils 19 ist ein Steuerraum 23 in einem Steuerraumkörper 25 ausgebildet. Der Steuerraum 23 wird von einem Steuerkolben 27 begrenzt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Steuerkolben 27 mit der Düsennadel 17 durch eine Schweißnaht 29 verbunden. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, Steuerkolben 27 und Düsennadel 17 einstückig auszubilden.
Um Fluchtungsfehler zwischen dem Steuerraum 23 und der Düsennadel 17 auszugleichen, ist der
Querschnitt des Steuerkolbens 27 bereichsweise verringert. Diese Verringerung des Querschnitts erfolgt bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch zwei Nuten 31 und 33, wobei die Nuten 31 und 33 um einen Winkel von 90° zueinander versetzt angeordnet sind. Die Nuten 31 und 33 bewirken eine Reduktion der Biegesteifigkeit des Steuerkolben 27 und wirken ähnlich wie ein Kardangelenk.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein erstes Paar von Nuten 31 und 33 unterhalb des Steuerraumkörpers 25 vorgesehen, während ein zweites Paar von Nuten 31 und 33 oberhalb der Düsennadel 17 vorgesehen ist. Durch das Zusammenwirken der beiden durch die Nuten 31 und 33 gebildeten "Kardangelenke" können Fluchtungsfehler zwischen Steuerraum 23 und Düsennadel 17 besonders gut ausgeglichen werden.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Steuerraumkörper 25 und ein Ventilkörper 35 des Steuerventils 19 als separate Bauteile ausgebildet. Alternativ ist es auch möglich, Ventilkörper 35 und Steuerraumkörper 45 einstückig auszubilden.
Sowohl der Steuerraumkörper 25 als auch ein Teil des Ventilkörpers 35 befinden sich in einem Hochdruckraum 37 des Injektors 7. In den Hochdruckraum 37 mündet der Hochdruckanschluss 11 , welcher direkt mit dem Common-Rail 3 hydraulisch in Verbindung steht. Dies bedeutet nichts anderes, als dass in dem Hochdruckraum 37 der Raildruck herrscht. Der Hochdruckraum 37 kann auch die Funktion eines Druckspeichers übernehmen.
Der Steuerraumkörper 25 wird über eine Schließfeder 39 gegen den Ventilkörper 35 gepresst. Die Schließfeder 39 dient weiter dazu, die Düsennadel 17 gegen einen Düsennadelsitz 69 zu pressen, wenn der Injektor drucklos ist. Zu diesem Zweck ist eine Hülse 41 vorhanden, welche auf einem Schließkolben 43 aufliegt.
In dem Ventilkörper 35 ist ein Ringraum 45 ausgebildet. Dieser Ringraum 45 steht über eine Bohrung 47, die auch als Drossel ausgebildet werden kann, hydraulisch mit dem Hochdruckraum 37 in Verbindung.
Der Steuerraum 23 und der Hochdruckraum 37 sind über eine Zulaufdrossel 49 hydraulisch miteinander verbunden. Der Steuerraum 23 und der Ringraum 45 sind über eine Ablaufdrossel 51 hydraulisch miteinander verbunden.
Ein Steuerkolben 53 weist eine Durchgangsbohrung 55 auf, die mit dem Kraftstoffrücklauf 13 (siehe Figur 2) hydraulisch in Verbindung steht.
Eine Stirnseite des Steuerraumkörpers 25 ist als Flachsitz ausgebildet. Dieser Flachsitz wirkt mit einer an dem dem Ventilkörper 25 zugewandten Ende des Steuerkolbens 53 angeordneten Dichtkante 59 zusammen.
Der Schließkolben 43 stützt sich in Schließrichtung der Düsennadel 17 gegen einen Absatz 61 der Düsennadel 17 ab. Gleichzeitig bildet der Absatz 61 einen mit dem Schließkolben 43 zusammenwirkenden Dichtsitz aus. Der Dichtsitz ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 als Flachsitz ausgebildet. Ein Flachsitz ist im vorliegenden Fall besonders vorteilhaft, da der Schließkolben in radialer Richtung nicht von dem Dichtsitz, sondern ausschließlich im Injektorgehäuse 15 geführt wird.
Unterhalb dieses Absatzes 61 wird die Düsennadel 17 in einer Düsennadelführung 63 axial verschiebbar geführt. Damit Kraftstoff aus dem oberen Teil des Hochdruckraums 37 zu den Spritzlöchern 65 des Injektors 7 gelangen kann, sind an der Düsennadel 17 im Bereich der Düsennadelführung 63 mehrere Abflachungen 67 vorgesehen.
Die Spritzlöcher 65 sind in einem Düsennadelsitz 69 so angeordnet, dass sie verschlossen sind, wenn die Düsennadel 17 auf dem Düsennadelsitz 69 aufliegt.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in dem Schließkolben 43 eine Schließdrossel 71 in Form einer Längsbohrung vorhanden.
Geführt wird der Schließkolben 43 im Injektorgehäuse 15. Der Durchmesser des Injektorgehäuses in dem Bereich, in dem der Schließkolben 43 geführt wird, ist in Figur 2 mit Di angegeben. Der Durchmesser der Düsennadelführung 63 ist in Figur 2 mit D2 bezeichnet. Durch den Vergleich der Durchmesser Di und D2 wird deutlich, dass der Durchmesser Di des Schließkolbens 43 größer ist als der Durchmesser D2 der Düsennadelführung 63 (Di > D2).
Der erfmdungsgemäße Injektor 7 arbeitet wie folgt:
In der in Figur 2 dargestellten ersten Schaltstellung ist der Aktuator 21 nicht bestromt, so dass eine Druckfeder 73, welche auf eine Ankerplatte 75 und damit auch auf den Steuerkolben 53
wirkt, den Steuerkolben 53 gegen den Steuerraumkörper 25 presst. Dadurch wird eine hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum 23 und dem Kraftstoffrücklauf 13 geschlossen. Infolgedessen herrscht im Steuerraum 23 Raildruck und die Düsennadel 17 ist geschlossen.
Sobald ein Elektromagnet 77 des elektrischen Aktuators bestromt wird, wird die Ankerplatte 75 in Figur 2 nach oben gezogen, so dass die Dichtkante 59 des Ventilkörpers 43 von dem Steuerraumkörper 25 abhebt und somit eine hydraulische Verbindung zwischen Steuerraum 23 und dem Kraftstoffrücklauf 13 über die Ablaufdrossel 55 und die Durchgangsbohrung 57 des Ventilkörpers 43 hergestellt wird.
Da die Ablaufdrossel 55 einen geringeren Strömungswiderstand als die Zulaufdrossel 53 hat, sinkt in dieser zweiten Schaltstellung des Steuerventils 8 der Druck im Steuerraum ab. In Folge dessen hebt die Düsennadel 17 von ihrem Düsennadelsitz 69 ab und es wird Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt. Da sich der Schließkolben 43 mit der
Düsennadel 17 in Figur 2 nach oben bewegt, sobald die Düsennadel 17 öffnet, strömt Kraftstoff von einem ersten Bereich 79 des Hochdruckraums 37 durch die Schließdrossel 71 hindurch in einen zweiten Bereich 81 des Hochdruckraums 37. Wegen des Strömungswiderstands der Schließdrossel 71 wird die Öffnungsbewegung der Düsennadel etwas verlangsamt. Durch eine geeignete Abstimmung von Zulaufdrossel 49, Ablaufdrossel 51 und, falls vorhanden, der Bohrung 47 kann dieser Effekt jedoch ganz oder teilweise kompensiert werden.
Solange die Düsennadel 17 geöffnet ist, fließt Kraftstoff aus dem ersten Bereich 79 des Hochdruckraums 37 über die Schließdrossel 71 und den zweiten Bereich 81 des Hochdruckraums 37 durch die Spritzlöcher 65 in den Brennraum der Brennkraftmaschine. In Folge dessen findet in der Schließdrossel 71 ein gewisser Druckabbau statt. Deshalb sind die von dem Kraftstoff, der sich im ersten Bereich 79 des Hochdruckraums 37 befindet, auf den Schließkolben 43 ausgeübten Druckkräfte größer als die von dem im zweiten Bereich 81 des Hochdruckraums 37 befindlichen Kraftstoff auf den Schließkolben 43 ausgeübten Druckkräfte. Die resultierende Kraft ist in Figur 2 nach unten, d. h. in Schließrichtung der Düsennadel 17, gerichtet. Diese Kraft wirkt auch während des Schließens der Düsennadel 17. Da die wirksame Fläche des Schließkolbens 43 relativ groß ist, genügt ein geringer Druckabfall an der Schließdrossel 71, um eine ausreichend große Schließkraft bereitzustellen. Dieser geringe Druckabfall wirkt sich nicht oder nur in sehr geringem Umfang auf die Zerstäubung des Kraftstoffs in den Spritzlöchern 65 aus.
Wenn die Einspritzung beendet werden soll, wird der Elektromagnet 77 stromlos geschaltet. Infolgedessen bewegt sich der Steuerkolben 43 in Figur 2 nach unten bis die Dichtkante 59 auf der Stirnseite des Steuerraumkörpers 25 aufliegt. Dadurch wird die hydraulische Verbindung zwischen Steuerraum 23 und Kraftstoffrücklauf 13 wieder unterbrochen und es kann über die Zulaufdrossel 53 unter hohem Druck stehender Kraftstoff in den Steuerraum 23 einströmen.
Falls die Bohrung 47 vorhanden ist, kann auch über die Ablaufdrossel 55 Kraftstoff in den Steuerraum 23 einströmen. Infolgedessen wird die Düsennadel 17 wieder gegen ihren Düsennadelsitz gepresst.
Dadurch dass der Schließkolben 43 eine große Querschnittsfläche hat, dessen Außendurchmesser dem Durchmesser Di entspricht, genügt ein geringer Druckabfall an der Schließdrossel 71, um eine große Schließkraft zu verursachen. Dadurch kann der Druckverlust an dem Schließkolben 43 reduziert werden und gleichzeitig die Schließgeschwindigkeit erhöht werden.
Der Schließkolben 43 wird im Injektorgehäuse axial geführt. Zwischen dem Schließkolben 43 und der Düsennadel 17 ist in radialer Richtung Spiel vorhanden, so dass es nicht zum Verklemmen der Düsennadel kommen kann, wenn beispielsweise die Düsennadelführung 63 und der Bereich des Injektorgehäuses 15, in dem der Schließkolben 43 angeordnet ist, einen kleinen Fluchtungsfehler aufweisen.
Alternativ zu dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Düsennadel 17 über den Steuerkolben 27 mit dem Steuerventil 19 gekoppelt ist, wäre es auch möglich, den Steuerkolben 27 und die Düsennadel 17 hydraulisch miteinander zu koppeln. Alternativ ist es auch möglich, Düsennadel 17 und Steuerkolben 27 einstückig auszubilden.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schließkolbens 43. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schließkolben als geschlitzter Ring ausgebildet. Dabei kann in nicht eingebautem Zustand der Außendurchmesser des Schließkolbens 43 etwas größer sein als der Durchmesser Di des Injektorgehäuses 15, so dass der Schließkolben 43 mit einer gewissen
Vorspannung in das Injektorgehäuse eingesetzt wird. Der Schlitz 83 ist dabei so bemessen, dass er die Aufgabe der Schließdrossel übernimmt. Durch die Vorspannung des Schließkolbens 43 in der Bohrung des Injektorgehäuses 15 liegt der Schließkolben 43 immer spielfrei im Injektorgehäuse 15 an, auch wenn im Laufe der Zeit Verschleiß am Schließkolben 43 oder am Injektorgehäuse auftreten sollte.
Claims
1. Injektor für ein Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einer Düsennadel (17) und mit einem Steuerventil (19), wobei die Düsennadel (17) in einem Injektorgehäuse (15) geführt ist und mit einem Düsennadelsitz (69) des Injektorgehäuses (15) zusammenwirkt, und wobei zwischen dem Steuerventil (19) und dem Düsennadelsitz (69) ein Hochdruckraum (37) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Düsennadel (17 ) oder einem Steuerkolben (27) ein Schließkolben (43) vorgesehen ist, dass der Schließkolben (43) den Hochdruckraum (37) in einen ersten Bereich (79) und einen zweiten Bereich (81) unterteilt, und dass die zwei Bereiche (79, 81) des Hochdruckraums (37) durch eine Schließdrossel (71) hydraulisch in Verbindung stehen.
2. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkolben (43) in radialer Richtung im Injektorgehäuse (15) geführt wird, und dass zwischen Schließkolben (43) und Düsennadel (17) in radialer Richtung Spiel vorhanden ist.
3. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkolben (43) einen Schlitz (83) aufweist, dass der Schlitz (83) als Schließdrossel ausgebildet ist.
4. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (Di) des Schließkolbens (43) größer ist als der Durchmesser (D2) der Düsennadel (17) im Bereich der Düsennadelführung (63).
5. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Düsennadel 17 ein Absatz (61) ausgebildet ist, dass sich der Schließkolben (43) gegen den Absatz
(61) abstützt, und dass der Absatz (61) als ein mit dem Schließkolben (43) zusammenwirkenden Dichtsitz ausgebildet ist.
6. Injektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtsitz als Flachdichtsitz ausgebildet ist.
7. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (19) in einer ersten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen einem Steuerraum (23) und einem Kraftstoffrücklauf (13) unterbricht, und dass das Steuerventil (19) in einer zweiten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum (23) und einem Kraftstoffrücklauf (13) herstellt.
8. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (27) den Steuerraum (23) begrenzt, und dass die Düsennadel (17) und der Steuerkolben (27) miteinander gekoppelt sind.
9. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Steuerkolben (43) eine Durchgangsbohrung (57) aufweist, dass der Steuerkolben (43) an einem dem Steuerraum (23) zugewandten Ende eine die Durchgangsbohrung (57) umschließende Dichtkante (59) aufweist, und dass an einem Steuerraumkörper (25) des Steuerventils (19) ein mit der Dichtkante (59) zusammenwirkender Flachsitz ausgebildet ist.
10. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (35) und der Steuerraumkörper (25) einstückig ausgeführt sind.
11. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (27) und eine Düsennadel (17) einstückig ausgeführt sind.
12. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steuerraumkörper (25) und dem Steuerkolben (27) oder der Düsennadel (17) eine Schließfeder (39) vorgesehen ist, und dass die Schließfeder (39) den Steuerkolben (27) mit einer Kraft beaufschlagt, welche die Düsennadel (17) in Richtung des Düsennadelsitzes (69) zu bewegen sucht.
13. Injektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schließfeder (39) mindestens mittelbar gegen den Schließkolben (43) abstützt.
14. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (19) von einem elektromagnetischen Aktuator (21), von einem Piezoaktor oder hydraulisch betätigt wird.
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