EP2530293A1 - Kraftstoffinjektor - Google Patents

Kraftstoffinjektor Download PDF

Info

Publication number
EP2530293A1
EP2530293A1 EP12165963A EP12165963A EP2530293A1 EP 2530293 A1 EP2530293 A1 EP 2530293A1 EP 12165963 A EP12165963 A EP 12165963A EP 12165963 A EP12165963 A EP 12165963A EP 2530293 A1 EP2530293 A1 EP 2530293A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle needle
fuel injector
actuator
closing
magnetic actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12165963A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henning Kreschel
Stefan Haug
Marco Beier
Roman Etlender
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 EP2530293A1 publication Critical patent/EP2530293A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0614—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of electromagnets or fixed armature
    • F02M51/0617—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of electromagnets or fixed armature having two or more electromagnets
    • 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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0614—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of electromagnets or fixed armature
    • F02M51/0617—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of electromagnets or fixed armature having two or more electromagnets
    • F02M51/0621—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of electromagnets or fixed armature having two or more electromagnets acting on one mobile armature

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.
  • Such a fuel injector comprises a nozzle needle, which is guided in a high-pressure bore of a nozzle body for releasing and closing at least one injection opening and is acted upon in the direction of a sealing seat by the spring force of a closing spring, and an actuator assembly, which is arranged in a low pressure region and by means of which the nozzle needle is directly operable.
  • a fuel injector comprising a nozzle needle or an injection valve element is disclosed with an opening direction facing, acted upon by low pressure low pressure surface in combination with a throttle connection.
  • the object of the low pressure surface formed on the injection valve element is to reduce the stationary hydraulic closing force and to generate a hydraulic opening force in the open state.
  • the throttle connection is arranged and dimensioned such that the hydraulic opening force counteracts a hydraulic closing force acting in the closing direction when the injection valve element is open, whereby the closing speed of the injection valve element can be increased.
  • the combination of low pressure area and throttle connection causes that required for direct actuation of the nozzle needle Actuator power is reduced, so that comparatively low-power actuators can be used.
  • the present invention has for its object to provide a fuel injector, which allows an increase in the efficiency of injection and combustion.
  • a fast-opening and fast closing directly operable fuel injector should be specified.
  • the actuator arrangement of the proposed fuel injector comprises a first magnetic actuator for opening the nozzle needle and a second magnetic actuator for closing the nozzle needle, wherein at least one magnetic actuator cooperates with an anchor element, which is operatively connected to the nozzle needle.
  • the actuator arrangement of a fuel injector according to the invention accordingly has at least two magnetic actuators whose effective direction is preferably opposite.
  • the magnetic actuators of the actuator arrangement can be activated independently of one another.
  • the closing of the nozzle needle causing magnetic actuator is assisted in its task by the closing spring, the spring force of the nozzle needle in the closing direction, i. in the direction of the sealing seat, acted upon. Accordingly, a comparatively small magnetic actuator can be used to close the nozzle needle.
  • the formation of a closing throttle in order to produce in the open position of the nozzle needle a force acting in the closing direction on the nozzle needle hydraulic closing force is dispensable.
  • the efficiency of the injection can be increased so that the same power with reduced injection quantity is achievable. This in turn means that fuel can be saved and CO 2 emissions can be reduced.
  • At least one magnetic actuator of the actuator assembly is a polarized or electrodynamic magnetic actuator.
  • the magnetic actuator cooperates with an armature element designed as a flat or plunger armature.
  • the magnetic actuators and the at least one anchor element are designed and arranged in such a way that the armature element is moved in the closing direction of the nozzle needle when the one magnet actuator is energized in the opening direction of the nozzle needle and when the other magnet actuator is energized.
  • Each magnetic actuator can also cooperate with its own anchor element.
  • the anchor member is indirectly operatively connected via a plunger body with the nozzle needle.
  • the plunger body is preferably positively, positively and / or materially connected to the anchor element and coupled to the nozzle needle mechanically or hydraulically in such a way that a movement of the anchor element is transmitted directly or indirectly to the nozzle needle.
  • the direction of movement of the anchor element of the direction of movement of the nozzle needle correspond or - in reverse control of the nozzle needle - this be opposite.
  • the latter requires a device for reversing the direction of movement. Further, in a transmission of the movement of the anchor element on the nozzle needle, a force or displacement transmission can be effected.
  • a force or displacement transmission can be effected, for example, by the armature element being operatively connected to the nozzle needle indirectly via a coupler body and / or a hydraulic coupler volume.
  • a coupler body can also be used with the anchor element force, form and / or cohesively connected plunger body.
  • hydraulically effective surfaces are formed both on the coupler body, as well as on the nozzle needle whose size ratio is selected such that a force or Wegverstärkung occurs.
  • the coupler body and / or the coupler volume can also be used to reverse the direction of movement of a magnetic actuator, if its direction of action or the direction of movement of the anchor element is opposite to the direction of movement of the nozzle needle.
  • the nozzle needle may be formed one or more parts. Preferably, it has a guide portion, with which it is guided in a pressurized with low pressure bore of a holding body.
  • the guide gap between the guide section of the nozzle needle and the wall of the bore formed in the holding body is further preferably designed as a sealing gap, via which the low-pressure region of the fuel injector is sealed against the high-pressure region.
  • a leakage quantity flowing off over the guide area is preferably supplied to a return via the low-pressure area.
  • the acted upon by low pressure bore of the holding body has an inner diameter D l , which is smaller than the seat diameter D s of the sealing seat.
  • D l the inner diameter of the nozzle needle
  • F needle - F feather - D S - D l * p Rail .
  • F spring is the spring force of the nozzle needle acting in the direction of the sealing seat closing spring. The force acting on the closed nozzle needle force is therefore directly on the two diameters D l and D s adjustable.
  • the fuel injector according to the invention is preferably designed as a tophead injector, since such an injector has sufficient space for accommodating an actuator arrangement comprising at least two magnetic actuators.
  • a fuel injector according to the invention can also be designed as an inline injector.
  • Fuel injectors shown each have a nozzle needle 1, which is guided in a high-pressure bore 2 of a nozzle body 3 in a liftable manner.
  • injection opening 4 can be opened and closed.
  • the nozzle needle 1 In order to release the at least one injection opening 4, the nozzle needle 1 must be lifted by a sealing seat 5, which in the present case has a conical shape and cooperates sealingly with a conical sealing surface formed on the nozzle needle.
  • the nozzle needle 1 is to be returned to the sealing seat 5.
  • the at least one injection opening 4 is supplied via the high-pressure bore 2 under high pressure fuel.
  • the high-pressure fuel passes through an inlet bore 16, which via a high pressure port 17 with a high-pressure accumulator (not shown), preferably a rail, is connectable.
  • the inlet bore 16 and the high-pressure port 17 are formed in a holding body 15, which is connected to the nozzle body 3 via a nozzle retaining nut 18.
  • the lifting movement of the nozzle needle 1, by means of which the at least one injection opening 4 is releasable and closable, is controlled by means of an actuator arrangement 7.
  • the control is direct, that is without the interposition of a servo valve.
  • the direct control has over the indirect control by means of a servo valve on the advantage that the nozzle needle opens and closes faster. Furthermore, eliminating the need to perform a Abêtmenge the servo valve to a return, so that the efficiency of the system is further increased.
  • the for direct control of the nozzle needle 1 provided actuator assembly 7 has in the two in the Fig. 1 and 2 illustrated embodiments in each case two magnetic actuators 7.1, 7.2.
  • the magnetic actuators 7.1, 7.2 are each arranged in a low-pressure region 8.
  • the load on the magnetic actuators 7.1, 7.2 reduced, on the other hand, the electrical contacting of the magnetic actuators 7.1, 7.2 are simplified.
  • the magnetic actuators 7.1 and 7.2 are designed such that the armature element 9 is moved in the closing direction of the nozzle needle 1 when the magnet actuator 7.1 is energized in the opening direction and when the magnet actuator 7.2 is energized.
  • a gap formed between the guide section 13 of the nozzle needle 1 and the holding body 15 is designed as a sealing gap, via which the low-pressure region 8 is sealed off from the high-pressure bore 2.
  • the inner diameter D l of the bore 14 is smaller than the seat diameter D s of the sealing seat 5 is selected.
  • the guide section 13 of the nozzle needle 1 is in the present case non-positively and positively connected to the anchor element 9.
  • the trained as a flat armature anchor element 9 is for this purpose penetrated by the guide portion 13.
  • the anchor member 9 is also acted upon in the closing direction of the nozzle needle 1 by the spring force of a compression spring 19, which is arranged as the actuator assembly 7 in the low pressure region 8.
  • the operative connection of the nozzle needle 1 with the anchor element 9 via a coupling device for amplifying the actuator force can be used as a coupler body 11 Plunger body 10, which is positively and positively connected to the anchor member 9, and a hydraulic coupler volume 12 which is formed in the bore 14 of the holding body 15 and in the axial direction on the one hand by an end face of the plunger body 10 and on the other hand by an end face of the nozzle needle. 1 is limited.
  • the movement of the anchor element 9 is transmitted via the coupling device to the nozzle needle 1 such that a force transmission takes place.
  • the force transmission in the present case is> 1.
  • an inverse coupler can be provided, with which a reversal of the direction of movement can be effected, so that the anchor element 9 can also move in the opposite direction to the nozzle needle 1.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine umfassend eine Düsennadel (1), die in einer Hochdruckbohrung (2) eines Düsenkörpers (3) zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung (4) hubbeweglich geführt und in Richtung eines Dichtsitzes (5) von der Federkraft einer Schließfeder (6) beaufschlagt ist, sowie eine Aktoranordnung (7), welche in einem Niederdruckbereich (8) angeordnet ist und mittels welcher die Düsennadel (1) direkt betätigbar ist.
Erfindungsgemäß umfasst die Aktoranordnung (7) wenigstens einen in Öfifnungsrichtung der Düsennadel (1) wirkenden Magnetaktor (7.1) sowie einen in Schließrichtung der Düsennadel (1) wirkenden Magnetaktor (7.2), welche mit wenigstens einem Ankerelement (9) zusammenwirken, das mit der Düsennadel (1) wirkverbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Ein solcher Kraftstoffinjektor umfasst eine Düsennadel, die in einer Hochdruckbohrung eines Düsenkörpers zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung hubbeweglich geführt und in Richtung eines Dichtsitzes von der Federkraft einer Schließfeder beaufschlagt ist, sowie eine Aktoranordnung, welche in einem Niederdruckbereich angeordnet ist und mittels welcher die Düsennadel direkt betätigbar ist.
    • Stand der Technik
  • Ein Kraftstoffinjektor der vorstehend genannten Art geht beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 041 553 A1 hervor. Hierin wird ein Kraftstoffinjektor umfassend eine Düsennadel bzw. ein Einspritzventilelement mit einer in Öffnungsrichtung weisenden, mit Niederdruck beaufschlagten Niederdruckfläche in Kombination mit einer Drosselverbindung offenbart. Aufgabe der am Einspritzventilelement ausgebildeten Niederdruckfläche ist es, die stationär hydraulische Schließkraft zu reduzieren und im geöffneten Zustand eine hydraulische Öffnungskraft zu erzeugen. Die Drosselverbindung ist demgegenüber derart angeordnet und dimensioniert, dass der hydraulischen Öffnungskraft bei geöffnetem Einspritzventilelement eine hydraulische, in Schließrichtung wirkende Schließkraft entgegenwirkt, wodurch die Schließgeschwindigkeit des Einspritzventilelementes erhöht werden kann. Die Kombination aus Niederdruckfläche und Drosselverbindung bewirkt, dass die zur direkten Betätigung der Düsennadel erforderliche Aktorleistung herabgesetzt wird, so dass vergleichsweise leistungsarme Aktoren einsetzbar sind.
  • Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor anzugeben, welcher eine Steigerung der Effizienz der Einspritzung und der Verbrennung ermöglicht. Insbesondere soll ein schnell öffnender und schnell schließender direkt betätigbarer Kraftstoffinjektor angegeben werden.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß umfasst die Aktoranordnung des vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors einen ersten Magnetaktor zum Öffnen der Düsennadel und einen zweiten Magnetaktor zum Schließen der Düsennadel, wobei wenigstens ein Magnetaktor mit einem Ankerelement zusammenwirkt, das mit der Düsennadel wirkverbunden ist. Zum Öffnen und Schließen der Düsennadel weist die Aktoranordnung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors demnach wenigstens zwei Magnetaktoren auf, deren Wirkrichtung vorzugsweise entgegengesetzt ist. Um ein Öffnen und Schließen der Düsennadel bewirken zu können, sind die Magnetaktoren der Aktoranordnung unabhängig voneinander aktivierbar sind.
  • Der ein Schließen der Düsennadel bewirkende Magnetaktor wird bei seiner Aufgabe von der Schließfeder unterstützt, deren Federkraft die Düsennadel in Schließrichtung, d.h. in Richtung des Dichtsitzes, beaufschlagt. Es kann demnach ein vergleichsweise kleiner Magnetaktor zum Schließen der Düsennadel eingesetzt werden. Die Ausbildung einer Schließdrossel, um in Offenstellung der Düsennadel eine in Schließrichtung auf die Düsennadel wirkende hydraulische Schließkraft zu erzeugen, ist entbehrlich.
  • Durch die Optimierung des Schließvorgangs kann die Effizienz der Einspritzung derart gesteigert werden, dass die gleiche Leistung mit verringerter Einspritzmenge erzielbar ist. Dies wiederum hat zur Folge, dass Kraftstoff eingespart und CO2-Emissionen verringert werden können.
  • Vorzugsweise ist wenigstens ein Magnetaktor der Aktoranordnung ein polarisierter oder elektrodynamischer Magnetaktor. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass der Magnetaktor mit einem als Flach- oder Tauchanker ausgebildeten Ankerelement zusammenwirkt. Vorzugsweise sind die Magnetaktoren und das wenigstens eine Ankerelement derart ausgebildet und angeordnet, dass das Ankerelement bei Bestromung des einen Magnetaktors in Öffnungsrichtung der Düsennadel und bei Bestromung des anderen Magnetaktors in Schließrichtung der Düsennadel bewegt wird. Jeder Magnetaktor kann ferner mit einem eigenen Ankerelement zusammenwirken.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ankerelement mittelbar über einen Stößelkörper mit der Düsennadel wirkverbunden. Der Stößelkörper ist vorzugsweise kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem Ankerelement verbunden und mit der Düsennadel mechanisch oder hydraulisch in der Weise koppelbar, dass eine Bewegung des Ankerelementes unmittelbar oder mittelbar auf die Düsennadel übertragen wird. Dabei kann die Bewegungsrichtung des Ankerelementes der Bewegungsrichtung der Düsennadel entsprechen oder - bei inverser Ansteuerung der Düsennadel - dieser entgegengesetzt sein. Letzteres setzt jedoch eine Einrichtung zur Umkehrung der Bewegungsrichtung voraus. Ferner kann bei einer Übertragung der Bewegung des Ankerelementes auf die Düsennadel eine Kraft- oder Wegübersetzung bewirkt werden.
  • Eine Kraft- oder Wegübersetzung kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass das Ankerelement mittelbar über einen Kopplerkörper und/oder ein hydraulisches Kopplervolumen mit der Düsennadel wirkverbunden ist. Als Kopplerkörper kann dabei auch ein mit dem Ankerelement kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbundener Stößelkörper eingesetzt werden. Vorzugsweise sind sowohl am Kopplerkörper, als auch an der Düsennadel hydraulisch wirksame Flächen ausgebildet, deren Größenverhältnis derart gewählt ist, dass eine Kraft- oder Wegverstärkung erfolgt. Der Kopplerkörper und/oder das Kopplervolumen können auch zur Umkehrung der Bewegungsrichtung eines Magnetaktors eingesetzt werden, wenn dessen Wirkrichtung bzw. die Bewegungsrichtung des Ankerelementes der Bewegungsrichtung der Düsennadel entgegengesetzt ist.
  • Die Düsennadel kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Vorzugsweise besitzt sie einen Führungsabschnitt, mit welchem sie in einer mit Niederdruck beaufschlagten Bohrung eines Haltekörpers geführt ist. Der Führungsspalt zwischen dem Führungsabschnitt der Düsennadel und der Wandung der in dem Haltekörper ausgebildeten Bohrung ist weiterhin vorzugsweise als Dichtspalt ausgebildet, über welchen den Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors gegenüber dem Hochdruckbereich abgedichtet ist. Eine über den Führungsbereich abströmende Leckagemenge wird über den Niederdruckbereich vorzugsweise einem Rücklauf zugeführt. Indem der Führungsabschnitt der Düsennadel bis in den Niederdruckbereich geführt ist, weist die Düsennadel wenigstens eine Fläche auf, die in Schließrichtung mit Niederdruck beaufschlagt wird. Auf diese Weise kann die zum Öffnen der Düsennadel erforderliche Aktorkraft reduziert werden. Dies wirkt sich günstig auf die Auslegung des Magnetaktors aus, der zum Öffnen der Düsennadel vorgesehen ist.
  • Vorteilhafterweise besitzt die mit Niederdruck beaufschlagte Bohrung des Haltekörpers einen Innendurchmesser Dl, welcher kleiner als der Sitzdurchmesser Ds des Dichtsitzes ist. In Schließstellung der Düsennadel ergibt sich dann näherungsweise folgende Kraft auf die Düsennadel: F Nadel = - F Feder - D S - D l * p Rail ,
    Figure imgb0001
    wobei FFeder die Federkraft der die Düsennadel in Richtung des Dichtsitzes beaufschlagende Schließfeder ist. Die auf die geschlossene Düsennadel wirkende Kraft ist demnach direkt über die beiden Durchmesser Dl und Ds einstellbar.
  • Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor ist vorzugsweise als Tophead-Injektor ausgebildet, da ein solcher Injektor ausreichend Bauraum zur Unterbringung einer wenigstens zwei Magnetaktoren umfassenden Aktoranordnung aufweist. Da jedoch kompaktbauende Magnetaktoren mit vergleichsweise geringer Leistung einsetzbar sind, kann ein erfindungsgemäßer Kraftstoffinjektor auch als Inline-Injektor ausgebildet sein.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:
    • Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors und
    • Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kraftstoffinjektoren weisen jeweils eine Düsennadel 1 auf, welche in einer Hochdruckbohrung 2 eines Düsenkörpers 3 hubbeweglich geführt ist. Über die Hubbewegung der Düsennadel 1 ist wenigstens eine im Düsenkörper 3 ausgebildete Einspritzöffnung 4 freigebbar und verschließbar. Zum Freigeben der wenigstens einen Einspritzöffnung 4 muss die Düsennadel 1 von einem Dichtsitz 5 gehoben werden, der vorliegend kegelförmig ausgebildet ist und mit einer an der Düsennadel ausgebildeten kegelförmigen Dichtfläche dichtend zusammenwirkt. Zum Verschließen der wenigstens einen Einspritzöffnung 4 ist die Düsennadel 1 in den Dichtsitz 5 zurückzustellen.
  • In Offenstellung der Düsennadel 1 wird der wenigstens einen Einspritzöffnung 4 über die Hochdruckbohrung 2 unter hohem Druck stehender Kraftstoff zugeführt. In die Hochdruckbohrung 2 gelangt der unter hohem Druck stehende Kraftstoff über eine Zulaufbohrung 16, welche über einen Hochdruckanschluss 17 mit einem Hochdruckspeicher (nicht dargestellt), vorzugsweise einem Rail, verbindbar ist. Die Zulaufbohrung 16 und der Hochdruckanschluss 17 sind in einem Haltekörper 15 ausgebildet, welcher mit dem Düsenkörper 3 über eine Düsenspannmutter 18 verbunden ist.
  • Die Hubbewegung der Düsennadel 1, mittels welcher die wenigstens eine Einspritzöffnung 4 freigebbar und verschließbar ist, wird mittels einer Aktoranordnung 7 gesteuert. Die Steuerung erfolgt direkt, das heißt ohne Zwischenschaltung eines Servoventils. Die direkte Steuerung weist gegenüber der indirekten Steuerung mittels eines Servoventils den Vorteil auf, dass die Düsennadel schneller öffnet und schließt. Ferner entfällt die Notwendigkeit, eine Absteuermenge des Servoventils einem Rücklauf zuführen zu müssen, so dass die Effizienz des Systems weiter gesteigert wird. Die zur direkten Steuerung der Düsennadel 1 vorgesehene Aktoranordnung 7 weist in den beiden in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen jeweils zwei Magnetaktoren 7.1, 7.2 auf. Die Magnetaktoren 7.1, 7.2 sind jeweils in einem Niederdruckbereich 8 angeordnet. Durch die Anordnung im Niederdruckbereich 8 kann zum Einen die Belastung der Magnetaktoren 7.1, 7.2 reduziert, zum Anderen die elektrische Kontaktierung der Magnetaktoren 7.1, 7.2 vereinfacht werden. Um die Kraft und/oder den Hub der Magnetaktoren 7.1, 7.2 auf die Düsennadel 1 zu übertragen, wirken diese jeweils mit einem Ankerelement 9 zusammen, das mit der Düsennadel 1 wirkverbunden ist. Dabei sind die Magnetaktoren 7.1 und 7.2 derart ausgelegt, dass das Ankerelement 9 bei Bestromung des Magnetaktors 7.1 in Öffnungsrichtung und bei Bestromung des Magnetaktors 7.2 in Schließrichtung der Düsennadel 1 bewegt wird. Aufgrund der Wirkverbindung des Ankerelementes 9 mit der Düsennadel 1 wird diese mitgeführt, so dass eine abwechselnde Bestromung der beiden Magnetaktoren 7.1, 7.2 ein Öffnen und Schließen der Düsennadel 1 bewirkt. Darüber hinaus ist die Düsennadel 1 in Schließrichtung von der Federkraft einer Schließfeder 6 beaufschlagt, so dass der Magnetaktor 7.2, welcher ein Schließen der Düsennadel 1 bewirken soll, eine vergleichsweise geringe Leistung aufweisen kann.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 erfolgt die Wirkverbindung der Düsennadel 1 mit dem Ankerelement 9 über einen Führungsabschnitt 13, mit welchem die Düsennadel 1 in einer Bohrung 14 des Haltekörpers 15 aufgenommen ist. Ein zwischen dem Führungsabschnitt 13 der Düsennadel 1 und dem Haltekörper 15 ausgebildeter Spalt ist als Dichtspalt ausgelegt, über welchen der Niederdruckbereich 8 gegenüber der Hochdruckbohrung 2 abgedichtet ist. Der Innendurchmesser Dl der Bohrung 14 ist dabei kleiner als der Sitzdurchmesser Ds des Dichtsitzes 5 gewählt. Der Führungsabschnitt 13 der Düsennadel 1 ist vorliegend kraft- und formschlüssig mit dem Ankerelement 9 verbunden. Das als Flachanker ausgebildete Ankerelement 9 wird hierzu von dem Führungsabschnitt 13 durchsetzt. Das Ankerelement 9 wird in Schließrichtung der Düsennadel 1 zudem von der Federkraft einer Druckfeder 19 beaufschlagt, die wie die Aktoranordnung 7 im Niederdruckbereich 8 angeordnet ist.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erfolgt die Wirkverbindung der Düsennadel 1 mit dem Ankerelement 9 über eine Kopplereinrichtung zur Verstärkung der Aktorkraft. Die Kopplereinrichtung umfasst einen als Kopplerkörper 11 einsetzbaren Stößelkörper 10, welcher mit dem Ankerelement 9 kraft- und formschlüssig verbunden ist, sowie ein hydraulisches Kopplervolumen 12, welches in der Bohrung 14 des Haltekörpers 15 ausgebildet ist und in axialer Richtung einerseits von einer Stirnfläche des Stößelkörpers 10 und andererseits von einer Stirnfläche der Düsennadel 1 begrenzt wird. Die Bewegung des Ankerelementes 9 wird über die Kopplereinrichtung derart auf die Düsennadel 1 übertragen, dass eine Kraftübersetzung erfolgt. Die Kraftübersetzung beträgt vorliegend > 1.
  • Über das in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel hinaus sind ferner Kopplereinrichtungen möglich, mit welchen eine Kraftübersetzung < 1 oder = 0 darstellbar ist. Zudem kann ein inverser Koppler vorgesehen sein, mit welchem eine Umkehr der Bewegungsrichtung bewirkbar ist, so dass sich das Ankerelement 9 auch entgegengesetzt zur Düsennadel 1 bewegen kann. Ferner ist es möglich, die Kopplereinrichtung in den Hochdruckbereich des Injektors zu verlegen.

Claims (7)

  1. Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine umfassend eine Düsennadel (1), die in einer Hochdruckbohrung (2) eines Düsenkörpers (3) zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung (4) hubbeweglich geführt und in Richtung eines Dichtsitzes (5) von der Federkraft einer Schließfeder (6) beaufschlagt ist, sowie eine Aktoranordnung (7), welche in einem Niederdruckbereich (8) angeordnet ist und mittels welcher die Düsennadel (1) direkt betätigbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoranordnung (7) einen ersten Magnetaktor (7.1) zum Öffnen der Düsennadel (1) und einen zweiten Magnetaktor (7.2) zum Schließen der Düsennadel (1), wobei wenigstens ein Magnetaktor (7.1, 7.2) mit einem Ankerelement (9) zusammenwirkt, das mit der Düsennadel (1) wirkverbunden ist.
  2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Magnetaktor (7.1, 7.2) der Aktoranordnung (7) ein polarisierter oder elektrodynamischer Magnetaktor ist und/oder mit einem als Flach- oder Tauchanker ausgebildeten Ankerelement (9) zusammenwirkt.
  3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (9) mittelbar über einen Stößelkörper (10) mit der Düsennadel (1) wirkverbunden ist.
  4. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (9) mittelbar über einen Kopplerkörper (11) und/oder ein hydraulisches Kopplervolumen (12) mit der Düsennadel (1) wirkverbunden ist.
  5. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (1) ein- oder mehrteilig ausgebildet ist und einen Führungsabschnitt (13) besitzt, mit welchem die Düsennadel (1) in einer mit Niederdruck beaufschlagten Bohrung (14) eines Haltekörpers (15) geführt ist.
  6. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mit Niederdruck beaufschlagte Bohrung (14) des Haltekörpers (15) einen Innendurchmesser Dl besitzt, welcher kleiner als der Sitzdurchmesser Ds des Dichtsitzes (5) ist.
  7. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor als Tophead-Injektor oder lnline-lnjektor ausgebildet ist.
EP12165963A 2011-05-30 2012-04-27 Kraftstoffinjektor Withdrawn EP2530293A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110076663 DE102011076663A1 (de) 2011-05-30 2011-05-30 Kraftstoffinjektor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2530293A1 true EP2530293A1 (de) 2012-12-05

Family

ID=46052575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12165963A Withdrawn EP2530293A1 (de) 2011-05-30 2012-04-27 Kraftstoffinjektor

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2530293A1 (de)
DE (1) DE102011076663A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2653712A1 (de) * 2012-04-16 2013-10-23 Robert Bosch GmbH Kraftstoffinjektor mit Magnetventil
EP2884088A1 (de) * 2013-12-10 2015-06-17 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014200771A1 (de) 2014-01-17 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102014203640A1 (de) 2014-02-28 2015-09-03 Robert Bosch Gmbh Fluidinjektor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1290007A1 (ru) * 1985-04-02 1987-02-15 Коломенский Филиал Всесоюзного Заочного Политехнического Института Форсунка с электрическим управлением
US5421521A (en) * 1993-12-23 1995-06-06 Caterpillar Inc. Fuel injection nozzle having a force-balanced check
DE102007002758A1 (de) * 2006-04-04 2007-10-11 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102008041553A1 (de) 2008-08-26 2010-03-04 Robert Bosch Gmbh Kraftstoff-Injektor
DE102010041109A1 (de) * 2010-09-21 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1290007A1 (ru) * 1985-04-02 1987-02-15 Коломенский Филиал Всесоюзного Заочного Политехнического Института Форсунка с электрическим управлением
US5421521A (en) * 1993-12-23 1995-06-06 Caterpillar Inc. Fuel injection nozzle having a force-balanced check
DE102007002758A1 (de) * 2006-04-04 2007-10-11 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102008041553A1 (de) 2008-08-26 2010-03-04 Robert Bosch Gmbh Kraftstoff-Injektor
DE102010041109A1 (de) * 2010-09-21 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2653712A1 (de) * 2012-04-16 2013-10-23 Robert Bosch GmbH Kraftstoffinjektor mit Magnetventil
EP2884088A1 (de) * 2013-12-10 2015-06-17 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011076663A1 (de) 2012-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007032741A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP2206912B1 (de) Kraftstoff-Injektor
EP2530293A1 (de) Kraftstoffinjektor
EP1865192B1 (de) Kraftstoffinjektor mit Servounterstützung
DE102009047559A1 (de) Kraftstoffinjektor
DE102013211173A1 (de) Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil
WO2012034749A1 (de) Kraftstoffinjektor
EP2392815B1 (de) Magnetbaugruppe sowie Einspritzventil mit einer Magnetbaugruppe
DE102015226070A1 (de) Kraftstoffinjektor
EP2147206B1 (de) Kraftstoffinjektor mit magnetventil
EP1911966A2 (de) Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine
EP1892409B1 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE102013210881A1 (de) Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe
EP2798192B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
DE102011002422A1 (de) Einspritzventil zum Einspritzen eines Fluids
EP2733345A1 (de) Druckregelventil für einen Hochdruckspeicher eines Verbrennungsmotors
DE102013226776A1 (de) Kraftstoffinjektor
EP2643581B1 (de) Kraftstoffinjektor
EP3032090B1 (de) Schalt- oder druckregelventil für ein kraftstoffeinspritzsystem
WO2019170770A1 (de) Anordnung mit einer hochdruckpumpe und einer dieser vorgeordneten regeleinrichtung
DE102012209841A1 (de) Injektor für ein Fluid, insbesondere Kraftstoffinjektor
DE102008000596A1 (de) Injektor
DE102004057610A1 (de) Kraftstoff-Injektor
EP1313945B1 (de) Einspritzventil für die einspritzung von kraftstoff in eine verbrennungskraftmaschine sowie verfahren zur steuerung des öffnungs- und schliessvorgangs einer düsennadel eines einspritzventils
DE102013224960A1 (de) Kraftstoffinjektor

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): AL 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 RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

17P Request for examination filed

Effective date: 20130605

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL 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 RS SE SI SK SM TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20140916

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

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20150327