EP2721283A1 - Kraftstoffinjektor für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffinjektor für eine brennkraftmaschine

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Publication number
EP2721283A1
EP2721283A1 EP12723689.1A EP12723689A EP2721283A1 EP 2721283 A1 EP2721283 A1 EP 2721283A1 EP 12723689 A EP12723689 A EP 12723689A EP 2721283 A1 EP2721283 A1 EP 2721283A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
region
nozzle needle
fuel injector
fuel
flats
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Withdrawn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
EP12723689.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Holger Rapp
Johannes SCHILL
Joerg Hahn
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 EP2721283A1 publication Critical patent/EP2721283A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Flats in the form of polished allow a flow of fuel between the nozzle needle and the housing in the direction of the combustion chamber of the internal combustion engine associated injection ports.
  • a cylindrical region is arranged on the side facing the injection openings, in the direction of the nozzle needle facing away from the injection openings a section with a plurality of radially encircling grooves which, together with the webs delimiting the grooves, form annular gap throttling elements are. Since a nozzle needle in the valve housing is usually not rotationally fixed, a different angular position of the flattenings of the guides and the needle guide, based on the laterally opening into the high pressure area high-pressure inlet, a slightly different throttling at these passages or flattening result.
  • the flow below the guide may also have a circumferential angle dependence induced by the bevels.
  • maxima and minima of the flow velocity, relative to the injection holes can depend on the angle of rotation of the nozzle needle.
  • the present invention seeks to further develop a fuel injector for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 such that the fluctuation of the flow rates or injection quantities despite a rotation of the nozzle needle is relatively low.
  • a fuel injector for internal combustion engines with the features of claim 1 according to the invention that the area of the nozzle needle, which has a reduced cross section compared to the guide areas, viewed in the longitudinal direction between the two guide areas at least one point formed continuously with the reduced cross-section is.
  • the area reduced in cross-section between the guide areas it is proposed to form the area in a continuous cylindrical manner. As a result, this can be very easily and accurately produced, for example, by a grinding process. If one does not want to reduce the area reduced in cross-section too much with regard to the flow cross-section, it can also be provided that at least one residual area of a flattening reduced in height extends in the longitudinal direction of the area. In other words, this means that the entire flats at the guide regions during production of the nozzle needle are advantageously formed over a partial length of the nozzle needle, and that subsequently a locally limited diameter reduction, for example by a grinding process, is provided between the two guide regions.
  • the flats are offset in their angular position to each other.
  • a transverse flow can be generated, which counteracts the mentioned rotation of the nozzle needle.
  • the offset between the flats is 36072 n, where n is the number of flats.
  • the cross sections of the passages in the inlet and in the outlet area are of different sizes, such that the flow cross section in the outflow area is greater than in the inflow area.
  • FIG. 1 shows a partial region of a fuel injector for an internal combustion engine in a longitudinal section using a nozzle needle according to the prior art and Fig. 2
  • Fig. 1 is the combustion chamber of an internal combustion engine, not shown, lower end portion of a fuel! shown in the ejector 10, as it is known from the prior art.
  • the fuel injector 10 has a housing 1 1, which carries at its end facing the combustion chamber, a nozzle body 12 which is axially clamped by means of a nozzle retaining nut, not shown, with the housing 1 1.
  • a recess 13 is formed, in which a nozzle needle 1 in the direction of the double arrow 14 up and is movably guided.
  • the nozzle needle 1 is formed in FIG. 1 according to the prior art.
  • the nozzle body 12 has, at the end facing the combustion chamber of the internal combustion engine, a plurality of injection openings 15, via which fuel discharged under high pressure, in particular under rail pressure, is discharged into the combustion chamber of the internal combustion engine. This takes place in a raised position of the nozzle needle 1, in which it lifts off from its sealing seat formed between the inner wall of the nozzle body 12 and the nozzle needle tip, as shown in FIG.
  • the nozzle needle 1 has a plurality of diameter ranges.
  • two cylindrical regions 17 and 18 with approximately the same diameter are provided, between which there is a cylindrical region 19 with a larger diameter than the regions 17 and 18.
  • the diameter of the region 19 is in particular adapted to the inner diameter of the nozzle body 12 in order to allow a guidance of the nozzle needle 1 in the nozzle body 12.
  • Area 19 a plurality of flats formed by contours 21, which are preferably arranged at uniform angular intervals to each other, and extending in the longitudinal direction of the region 19.
  • the in the housing 1 1, the high-pressure chamber 20 forming recess 23 is bounded on the side facing away from the spray openings 15 side of a throttle plate 25, on the underside, an annular spring plate 26 is supported.
  • the spring plate 26 facing end portion 27 of the nozzle needle 1 dips into the opening of the spring plate 26 a. Between the top of the end portion 27 of the nozzle needle 1 and the spring plate 26 and the throttle plate 25 is a with
  • Fuel-filled control chamber 28 is formed, the pressure for controlling the upward and downward movement of the nozzle needle 1, as is known per se, is variable. Between the underside of the spring plate 26 and a diameter step 29 of the nozzle needle 1, a compression spring 30 is supported, which acts on the nozzle needle 1 in the direction of its sealing seat with spring force, so that it is prevented that fuel is discharged uncontrollably through the spray openings 15 into the combustion chamber.
  • the throttle plate 25 has, in particular, two through bores 31, 32, of which one is a through-bore 32, beyond which it is stationary under rail pressure
  • a first nozzle needle 100 according to the invention is shown, as it can be used in the fuel injector 10 instead of the nozzle needle 1.
  • the nozzle needle 100 has two axially spaced-apart guide regions 35, 36, of which the one guide region 35, which is located on the side facing away from the spray openings 15, has a greater length than the second guide region 36.
  • the two guide portions 35, 36 are respectively cylindrically shaped and have on their outer circumference in each case a plurality, for example three or four flats 37, 38, which are preferably arranged at uniform angular intervals from one another.
  • the flats 37, 38 are arranged in their angular position in alignment with each other, and in particular formed by a grinding process. Between the two, with the exception of the flats 37, 38 cylindrical guide portions 35, 36, it is provided according to the invention that a cylindrical portion 39 is formed, the diameter of which, for example, is approximately as large as the nozzle needle sections 41, 42, located on the the guide areas 35, 36 facing away from the area 39 are located.
  • nozzle needle 100 When used in the fuel injector 10 nozzle needle 100 thus has the cylindrical portion 39 has a larger passage cross-section for fuel than the two guide portions 35, 36, in which the flow of fuel substantially exclusively in the region of the flats 37, 38 takes place, if a radial Disregard guide game between the guide portions 35, 36 and the wall of the nozzle body 12.
  • the over the guide portions 35, 36 enlarged flow cross section in the area 39 for the fuel is over the entire axial extent or in the longitudinal direction of the
  • Area 39 formed, that is, at each point of the area 39, viewed in the longitudinal direction, the flow area is greater than in the guide portions 35, 36th
  • the nozzle needle 100a shown in FIG. 3 differs from the nozzle needle 100 according to FIG. 2 in that the cylindrical area 39a has a larger diameter than the area 39, so that a remainder of a distance Flattening 43 can be seen, which is created by the fact that when forming the flats 37a, 38a was processed by means of a grinding tool, the entire length range between the flats 37a and 38a. Also in the case of the nozzle needle 100a, the region 39a has a larger flow cross-section over the entire length than in the region of the flats 37a, 38a.
  • the nozzle needle 100b shown in FIG. 4 differs from the nozzle needle 100 according to FIG. 2 on the one hand in that a web-shaped circumferential region 44 is formed in the nozzle needle section 42b, which in particular corresponds to the axial contact of the device shown in FIG can serve 30 shown.
  • the flats 37b, 38b are arranged offset to one another at the nozzle needle 100b in their angular position. It is preferably provided that the angular offset between the flats 37b, 38b 36072 ⁇ , where n is the number of flats 37b, 38b means.
  • the nozzle needle 100b has a different number of flats 37b, 38b. This may inter alia result in that the flow cross section for fuel in the region of the flats 37b, 38b is different, wherein it is preferably provided that the flow cross section of the spray openings 15 facing flats 38b is greater than the flow cross section in the region of the flats 37b.
  • jet needles 100, 100a and 100b described so far can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. This is to form between the guide portions 35, 36 of a nozzle needle 100, 100a, 100b, a region 39, 39a, the flow cross-section for fuel is greater than the flow area in the region of the guide portions 35, 36, wherein the region 39, 39a in the longitudinal direction Nozzle needle 100, 100a, 100b seen at least at one point is provided throughout with the enlarged flow cross-section.

Landscapes

  • 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 (10) für Brennkraftmaschinen, mit einer in einem Gehäuse (11) axial verschiebbar angeordneten Düsennadel (100; 100a; 100b), die zwei axial voneinander beabstandete Führungsbereiche (35; 35b, 36; 36b) aufweist, wobei im Bereich der Führungsbereiche (35; 35b, 36; 36b) durch Abflachungen (37; 37a; 37b, 38; 38a; 38b) ausgebildete Durchlässe für unter Hochdruck stehenden Kraftstoff aus Richtung eines Kraftstoffzuströmbereichs (32) in Richtung von Spritzöffnungen (15) im Gehäuse (11) ausgebildet sind, und wobei zwischen den Führungsbereichen (35; 35b, 36; 36b) die Düsennadel (100; 100a; 100b) einen Bereich (39; 39a) mit gegenüber den Führungsbereichen (35; 35b, 36; 36b) verkleinerter Querschnittsfläche aufweist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Bereich (39; 39a), in Längsrichtung der (100; 100a; 100b) betrachtet, zwischen den beiden Führungsbereichen (35; 35b, 36; 36b) an wenigstens einer Stelle durchgängig mit der verkleinerten Querschnittsfläche ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine
Stand der Technik Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Kraftstoff! njektor ist aus der DE 10 2009 000 206 A1 der Anmelderin bekannt. Bei dem bekannten Kraftstoffinjektor sind an dessen Düsennadel zwei axial voneinander beabstandete Führungsbereiche vorgesehen, die durch
Abflachungen in Form von Anschliffen einen Durchfluss von Kraftstoff zwischen der Düsennadel und dem Gehäuse in Richtung zu dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeordneten Spritzöffnungen ermöglichen. Zwischen den beiden Führungsbereichen ist auf der den Spritzöffnungen zugewandten Seite ein zy- lindrischer Bereich angeordnet, an dem sich in Richtung des den Spritzöffnungen abgewandten Führungsbereichs der Düsennadel ein Abschnitt mit mehreren radial umlaufenden Nuten anschließt, die zusammen mit den die Nuten begrenzenden Stegen als Ringspaltdrosselelemente ausgebildet sind. Da eine Düsennadel im Ventilgehäuse üblicherweise nicht drehfixiert ist, hat eine unterschiedliche Winkellage der Abflachungen der Führungen und der Nadelführung, bezogen auf den seitlich in den Hochdruckbereich einmündenden Hochdruckzulauf, eine leicht unterschiedliche Drosselung an diesen Durchlässen bzw. Abflachungen zur Folge. Des Weiteren kann auch die Strömung unterhalb der Führung eine durch die Anschliffe induzierte Umfangswinkelabhängigkeit aufweisen. Dabei können Maxima und Minima der Strömungsgeschwindigkeit, bezogen auf die Spritzlöcher, vom Drehwinkel der Düsennadel abhängen. Im Betrieb eines derartigen Kraftstoffinjektors hat man herausgefunden, dass sich die Düsennadel langsam dreht, ausgelöst durch die Torsionsbewegung der Düsenfeder, die die Düsennadel in Richtung des Dichtsitzes bewegt. Dies bedeutet, dass die unterschiedlichen Winkellagen der Düsennadel zu unterschiedlichen Öffnungsund Schließgeschwindigkeiten der Düsennadel mit daraus folgend unterschiedli- Λ
chen Spritzdauern und somit auch zu unterschiedlichen Einspritzmengen führen. Das Drehen der Düsennadel hat somit eine Variation der Einspritzmenge zur Folge. Die zugehörige Schwankungsbreite ist umso höher, wie größer der Druck des Kraftstoffs, und je größer die Spritzdauer ist. Es wäre nun zwar denkbar, durch eine Drehfixierung der Düsennadel diese Mengenschwankungen zu vermeiden, eine derartige Maßnahme verkompliziert jedoch den Aufbau der Düsennadel bzw. des Kraftstoffinjektors und führt daher zu nennenswerten Zusatzkos- ten.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Schwankungsbreite der Durchflussmengen bzw. Einspritzmengen trotz einer Drehung der Düsennadel relativ gering ist. Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Bereich der Düsennadel, der gegenüber den Führungsbereichen einen verkleinerten Querschnitt aufweist, in Längsrichtung betrachtet zwischen den beiden Führungsbereichen an wenigstens einer Stelle durchgängig mit dem verkleinerten Querschnitt ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich insbesondere ein vergrößerter Strömungsquerschnitt in Längs- bzw. Durchflussrichtung des Kraftstoffinjektors bzw. der Düsennadel zwischen den Führungsbereichen, der die Einflüsse der Schwankungsbreiten durch die geometrische Ausbildung der Abflachungen reduziert.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors für eine Brennkraftmaschine sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmale.
In einer konstruktiv besonders bevorzugten Ausgestaltung des im Querschnitt reduzierten Bereichs zwischen den Führungsbereichen wird vorgeschlagen, den Bereich durchgängig zylindrisch auszubilden. Dadurch kann dieser beispielsweise durch einen Schleifvorgang sehr einfach und genau hergestellt werden. Will man den im Querschnitt verkleinerten Bereich hinsichtlich des Durchflussquerschnittes nicht zu sehr reduzieren, kann es auch vorgesehen sein, dass sich in Längsrichtung des Bereichs wenigstens ein in der Höhe reduzierter Restbereich einer Abflachung erstreckt. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die gesamten Abflachungen an den Führungsbereichen beim Herstellen der Düsennadel fertigungstechnisch vorteilhaft über eine Teillänge der Düsennadel ausgebildet werden, und dass anschließend zwischen den beiden Führungsbereichen eine örtlich begrenzte Durchmesserreduzierung, beispielsweise durch einen Schleifvorgang, vorgesehen wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Abflachungen in ihrer Winkellage versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch kann beispielsweise, je nach geometrischer Ausbildung, eine Querströmung erzeugt werden, die der angesprochenen Drehung der Düsennadel entgegenwirkt.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Versatz zwischen den Abflachungen 36072 n beträgt, wobei n die Anzahl der Abflachungen ist.
Alternativ oder zusätzlich zu den angesprochenen Ausbildungen kann es vorgesehen sein, dass die Querschnitte der Durchlässe im Zulauf- und im Ablaufbereich unterschiedlich groß sind, derart, dass der Durchflussquerschnitt im Abströmbereich größer ist als im Zuströmbereich.
Auch kann es vorgesehen sein, dass die Anzahl der Abflachungen in beiden Führungsbereichen unterschiedlich groß ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in:
Fig. 1 einen Teilbereich eines Kraftstoffinjektors für eine Brennkraftmaschine in einem Längsschnitt unter Verwendung einer Düsennadel gemäß dem Stand der Technik und Fig. 2
bis
Fig. 4 jeweils Seitenansichten auf unterschiedliche Varianten von Düsennadeln, wie sie bei einem erfindungsgemäßen Kraftstoff! njektor eingesetzt werden.
Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen. In der Fig. 1 ist der dem Brennraum einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine zugewandte, untere Endbereich eines Kraftstoff! njektors 10 dargestellt, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Kraftstoffinjektor 10 weist ein Gehäuse 1 1 auf, das an seinem dem Brennraum zugewandten Ende einen Düsenkörper 12 trägt, der mittels einer nicht dargestellten Düsenspannmutter mit dem Gehäuse 1 1 axial verspannt ist. Innerhalb des Gehäuses 1 1 bzw. des Düsenkörpers 12 ist eine Ausnehmung 13 ausgebildet, in der eine Düsennadel 1 in Richtung des Doppelpfeils 14 auf- und abbeweglich geführt ist. Hierbei ist die Düsennadel 1 in der Fig. 1 entsprechend dem Stand der Technik ausgebildet. Der Düsenkörper 12 weist an dem dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Ende mehrere Spritzöffnungen 15 auf, über die unter Hochdruck, insbesondere unter Raildruck stehender Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine abgegeben wird. Dies erfolgt in einer angehobenen Position der Düsennadel 1 , bei der diese von ihrem zwischen der Innenwand des Düsenkör- pers 12 und der Düsennadelspitze ausgebildeten Dichtsitz abhebt, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist.
Die Düsennadel 1 weist mehrere Durchmesserbereiche auf. So sind neben der kegelförmigen Düsennadelspitze 16 insbesondere zwei zylindrische Bereiche 17 und 18 mit etwa gleichem Durchmesser vorgesehen, zwischen denen sich ein zylindrischer Bereich 19 mit einem größeren Durchmesser als die Bereiche 17 und 18 befindet. Der Durchmesser des Bereichs 19 ist insbesondere dem Innendurchmesser des Düsenkörpers 12 angepasst, um eine Führung der Düsennadel 1 im Düsenkörper 12 zu ermöglichen. Um ein Durchströmen bzw. Abströmen aus dem oberhalb des Bereichs 19 in einem Hochdruckraum 20 befindlichen Kraftstoffs in Richtung der Spritzöffnungen 15 zu ermöglichen, weist der der Führung der Düsennadel 1 in dem Gehäuse 1 1 bzw. in dem Düsenkörper 12 dienende _.
Bereich 19 mehrere, durch Anschliffe ausgebildete Abflachungen 21 auf, die bevorzugt in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnet sind, und die sich in Längsrichtung des Bereichs 19 erstrecken. Die im Gehäuse 1 1 den Hochdruckraum 20 ausbildende Ausnehmung 23 wird auf der den Spritzöffnungen 15 abgewandten Seite von einer Drosselplatte 25 begrenzt, an deren Unterseite sich ein ringförmiger Federteller 26 abstützt. Der dem Federteller 26 zugewandte Endbereich 27 der Düsennadel 1 taucht in die Öffnung des Federtellers 26 ein. Zwischen der Oberseite des Endbereichs 27 der Düsennadel 1 sowie dem Federteller 26 und der Drosselplatte 25 ist ein mit
Kraftstoff befüllter Steuerraum 28 ausgebildet, dessen Druck zur Steuerung der Auf- und Abwärtsbewegung der Düsennadel 1 , wie an sich bekannt, veränderbar ist. Zwischen der Unterseite des Federtellers 26 und einer Durchmesserstufe 29 der Düsennadel 1 stützt sich eine Druckfeder 30 ab, die die Düsennadel 1 in Richtung ihres Dichtsitzes mit Federkraft beaufschlagt, so dass verhindert wird, dass Kraftstoff unkontrolliert über die Spritzöffnungen 15 in den Brennraum abgegeben wird.
Die Drosselplatte 25 weist insbesondere zwei Durchgangsbohrungen 31 , 32 auf, von denen die eine Durchgangsbohrung 32, über die unter Raildruck stehender
Kraftstoff in den Hochdruckraum 20 einströmt, schräg in den Hochdruckraum 20 mündet.
Die Funktionsweise des Kraftstoff! njektors 10 ist an sich bekannt, und wird daher nur kurz wie folgt erläutert: Zum Abgeben von Kraftstoff in den Brennraum der
Brennkraftmaschine muss die Düsennadel 1 von ihrem Dichtsitz abheben, gegen den sie von der Druckfeder 30 in Verbindung mit dem im Steuerraum 28 herrschenden hydraulischen Druck gedrückt wird. Dazu ist es erforderlich, dass der Druck im Steuerraum 28 derart reduziert wird, dass die auf die Düsennadel 1 wirkenden hydraulischen Öffnungskräfte die als Schließkraft wirkende Federkraft der Druckfeder 30 überwinden. Sobald dies erfolgt, hebt die Düsennadel 1 von ihrem Dichtsitz ab, so dass Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 20 über den Bereich 19 der Düsennadel 1 mit den Abflachungen 21 in den unteren Bereich der Düsennadel 1 gelangt, und von dort über die Spritzöffnungen 15 in den Brenn- räum der Brennkraftmaschine ausströmen kann. Zum Schließen der Düsennadel
1 bzw. zum Stoppen des Einspritzvorgangs ist es erforderlich, den Druck im Steuerraum 28 wieder zu erhöhen, so dass dieser, zusammen mit der Federkraft der Druckfeder 30, für eine Abwärtsbewegung der Düsennadel 1 sorgt, so dass diese auf ihrem Dichtsitz dichtend aufliegt.
In der Fig. 2 ist eine erste erfindungsgemäße Düsennadel 100 dargestellt, wie sie bei dem Kraftstoffinjektor 10 anstelle der Düsennadel 1 verwendet werden kann. Die Düsennadel 100 weist zwei axial voneinander beabstandete Führungsbereiche 35, 36 auf, von denen der eine Führungsbereich 35, der sich auf der den Spritzöffnungen 15 abgewandten Seite befindet, eine größere Länge aufweist als der zweite Führungsbereich 36. Die beiden Führungsbereiche 35, 36 sind jeweils zylindrisch ausgebildet und weisen an ihrem Außenumfang jeweils mehrere, beispielsweise drei oder vier Abflachungen 37, 38 auf, die bevorzugt in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnet sind.
Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Abflachungen 37, 38 in ihrer Winkellage fluchtend zueinander angeordnet, und insbesondere durch einen Schleifvorgang ausgebildet. Zwischen den beiden, mit Ausnahme der Abflachungen 37, 38 zylindrischen Führungsbereichen 35, 36 ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein zylindrischer Bereich 39 ausgebildet ist, dessen Durchmesser beispielhaft in etwa so groß ist wie die Düsennadelab- schnitte 41 , 42, die sich auf der den Führungsbereichen 35, 36 abgewandten Seite des Bereichs 39 befinden.
Bei in dem Kraftstoffinjektor 10 eingesetzter Düsennadel 100 weist somit der zylindrische Bereich 39 einen größeren Durchschlussquerschnitt für Kraftstoff auf als die beiden Führungsbereiche 35, 36, bei denen das Durchströmen des Kraftstoffs im Wesentlichen ausschließlich im Bereich der Abflachungen 37, 38 erfolgt, falls man ein radiales Führungsspiel zwischen den Führungsbereichen 35, 36 und der Wand des Düsenkörpers 12 außer Acht lässt. Der gegenüber den Führungsbereichen 35, 36 vergrößerte Durchflussquerschnitt im Bereich 39 für den Kraftstoff ist über die gesamte axiale Erstreckung bzw. in Längsrichtung des
Bereichs 39 ausgebildet, das heißt, dass an jeder Stelle des Bereichs 39, in Längsrichtung betrachtet, der Durchflussquerschnitt größer ist als in den Führungsbereichen 35, 36.
Die in der Fig. 3 dargestellte Düsennadel 100a unterscheidet sich von der Düsennadel 100 gemäß der Fig. 2 dadurch, dass der zylindrische Bereich 39a einen größeren Durchmesser aufweist als der Bereich 39, so dass ein Rest einer Ab- flachung 43 erkennbar ist, der dadurch entstanden ist, dass beim Ausbilden der Abflachungen 37a, 38a mittels eines Schleifwerkzeugs der gesamt Längenbereich zwischen den Abflachungen 37a und 38a bearbeitet wurde. Auch bei der Düsennadel 100a weist der Bereich 39a über die gesamte Länge einen größeren Durchflussquerschnitt auf als in dem Bereich der Abflachungen 37a, 38a.
Die in der Fig. 4 dargestellte Düsennadel 100b unterscheidet sich von der Düsennadel 100 gemäß der Fig. 2 zum einen dadurch, dass in dem Düsennadelab- schnitt 42b ein stegförmig umlaufender Bereich 44 ausgebildet ist, der insbesondere der axialen Anlage der in der Fig. 1 dargestellten Druckfeder 30 dienen kann. Darüber hinaus sind die Abflachungen 37b, 38b an der Düsennadel 100b in ihrer Winkellage versetzt zueinander angeordnet. Bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass der Winkelversatz zwischen den Abflachungen 37b, 38b 36072η beträgt, wobei n die Anzahl der Abflachungen 37b, 38b bedeutet. Weiterhin ist die axiale Erstreckung der beiden Führungsbereiche 35b, 36b, im Gegensatz zu den Düsennadeln 100, 100a, gleich groß.
Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die Düsennadel 100b eine unterschiedliche Anzahl von Abflachungen 37b, 38b aufweist. Dies kann unter anderem zur Folge haben, dass der Durchflussquerschnitt für Kraftstoff im Bereich der Abflachungen 37b, 38b unterschiedlich ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der Durchflussquerschnitt der den Spritzöffnungen 15 zugewandten Abflachungen 38b größer ist als der Durchflussquerschnitt im Bereich der Abflachungen 37b.
Die soweit beschriebenen Düsennadeln 100, 100a und 100b können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht darin, zwischen den Führungsbereichen 35, 36 einer Düsennadel 100, 100a, 100b einen Bereich 39, 39a auszubilden, dessen Durchflussquerschnitt für Kraftstoff größer ist als der Durchflussquerschnitt im Bereich der Führungsbereiche 35, 36, wobei der Bereich 39, 39a in Längsrichtung der Düsennadel 100, 100a, 100b betrachtet zumindest an einer Stelle durchgängig mit dem vergrößerten Strömungsquerschnitt versehen ist.

Claims

Ansprüche
Kraftstoffinjektor (10) für Brennkraftmaschinen, mit einer in einem Gehäuse (1 1 ) axial verschiebbar angeordneten Düsennadel (100; 100a; 100b), die zwei axial voneinander beabstandete Führungsbereiche (35; 35b, 36; 36b) aufweist, wobei im Bereich der Führungsbereiche (35; 35b, 36; 36b) durch Abflachungen (37; 37a; 37b, 38; 38a; 38b) ausgebildete Durchlässe für unter Hochdruck stehenden Kraftstoff aus Richtung eines Kraftstoffzuströmbereichs (32) in Richtung von Spritzöffnungen (15) im Gehäuse (1 1 ) ausgebildet sind, und wobei zwischen den Führungsbereichen (35; 35b, 36; 36b) die Düsennadel (100; 100a; 100b) einen Bereich (39; 39a) mit gegenüber den Führungsbereichen (35; 35b, 36; 36b) verkleinerter Querschnittsfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (39; 39a), in Längsrichtung der Düsennadel (100; 100a; 100b) betrachtet, zwischen den beiden Führungsbereichen (35; 35b, 36; 36b) an wenigstens einer Stelle durchgängig mit der verkleinerten Querschnittsfläche ausgebildet ist.
2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bereich (39) durchgängig zylindrisch ausgebildet ist.
3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich in Längsrichtung des Bereichs (39a) wenigstens ein in der Höhe reduzierter Rest einer Abflachung (43) erstreckt.
4. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass axial beabstandet zum einen Führungsbereich (35b) ein flanschformig umlaufender Steg (44) an der Düsennadel (100b) angeordnet ist.
5. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abflachungen (37a, 38a) in ihrer Winkellage versetzt zueinander angeordnet sind.
6. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Versatz zwischen den Abflachungen (37a, 38a) 36072η beträgt, wobei n die Anzahl der Abflachungen (37a, 38a) ist.
7. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass drei oder vier, in jeweils gleich großen Winkelabständen zueinander angeordnete Abflachungen (37; 37a; 37b, 38; 38a; 38b) vorgesehen sind.
8. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Durchflussquerschnitte für Kraftstoff im Bereich der Abflachungen (37; 37a; 37b, 38; 38a; 38b) im Zulauf- und im Ablaufbereich unterschiedlich groß sind, derart, dass der Durchflussquerschnitt der dem Abströmbereich zugeordneten Abflachungen (37; 37a; 37b) größer ist als die dem Zuströmbereich zugeordneten Abflachungen (38; 38a; 38b).
9. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzahl der Abflachungen (37; 37a; 37b, 38; 38a; 38b) an den beiden Führungsbereichen (35; 35b, 36; 36b) unterschiedlich groß ist.
10. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieser Bestandteil eines Kraftstoffsystems einer selbstzündenden Brennkraftmaschine ist.
EP12723689.1A 2011-06-14 2012-05-25 Kraftstoffinjektor für eine brennkraftmaschine Withdrawn EP2721283A1 (de)

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