EP2123898A1 - Fuel injector - Google Patents

Fuel injector Download PDF

Info

Publication number
EP2123898A1
EP2123898A1 EP09100198A EP09100198A EP2123898A1 EP 2123898 A1 EP2123898 A1 EP 2123898A1 EP 09100198 A EP09100198 A EP 09100198A EP 09100198 A EP09100198 A EP 09100198A EP 2123898 A1 EP2123898 A1 EP 2123898A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control valve
valve element
fuel injector
pressure
sealing edge
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.)
Granted
Application number
EP09100198A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2123898B1 (en
Inventor
Nadja Eisenmenger
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 EP2123898A1 publication Critical patent/EP2123898A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2123898B1 publication Critical patent/EP2123898B1/en
Ceased legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • F02M63/0031—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
    • 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
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0043—Two-way valves
    • 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
    • F02M2547/003—Valve inserts containing control chamber and valve piston
    • 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
    • F02M63/007—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0078—Valve member details, e.g. special shape, hollow or fuel passages in the valve member
    • F02M63/008—Hollow valve members, e.g. members internally guided

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector, in particular a common rail injector, for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • a fuel injector which is servo-controlled by means of a control valve.
  • the control valve has a sleeve-shaped control valve element, which is formed conically at its front side facing its control valve seat, wherein the control valve seat is formed by an annular edge of a stepped bore.
  • a disadvantage of the known fuel injector is the heavy load on the linear seat edge, which is formed by two mutually perpendicular surfaces. This causes significant wear during operation.
  • the invention has for its object to propose a fuel injector with a sleeve-shaped control valve member having control valve that on the one hand in a simple manner and on the other hand guarantees a relatively low wear in the seating area.
  • the invention is based on the idea to provide on the control valve element as a sealing surface for cooperation with the axially opposite control valve seat, a sealing edge which is arranged between two angularly mutually, preferably in the axial direction adjacent, in particular conical, conical surfaces (annular surfaces), of which one extends into the high pressure region of the fuel injector and the other into the low pressure region.
  • a sealing edge which is arranged between two angularly mutually, preferably in the axial direction adjacent, in particular conical, conical surfaces (annular surfaces), of which one extends into the high pressure region of the fuel injector and the other into the low pressure region.
  • the position of the sealing edge in contrast to the prior art is well defined, which can be realized in a simple manner in the closed position in the axial direction pressure compensated control valve.
  • a trained according to the concept of the invention fuel injector has a good tightness - even at very high pressures of over 2000 bar - on.
  • a trained according to the concept of the invention fuel injector is not only advantageous over a fuel injector in which the control valve element is formed a conical surface, but also with respect to a fuel injector, in which the sleeve-shaped control valve member is provided at the end with a part spherical surface, there two angle to each other extending, in particular axially, between a sealing edge forming conical surfaces are easier to manufacture and on the other lead to a defined position of the sealing edge. Also, two straight, conical surfaces can be metrologically better checked than a spherical shape.
  • a further advantage is that the high-pressure side conical surface of the sections of double-conical Control valve seat member in the region of the fuel inlet to the control valve seat together with the seat of the control valve seat limited in the direction of the sealing edge tapered inlet gap. This results in a protection of the sealing edge against particles in the fuel, since arriving (larger) particles are partially stopped first in the inlet gap to the sealing edge and thus kept away from the sealing edge.
  • a disadvantage of the provision of a high-pressure-side conical surface is that it creates negative flow forces which have a negative effect on the switching behavior. In particular, the opening speed and the switching accuracy are reduced.
  • Acceptable to good flow properties while ensuring good particle destruction properties and a sufficient support of the sealing edge according to the invention achieved in that the radial extent of the high pressure side cone surface corresponds to a maximum of 15%, preferably not more than 10%, of the diameter of the sealing edge.
  • the diameter of the high-pressure-side boundary line is understood to mean the sealing edge flaking off during operation of the fuel injector due to wear.
  • the radial extent of the high-pressure-side conical surface is to be understood as meaning the (radial) width of the axial projection surface of the conical surface on the high-pressure side.
  • this diameter of the sealing edge is 3 mm or less and as a result the radial extent of the high-pressure side conical surface amounts to a maximum of 450 ⁇ m, preferably between 30 ⁇ m and 300 ⁇ m.
  • the diameter of the sealing edge is less than 2 mm and as a result the radial extent of the sealing edge is less than 300 ⁇ m, preferably between 30 ⁇ m and 200 ⁇ m.
  • control valve element is in the closed state, at least approximately pressure-balanced in the axial direction, which means that the control valve element is designed such that act on this in its closed position no or only very small hydraulic forces.
  • This axial pressure balance can be achieved, for example, with a sleeve-shaped control valve element.
  • a sleeve-shaped control valve element is understood to mean a control valve element which has a, preferably centric, continuous opening or a continuous, if necessary also formed as a stepped bore channel, wherein in the channel, as will be explained later, a pressure pin can be added which axially closes the channel and which is preferably a separate component from the valve body having the control valve seat.
  • a pressure-compensated in the axial direction control valve element can alternatively be realized with a bolt-shaped control valve (without through-hole), for example by this is provided with an annular groove-shaped, edge-side valve chamber, which are effective in both axial directions pressure application surfaces.
  • the sealing edge formed by a double cone cooperates with an internal cone-shaped control valve seat.
  • An internal cone-shaped control valve seat like the double-cone control valve element, is characterized by a simple and accurate manufacturability.
  • the combination of a sealing edge formed between two conical surfaces with an internal cone-shaped control valve seat offers the possibility of compensating for angular tolerances between the control valve element and the valve body having the control valve seat.
  • this comparatively inexpensive producible, multi-part control valve bodies feasible.
  • good inflow conditions to the control valve seat are realized without a sharp fuel diversion in a region between an outlet throttle and the control valve seat.
  • control valve seat is formed on the same valve body, which also limits a control chamber which, preferably directly, cooperates with an adjustable in the axial direction injection valve element.
  • the control chamber can be connected by means of the control valve with a low pressure region of the injector or separated therefrom, wherein when acting in the low pressure region control chamber due to the decreasing pressure in the control chamber acting on the injection valve element force is achieved in the opening direction.
  • the fuel injector in which act on the control valve element in its closed position no or at most minimal forces in the opening direction.
  • a pressure-compensated in its closed position in the axial direction of the control valve element can be realized in a sleeve-shaped control valve element, that the inner guide diameter is performed with the control valve element on an inner, to be explained later, pressure pin, the sealing edge diameter, with which the control valve element at its control valve seat is applied.
  • an embodiment is preferred in which no exact axial pressure balance is realized in the closed position, but in which acts on the control valve member a "small" hydraulic closing force. This can be realized by providing a small closing pressure stage, for example, by the inner guide diameter is chosen to be slightly larger than the sealing edge diameter.
  • the proposed sealing edge in combination with a control valve element, which is guided with its inner circumference on a pressure pin which seals the channel formed in the control valve element in the axial direction upwards.
  • This pressure pin is preferably designed as a separate component from the valve body having the control valve seat, which component is preferably accommodated loosely within the control valve element.
  • this pressure pin is acted upon by the fuel flowing out of the control chamber in the axial direction in the direction away from the control valve seat, preferably such that the pressure pin is supported on an injector component, preferably on an injector cover in the axial direction.
  • a possibly provided pressure pin essentially only has the function of sealing the inner control valve element channel in the axial direction upward.
  • an embodiment is preferred in which the sleeve-shaped control valve element is guided with its outer circumference on the component on which the control valve seat is also formed.
  • the component is also the component that radially outwardly delimits the control chamber.
  • an embodiment is preferable in which the sleeve-shaped control valve member does not have a continuous central channel (inner channel), but in which in the control valve element a, preferably concentric, stepped bore is realized, wherein an upper, remote from the control valve seat portion of the stepped bore a larger diameter than the lower bore portion.
  • the larger diameter section preferably serves to guide the control valve element on a (loose) pressure pin.
  • the injection valve element is formed low pressure stage.
  • axial channels realized on the outer circumference of the injection valve element are designed as throttle channels in order to throttle the fuel flowing axially from an internal high-pressure storage chamber (minirail) in the direction of a nozzle chamber.
  • Fig. 1 is designed as a common-rail injector fuel injector 1 for injecting fuel into a combustion chamber, not shown, also shown an internal combustion engine, also not shown.
  • a high pressure pump 2 delivers fuel from a reservoir 3 in a high-pressure fuel storage 4 (Rail). In this fuel, especially diesel or gasoline, under high pressure, of about 2000 bar in this embodiment, stored.
  • the fuel injector 1 is connected, among other fuel injectors, not shown, via a supply line 5.
  • the supply line 5 discharges into a high-pressure reservoir 6 which acts as a mini-rail for minimizing the pressure oscillation and flows into the high pressure reservoir 6 in the axial direction into the combustion chamber of the internal combustion engine during an injection process.
  • the fuel injector 1 is connected via an injector return port 7 to a return line 8 to the reservoir 3. Via the return line 8, a later to be explained control amount of fuel from the fuel injector 1 to flow to the reservoir 3 and are fed from there from the high pressure circuit again.
  • an injector body 9 Within an injector body 9 is a two-part injection valve element 10 in this embodiment, which may also be made in one piece if necessary, in the axial direction adjustable.
  • the injection valve element 10 is guided within a nozzle body 11 at its outer periphery.
  • This nozzle body 11 is screwed by means of a union nut, not shown, with the injector body 9.
  • the injection valve element 10 has at its tip 12 a closing surface 13 (sealing surface), with which the injection valve element 10 can be brought into a tight contact with an injection valve element seat 14 formed inside the nozzle body 11.
  • a closing surface 13 closing surface
  • fuel can flow from the high-pressure reservoir 6 through axial passages 17 formed in a guide section 16 on the outer circumference into an annular space 18 (nozzle space) radially formed between the injection valve element 10 and the nozzle body 11 in the drawing plane the injection valve element seat 14 to flow past the nozzle hole assembly 15 and there are injected substantially under the high pressure (rail pressure) standing in the combustion chamber.
  • sleeve-shaped portion 20 of a valve body 21, a control chamber 22 is limited, via a radially extending in the sleeve-shaped portion 20 of the valve body 21 inlet throttle 23 with high-pressure fuel from the high-pressure reservoir 6 is supplied.
  • the sleeve-shaped portion 20 with the control chamber 22 enclosed therein is enclosed radially on the outside by high-pressure fuel, so that an annular guide gap 24 is comparatively fuel-tight radially between the sleeve-shaped portion 20 and the injection valve element 10.
  • the control chamber 22 is connected via an arranged in the valve body 21, axial flow channel 25 with outlet throttle 26 with a valve chamber 27, which is radially outwardly of an axially adjustable, sleeve-shaped control valve element 28th a pressure-balanced in the axial direction in the closed state control valve 29 (servo-valve) is limited.
  • fuel can flow into a low-pressure region 30 of the fuel injector 1 and from there to the injector return port 7, when the sleeve-shaped control valve element 28, which is firmly connected to an anchor plate 31, lifted from its control valve seat formed on the valve body 21, ie the Control valve 29 is open.
  • an electromagnetic actuator 32 is provided with an electromagnet 33 which cooperates with the armature plate 31 which is arranged in an anchor plate space 34 and subsequently with the sleeve-shaped control valve element 28.
  • the electromagnetic actuator 32 raises the control valve element 28 from its arranged on the valve body 21, formed in this embodiment as an inner cone-shaped inner cone, control valve seat 35 from.
  • the flow cross sections of the inlet throttle 23 and the outlet throttle 26 are matched to one another such that when open control valve 29, a net outflow of fuel (fuel control amount) from the control chamber 22 in the low pressure region 30 of the fuel injector 1 and from there via the Injektor Weglaufan gleich 7 and Return line 8 results in the reservoir 3.
  • the pressure in the control chamber 22 drops rapidly, whereby the injection valve element 10 lifts off from an injection valve element seat 14, so that fuel can flow out of the high-pressure reservoir 6 through the nozzle hole arrangement 15.
  • the energization of the electromagnetic actuator 32 is interrupted, whereby the sleeve-shaped control valve element 28 is adjusted with a control spring 36 which is supported on the armature plate 31 in the drawing plane down to its control valve seat 35.
  • the fuel flowing in through the inlet throttle 23 into the control chamber 22 provides for a rapid pressure increase in the control chamber 22 and thus for a force acting on the injection valve element 10 Closing force.
  • the resulting closing movement of the injection valve element 10 is assisted by a closing spring 37, which is supported at one end on a circumferential collar 38 and at the other end on the lower, annular end face 39 of the sleeve-shaped section 20 of the valve body 21 in the plane of the drawing.
  • a loose pressure pin 42 is accommodated, which is designed as a separate component from the valve body 21.
  • the purpose of the cylindrical pressure pin 42 is to seal up the valve chamber 27 formed by the stepped bore 40 in the axial direction in order to prevent fuel from the drainage channel 25 from flowing into the low-pressure region 30 when the control valve element 28 is closed.
  • the pressure pin 42 further serves to guide the control valve element 28 at its inner periphery formed by the stepped bore 40 and the portion 41.
  • the sleeve-shaped, in the closed state in the axial direction pressure balanced control valve element 28 is guided on its outer circumference 43.
  • a guide section 44 protruding upward in the plane of the drawing is provided on the valve body 21, which surrounds the control valve element 28 radially on the outside.
  • the control valve seat 35 was made through the guide portion 44 of the valve body 21 in the axial direction. Holes 45 are radially introduced into the guide section 44, via which fuel flowing out of the outlet channel 25 when the control valve element 28 is open can flow radially outwards into the anchor plate space 34.
  • a radial channel 48 is introduced through the fuel into an annular chamber 49 in a support ring 46 which delimits the armature plate space 34 and carries the electromagnet arrangement 47 of the electromagnetic actuator 32 can flow, both the support ring 46 and Also, the solenoid assembly 47 radially encloses the outside.
  • a radial passage 50 which is axially spaced from the radial passage 48, the fuel from the annular chamber 49 can again flow radially inward toward the injector return port 7 and from there via the return line 8 to the reservoir 3.
  • Fig. 2 the sleeve-shaped control valve element 28 is shown in an enlarged view, wherein in the sleeve-shaped control valve element 28, the stepped bore 40 is introduced, which forms a closed by the pressure pin 42 through-channel.
  • the pressure pin 42 which is supported axially on a cover 51 of the fuel injector 1 has the function of sealing a formed inside the control valve element 28 valve chamber 27 in the axial direction upwards.
  • an inner channel 52 leads from the axial direction of the drawing plane below, wherein the inner channel 52 is formed by a lower surface in the drawing plane 53 of the stepped bore 40.
  • the diameter of the inner channel 52 is less than the diameter of the upper plane in the plane of the drawing 41 of the stepped bore 40th
  • annular sealing edge 54 is formed, which forms the line of contact or intersection of two axially adjacent, each cone-shaped conical surfaces 55, 56, wherein the two conical conical surfaces 55, 56 one another Cone angle (here cone angle) have. It is in the drawing plane lower conical surface 55 to a high pressure side and the axially immediately adjacent in the drawing plane upper conical surface 56 to a low-pressure side conical surface.
  • the lower in the drawing plane, high-pressure side Cone surface 55 in this case has a larger cone angle ⁇ , as in the drawing plane, axially adjacent, upper, low-pressure side cone surface 50 whose cone angle ⁇ is smaller.
  • a cone angle is understood to mean the angle between two diametrically opposite surface sections of the respective annular conical surface.
  • the sealing edge 54 formed axially between the conical surfaces 55, 56 cooperates in its closed position with the internal conical control valve seat 35, which is formed on the valve body 21.
  • the cone angle of the inner cone-shaped control valve seat 35 is smaller than the cone angle ⁇ between the lower in the drawing plane conical surfaces 55 and greater than the cone angle ⁇ between the upper in the drawing plane conical surfaces 56th
  • the radial extent R (here 150 ⁇ m) of the high-pressure side cone surface 55 a maximum of 15%, preferably not more than 10% of the diameter D I (here 2 mm) of the sealing edge 54 corresponds to negative flow influences of high pressure side conical surface 55 to minimize.
  • the high pressure applied within the control valve element 28 is the innermost diameter of the sealing edge 54, which is not ideally linear due to wear. In the case of a fuel injector 1 with external high pressure, it would be the act extreme diameter of the sealing edge 54.
  • Axially between the radially inner, high-pressure side conical surface 55 and the inner conical control valve seat 35 is formed in the radial direction to the sealing edge 54 tapered inlet gap 57, which in addition to a formed between the conical surface 55 and the inner channel 52 edge 58 for comminution contained in the fuel Contributes particles.
  • the diameter of the valve chamber 27, and thus the upper portion 41 of the stepped bore 40 must be the same size as the diameter D I of the sealing edge 54.
  • the diameter of the valve chamber 27 (something) must be selected larger than the diameter D I of the sealing edge 54 between the conical surfaces 55, 56th
  • a particle 59 is shown in the transition between the drainage channel 25 and the sealing edge 54.
  • a particle 59 of this size does not flow directly to the sealing edge 54, but usually initially remains in the inlet gap 57 and is crushed during a closing movement of the control valve element 28 between the control valve element 28 and the high-pressure side conical surface 55. Alternatively, the particle is smashed by striking against the inlet gap 57 bounding edges and surfaces.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

The injector has an injecting valve element controllable via a control valve (29) i.e. servo valve. The control valve has a sleeve type control valve element (28) i.e. dual-cone-control valve element, which exhibits a sealing surface at a side facing a control valve seat (35). The sealing surface is designed of a sealing edge (54) formed between high pressure sided and low pressure sided cone surfaces (55, 56), where a radial extension (R) of the cone surface (55) ranges to maximum of fifteen percentage of diameter (D1) of the sealing edge.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff-Injektor, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector, in particular a common rail injector, for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Aus der EP 1 253 314 A2 ist ein Kraftstoff-Injektor bekannt, der mittels eines Steuerventils servogesteuert ist. Das Steuerventil weist ein hülsenförmiges Steuerventilelement auf, das an seiner seinem Steuerventilsitz zugewandten Stirnseite kegelförmig ausgebildet ist, wobei der Steuerventilsitz von einer Ringkante einer Stufenbohrung gebildet ist. Nachteilig bei dem bekannten Kraftstoff-Injektor ist die starke Belastung an der linienförmigen Sitzkante, die von zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Flächen gebildet ist. Hierdurch kommt es während des Betriebs zu erheblichen Verschleißerscheinungen.From the EP 1 253 314 A2 a fuel injector is known, which is servo-controlled by means of a control valve. The control valve has a sleeve-shaped control valve element, which is formed conically at its front side facing its control valve seat, wherein the control valve seat is formed by an annular edge of a stepped bore. A disadvantage of the known fuel injector is the heavy load on the linear seat edge, which is formed by two mutually perpendicular surfaces. This causes significant wear during operation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention Technische AufgabeTechnical task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Kraftstoff-Injektor mit einem ein hülsenförmiges Steuerventilelement aufweisenden Steuerventil vorzuschlagen, das zum einen auf einfache Weise fertigbar und zum anderen einen vergleichsweise geringen Verschleiß im Sitzbereich garantiert.The invention has for its object to propose a fuel injector with a sleeve-shaped control valve member having control valve that on the one hand in a simple manner and on the other hand guarantees a relatively low wear in the seating area.

Technische LösungTechnical solution

Diese Aufgabe wird mit einem Kraftstoff-Injektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeben.This object is achieved with a fuel injector having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, am Steuerventilelement als Dichtfläche zum Zusammenwirken mit dem in axialer Richtung gegenüberliegenden Steuerventilsitz, eine Dichtkante vorzusehen, die zwischen zwei winklig zueinander angeordneten, vorzugsweise in axialer Richtung benachbarten, insbesondere konusförmigen, Kegelflächen (Ringflächen) ausgebildet ist, von denen sich eine in den Hochdruckbereich des Kraftstoff-Injektors und die andere in den Niederdruckbereich erstreckt. Hierdurch wird die Belastung des Steuerventilsitzes im Bereich seiner Dichtfläche im Vergleich mit den aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoff-Injektoren minimiert, da durch die Ausbildung einer Dichtkante an einem Doppelkegel eine gute Verteilung der Kontaktkräfte im Steuerventilelement realisiert werden kann. Zudem ist die Lage der Dichtkante im Gegensatz zum Stand der Technik genau definiert, wodurch sich auf einfache Weise ein in Schließstellung in axialer Richtung druckausgeglichenes Steuerventil realisieren lässt. Zudem weist ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeter Kraftstoff-Injektor eine gute Dichtheit - auch bei sehr hohen Drücken von über 2000 bar - auf. Ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeter Kraftstoff-Injektor ist nicht nur vorteilhaft gegenüber einem Kraftstoff-Injektor, bei dem am Steuerventilelement eine Kegelfläche ausgebildet ist, sondern auch gegenüber einem Kraftstoff-Injektor, bei dem das hülsenförmige Steuerventilelement endseitig mit einer Teilkugelfläche versehen ist, da zwei winklig zueinander verlaufende, insbesondere axial, zwischen sich eine Dichtkante ausbildende Kegelflächen einfacher zu fertigen sind und zum anderen zu einer definierten Lage der Dichtkante führen. Auch lassen sich zwei gerade, kegelförmige Flächen messtechnisch besser überprüfen als eine Kugelform. Besonders bevorzugt ist die Kombination eines hülsenförmigen Steuerventilelementes mit daran ausgebildeter, zwischen zwei Kegelflächen angeordneter Dichtkante, mit einem elektromagnetischen Aktuator, der mit einer mit dem Steuerventilelement wirkverbundenen, insbesondere einstückig mit dieser ausgebildeten, Ankerplatte zusammenwirkt. Weiterhin von Vorteil ist, dass die hochdruckseitige Kegelfläche des abschnittsweise doppelkegelförmigen Steuerventilsitzelementes im Bereich des Kraftstoff-Zulaufes zum Steuerventilsitz zusammen mit der Sitzfläche des Steuerventilsitzes einen in Richtung der Dichtkante spitz zulaufenden Zulaufspalt begrenzt. Hieraus resultiert ein Schutz der Dichtkante vor im Kraftstoff befindlichen Partikeln, da ankommende (größere) Partikel zum Teil zunächst im Zulaufspalt zur Dichtkante angehalten und somit von der Dichtkante ferngehalten werden. Zudem kommt es bereits vor Erreichen der im Betrieb durch Verschleißerscheinungen unvermeidlich breiter werdenden Dichtkante im Bereich des spitz in Richtung der Dichtkante zulaufenden Zulaufspaltes zu einer Zerkleinerung der Partikel durch Anschlagen an die den Zulaufspalt begrenzenden Flächen und/oder Kanten, und/oder durch eine die Partikel zerdrückende Schließbewegung des Steuerventilelementes, wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Dichtkante minimiert wird.The invention is based on the idea to provide on the control valve element as a sealing surface for cooperation with the axially opposite control valve seat, a sealing edge which is arranged between two angularly mutually, preferably in the axial direction adjacent, in particular conical, conical surfaces (annular surfaces), of which one extends into the high pressure region of the fuel injector and the other into the low pressure region. As a result, the load of the control valve seat is minimized in the region of its sealing surface in comparison with the fuel injectors known from the prior art, since a good distribution of the contact forces in the control valve element can be realized by the formation of a sealing edge on a double cone. In addition, the position of the sealing edge in contrast to the prior art is well defined, which can be realized in a simple manner in the closed position in the axial direction pressure compensated control valve. In addition, a trained according to the concept of the invention fuel injector has a good tightness - even at very high pressures of over 2000 bar - on. A trained according to the concept of the invention fuel injector is not only advantageous over a fuel injector in which the control valve element is formed a conical surface, but also with respect to a fuel injector, in which the sleeve-shaped control valve member is provided at the end with a part spherical surface, there two angle to each other extending, in particular axially, between a sealing edge forming conical surfaces are easier to manufacture and on the other lead to a defined position of the sealing edge. Also, two straight, conical surfaces can be metrologically better checked than a spherical shape. Particularly preferred is the combination of a sleeve-shaped control valve element formed thereon, arranged between two conical surfaces sealing edge, with an electromagnetic actuator which cooperates with an operatively connected to the control valve element, in particular integrally formed with this, anchor plate. A further advantage is that the high-pressure side conical surface of the sections of double-conical Control valve seat member in the region of the fuel inlet to the control valve seat together with the seat of the control valve seat limited in the direction of the sealing edge tapered inlet gap. This results in a protection of the sealing edge against particles in the fuel, since arriving (larger) particles are partially stopped first in the inlet gap to the sealing edge and thus kept away from the sealing edge. In addition, even before the sealing edge inevitably widens in operation in the region of the inlet gap tapering in the direction of the sealing edge, comminution of the particles by striking the surfaces delimiting the inlet gap and / or edges occurs, and / or by the particles Crushing closing movement of the control valve element, whereby the risk of damage to the sealing edge is minimized.

Nachteilig an dem Vorsehen einer hochdruckseitigen Kegelfläche ist jedoch, dass durch diese negative Strömungskräfte entstehen, die sich negativ auf das Schaltverhalten auswirken. Insbesondere werden die Öffnungsgeschwindigkeit und die Schaltgenauigkeit reduziert. Akzeptabel bis gute Strömungseigenschaften bei gleichzeitiger Gewährleistung von guten Partikelzerstörungseigenschaften sowie einer ausreichenden Stützung der Dichtkante werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Radialerstreckung der hochdruckseitigen Kegelfläche maximal 15 %, vorzugsweise maximal 10 %, des Durchmessers der Dichtkante entspricht. Hierbei ist unter dem Durchmesser der Dichtkante der Durchmesser der hochdruckseitigen Grenzlinie, der sich im Betrieb des Kraftstoff-Injektors verschleißbedingt abplattenden Dichtkante zu verstehen. Unter der Radialerstreckung der hochdruckseitigen Kegelfläche ist die (radiale) Breite der axialen Projektionsfläche der hochdruckseitigen Kegelfläche zu verstehen.However, a disadvantage of the provision of a high-pressure-side conical surface is that it creates negative flow forces which have a negative effect on the switching behavior. In particular, the opening speed and the switching accuracy are reduced. Acceptable to good flow properties while ensuring good particle destruction properties and a sufficient support of the sealing edge according to the invention achieved in that the radial extent of the high pressure side cone surface corresponds to a maximum of 15%, preferably not more than 10%, of the diameter of the sealing edge. Here, by the diameter of the sealing edge, the diameter of the high-pressure-side boundary line is understood to mean the sealing edge flaking off during operation of the fuel injector due to wear. The radial extent of the high-pressure-side conical surface is to be understood as meaning the (radial) width of the axial projection surface of the conical surface on the high-pressure side.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der dieser Durchmesser der Dichtkante 3 mm oder geringer ist und in der Folge die Radialerstreckung der hochdruckseitigen Kegelfläche maximal 450 µm, vorzugsweise zwischen 30 µm und 300 µm beträgt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt der Durchmesser der Dichtkante weniger als 2 mm und in der Folge die Radialerstreckung der Dichtkante weniger als 300 µm, vorzugsweise zwischen 30 µm und 200 µm.Particularly preferred is an embodiment in which this diameter of the sealing edge is 3 mm or less and as a result the radial extent of the high-pressure side conical surface amounts to a maximum of 450 μm, preferably between 30 μm and 300 μm. In a particularly preferred embodiment, the diameter of the sealing edge is less than 2 mm and as a result the radial extent of the sealing edge is less than 300 μm, preferably between 30 μm and 200 μm.

Das nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete Steuerventilelement ist in axialer Richtung in seinem geschlossenen Zustand, zumindest näherungsweise druckausgeglichen, was bedeutet, dass das Steuerventilelement derart ausgebildet ist, dass auf dieses in seiner Schließstellung keine oder nur sehr geringe hydraulische Kräfte wirken. Diese axiale Druckausgeglichenheit kann beispielsweise mit einem hülsenförmigen Steuerventilelement erzielt werden. Unter einem hülsenförmigen Steuerventilelement wird dabei ein Steuerventilelement verstanden, das eine, vorzugsweise zentrische, durchgehende Öffnung bzw. einen durchgehenden, bei Bedarf auch als Stufenbohrung ausgebildeten, Kanal aufweist, wobei in dem Kanal, wie später noch erläutert werden wird, ein Druckstift aufgenommen werden kann, der den Kanal axial verschließt und bei dem es sich bevorzugt um ein von dem den Steuerventilsitz aufweisenden Ventilkörper separates Bauteil handelt. Ein in axialer Richtung druckausgeglichenes Steuerventilelement kann alternativ auch mit einem bolzenförmigen Steuerventil (ohne Durchgangsbohrung) realisiert werden, beispielsweise indem dieses mit einer ringnutförmigen, randseitigen Ventilkammer versehen wird, deren in beide Axialrichtungen wirksamen Druckangriffsflächen gleich groß sind.The trained according to the concept of the invention control valve element is in the closed state, at least approximately pressure-balanced in the axial direction, which means that the control valve element is designed such that act on this in its closed position no or only very small hydraulic forces. This axial pressure balance can be achieved, for example, with a sleeve-shaped control valve element. A sleeve-shaped control valve element is understood to mean a control valve element which has a, preferably centric, continuous opening or a continuous, if necessary also formed as a stepped bore channel, wherein in the channel, as will be explained later, a pressure pin can be added which axially closes the channel and which is preferably a separate component from the valve body having the control valve seat. A pressure-compensated in the axial direction control valve element can alternatively be realized with a bolt-shaped control valve (without through-hole), for example by this is provided with an annular groove-shaped, edge-side valve chamber, which are effective in both axial directions pressure application surfaces.

In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die von einem Doppelkegel ausgebildete Dichtkante mit einem innenkegelförmigen Steuerventilsitz zusammenwirkt. Ein innenkegelförmiger Steuerventilsitz zeichnet sich, wie das Doppel-Kegel-Steuerventilelement, durch eine einfache und genaue Fertigbarkeit aus. Zudem bietet die Kombination einer zwischen zwei Kegelflächen ausgebildeten Dichtkante mit einem innenkegelförmigen Steuerventilsitz die Möglichkeit, Winkeltoleranzen zwischen dem Steuerventilelement und dem den Steuerventilsitz aufweisenden Ventilkörper auszugleichen. Insgesamt werden hierdurch vergleichsweise kostengünstig herstellbare, mehrteilige Steuerventilaufbauten realisierbar. Darüber hinaus werden gute Zuströmbedingungen zum Steuerventilsitz ohne eine scharfe Kraftstoff-Umlenkung in einem Bereich zwischen einer Ablaufdrossel und dem Steuerventilsitz realisiert.In a further development of the invention is advantageously provided that the sealing edge formed by a double cone cooperates with an internal cone-shaped control valve seat. An internal cone-shaped control valve seat, like the double-cone control valve element, is characterized by a simple and accurate manufacturability. In addition, the combination of a sealing edge formed between two conical surfaces with an internal cone-shaped control valve seat offers the possibility of compensating for angular tolerances between the control valve element and the valve body having the control valve seat. Overall, this comparatively inexpensive producible, multi-part control valve bodies feasible. In addition, good inflow conditions to the control valve seat are realized without a sharp fuel diversion in a region between an outlet throttle and the control valve seat.

Im Hinblick auf einen möglichst einfachen, wenige Bauteile aufweisenden Injektoraufbau ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der, insbesondere innenkegelförmige, Steuerventilsitz an demselben Ventilkörper ausgebildet ist, der auch eine Steuerkammer begrenzt, welche, vorzugsweise unmittelbar, mit einem in axialer Richtung verstellbaren Einspritzventilelement zusammenwirkt. Die Steuerkammer kann dabei mittels des Steuerventils mit einem Niederdruckbereich des Injektors verbunden oder von diesem getrennt werden, wobei bei mit dem Niederdruckbereich verbundener Steuerkammer aufgrund des sinkenden Drucks in der Steuerkammer eine auf das Einspritzventilelement wirkende Kraft in Öffnungsrichtung erzielt wird. Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Kraftstoff-Injektors, bei der auf das Steuerventilelement in seiner Schließstellung keine oder allenfalls minimale Kräfte in Öffnungsrichtung wirken. Ein in seiner Schließstellung in axialer Richtung druckausgeglichenes Steuerventilelement kann bei einem hülsenförmigen Steuerventilelement dadurch realisiert werden, dass der innere Führungsdurchmesser mit dem das Steuerventilelement an einem inneren, später noch zu erläuternden, Druckstift geführt ist, dem Dichtkantendurchmesser entspricht, mit dem das Steuerventilelement an seinem Steuerventilsitz anliegt. Um Prellereffekte beim Schließen des Steuerventilelementes zu minimieren, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der keine exakte axiale Druckausgeglichenheit in Schließstellung realisiert wird, sondern bei der auf das Steuerventilelement eine "kleine" hydraulische Schließkraft wirkt. Diese kann durch das Vorsehen einer kleinen schließenden Druckstufe realisiert werden, beispielsweise indem der innere Führungsdurchmesser etwas größer gewählt wird als der Dichtkantendurchmesser.With regard to a simple as possible, having a few components Injektoraufbau an embodiment is preferred in which the, in particular innenkegelförmige, control valve seat is formed on the same valve body, which also limits a control chamber which, preferably directly, cooperates with an adjustable in the axial direction injection valve element. The control chamber can be connected by means of the control valve with a low pressure region of the injector or separated therefrom, wherein when acting in the low pressure region control chamber due to the decreasing pressure in the control chamber acting on the injection valve element force is achieved in the opening direction. Of particular advantage is an embodiment of the fuel injector in which act on the control valve element in its closed position no or at most minimal forces in the opening direction. A pressure-compensated in its closed position in the axial direction of the control valve element can be realized in a sleeve-shaped control valve element, that the inner guide diameter is performed with the control valve element on an inner, to be explained later, pressure pin, the sealing edge diameter, with which the control valve element at its control valve seat is applied. In order to minimize bounce effects when closing the control valve element, an embodiment is preferred in which no exact axial pressure balance is realized in the closed position, but in which acts on the control valve member a "small" hydraulic closing force. This can be realized by providing a small closing pressure stage, for example, by the inner guide diameter is chosen to be slightly larger than the sealing edge diameter.

Besonders vorteilhaft ist die vorgeschlagene Dichtkante in Kombination mit einem Steuerventilelement, das mit seinem Innenumfang an einem Druckstift geführt ist, der den im Steuerventilelement ausgebildeten Kanal in axialer Richtung nach oben abdichtet. Bevorzugt ist dieser Druckstift als von dem den Steuerventilsitz aufweisenden Ventilkörper separates Bauteil ausgebildet, welches vorzugsweise lose innerhalb des Steuerventilelementes aufgenommen ist. Im Betrieb des Kraftstoff-Injektors wird dieser Druckstift von dem aus der Steuerkammer nachströmenden Kraftstoff in axialer Richtung, in Richtung von dem Steuerventilsitz weg kraftbeaufschlagt, vorzugsweise derart, dass sich der Druckstift an einem Injektorbauteil, vorzugsweise an einem Injektordeckel in axialer Richtung abstützt.Particularly advantageous is the proposed sealing edge in combination with a control valve element, which is guided with its inner circumference on a pressure pin which seals the channel formed in the control valve element in the axial direction upwards. This pressure pin is preferably designed as a separate component from the valve body having the control valve seat, which component is preferably accommodated loosely within the control valve element. During operation of the fuel injector, this pressure pin is acted upon by the fuel flowing out of the control chamber in the axial direction in the direction away from the control valve seat, preferably such that the pressure pin is supported on an injector component, preferably on an injector cover in the axial direction.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Kraftstoff-Injektors, bei der das, insbesondere hülsenförmige, Steuerventilelement, vorzugsweise zusätzlich zu einer Führung am Innenumfang, an seinem Außenumfang geführt ist. Bei einer derartigen Ausführungsform hat ein ggf. vorgesehener Druckstift im Wesentlichen nur noch die Funktion der Abdichtung des inneren Steuerventilelementkanals in axialer Richtung nach oben.Of particular advantage is an embodiment of the fuel injector, in which the, in particular sleeve-shaped, control valve element, preferably in addition to a guide on the inner circumference, is guided on its outer circumference. In such an embodiment, a possibly provided pressure pin essentially only has the function of sealing the inner control valve element channel in the axial direction upward.

Im Hinblick auf die Minimierung der Bauteilzahl ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der das hülsenförmige Steuerventilelement mit seinem Außenumfang an dem Bauteil geführt ist, an dem auch der Steuerventilsitz ausgebildet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bauteil auch um das die Steuerkammer radial außen begrenzende Bauteil. Eine derartige Ausführungsform ist insbesondere dann auf vergleichbar einfache Art und Weise realisierbar, wenn der Steuerventilsitz von einem Innenkegel gebildet ist, da der Innenkegel durch die Führung (Führungsbohrung) in axialer Richtung hindurch gefertigt werden kann.With regard to the minimization of the number of components, an embodiment is preferred in which the sleeve-shaped control valve element is guided with its outer circumference on the component on which the control valve seat is also formed. Preferably, the component is also the component that radially outwardly delimits the control chamber. Such an embodiment is particularly feasible in a comparatively simple manner, when the control valve seat is formed by an inner cone, since the inner cone can be made through the guide (guide bore) in the axial direction.

Um an der dem Steuerventilsitz zugewandten Stirnseite des Steuerventilelementes einen Flächengewinn zu realisieren, der die Ausbildung ausreichend großer Kegelflächen zur Bildung der Dichtkante ermöglicht, ist eine Ausführungsform zu bevorzugen, bei der das hülsenförmige Steuerventilelement nicht einen durchgehenden Zentralkanal (Innenkanal) aufweist, sondern bei dem in dem Steuerventilelement eine, vorzugsweise zentrische, Stufenbohrung realisiert ist, wobei ein oberer, von dem Steuerventilsitz abgewandter Abschnitt der Stufenbohrung einen größeren Durchmesser aufweist, als der untere Bohrungsabschnitt. Bevorzugt dient der größere Durchmesserabschnitt zur Führung des Steuerventilelementes an einem (losen) Druckstift.In order to realize at the control valve seat facing the front side of the control valve element, an area gain, the formation of sufficiently large conical surfaces to form the Sealing edge allows, an embodiment is preferable in which the sleeve-shaped control valve member does not have a continuous central channel (inner channel), but in which in the control valve element a, preferably concentric, stepped bore is realized, wherein an upper, remote from the control valve seat portion of the stepped bore a larger diameter than the lower bore portion. The larger diameter section preferably serves to guide the control valve element on a (loose) pressure pin.

In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Einspritzventilelement niederdruckstufenfrei ausgebildet ist. Um bei dieser Ausführungsform dennoch ein schnelles Nadelschließen zu realisieren, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der am Außenumfang des Einspritzventilelementes realisierte Axialkanäle als Drosselkanäle ausgebildet sind, um den aus einem internen Hochdruckspeicherraum (Minirail) axial in Richtung eines Düsenraums strömenden Kraftstoff zu drosseln.In a further development of the invention is advantageously provided that the injection valve element is formed low pressure stage. In order to nevertheless realize a fast needle closing in this embodiment, an embodiment is preferred in which axial channels realized on the outer circumference of the injection valve element are designed as throttle channels in order to throttle the fuel flowing axially from an internal high-pressure storage chamber (minirail) in the direction of a nozzle chamber.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:

Fig. 1
eine schematische Darstellung eines als Common-Rail- Injektor ausgebildeten Kraftstoff-Injektors mit einem hülsenförmigen Steuerventilelement, das endseitig ei- ne Dichtkante aufweist, die zwischen zwei winklig zu- einander verlaufenden Kegelflächen ausgebildet ist, wobei die Dichtkante mit einem innenkonusförmigen Steuerventilsitz zusammenwirkt und
Fig. 2
eine vergrößerte Darstellung des Injektorkopfes aus Fig. 1.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings. These show in:
Fig. 1
a schematic representation of a trained as a common rail injector fuel injector with a sleeve-shaped control valve element which has a ne sealing edge, which is formed between two angularly extending conical surfaces, wherein the sealing edge cooperates with an inner cone-shaped control valve seat and
Fig. 2
an enlarged view of the injector from Fig. 1 ,

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, the same components and components with the same function with the same reference numerals.

In Fig. 1 ist ein als Common-Rail-Injektor ausgebildeter Kraftstoff-Injektor 1 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen nicht gezeigten Brennraum einer ebenfalls nicht gezeigten Brennkraftmaschine dargestellt. Eine Hochdruckpumpe 2 fördert Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 3 in einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 (Rail). In diesem ist Kraftstoff, insbesondere Diesel oder Benzin, unter hohem Druck, von in diesem Ausführungsbeispiel etwa 2000 bar, gespeichert. An den Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 ist der Kraftstoff-Injektor 1 neben anderen, nicht gezeigten Kraftstoff-Injektoren, über eine Versorgungsleitung 5 angeschlossen. Die Versorgungsleitung 5 mündet in einen zum Hochdruckbereich des Kraftstoff-Injektors 1 gehörenden, als Mini-Rail zur Druckschwingungsminimierung fungierenden Hochdruckspeicherraum 6. Der Kraftstoff strömt bei einem Einspritzvorgang unmittelbar aus dem Hochdruckspeicherraum 6 in axialer Richtung in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Der Kraftstoff-Injektor 1 ist über einen Injektorrücklaufanschluss 7 an eine Rücklaufleitung 8 an den Vorratsbehälter 3 angeschlossen. Über die Rücklaufleitung 8 kann eine später noch zu erläuternde Steuermenge an Kraftstoff von dem Kraftstoff-Injektor 1 zu dem Vorratsbehälter 3 abfließen und von dort aus dem Hochdruckkreislauf wieder zugeführt werden.In Fig. 1 is designed as a common-rail injector fuel injector 1 for injecting fuel into a combustion chamber, not shown, also shown an internal combustion engine, also not shown. A high pressure pump 2 delivers fuel from a reservoir 3 in a high-pressure fuel storage 4 (Rail). In this fuel, especially diesel or gasoline, under high pressure, of about 2000 bar in this embodiment, stored. To the high-pressure fuel accumulator 4, the fuel injector 1 is connected, among other fuel injectors, not shown, via a supply line 5. The supply line 5 discharges into a high-pressure reservoir 6 which acts as a mini-rail for minimizing the pressure oscillation and flows into the high pressure reservoir 6 in the axial direction into the combustion chamber of the internal combustion engine during an injection process. The fuel injector 1 is connected via an injector return port 7 to a return line 8 to the reservoir 3. Via the return line 8, a later to be explained control amount of fuel from the fuel injector 1 to flow to the reservoir 3 and are fed from there from the high pressure circuit again.

Innerhalb eines Injektorkörpers 9 ist ein in diesem Ausführungsbeispiel zweiteiliges Einspritzventilelement 10, das bei Bedarf auch einteilig ausgeführt sein kann, in axialer Richtung verstellbar. Dabei ist das Einspritzventilelement 10 innerhalb eines Düsenkörpers 11 an seinem Außenumfang geführt. Dieser Düsenkörper 11 ist mittels einer nicht dargestellten Überwurfmutter mit dem Injektorkörper 9 verschraubt.Within an injector body 9 is a two-part injection valve element 10 in this embodiment, which may also be made in one piece if necessary, in the axial direction adjustable. In this case, the injection valve element 10 is guided within a nozzle body 11 at its outer periphery. This nozzle body 11 is screwed by means of a union nut, not shown, with the injector body 9.

Das Einspritzventilelement 10 weist an seiner Spitze 12 eine Schließfläche 13 (Dichtfläche) auf, mit welcher das Einspritzventilelement 10 in eine dichte Anlage an einen innerhalb des Düsenkörpers 11 ausgebildeten Einspritzventilelementsitz 14 bringbar ist. Wenn das Einspritzventilelement 10 an seinem Einspritzventilelementsitz 14 anliegt, d.h. sich in einer Schließstellung befindet, ist der Kraftstoffaustritt aus einer Düsenlochanordnung 15 gesperrt. Ist es dagegen von seinem Einspritzventilelementsitz 14 abgehoben, kann Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicherraum 6 durch in einem Führungsabschnitt 16 am Außenumfang durch Anschliffe gebildete Axialkanäle 17 in einen in der Zeichnungsebene unteren, radial zwischen dem Einspritzventilelement 10 und dem Düsenkörper 11 ausgebildeten Ringraum 18 (Düsenraum) an dem Einspritzventilelementsitz 14 vorbei zur Düsenlochanordnung 15 strömen und dort im Wesentlichen unter dem Hochdruck (Raildruck) stehend in den Brennraum gespritzt werden.The injection valve element 10 has at its tip 12 a closing surface 13 (sealing surface), with which the injection valve element 10 can be brought into a tight contact with an injection valve element seat 14 formed inside the nozzle body 11. When the injection valve member 10 abuts its injection valve member seat 14, i. is in a closed position, the fuel outlet from a nozzle hole assembly 15 is locked. If, on the other hand, it is lifted from its injection valve element seat 14, fuel can flow from the high-pressure reservoir 6 through axial passages 17 formed in a guide section 16 on the outer circumference into an annular space 18 (nozzle space) radially formed between the injection valve element 10 and the nozzle body 11 in the drawing plane the injection valve element seat 14 to flow past the nozzle hole assembly 15 and there are injected substantially under the high pressure (rail pressure) standing in the combustion chamber.

Von einer oberen Stirnseite 19 des Einspritzventilelementes 10 und einem in der Zeichnungsebene unteren, hülsenförmigen Abschnitt 20 eines Ventilkörpers 21 wird eine Steuerkammer 22 begrenzt, die über eine radial in dem hülsenförmigen Abschnitt 20 des Ventilkörpers 21 verlaufende Zulaufdrossel 23 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicherraum 6 versorgt wird. Der hülsenförmige Abschnitt 20 mit darin eingeschlossener Steuerkammer 22 ist radial außen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff umschlossen, sodass ein ringförmiger Führungsspalt 24 radial zwischen dem hülsenförmigen Abschnitt 20 und dem Einspritzventilelement 10 vergleichsweise kraftstoffdicht ist.From an upper end face 19 of the injection valve element 10 and a lower in the drawing plane, sleeve-shaped portion 20 of a valve body 21, a control chamber 22 is limited, via a radially extending in the sleeve-shaped portion 20 of the valve body 21 inlet throttle 23 with high-pressure fuel from the high-pressure reservoir 6 is supplied. The sleeve-shaped portion 20 with the control chamber 22 enclosed therein is enclosed radially on the outside by high-pressure fuel, so that an annular guide gap 24 is comparatively fuel-tight radially between the sleeve-shaped portion 20 and the injection valve element 10.

Die Steuerkammer 22 ist über einen, in dem Ventilkörper 21 angeordneten, axialen Ablaufkanal 25 mit Ablaufdrossel 26 mit einer Ventilkammer 27 verbunden, die radial außen von einem in axialer Richtung verstellbaren, hülsenförmigen Steuerventilelement 28 eines in axialer Richtung im geschlossenen Zustand druckausgeglichenen Steuerventils 29 (Servo-Ventil) begrenzt ist. Aus dem Ablaufkanal 25 kann Kraftstoff in einen Niederdruckbereich 30 des Kraftstoff-Injektors 1 und von dort aus zum Injektorrücklaufanschluss 7 strömen, wenn das hülsenförmige Steuerventilelement 28, das mit einer Ankerplatte 31 fest verbunden ist, von seinem am Ventilkörper 21 ausgebildeten Steuerventilsitz abgehoben, d.h. das Steuerventil 29 geöffnet ist. Zum Verstellen des hülsenförmigen Steuerventilelementes 28 in der Zeichnungsebene nach oben ist ein elektromagnetischer Aktuator 32 mit einem Elektromagneten 33 vorgesehen, der mit der Ankerplatte 31, die in einem Ankerplattenraum 34 angeordnet ist, zusammenwirkt und in der Folge auch mit dem hülsenförmigen Steuerventilelement 28. Bei Bestromung des elektromagnetischen Aktuators 32 hebt das Steuerventilelement 28 von seinem am Ventilkörper 21 angeordneten, in diesem Ausführungsbeispiel als innenkonusförmiger Innenkegel ausgebildeten, Steuerventilsitz 35 ab. Die Durchflussquerschnitte der Zulaufdrossel 23 und der Ablaufdrossel 26 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass bei geöffnetem Steuerventil 29 ein Nettoabfluss von Kraftstoff (Kraftstoffsteuermenge) aus der Steuerkammer 22 in den Niederdruckbereich 30 des Kraftstoff-Injektors 1 und von dort aus über den Injektorrücklaufanschluss 7 und die Rücklaufleitung 8 in den Vorratsbehälter 3 resultiert. Hierdurch sinkt der Druck in der Steuerkammer 22 rapide ab, wodurch das Einspritzventilelement 10 von einem Einspritzventilelementsitz 14 abhebt, sodass Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicherraum 6 durch die Düsenlochanordnung 15 ausströmen kann.The control chamber 22 is connected via an arranged in the valve body 21, axial flow channel 25 with outlet throttle 26 with a valve chamber 27, which is radially outwardly of an axially adjustable, sleeve-shaped control valve element 28th a pressure-balanced in the axial direction in the closed state control valve 29 (servo-valve) is limited. From the outlet channel 25, fuel can flow into a low-pressure region 30 of the fuel injector 1 and from there to the injector return port 7, when the sleeve-shaped control valve element 28, which is firmly connected to an anchor plate 31, lifted from its control valve seat formed on the valve body 21, ie the Control valve 29 is open. To adjust the sleeve-shaped control valve element 28 in the plane upwards an electromagnetic actuator 32 is provided with an electromagnet 33 which cooperates with the armature plate 31 which is arranged in an anchor plate space 34 and subsequently with the sleeve-shaped control valve element 28. When energized of the electromagnetic actuator 32 raises the control valve element 28 from its arranged on the valve body 21, formed in this embodiment as an inner cone-shaped inner cone, control valve seat 35 from. The flow cross sections of the inlet throttle 23 and the outlet throttle 26 are matched to one another such that when open control valve 29, a net outflow of fuel (fuel control amount) from the control chamber 22 in the low pressure region 30 of the fuel injector 1 and from there via the Injektorrücklaufanschluss 7 and Return line 8 results in the reservoir 3. As a result, the pressure in the control chamber 22 drops rapidly, whereby the injection valve element 10 lifts off from an injection valve element seat 14, so that fuel can flow out of the high-pressure reservoir 6 through the nozzle hole arrangement 15.

Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird die Bestromung des elektromagnetischen Aktuators 32 unterbrochen, wodurch das hülsenförmige Steuerventilelement 28 mit einer Steuerfeder 36, die sich auf der Ankerplatte 31 abstützt, in der Zeichnungsebene nach unten auf ihren Steuerventilsitz 35 verstellt wird. Der durch die Zulaufdrossel 23 in die Steuerkammer 22 nachströmende Kraftstoff sorgt für eine schnelle Druckerhöhung in der Steuerkammer 22 und damit für eine auf das Einspritzventilelement 10 wirkende Schließkraft. Die daraus resultierende Schließbewegung des Einspritzventilelementes 10 wird von einer Schließfeder 37 unterstützt, die sich einenends an einem Umfangsbund 38 und anderenends an der in der Zeichnungsebene unteren, ringförmigen Stirnseite 39 des hülsenförmigen Abschnitts 20 des Ventilkörpers 21 abstützt.To stop the injection process, the energization of the electromagnetic actuator 32 is interrupted, whereby the sleeve-shaped control valve element 28 is adjusted with a control spring 36 which is supported on the armature plate 31 in the drawing plane down to its control valve seat 35. The fuel flowing in through the inlet throttle 23 into the control chamber 22 provides for a rapid pressure increase in the control chamber 22 and thus for a force acting on the injection valve element 10 Closing force. The resulting closing movement of the injection valve element 10 is assisted by a closing spring 37, which is supported at one end on a circumferential collar 38 and at the other end on the lower, annular end face 39 of the sleeve-shaped section 20 of the valve body 21 in the plane of the drawing.

Aus Fig. 1 ist zu erkennen, dass innerhalb einer in das Steuerventilelement 28 eingebrachten Stufenbohrung 40, genauer im in der Zeichnungsebene oberen Abschnitt 41 der Stufenbohrung 40, ein loser Druckstift 42 aufgenommen ist, der als von dem Ventilkörper 21 separates Bauteil ausgebildet ist. Der zylindrische Druckstift 42 hat die Aufgabe, die von der Stufenbohrung 40 gebildete Ventilkammer 27 in axialer Richtung nach oben abzudichten, um zu verhindern, dass bei geschlossenem Steuerventilelement 28 Kraftstoff aus dem Ablaufkanal 25 in den Niederdruckbereich 30 strömen kann. Der Druckstift 42 dient weiterhin zur Führung des Steuerventilelementes 28 an seinem von der Stufenbohrung 40 bzw. dem Abschnitt 41 gebildeten Innenumfang.Out Fig. 1 It can be seen that within a stepped bore 40 introduced into the control valve element 28, more precisely in the upper level 41 of the stepped bore 40 in the drawing plane, a loose pressure pin 42 is accommodated, which is designed as a separate component from the valve body 21. The purpose of the cylindrical pressure pin 42 is to seal up the valve chamber 27 formed by the stepped bore 40 in the axial direction in order to prevent fuel from the drainage channel 25 from flowing into the low-pressure region 30 when the control valve element 28 is closed. The pressure pin 42 further serves to guide the control valve element 28 at its inner periphery formed by the stepped bore 40 and the portion 41.

Zusätzlich ist das hülsenförmige, in geschlossenem Zustand in axialer Richtung druckausgeglichenes Steuerventilelement 28 an seinem Außenumfang 43 geführt. Hierzu ist am Ventilkörper 21 ein in der Zeichnungsebene nach oben ragender Führungsabschnitt 44 vorgesehen, der das Steuerventilelement 28 radial außen umschließt. Der Steuerventilsitz 35 wurde durch den Führungsabschnitt 44 des Ventilkörpers 21 in axialer Richtung hindurch gefertigt. Radial in den Führungsabschnitt 44 sind Bohrungen 45 eingebracht, über die aus dem Ablaufkanal 25 bei geöffnetem Steuerventilelement 28 strömender Kraftstoff radial nach außen in den Ankerplattenraum 34 strömen kann. Damit dieser in den Niederdruckbereich 30 strömende Kraftstoff möglichst wenige hydraulische Kraftimpulse auf die Ankerplatte 31 verursacht, ist in einem den Ankerplattenraum 34 begrenzenden Stützring 46, der die Elektromagnetanordnung 47 des elektromagnetischen Aktuators 32 trägt, ein Radialkanal 48 eingebracht, durch den Kraftstoff in eine Ringkammer 49 strömen kann, die sowohl den Stützring 46 als auch die Elektromagnetanordnung 47 radial außen umschließt. Über einen axial von dem Radialkanal 48 beabstandeten Radialkanal 50 kann der Kraftstoff aus der Ringkammer 49 wieder nach radial innen zum Injektorrücklaufanschluss 7 und von dort aus über die Rücklaufleitung 8 zum Vorratsbehälter 3 fließen.In addition, the sleeve-shaped, in the closed state in the axial direction pressure balanced control valve element 28 is guided on its outer circumference 43. For this purpose, a guide section 44 protruding upward in the plane of the drawing is provided on the valve body 21, which surrounds the control valve element 28 radially on the outside. The control valve seat 35 was made through the guide portion 44 of the valve body 21 in the axial direction. Holes 45 are radially introduced into the guide section 44, via which fuel flowing out of the outlet channel 25 when the control valve element 28 is open can flow radially outwards into the anchor plate space 34. In order for this fuel flowing into the low-pressure region 30 to cause as few hydraulic force pulses on the armature plate 31, a radial channel 48 is introduced through the fuel into an annular chamber 49 in a support ring 46 which delimits the armature plate space 34 and carries the electromagnet arrangement 47 of the electromagnetic actuator 32 can flow, both the support ring 46 and Also, the solenoid assembly 47 radially encloses the outside. Via a radial passage 50, which is axially spaced from the radial passage 48, the fuel from the annular chamber 49 can again flow radially inward toward the injector return port 7 and from there via the return line 8 to the reservoir 3.

Im Folgenden werden Details des Kraftstoff-Injektors 1 anhand einer vergrößerten Darstellung des Injektorkopfes gemäß Fig. 2 näher erläutert.In the following, details of the fuel injector 1 will be described with reference to an enlarged view of the injector head Fig. 2 explained in more detail.

In Fig. 2 ist das hülsenförmige Steuerventilelement 28 in einer vergrößerten Darstellung gezeigt, wobei in dem hülsenförmigen Steuerventilelement 28 die Stufenbohrung 40 eingebracht ist, die einen von dem Druckstift 42 verschlossenen Durchgangskanal bildet. Der Druckstift 42, der sich axial an einem Deckel 51 des Kraftstoff-Injektors 1 abstützt hat dabei die Funktion, eine innerhalb des Steuerventilelementes 28 ausgebildete Ventilkammer 27 in axialer Richtung nach oben abzudichten. In die von dem Druckstift 42 axial begrenzte Ventilkammer 27 führt ein Innenkanal 52 aus axialer Richtung von in der Zeichnungsebene unten, wobei der Innenkanal 52 von einem in der Zeichnungsebene unteren Abschnitt 53 der Stufenbohrung 40 gebildet ist. Dabei ist der Durchmesser des Innenkanals 52 geringer als der Durchmesser des in der Zeichnungsebene oberen Abschnittes 41 der Stufenbohrung 40.In Fig. 2 the sleeve-shaped control valve element 28 is shown in an enlarged view, wherein in the sleeve-shaped control valve element 28, the stepped bore 40 is introduced, which forms a closed by the pressure pin 42 through-channel. The pressure pin 42, which is supported axially on a cover 51 of the fuel injector 1 has the function of sealing a formed inside the control valve element 28 valve chamber 27 in the axial direction upwards. In the axially bounded by the pressure pin 42 valve chamber 27, an inner channel 52 leads from the axial direction of the drawing plane below, wherein the inner channel 52 is formed by a lower surface in the drawing plane 53 of the stepped bore 40. In this case, the diameter of the inner channel 52 is less than the diameter of the upper plane in the plane of the drawing 41 of the stepped bore 40th

An dem dem innenkegelförmigen Steuerventilsitz 35 zugewandten Ende des Steuerventilelementes 28 ist eine ringförmige Dichtkante 54 ausgebildet, die die Kontaktlinie bzw. Schnittlinie von zwei in axialer Richtung benachbarten, jeweils konusförmigen Kegelflächen 55, 56 bildet, wobei die beiden konusförmigen Kegelflächen 55, 56 einen voneinander unterschiedlichen Kegelwinkel (hier Konuswinkel) aufweisen. Dabei handelt es sich bei der in der Zeichnungsebene unteren Kegelfläche 55 um eine hochdruckseitige und bei der axial unmittelbar angrenzenden in der Zeichnungsebene oberen Kegelfläche 56 um eine niederdruckseitige Kegelfläche. Die in der Zeichnungsebene untere, hochdruckseitige Kegelfläche 55 weist dabei einen größeren Kegelwinkel α auf, als die in der Zeichnungsebene, axial benachbarte, obere, niederdruckseitige Kegelfläche 50, deren Kegelwinkel β kleiner ist. Unter einem Kegelwinkel wird dabei der Winkel zwischen zwei diametral gegenüberliegenden Flächenabschnitten der jeweiligen ringförmigen Kegelfläche verstanden.At the inner cone-shaped control valve seat 35 facing the end of the control valve element 28 an annular sealing edge 54 is formed, which forms the line of contact or intersection of two axially adjacent, each cone-shaped conical surfaces 55, 56, wherein the two conical conical surfaces 55, 56 one another Cone angle (here cone angle) have. It is in the drawing plane lower conical surface 55 to a high pressure side and the axially immediately adjacent in the drawing plane upper conical surface 56 to a low-pressure side conical surface. The lower in the drawing plane, high-pressure side Cone surface 55 in this case has a larger cone angle α, as in the drawing plane, axially adjacent, upper, low-pressure side cone surface 50 whose cone angle β is smaller. A cone angle is understood to mean the angle between two diametrically opposite surface sections of the respective annular conical surface.

Die axial zwischen den Kegelflächen 55, 56 gebildete Dichtkante 54 wirkt in ihrer Schließstellung mit dem innenkegelförmigen Steuerventilsitz 35 zusammen, der am Ventilkörper 21 ausgebildet ist. Der Kegelwinkel des innenkonusförmigen Steuerventilsitzes 35 ist dabei kleiner als der Kegelwinkel α zwischen den in der Zeichnungsebene unteren Kegelflächen 55 und größer als der Kegelwinkel β zwischen den in der Zeichnungsebene oberen Kegelflächen 56.The sealing edge 54 formed axially between the conical surfaces 55, 56 cooperates in its closed position with the internal conical control valve seat 35, which is formed on the valve body 21. The cone angle of the inner cone-shaped control valve seat 35 is smaller than the cone angle α between the lower in the drawing plane conical surfaces 55 and greater than the cone angle β between the upper in the drawing plane conical surfaces 56th

Wesentlich ist, was jedoch aus zeichnungstechnischen Gründen nicht dargestellt ist, dass die Radialerstreckung R (hier 150µm) der hochdruckseitigen Kegelfläche 55 maximal 15 %, vorzugsweise maximal 10 % des Durchmessers DI (hier 2 mm) der Dichtkante 54 entspricht, um negative Strömungseinflüsse der hochdruckseitigen Kegelfläche 55 zu minimieren. Bei dem Durchmesser DI handelt es sich bei der gezeigten Injektorvariante mit innerhalb des Steuerventilelementes 28 anliegendem Hochdruck um den innersten Durchmesser der, insbesondere durch Verschleiß, nicht ideal linienförmigen Dichtkante 54. Bei einem Kraftstoff-Injektor 1 mit außen liegendem Hochdruck würde es sich um den äußersten Durchmesser der Dichtkante 54 handeln. Axial zwischen der radial inneren, hochdruckseitigen Kegelfläche 55 und dem innenkegelförmigen Steuerventilsitz 35 ist ein in radialer Richtung zur Dichtkante 54 hin spitz zulaufender Zulaufspalt 57 gebildet, der neben einer zwischen der Kegelfläche 55 und dem Innenkanal 52 ausgebildeten Kante 58 zu einer Zerkleinerung von im Kraftstoff enthaltenen Partikeln beiträgt.It is essential, however, which is not shown for drawing technical reasons that the radial extent R (here 150μm) of the high-pressure side cone surface 55 a maximum of 15%, preferably not more than 10% of the diameter D I (here 2 mm) of the sealing edge 54 corresponds to negative flow influences of high pressure side conical surface 55 to minimize. In the case of the diameter D I , the high pressure applied within the control valve element 28 is the innermost diameter of the sealing edge 54, which is not ideally linear due to wear. In the case of a fuel injector 1 with external high pressure, it would be the act extreme diameter of the sealing edge 54. Axially between the radially inner, high-pressure side conical surface 55 and the inner conical control valve seat 35 is formed in the radial direction to the sealing edge 54 tapered inlet gap 57, which in addition to a formed between the conical surface 55 and the inner channel 52 edge 58 for comminution contained in the fuel Contributes particles.

Für den vorliegenden Fall, dass man bei einem hülsenförmigen Steuerventilelement 28 ein in seiner Schließstellung in axialer Richtung druckausgeglichenes Steuerventilelement 28 erhalten möchte, muss der Durchmesser der Ventilkammer 27, und damit des oberen Abschnittes 41 der Stufenbohrung 40 genauso groß gewählt werden, wie der Durchmesser DI der Dichtkante 54. Für den Fall, dass man eine minimale, in Schließrichtung wirkende Druckstufe realisieren möchte, also ein nur näherungsweise druckausgeglichenes Steuerventilelement 28, muss der Durchmesser der Ventilkammer 27 (etwas) größer gewählt werden, als der Durchmesser DI der Dichtkante 54 zwischen den Kegelflächen 55, 56.For the present case, that in a sleeve-shaped control valve element 28 in its closed position in the axial Direction pressure compensated control valve element 28, the diameter of the valve chamber 27, and thus the upper portion 41 of the stepped bore 40 must be the same size as the diameter D I of the sealing edge 54. In the event that one has a minimum, acting in the closing direction compression to realize, so only an approximately pressure-balanced control valve element 28, the diameter of the valve chamber 27 (something) must be selected larger than the diameter D I of the sealing edge 54 between the conical surfaces 55, 56th

In Fig. 2 ist ein Partikel 59 im Übergang zwischen dem Ablaufkanal 25 und der Dichtkante 54 gezeigt. Ein Partikel 59 dieser Größe strömt nicht unmittelbar zur Dichtkante 54, sondern bleibt in der Regel zunächst im Zulaufspalt 57 hängen und wird bei einer Schließbewegung des Steuerventilelementes 28 zwischen dem Steuerventilelement 28 und der hochdruckseitigen Kegelfläche 55 zerdrückt. Alternativ wird der Partikel durch Anschlagen an die den Zulaufsspalt 57 begrenzenden Kanten und Flächen zertrümmert.In Fig. 2 a particle 59 is shown in the transition between the drainage channel 25 and the sealing edge 54. A particle 59 of this size does not flow directly to the sealing edge 54, but usually initially remains in the inlet gap 57 and is crushed during a closing movement of the control valve element 28 between the control valve element 28 and the high-pressure side conical surface 55. Alternatively, the particle is smashed by striking against the inlet gap 57 bounding edges and surfaces.

Claims (11)

Kraftstoff-Injektor, insbesondere Common-Rail-Injektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Einspritzventilelement (10), welches mittels eines Steuerventils (29) ansteuerbar ist, wobei das Steuerventil (29) ein, in seiner Schließstellung, zumindest näherungsweise, druckausgeglichenes, vorzugsweise hülsenförmiges, Steuerventilelement (10) aufweist, das auf seiner einem Steuerventilsitz (35) zugewandten Seite eine Dichtfläche aufweist, die in eine dichte Anlage mit dem Steuerventilsitz (35) bringbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtfläche von einer, zwischen einer hochdruckseitigen und einer winklig zu dieser angeordneten niederdruckseitigen Kegelfläche (55, 56) ausgebildeten, Dichtkante (54) gebildet ist, und dass die Radialerstreckung (R) der hochdruckseitigen Kegelfläche (55) maximal 15 % des Durchmessers DI der Dichtkante (54) beträgt.Fuel injector, in particular common-rail injector, for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, having an injection valve element (10) which can be actuated by means of a control valve (29), the control valve (29), in its closed position, at least approximately, pressure-balanced, preferably sleeve-shaped, control valve element (10) having on its one control valve seat (35) side facing a sealing surface which is in a tight contact with the control valve seat (35) can be brought,
characterized,
in that the sealing surface is formed by a sealing edge (54) formed between a high pressure side and an angled conical surface (55, 56), and that the radial extent (R) of the high pressure side conical surface (55) is at most 15% of the diameter D. I is the sealing edge (54). Kraftstoff-Injektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Radialerstreckung (R) der hochdruckseitigen Kegelfläche (56) maximal 10% des Durchmessers der Dichtkante (54) entspricht, und/oder vorzugsweise der Durchmesser der Dichtkante (54) zwischen etwa 1,0 mm und etwa 3,0 mm, vorzugsweise zwischen etwa 1,5 mm und etwa 2,0 mm, beträgt.Fuel injector according to claim 1,
characterized,
in that the radial extent (R) of the high-pressure-side conical surface (56) corresponds at most to 10% of the diameter of the sealing edge (54), and / or preferably the diameter of the sealing edge (54) is between approximately 1.0 mm and approximately 3.0 mm, preferably between about 1.5 mm and about 2.0 mm. Kraftstoff-Injektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die, vorzugsweise axial, zwischen den Kegelflächen (55, 56) ausgebildete Dichtkante (54) mit einem innenkegelförmigen Steuerventilsitz (35) zusammenwirkt.Fuel injector according to one of claims 1 or 2,
characterized,
in that the sealing edge (54) formed between the conical surfaces (55, 56), preferably axially, interacts with an internal cone-shaped control valve seat (35). Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Steuerventilsitz (35) an einem eine Steuerkammer (22) begrenzenden Ventilkörper (21) ausgebildet ist.Fuel injector according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the control valve seat (35) is formed on a valve body (21) delimiting a control chamber (22). Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuerventilelement (28) in seiner Schließstellung in axialer Richtung vollständig druckausgeglichen ist oder eine minimale, in Schließrichtung wirkende, Druckstufe aufweist.Fuel injector according to one of the preceding claims,
characterized,
that the control valve member (28) in its closed position in the axial direction is pressure-balanced completely or has a minimum, acting in the closing direction, pressure stage. Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuerventilelement (28) mit seinem Innenumfang an einem Druckstift (42) geführt ist, der als von einem den Steuerventilsitz (35) aufweisenden Bauteil separates Bauteil gebildet ist.Fuel injector according to one of the preceding claims,
characterized,
the control valve element (28) is guided with its inner circumference on a pressure pin (42) which is formed as a separate component from a component part having the control valve seat (35). Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der innere Führungsdurchmesser des hülsenförmigen Steuerventilelementes (28) zumindest näherungsweise dem Durchmesser (DI) der Dichtkante (54) entspricht.Fuel injector according to one of the preceding claims,
characterized,
that the internal guide diameter of the sleeve-like control valve member (28) has at least approximately to the diameter (D I) of the sealing edge (54) corresponds. Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuerventilelement (28) an seinem Außenumfang (43) geführt ist.Fuel injector according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the control valve element (28) is guided on its outer circumference (43). Kraftstoff-Injektor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führung zur Führung des Steuerventilelementes (28) an einem den Steuerventilsitz (35) aufweisenden Bauteil ausgebildet ist.Fuel injector according to claim 8,
characterized,
the guide for guiding the control valve element (28) is formed on a component having the control valve seat (35). Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem hülsenförmigen Steuerventilelement (28) eine Stufenbohrung (40) vorgesehen ist, deren dem Steuerventilsitz (35) zugewandter Abschnitt von einem Innenkanal (52) gebildet ist, der dauerhaft hydraulisch mit einem Ablaufkanal (25) aus einer Steuerkammer (22) verbunden ist, und der in einen von dem Steuerventilsitz (35) abgewandten Abschnitt (41) der Stufenbohrung (40) mündet, der einen größeren Innendurchmesser aufweist als der Innenkanal (52).Fuel injector according to one of the preceding claims,
characterized,
in that a stepped bore (40) is provided in the sleeve-shaped control valve element (28) whose section facing the control valve seat (35) is formed by an inner channel (52) which is permanently hydraulically connected to a discharge channel (25) from a control chamber (22) , and in a direction remote from the control valve seat (35) portion (41) of the stepped bore (40) opens, which has a larger inner diameter than the inner channel (52). Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass axial zwischen einem Hochdruckspeicherraum (6) und einem Düsenraum am Außenumfang des Einspritzventilelementes (10) ausgebildete Axialkanäle (17) als Drosselkanäle ausgebildet sind.Fuel injector according to one of the preceding claims,
characterized,
that axially between a high-pressure accumulator (6) and a nozzle chamber on the outer circumference of the injection valve element (10) formed axial channels (17) are constructed as throttle channels.
EP20090100198 2008-05-21 2009-03-23 Fuel injector Ceased EP2123898B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810001913 DE102008001913A1 (en) 2008-05-21 2008-05-21 Fuel injector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2123898A1 true EP2123898A1 (en) 2009-11-25
EP2123898B1 EP2123898B1 (en) 2011-09-28

Family

ID=41110777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20090100198 Ceased EP2123898B1 (en) 2008-05-21 2009-03-23 Fuel injector

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2123898B1 (en)
DE (1) DE102008001913A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2541036A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-02 Robert Bosch Gmbh Switching valve, method for producing a switching valve and fuel injector with a switching valve
EP3006723A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-13 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve
CN113464337A (en) * 2021-06-16 2021-10-01 中船动力研究院有限公司 Common rail injector of marine diesel engine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111502880A (en) * 2020-03-17 2020-08-07 成都威特电喷有限责任公司 Electric control high-pressure fuel injection device capable of preventing dynamic leakage

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5934643A (en) * 1995-12-23 1999-08-10 Lucas Industries Valve arrangement
EP1253314A2 (en) 1995-12-05 2002-10-30 Denso Corporation Solenoid valve and fuel injector for internal combustion engine using the same
EP1600627A1 (en) * 2004-05-15 2005-11-30 L'orange Gmbh Control valve
WO2006067015A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 Robert Bosch Gmbh Injector for a fuel-injection system in an internal combustion engine
WO2008155260A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-24 Robert Bosch Gmbh Control valve for a fuel injector and fuel injector

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1253314A2 (en) 1995-12-05 2002-10-30 Denso Corporation Solenoid valve and fuel injector for internal combustion engine using the same
US5934643A (en) * 1995-12-23 1999-08-10 Lucas Industries Valve arrangement
EP1600627A1 (en) * 2004-05-15 2005-11-30 L'orange Gmbh Control valve
WO2006067015A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 Robert Bosch Gmbh Injector for a fuel-injection system in an internal combustion engine
WO2008155260A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-24 Robert Bosch Gmbh Control valve for a fuel injector and fuel injector

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2541036A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-02 Robert Bosch Gmbh Switching valve, method for producing a switching valve and fuel injector with a switching valve
EP3006723A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-13 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve
CN113464337A (en) * 2021-06-16 2021-10-01 中船动力研究院有限公司 Common rail injector of marine diesel engine

Also Published As

Publication number Publication date
EP2123898B1 (en) 2011-09-28
DE102008001913A1 (en) 2009-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2235354B1 (en) Fuel injector the control valve element of which comprises a support region
WO2008145514A1 (en) Armature stroke adjustment for solenoid valve
EP2715103A1 (en) Nozzle assembly for a fuel injector, and fuel injector
EP2123898B1 (en) Fuel injector
EP2294309B1 (en) Fuel injector
EP2310662B1 (en) Fuel injector
WO2009141182A1 (en) Fuel injector
DE102008002153B4 (en) Fuel injector
EP1574701A1 (en) Common rail injector
EP2195523B1 (en) Injector having control valve sleeve
EP2275666B1 (en) Fuel injector with pressure-equalised control valve
WO2017089011A1 (en) Fuel injector
DE102008041553A1 (en) Fuel-injector, particularly common rail injector, for injection of fuel into combustion chamber of internal combustion engine, has actuator which is arranged in low pressure area of fuel-injector
EP2156044B1 (en) Injector having a pressure-compensated control valve
EP2195522B1 (en) Injector having a sleeve-shaped control valve element
EP1961949B1 (en) Injector with additional servo-valve
EP2019198A2 (en) Injector
EP2138704A1 (en) Fuel injector
WO2009135708A1 (en) Fuel injector comprising a control valve having a compression stage
EP2016276B1 (en) Fuel-injector with optimised return pipe
EP2084390A1 (en) Injector with an axial pressure-compensating control valve
EP2085604A1 (en) Fuel injector
DE102010040620A1 (en) Magnetic valve for common-rail injector for injecting diesel into combustion chamber of diesel engine, has armature comprising plate-like portion whose outer portion cooperates with body of damping device at side facing closing element
WO2008095743A1 (en) Injector for injecting fuel into combustion chambers of internal combustion engines

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

17P Request for examination filed

Effective date: 20100525

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20100702

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: F02M 47/02 20060101AFI20110412BHEP

Ipc: F02M 63/00 20060101ALN20110412BHEP

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR IT

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502009001440

Country of ref document: DE

Effective date: 20111124

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20120629

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502009001440

Country of ref document: DE

Effective date: 20120629

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 8

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 9

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20190326

Year of fee payment: 11

Ref country code: IT

Payment date: 20190321

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20190520

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 502009001440

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20201001

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200323