EP2679799A1 - Fuel injector, use of a fuel injector and fuel injection system - Google Patents

Fuel injector, use of a fuel injector and fuel injection system Download PDF

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EP2679799A1
EP2679799A1 EP13167605.8A EP13167605A EP2679799A1 EP 2679799 A1 EP2679799 A1 EP 2679799A1 EP 13167605 A EP13167605 A EP 13167605A EP 2679799 A1 EP2679799 A1 EP 2679799A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
injector
fuel
supply line
fuel injector
connection
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Withdrawn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
EP13167605.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Henning Kreschel
Kai Sutter
Andreas Rau
Wilhelm Christ
Alexander VILLMANN
Thomas Schwarz
Wolfgang Stoecklein
Thomas Pauer
Stephan Amelang
Andreas Rettich
Philipp Wachter
Marco Beier
Sven SIAUW
Markus Rueckle
Andreas Gruenberger
Matthias Horn
Lorenz Zerle
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 EP2679799A1 publication Critical patent/EP2679799A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/004—Joints; Sealings
    • F02M55/005—Joints; Sealings for high pressure conduits, e.g. connected to pump outlet or to injector inlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to the use of a fuel injector according to the invention and a fuel injection system using a fuel injector according to the invention.
  • a fuel injector according to the preamble of claim 1 is already known from the prior art and serves to supply the combustion chamber of an internal combustion engine with high-pressure fuel.
  • the fuel injector has an injector housing with a high-pressure connection for the fuel.
  • the high pressure port is hydraulically connected by means of a supply bore to a high pressure chamber of the injector housing.
  • the high pressure port is also connected by means of a supply line with a high pressure storage element, usually in the form of a so-called Rails.
  • the connection between the injector and the supply line takes place in the prior art via a connector, the so-called pressure pipe socket, which in turn is bolted to the connecting line.
  • connection element for a fuel injector, which is connected by means of a welded connection to a supply line, which in turn is coupled by means of a screw connection to a high-pressure storage element (rail).
  • the cap-shaped connection element comprises an end face of the fuel injector, wherein a high-pressure connection is formed in the region of the front side.
  • an O-ring is required between the fuel injector and the inner wall of the connection element.
  • the connection element is fastened to the cylinder head of the internal combustion engine via a screw connection.
  • the invention has the object, a fuel injector according to the preamble of claim 1 such that an alternative connection concept of the fuel injector with the supply line for the fuel is made possible, on the one hand the required tightness between the fuel injector and ensures the supply line, and on the other manufacturing technology relatively easy to produce and inexpensive to implement.
  • This object is achieved in a fuel injector with the features of claim 1, characterized in that the material of the injector in the connection area is weldable, and that the supply line is connected by means of a material connection, in particular by means of its weld with the connection area, so that the injector together forms an assembly with the supply line, or that the connection area of the injector is formed together with the supply line as an integral component.
  • connection area of the injector housing together with the supply line either connected by a material connection and forms an assembly in an engine compartment assembly, or that the addressed components already by their Manufacturing process form a single component, so that a subsequent connection between the two elements is not required.
  • both cases can be up the use of additional connections in the form of screw connections between the actual injector housing and the supply line according to the prior art with the disadvantages already mentioned are dispensed with.
  • the supply line with an end face at the connection area, surrounding an opening of the feed bore on the injector, and that the weld formed as preferably radially encircling, closed weld between the connection area and the supply line is.
  • the injector no additional requirements, such as a specially shaped receptacle for the supply line or the like. Rather, it is sufficient if the feed hole ends on the outside of the injector in the form of a simple mouth, the diameter of which is adapted to the inner diameter of the supply line.
  • a tight or pressure-resistant connection is formed after joining the supply line and the injector between the supply line and the high pressure port, which prevents the escape of fuel from the supply line or the fuel injector.
  • the mouth of the supply bore is arranged on an end face of the injector housing facing away from at least one injection opening.
  • the mouth of the feed bore is arranged on a radial peripheral surface of the injector housing which is of essentially cylindrical design. Since this peripheral surface is usually arranged in a receiving opening for the fuel injector in the cylinder head, it is necessary to bend the supply line accordingly, so that it can be arranged within the receiving bore in the cylinder head.
  • Such a solution also has no space disadvantage compared with the connections according to the prior art which are normally used in practice and makes possible a fuel injector that is particularly short in axial design.
  • a fuel injector according to the invention is used in an externally or internally ignited internal combustion engine on the motor vehicle.
  • a motor vehicle usually has in practice a plurality of combustion chambers, for example at least two or four combustion chambers (cylinders), so that additional cost advantages can be achieved by using a plurality of fuel injectors and supply lines according to the invention.
  • the invention also includes a fuel injection system with at least one fuel injector according to the invention, which is connectable via a supply line with a fuel reservoir, wherein the supply line to the fuel injector by means of a material connection, in particular by means of a weld, or connected to the supply line is a one-piece component formed.
  • Such a weld can be produced with the required accuracy to secure the process reliability and the desired quality, preferably with a laser welding device.
  • the supply line is connected to the high-pressure accumulator element by means of a detachable connection.
  • a releasable connection may be formed, for example, in the form of a union nut or the like.
  • the fuel injection system 100 includes, among other injection components, not shown in detail, a high pressure storage element 110 in the form of a so-called rail.
  • the high-pressure accumulator 110 has four connection stubs 111 for coupling one supply line 1 each.
  • the existing metal supply lines 1 are connected to the respective connecting piece 111 via a respective detachable connection 112, preferably in the form of a screw or a union nut connected.
  • Each of the supply lines 1 is connected to a fuel injector 10 according to the invention.
  • the fuel injector 10 is used in a receiving opening 115 of a cylinder head 116 of the internal combustion engine in a known per se and serves to inject fuel into the respective combustion chamber of the internal combustion engine.
  • a first fuel injector 10 according to the invention is shown, which has an injector housing 11.
  • the injector 11 is arranged with respect to the longitudinal axis 12 of the injector 11 up and down movable nozzle needles 15 whose operation or control in a known per se, not essential to the invention and therefore no longer explained manner, for example by means of a piezoelectric actuator or a Magnetaktors he follows.
  • this closes at least one injection opening, which is formed in the injector 11.
  • the nozzle needle 15 is arranged in the injector housing 11 in a high-pressure chamber 17 in which substantially the pressure prevails from the high-pressure accumulator element 110.
  • a drain port 18 can be returned to the control of the movement of the nozzle needle 15 used, not participating in the injection fuel in a return region of the fuel injection system 100.
  • a feed bore in the form of a through-bore 20 is arranged at the level of the high-pressure chamber 17, which opens into a connection region 21 on the outer circumference or the radial peripheral surface of the usually cylindrically shaped injector housing 11.
  • the supply line 1 has a rectilinearly formed first section 2, which is bent over at the level of the connection region 21 by approximately 90 ° and has an end face 3 for connection to the through-hole 20, which has the through-bore 20 surrounds.
  • the diameter of the through hole 20 is adapted to the inner diameter of the supply line 1.
  • the injector housing 11, at least in the connection region 21 and the supply line 1 are formed as an integral component.
  • the supply line 1 is connected to the injector 11 in the region of the connection portion 21 via a material connection, preferably in the form of a welded connection, and thereby form an assembly.
  • the end face 3 of the supply line 1 is located on the outer circumference of the injector housing 11, wherein the bore of the supply line 1 is aligned with the mouth of the through hole 20.
  • a fillet weld seam 23 which is preferably, but not limiting, made using a laser beam welding device.
  • Both the material of the injector 11, and the material of the supply line 1 are preferably made of weldable material, preferably made of steel with alloying components.
  • Fig. 3 is one opposite the Fig. 2 modified embodiment of the invention shown, in which the fuel injector 10a is connected to the supply line 1 in the amount of an intermediate plate 25.
  • the intermediate plate 25 in turn has a through-bore 26, which connects the high-pressure chamber 17 of the injector housing 11 with the connection region 21 on the outer circumference of the injector housing 11.
  • the through-hole 26 is arranged obliquely with respect to the longitudinal axis 12 of the injector housing 11.
  • a third fuel injection valve 10b according to the invention is shown, in which the supply line 1 is arranged on the end face 28, not shown, of the injector housing 11.
  • the supply line 1 is arranged on the end face 28, not shown, of the injector housing 11.
  • the supply line 1 does not project radially beyond the fuel injector 10b in the region of the end face 28.

Abstract

The fuel injector has an injector housing (11) with a supply hole (20) to supply fuel into a high pressure space (17) of the injector housing. The supply hole is opened in a terminal portion (21) of the injector housing. The terminal portion is connected with a high pressure memory element by a supply conduit. The injector housing is weldable in the terminal portion by the weld seam (23), and the supply conduit is connected to the weld seam, such that the terminal portion of the injector housing with the supply conduit is formed as single component. An independent claim is included for a fuel injection system.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sowie ein Kraftstoffeinspritzsystem unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors.The invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to the use of a fuel injector according to the invention and a fuel injection system using a fuel injector according to the invention.

Ein Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt und dient der Versorgung des Brennraums einer Brennkraftmaschine mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff. Hierzu weist der Kraftstoffinjektor ein Injektorgehäuse mit einem Hochdruckanschluss für den Kraftstoff auf. Der Hochdruckanschluss ist mittels einer Zuführbohrung mit einem Hochdruckraum des Injektorgehäuses hydraulisch verbunden. Der Hochdruckanschluss ist darüber hinaus mittels einer Versorgungsleitung mit einem Hochdruckspeicherelement, üblicherweise in Form eines sogenannten Rails, verbunden. Die Verbindung zwischen dem Injektorgehäuse und der Versorgungsleitung erfolgt beim Stand der Technik über ein Verbindungsstück, dem sogenannten Druckrohrstutzen, der wiederum mit der Verbindungsleitung verschraubt ist. Alternativ hierzu ist auch eine unmittelbare Verbindung mittels einer Überwurfmutter bekannt, die die Versorgungsleitung mit dem Hochdruckanschluss axial verspannt. Nachteilig dabei ist, dass die angesprochenen Schraubverbindungen einen relativ großen Bauraum benötigen, der in dem Injektorschacht an der Brennkraftmaschine nur begrenzt zur Verfügung steht. Darüber hinaus werden bei den Schraubverbindungen wenigstens ein (bei Verwendung eines Druckrohrstutzens sogar zwei) Hochdruckdichtstellen erzeugt, deren Dichtheit aufwändig abgesichert werden muss. Die Absicherung besteht insbesondere in einer entsprechend genauen Fertigung der Bauteile sowie einer Überwachung des Verschraubungsprozesses, damit die benötigten Dichtkräfte an den Bauteilen erzeugt werden können.A fuel injector according to the preamble of claim 1 is already known from the prior art and serves to supply the combustion chamber of an internal combustion engine with high-pressure fuel. For this purpose, the fuel injector has an injector housing with a high-pressure connection for the fuel. The high pressure port is hydraulically connected by means of a supply bore to a high pressure chamber of the injector housing. The high pressure port is also connected by means of a supply line with a high pressure storage element, usually in the form of a so-called Rails. The connection between the injector and the supply line takes place in the prior art via a connector, the so-called pressure pipe socket, which in turn is bolted to the connecting line. Alternatively, an immediate connection by means of a union nut is known, which braces the supply line to the high pressure port axially. The disadvantage here is that the addressed screw require a relatively large amount of space that is limited in the Injektorschacht to the internal combustion engine available. In addition, at least one (when using a pressure pipe connecting piece even two) high pressure sealing points are produced in the screw, the tightness must be laboriously secured. The safeguarding consists in particular in a correspondingly accurate production of the components as well as a monitoring of the screwing process, so that the required sealing forces can be generated on the components.

Darüber hinaus ist es aus der EP 1 967 728 A1 bekannt, ein kappenförmiges Anschlusselement für einen Kraftstoffinjektor vorzusehen, das mittels einer Schweißverbindung mit einer Versorgungsleitung verbunden ist, die wiederum mittels einer Schraubverbindung mit einem Hochdruckspeicherelement (Rail) gekoppelt ist. Das kappenförmige Anschlusselement umfasst eine Stirnseite des Kraftstoffinjektors, wobei im Bereich der Stirnseite ein Hochdruckanschluss ausgebildet ist. Zur Abdichtung des Anschlusselements ist zwischen dem Kraftstoffinjektor und der Innenwand des Anschlusselements ein O-Ring erforderlich. Darüber hinaus wird das Anschlusselement an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine über eine Schraubverbindung befestigt.In addition, it is from the EP 1 967 728 A1 It is known to provide a cap-shaped connection element for a fuel injector, which is connected by means of a welded connection to a supply line, which in turn is coupled by means of a screw connection to a high-pressure storage element (rail). The cap-shaped connection element comprises an end face of the fuel injector, wherein a high-pressure connection is formed in the region of the front side. To seal the connection element, an O-ring is required between the fuel injector and the inner wall of the connection element. In addition, the connection element is fastened to the cylinder head of the internal combustion engine via a screw connection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass ein alternatives Anschlusskonzept des Kraftstoffinjektors mit der Versorgungsleitung für den Kraftstoff ermöglicht wird, die zum einen die benötigte Dichtheit zwischen dem Kraftstoffinjektor und der Versorgungsleitung sicherstellt, und die zum anderen sich herstellungstechnisch relativ einfach herstellen und kostengünstig realisieren lässt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Material des Injektorgehäuses im Anschlussbereich schweißbar ist, und dass die Versorgungsleitung mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels seiner Schweißnaht mit dem Anschlussbereich verbunden ist, so dass das Injektorgehäuse zusammen mit der Versorgungsleitung eine Baugruppe ausbildet, oder dass der Anschlussbereich des Injektorgehäuses zusammen mit der Versorgungsleitung als einstückiges Bauteil ausgebildet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass sich die Erfindung vom Stand der Technik dadurch unterscheidet, dass der Anschlussbereich des Injektorgehäuses zusammen mit der Versorgungsleitung entweder durch eine stoffschlüssige Verbindung verbunden und eine in einem Motorraum verbaubare Baugruppe ausbildet, oder dass die angesprochenen Bauteile bereits durch ihren Fertigungsprozess ein einziges Bauteil ausbilden, so dass eine anschließende Verbindung zwischen den beiden Elementen nicht erforderlich ist. In beiden Fällen kann auf die Verwendung zusätzlicher Verbindungen in Form von Schraubverbindungen zwischen dem eigentlichen Injektorgehäuse und der Versorgungsleitung gemäß dem Stand der Technik mit den bereits angesprochenen Nachteilen verzichtet werden.Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a fuel injector according to the preamble of claim 1 such that an alternative connection concept of the fuel injector with the supply line for the fuel is made possible, on the one hand the required tightness between the fuel injector and ensures the supply line, and on the other manufacturing technology relatively easy to produce and inexpensive to implement. This object is achieved in a fuel injector with the features of claim 1, characterized in that the material of the injector in the connection area is weldable, and that the supply line is connected by means of a material connection, in particular by means of its weld with the connection area, so that the injector together forms an assembly with the supply line, or that the connection area of the injector is formed together with the supply line as an integral component. In other words, this means that the invention differs from the prior art in that the connection area of the injector housing together with the supply line either connected by a material connection and forms an assembly in an engine compartment assembly, or that the addressed components already by their Manufacturing process form a single component, so that a subsequent connection between the two elements is not required. In both cases can be up the use of additional connections in the form of screw connections between the actual injector housing and the supply line according to the prior art with the disadvantages already mentioned are dispensed with.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.Advantageous developments of the fuel injector according to the invention are listed in the subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.

In konstruktiv bevorzugter, weil fertigungstechnisch einfach herstellbarer Ausbildung wird vorgeschlagen, dass die Versorgungsleitung mit einer Stirnfläche an dem Anschlussbereich, eine Mündung der Zuführbohrung am Injektorgehäuse umgebend, anliegt, und dass die Schweißnaht als vorzugsweise radial umlaufende, geschlossene Schweißnaht zwischen dem Anschlussbereich und der Versorgungsleitung ausgebildet ist. Dadurch werden insbesondere an das Injektorgehäuse keine zusätzlichen Anforderungen, wie beispielsweise eine speziell geformte Aufnahme für die Versorgungsleitung oder ähnliches gestellt. Vielmehr genügt es, wenn die Zuführbohrung an der Außenseite des Injektorgehäuses in Form einer einfachen Mündung endet, deren Durchmesser den Innendurchmesser der Versorgungsleitung angepasst ist. Durch das Vorsehen der radial umlaufenden Schweißnaht wird nach dem Zusammenfügen der Versorgungsleitung und des Injektorgehäuses zwischen der Versorgungsleitung und dem Hochdruckanschluss eine dichte bzw. druckfeste Verbindung ausgebildet, die den Austritt von Kraftstoff aus der Versorgungsleitung bzw. dem Kraftstoffinjektor verhindert.In structurally preferred, because manufacturing technology easily manufacturable training is proposed that the supply line with an end face at the connection area, surrounding an opening of the feed bore on the injector, and that the weld formed as preferably radially encircling, closed weld between the connection area and the supply line is. As a result, in particular to the injector no additional requirements, such as a specially shaped receptacle for the supply line or the like. Rather, it is sufficient if the feed hole ends on the outside of the injector in the form of a simple mouth, the diameter of which is adapted to the inner diameter of the supply line. By providing the radially circumferential weld a tight or pressure-resistant connection is formed after joining the supply line and the injector between the supply line and the high pressure port, which prevents the escape of fuel from the supply line or the fuel injector.

In einer ersten Variante der Anordnung der Versorgungsleitung am Kraftstoffinjektor wird vorgeschlagen, dass die Mündung der Zuführbohrung an einer wenigstens einer Einspritzöffnung abgewandten Stirnseite des Injektorgehäuses angeordnet ist. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass der radiale Bauraum des Kraftstoffinjektors besonders kompakt gehalten werden kann, so dass sich gegebenenfalls besonders günstige Anordnungen des Kraftstoffinjektors im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine ergeben können.In a first variant of the arrangement of the supply line to the fuel injector, it is proposed that the mouth of the supply bore is arranged on an end face of the injector housing facing away from at least one injection opening. Such an arrangement has the advantage that the radial space of the fuel injector can be kept particularly compact, so that may possibly result in particularly favorable arrangements of the fuel injector in the cylinder head of the internal combustion engine.

In alternativer Ausgestaltung kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Mündung der Zuführbohrung an einer radialen Umfangsfläche des im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Injektorgehäuses angeordnet ist. Da diese Umfangsfläche üblicherweise in einer Aufnahmeöffnung für den Kraftstoffinjektor im Zylinderkopf angeordnet ist, ist es erforderlich, die Versorgungsleitung entsprechend abzuwinkeln, damit diese innerhalb der Aufnahmebohrung im Zylinderkopf angeordnet werden kann. Eine derartige Lösung hat gegenüber den üblicherweise verwendeten Verbindungen gemäß dem Stand der Technik in der Praxis ebenfalls keinen Bauraumnachteil und ermöglicht einen axial besonders kurzbauenden Kraftstoffinjektor.In an alternative embodiment, however, it can also be provided that the mouth of the feed bore is arranged on a radial peripheral surface of the injector housing which is of essentially cylindrical design. Since this peripheral surface is usually arranged in a receiving opening for the fuel injector in the cylinder head, it is necessary to bend the supply line accordingly, so that it can be arranged within the receiving bore in the cylinder head. Such a solution also has no space disadvantage compared with the connections according to the prior art which are normally used in practice and makes possible a fuel injector that is particularly short in axial design.

Ganz besonderes bevorzugt ist es bei einer Anordnung der Mündung der Zuführbohrung an der Umfangsfläche des Injektorgehäuses, wenn die Mündung der Zuführbohrung, in Bezug auf die Längsachse des Injektorgehäuses, in Höhe des Hochdruckraums angeordnet ist, in dem eine Düsennadel auf- und abbeweglich angeordnet ist. Dadurch wird die Anzahl der benötigten Bohrungen innerhalb des Injektorgehäuses zwischen dem Hochdruckraum und der Versorgungsleitung minimiert, was sowohl strömungstechnisch von Vorteil ist, als auch herstellungstechnisch mit relativ kostengünstiger Fertigung verbunden ist.Very particular preference is given to an arrangement of the mouth of the feed bore on the peripheral surface of the injector, when the mouth of the feed hole, with respect to the longitudinal axis of the injector, in height of the high-pressure chamber is arranged in which a nozzle needle is arranged movable up and down. As a result, the number of holes required within the injector between the high-pressure chamber and the supply line is minimized, which is both fluidly advantageous, as well as manufacturing technology is associated with relatively inexpensive production.

Vorzugsweise findet ein erfindungsgemäßer Kraftstoffinjektor Verwendung bei einer fremd- oder eigengezündeten Brennkraftmaschine an dem Kraftfahrzeug. Ein derartiges Kraftfahrzeug hat in der Praxis üblicherweise mehrere Brennräume, beispielsweise wenigstens zwei oder vier Brennräume (Zylinder), so dass sich durch die Verwendung mehrerer erfindungsgemäßer Kraftstoffinjektoren und Versorgungsleitungen zusätzliche Kostenvorteile erzielen lassen.Preferably, a fuel injector according to the invention is used in an externally or internally ignited internal combustion engine on the motor vehicle. Such a motor vehicle usually has in practice a plurality of combustion chambers, for example at least two or four combustion chambers (cylinders), so that additional cost advantages can be achieved by using a plurality of fuel injectors and supply lines according to the invention.

Zusätzlich umfasst die Erfindung auch ein Kraftstoffeinspritzsystem mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor, der über eine Versorgungsleitung mit einem Kraftstoffspeicher verbindbar ist, wobei die Versorgungsleitung mit dem Kraftstoffinjektor mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels einer Schweißnaht, verbunden ist, oder der mit der Versorgungsleitung ein einstückiges Bauteil ausbildet.In addition, the invention also includes a fuel injection system with at least one fuel injector according to the invention, which is connectable via a supply line with a fuel reservoir, wherein the supply line to the fuel injector by means of a material connection, in particular by means of a weld, or connected to the supply line is a one-piece component formed.

Eine derartige Schweißnaht lässt sich mit der benötigten Genauigkeit zur Absicherung der Prozesssicherheit und der gewünschten Qualität vorzugsweise mit einer Laserschweißeinrichtung erzeugen.Such a weld can be produced with the required accuracy to secure the process reliability and the desired quality, preferably with a laser welding device.

Um eine relativ einfache Montage und Demontage eines mit einer Verbindungsleitung verbundenen Kraftstoffinjektors an bzw. von dem Hochdruckspeicherelement zu ermöglichen, wird in einer weiteren Variante vorgeschlagen, dass die Versorgungsleitung mit dem Hochdruckspeicherelement mittels einer lösbaren Verbindung verbunden ist. Eine derartige lösbare Verbindung kann beispielsweise in Form einer Überwurfmutter oder ähnlichem ausgebildet sein.In order to enable a relatively simple assembly and disassembly of a fuel injector connected to a connecting line to or from the high-pressure accumulator element, it is proposed in a further variant that the supply line is connected to the high-pressure accumulator element by means of a detachable connection. Such a releasable connection may be formed, for example, in the form of a union nut or the like.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:

Fig. 1
eine vereinfachte Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems,
Fig. 2
einen Längsschnitt durch einen Teilbereich eines ersten erfindungemäßen Kraftstoffinjektors, bei dem eine Versorgungsleitung in Höhe eines Hochdruckraums des Kraftstoffinjektors angeordnet ist,
Fig. 3
einen Längsschnitt durch einen zweiten erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors, bei dem die Versorgungsleitung in Höhe einer Zwischenplatte des Kraftstoffinjektors angeordnet ist und
Fig. 4
einen dritten erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor im Längsschnitt, bei dem die Versorgungsleitung an einer oberen Stirnseite des Injektorgehäuses angeordnet ist.
This shows in:
Fig. 1
a simplified representation of a fuel injection system,
Fig. 2
a longitudinal section through a portion of a first erfindungemäßen fuel injector, in which a supply line is arranged at the level of a high-pressure chamber of the fuel injector,
Fig. 3
a longitudinal section through a second fuel injector according to the invention, in which the supply line is arranged at the level of an intermediate plate of the fuel injector and
Fig. 4
a third fuel injector according to the invention in longitudinal section, in which the supply line is arranged on an upper end side of the injector.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit der gleichen Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In der Fig. 1 ist stark vereinfacht ein Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems 100 dargestellt, wie es bei fremd- oder eigengezündeten Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, verwendet wird. Das Kraftstoffeinspritzsystem 100 umfasst neben anderen, im Einzelnen nicht dargestellten Einspritzkomponenten ein Hochdruckspeicherelement 110 in Form eines sogenannten Rails. Das Hochdruckspeicherelement 110 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Anschlussstutzen 111 zur Ankoppelung jeweils einer Versorgungsleitung 1 auf. Die aus Metall bestehenden Versorgungsleitungen 1 sind mit den jeweiligen Anschlussstutzen 111 über jeweils eine lösbare Verbindung 112, vorzugsweise in Form einer Schraubverbindung bzw. einer Überwurfmutter, verbunden. Jede der Versorgungsleitungen 1 ist mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor 10 verbunden. Der Kraftstoffinjektor 10 ist in einer Aufnahmeöffnung 115 eines Zylinderkopfs 116 der Brennkraftmaschine auf an sich bekannte Art und Weise eingesetzt und dient dem Einspritzen von Kraftstoff in den jeweiligen Brennraum der Brennkraftmaschine.In the Fig. 1 is shown greatly simplified part of a fuel injection system 100, as in foreign or internal combustion engines, in particular in motor vehicles. The fuel injection system 100 includes, among other injection components, not shown in detail, a high pressure storage element 110 in the form of a so-called rail. In the exemplary embodiment illustrated, the high-pressure accumulator 110 has four connection stubs 111 for coupling one supply line 1 each. The existing metal supply lines 1 are connected to the respective connecting piece 111 via a respective detachable connection 112, preferably in the form of a screw or a union nut connected. Each of the supply lines 1 is connected to a fuel injector 10 according to the invention. The fuel injector 10 is used in a receiving opening 115 of a cylinder head 116 of the internal combustion engine in a known per se and serves to inject fuel into the respective combustion chamber of the internal combustion engine.

In der Fig. 2 ist ein erster erfindungsgemäßer Kraftstoffinjektor 10 dargestellt, der ein Injektorgehäuse 11 aufweist. In dem Injektorgehäuse 11 ist eine in Bezug auf die Längsachse 12 des Injektorgehäuses 11 auf- und abbewegliche Düsennadeln 15 angeordnet, deren Betätigung bzw. Ansteuerung auf an sich bekannte, nicht erfindungswesentliche und daher nicht mehr erläuterte Art und Weise beispielsweise mittels eines Piezoaktors oder eines Magnetaktors erfolgt. Im abgesenkten Zustand der Düsennadel 15 verschließt diese wenigstens eine Einspritzöffnung, die im Injektorgehäuse 11 ausgebildet ist. Die Düsennadel 15 ist im Injektorgehäuse 11 in einem Hochdruckraum 17 angeordnet, in dem im Wesentlichen der Druck aus dem Hochdruckspeicherelement 110 herrscht. Ferner erkennt man noch einen Ablaufstutzen 18, über den zur Steuerung der Bewegung der Düsennadel 15 verwendeter, nicht an der Einspritzung teilnehmender Kraftstoff in einen Rücklaufbereich des Kraftstoffeinspritzsystems 100 zurückgeführt werden kann.In the Fig. 2 a first fuel injector 10 according to the invention is shown, which has an injector housing 11. In the injector 11 is arranged with respect to the longitudinal axis 12 of the injector 11 up and down movable nozzle needles 15 whose operation or control in a known per se, not essential to the invention and therefore no longer explained manner, for example by means of a piezoelectric actuator or a Magnetaktors he follows. In the lowered state of the nozzle needle 15, this closes at least one injection opening, which is formed in the injector 11. The nozzle needle 15 is arranged in the injector housing 11 in a high-pressure chamber 17 in which substantially the pressure prevails from the high-pressure accumulator element 110. Furthermore, it can still be seen a drain port 18, can be returned to the control of the movement of the nozzle needle 15 used, not participating in the injection fuel in a return region of the fuel injection system 100.

In dem Injektorgehäuse 11 ist in Höhe des Hochdruckraums 17 eine Zuführbohrung in Form einer Durchgangsbohrung 20 angeordnet, die am Außenumfang bzw. der radialen Umfangsfläche des üblicherweise zylindrisch ausgebildeten Injektorgehäuses 11 in einem Anschlussbereich 21 mündet. Die Versorgungsleitung 1 weist einen geradlinig ausgebildeten ersten Abschnitt 2 auf, der in Höhe des Anschlussbereichs 21 um etwa 90° umgebogen ist und zur Anbindung an die Durchgangsbohrung 20 eine Stirnfläche 3 aufweist, die die Durchgangsbohrung 20 umgibt. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Durchgangsbohrung 20 an den Innendurchmesser der Versorgungsleitung 1 angepasst.In the injector housing 11, a feed bore in the form of a through-bore 20 is arranged at the level of the high-pressure chamber 17, which opens into a connection region 21 on the outer circumference or the radial peripheral surface of the usually cylindrically shaped injector housing 11. The supply line 1 has a rectilinearly formed first section 2, which is bent over at the level of the connection region 21 by approximately 90 ° and has an end face 3 for connection to the through-hole 20, which has the through-bore 20 surrounds. Preferably, the diameter of the through hole 20 is adapted to the inner diameter of the supply line 1.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Injektorgehäuse 11, zumindest im Anschlussbereich 21 sowie die Versorgungsleitung 1 als einstückiges Bauteil ausgebildet sind. In alternativer und in der Fig. 2 dargestellter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Versorgungsleitung 1 mit dem Injektorgehäuse 11 im Bereich des Anschlussbereichs 21 über eine stoffschlüssige Verbindung, vorzugsweise in Form einer Schweißverbindung, verbunden ist und dadurch eine Baugruppe ausbilden. Hierzu liegt die Stirnfläche 3 der Versorgungsleitung 1 am Außenumfang des Injektorgehäuses 11 an, wobei die Bohrung der Versorgungsleitung 1 mit der Mündung der Durchgangsbohrung 20 fluchtet. Im Übergangsbereich vom Injektorgehäuse 11 zur Versorgungsleitung 1 ist eine als Kehlnaht ausgebildete Schweißnaht 23 ausgebildet, die vorzugsweise, jedoch nicht einschränkend, unter Verwendung einer Laserstrahlschweißeinrichtung hergestellt ist. Sowohl das Material des Injektorgehäuses 11, als auch das Material der Versorgungsleitung 1 bestehen vorzugsweise aus schweißbarem Material, vorzugsweise aus Stahl mit Legierungsbestandteilen.According to the invention, it is provided that the injector housing 11, at least in the connection region 21 and the supply line 1 are formed as an integral component. In alternative and in the Fig. 2 illustrated embodiment of the invention, it is provided that the supply line 1 is connected to the injector 11 in the region of the connection portion 21 via a material connection, preferably in the form of a welded connection, and thereby form an assembly. For this purpose, the end face 3 of the supply line 1 is located on the outer circumference of the injector housing 11, wherein the bore of the supply line 1 is aligned with the mouth of the through hole 20. In the transition region from the injector housing 11 to the supply line 1 is formed as a fillet weld seam 23 which is preferably, but not limiting, made using a laser beam welding device. Both the material of the injector 11, and the material of the supply line 1 are preferably made of weldable material, preferably made of steel with alloying components.

In der Fig. 3 ist ein gegenüber der Fig. 2 abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei der der Kraftstoffinjektor 10a mit der Versorgungsleitung 1 in Höhe einer Zwischenplatte 25 verbunden ist. Die Zwischenplatte 25 weist wiederum eine Durchgangsbohrung 26 auf, die den Hochdruckraum 17 des Injektorgehäuses 11 mit dem Anschlussbereich 21 am Außenumfang des Injektorgehäuses 11 verbindet. Im Gegensatz zum Kraftstoffinjektor 10 ist die Durchgangsbohrung 26 in Bezug zur Längsachse 12 des Injektorgehäuses 11 schräg angeordnet.In the Fig. 3 is one opposite the Fig. 2 modified embodiment of the invention shown, in which the fuel injector 10a is connected to the supply line 1 in the amount of an intermediate plate 25. The intermediate plate 25 in turn has a through-bore 26, which connects the high-pressure chamber 17 of the injector housing 11 with the connection region 21 on the outer circumference of the injector housing 11. In contrast to the fuel injector 10, the through-hole 26 is arranged obliquely with respect to the longitudinal axis 12 of the injector housing 11.

Zuletzt ist in der Fig. 4 ein drittes erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil 10b dargestellt, bei dem die Versorgungsleitung 1 auf der einer nicht dargestellten Einspritzöffnung gegenüberliegenden Stirnseite 28 des Injektorgehäuses 11 angeordnet ist. Hierbei ist es im Gegensatz zu den beiden anderen Kraftstoffinjektoren 10, 10a nicht erforderlich, die Versorgungsleitung 1 im Anschlussbereich 21 mit einem gebogenen Abschnitt zu versehen. Wesentlich ist auch, dass die Versorgungsleitung 1 den Kraftstoffinjektor 10b radial im Bereich der Stirnseite 28 nicht überragt. Man erkennt ferner eine Hochdruckbohrung 29, die den Anschlussbereich 21 mit dem im Übrigen nicht dargestellten Hochdruckraum 17 des Injektorgehäuses 11 hydraulisch verbindet.Last is in the Fig. 4 a third fuel injection valve 10b according to the invention is shown, in which the supply line 1 is arranged on the end face 28, not shown, of the injector housing 11. In contrast to the two other fuel injectors 10, 10a, it is not necessary here to provide the supply line 1 in the connection region 21 with a bent section. It is also essential that the supply line 1 does not project radially beyond the fuel injector 10b in the region of the end face 28. It also recognizes a high-pressure bore 29, which is the connection area 21 hydraulically connects with the otherwise not shown high-pressure chamber 17 of the injector housing 11.

Die soweit beschriebenen Kraftstoffinjektoren 10, 10a und 10b können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The fuel injectors 10, 10a and 10b described so far can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention.

Claims (10)

Kraftstoffinjektor (10; 10a; 10b), mit einem Injektorgehäuse (11), das eine Zuführbohrung (20; 26; 29) zum Zuführen von Kraftstoff in einen Hochdruckraum (17) des Injektorgehäuses (11) aufweist, wobei die Zuführbohrung (20; 26; 29) in einem Anschlussbereich (21) des Injektorgehäuses (11) mündet, und wobei der Anschlussbereich (21) mittels einer Versorgungsleitung (1) mit einem Hochdruckspeicherelement (110) für den Kraftstoff verbunden werden kann,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Material des Injektorgehäuses (11) im Anschlussbereich (21) schweißbar ist, und dass die Versorgungsleitung (1) mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels einer Schweißnaht (23) mit dem Anschlussbereich (21) verbunden ist, so dass das Injektorgehäuse (11) zusammen mit der Versorgungsleitung (1) eine Baugruppe ausbildet,
oder
dass der Anschlussbereich (21) des Injektorgehäuses (11) zusammen mit der Versorgungsleitung (1) als einstückiges Bauteil ausgebildet ist.Fuel injector (10; 10a; 10b) having an injector housing (11) having a supply bore (20; 26; 29) for supplying fuel into a high pressure chamber (17) of the injector housing (11), the supply bore (20; 26 29) in a connection region (21) of the injector housing (11) opens, and wherein the connection region (21) by means of a supply line (1) can be connected to a high-pressure storage element (110) for the fuel,
characterized,
that the material of the injector housing (11) is weldable in the connection area (21), and that the supply line (1) by means of a material connection, in particular by means of a weld seam (23) to the terminal portion (21) is connected, so that the injector (11 ) forms an assembly together with the supply line (1),
or
that the connection region (21) of the injector (11) together with the supply line (1) is formed as a one-piece component. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Versorgungsleitung (1) mit einer Stirnfläche (3) an dem Anschlussbereich (21), eine Mündung der Zuführbohrung (20; 26; 29) am Injektorgehäuse (11) umgebend, anliegt, und dass die Schweißnaht (23) als vorzugsweise radial umlaufende, geschlossene Schweißnaht (23) zwischen dem Anschlussbereich (21) und der Versorgungsleitung (1) ausgebildet ist.Fuel injector according to claim 1,
characterized,
in that the supply line (1) bears against an end face (3) on the connection region (21), an opening of the feed bore (20; 26; 29) on the injector housing (11), and in that the weld seam (23) acts as preferably radially encircling , closed weld seam (23) between the connection region (21) and the supply line (1) is formed. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mündung der Zuführbohrung (29) an einer wenigstens einer Einspritzöffnung abgewandten Stirnseite (28) des Injektorgehäuses (11) angeordnet ist.Fuel injector according to claim 1 or 2,
characterized,
in that the mouth of the feed bore (29) is arranged on an end face (28) of the injector housing (11) facing away from at least one injection opening. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mündung der Zuführbohrung (20; 26) an einer radialen Umfangsfläche des im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Injektorgehäuses (11) angeordnet ist.Fuel injector according to claim 1 or 2,
characterized,
in that the mouth of the feed bore (20; 26) is arranged on a radial peripheral surface of the substantially cylindrically shaped injector housing (11). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mündung der Zuführbohrung (20), in Bezug auf die Längsachse (12) des Injektorgehäuses (11), in Höhe des Hochdruckraums (17) angeordnet ist, in dem eine Düsennadel (15) auf- und abbeweglich angeordnet ist.Fuel injector according to claim 4,
characterized,
in that the mouth of the supply bore (20), with respect to the longitudinal axis (12) of the injector housing (11), is arranged at the level of the high-pressure chamber (17), in which a nozzle needle (15) is arranged movable up and down. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass Mündung der Zuführbohrung (26) im Bereich einer Zwischenplatte (25) angeordnet ist, die mit dem Hochdruckraum (17) hydraulisch verbunden ist.Fuel injector according to claim 4,
characterized,
in that the mouth of the feed bore (26) is arranged in the region of an intermediate plate (25) which is hydraulically connected to the high-pressure chamber (17). Verwendung eines Kraftstoffinjektors (10; 10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 bei fremd- oder eigengezündeten Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen.Use of a fuel injector (10; 10a; 10b) according to one of claims 1 to 6 in externally or internally ignited internal combustion engines in motor vehicles. Kraftstoffeinspritzsystem (100), umfassend wenigstens einen Kraftstoffinjektor (10; 10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, der über eine Versorgungsleitung (1) mit einem Kraftstoffspeicher (110) verbindbar ist, wobei die Versorgungsleitung (1) mit dem Kraftstoffinjektor (10; 10a; 10b) mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels einer Schweißnaht (23), verbunden ist, oder der mit der Versorgungsleitung (1) ein einstückiges Bauteil ausbildet.A fuel injection system (100) comprising at least one fuel injector (10; 10a; 10b) according to any one of claims 1 to 6 connectable to a fuel reservoir (110) via a supply line (1), said supply line (1) communicating with said fuel injector (10). 10, 10a, 10b) is connected by means of a material connection, in particular by means of a weld seam (23), or which forms an integral component with the supply line (1). Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Falle einer Schweißnaht (23) diese mittels einer Laserschweißeinrichtung erzeugt wird.Fuel injection system according to claim 8,
characterized,
that in the case of a weld (23) this is produced by means of a laser welding device. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Versorgungsleitung (1) mit dem Hochdruckspeicherelement (110) mittels einer lösbaren Verbindung (112) verbunden ist.Fuel injection system according to claim 8 or 9,
characterized,
in that the supply line (1) is connected to the high-pressure storage element (110) by means of a detachable connection (112).
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