EP2807367B1 - Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine Download PDF

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EP2807367B1
EP2807367B1 EP13710897.3A EP13710897A EP2807367B1 EP 2807367 B1 EP2807367 B1 EP 2807367B1 EP 13710897 A EP13710897 A EP 13710897A EP 2807367 B1 EP2807367 B1 EP 2807367B1
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EP
European Patent Office
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section
pressure
bore
throttle
nozzle
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EP13710897.3A
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EP2807367A1 (de
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Johannes Schnedt
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • 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
    • F02M55/008—Arrangement of fuel passages inside of injectors
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/31—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • F02M2200/315—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/40—Fuel-injection apparatus with fuel accumulators, e.g. a fuel injector having an integrated fuel accumulator

Definitions

  • the invention relates to a device for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine having at least one injector, which includes a high-pressure accumulator integrated in the injector body, an injection nozzle which comprises an axially displaceable nozzle needle, which is surrounded by a nozzle chamber, a high-pressure accumulator with the injection nozzle connecting high-pressure bore and a parallel to the high-pressure bore resonator bore comprises, which communicates with the injection nozzle and is connected via a resonator in the high-pressure accumulator.
  • Injection injectors of this type are used in modular common rail systems, which are characterized in that a part of the existing storage volume in the system is present in the injector itself.
  • Modular common-rail systems are used in particularly large engines, in which the individual injectors may be mounted at a considerable distance from each other.
  • the sole use of a common rail for all injectors is not useful in such engines, as it would come to a massive slump in injection pressure due to the long lines during injection, so with prolonged injection duration, the injection rate would noticeably break.
  • it is therefore intended to arrange a high-pressure accumulator inside each injector.
  • Such a design is referred to as a modular structure, since each injector has its own high-pressure accumulator and thus can be used as a stand-alone module.
  • a high-pressure accumulator Under a high-pressure accumulator is not an ordinary line to understand, but it is at a High-pressure accumulator to a pressure-resistant vessel with an inlet and outlet, whose diameter is significantly increased compared to the high pressure lines, so that from the high-pressure accumulator a certain amount of injection can be delivered without causing an immediate pressure drop.
  • WO 2007/143768 A1 One way of reducing pressure pulsations is the WO 2007/143768 A1 can be seen, wherein a parallel to the high-pressure line between the injection nozzle and high-pressure accumulator switched resonator is provided, the high-pressure accumulator side has a resonator.
  • the resonator throttle is preferably arranged at the inlet of the resonator line into the high-pressure accumulator.
  • said resonator system is able to accelerate the decay of the pressure oscillations, the first pressure peak which occurs immediately upon closing of the injection nozzle can not be lowered thereby.
  • the invention therefore aims to lower as effectively as possible the first pressure peak occurring directly upon closing of the injection nozzle.
  • the invention essentially provides, proceeding from a device of the type initially mentioned, that the high-pressure bore comprises a first section adjoining the high-pressure accumulator and a second section opening into the injector, wherein the first section has a larger flow cross-section than the second section.
  • first and second portions directly adjoin one another.
  • the transition from the larger flow cross section of the first section to the smaller flow cross section of the second section can take place here continuously or stepwise.
  • the edge formed at the transition is preferably rounded.
  • both the first and the second section has a circular flow cross-section.
  • the first section of the high-pressure bore formed with a larger flow cross-section is formed as long as possible and thus brought as close as possible to the injection nozzle.
  • a preferred development in this context provides that the length of the first section corresponds to at least twice, preferably at least three times, the length of the second section.
  • An optimization of the effect achieved by the construction according to the invention can also be achieved by selecting the flow cross section of the first section as large as possible in relation to the flow cross section of the second section.
  • a preferred embodiment provides that the flow cross section of the first section corresponds to at least 1.5 times, preferably at least twice, preferably at least three times, more preferably at least four times, the flow cross section of the second section.
  • the inventive design is particularly advantageous for injectors to bear, in which the nozzle needle for controlling its opening and closing movement of the prevailing in a fuel-pressurized control chamber pressure in the axial direction can be acted upon, wherein the control chamber with an inlet throttle having inlet channel and a drain passage having flow channel is in communication and at least one inlet or outlet channel opening or closing control valve is provided with which the pressure in the control chamber is controlled, that the inlet throttle and the outlet throttle are formed in a throttle plate that the control valve in a valve plate is formed and that the high-pressure bore and the resonator bore to pass through the valve plate and the throttle plate.
  • the injector is usually designed such that an injector and / or holding body accommodating the high-pressure accumulator, the valve plate, the throttle plate and the injection nozzle are held together by a nozzle retaining nut.
  • the high-pressure bore and the resonator bore extend through the holding body, the valve plate and the throttle plate and thereby connect the high-pressure accumulator with the injection nozzle.
  • the section of the high-pressure bore passing through the throttle plate and the valve plate it is particularly advantageous in the context of the invention for the section of the high-pressure bore passing through the throttle plate and the valve plate to form the second section thereof or a part of the second section.
  • the flow cross-section is limited by design, since the resonator bore and the high-pressure bore on the valve assembly and the drain and possibly inlet throttle must be passed.
  • the first section of the high-pressure bore is preferably formed in a holding body. which is arranged between the high-pressure accumulator and the valve plate.
  • the transition from the first section into the second section of the high-pressure bore can be arranged, for example, at the transition of the holding body to the valve plate.
  • a preferred development provides that the transition from the first section to the second section of the high-pressure bore is arranged in the holding body. At the transition from the holding body in the valve plate in this case, only the smaller cross section of the second section is sealed.
  • the resonator throttle is arranged at the inlet of the resonator bore in the high-pressure accumulator.
  • the length of the resonator bore is preferably matched to the length of the high-pressure bore so that the pressure oscillations induced by the injector are mutually weakened or extinguished.
  • the length of the resonator bore between the injection nozzle and the resonator throttle and the length of the high-pressure line between the injection nozzle and the inlet of the high-pressure bore into the pressure accumulator are each preferably an integer multiple of the wavelength of the pressure oscillation induced by the injection nozzle.
  • the length of the resonator bore between the nozzle front chamber and the resonator throttle preferably corresponds substantially to the length of the high-pressure line between the nozzle front chamber and the inlet of the high-pressure bore into the pressure accumulator.
  • FIG.1 schematically a cross section of an equipped with a high-pressure accumulator injector according to the prior art
  • Fig.2 a schematic representation of the course of the flow cross-section of the high-pressure line between the high-pressure accumulator and injector.
  • an injector 1 having an injector 2, a throttle plate 3, a valve plate 4, a holding body 5 and a high-pressure accumulator 6, wherein a screwed to the holding body 5 nozzle retaining nut 7, the injection nozzle 2, the throttle plate 3 and the valve plate 4 together.
  • the solenoid valve 13 is closed, so that high-pressure fuel from the high-pressure accumulator 6 via the high-pressure line 8, the cross-connection 9 and the inlet throttle 10 flows into the control chamber 11 of the injection nozzle 2, the outflow from the control chamber 11 via the outlet throttle 12 but at the valve seat of the solenoid valve 13 is blocked.
  • the voltage applied in the control chamber 11 system pressure presses together with the force of the nozzle spring 14, the nozzle needle 15 in the nozzle needle seat 16, so that the injection holes 17 are closed. If the solenoid valve 13 is actuated, it releases the flow through the solenoid valve seat, and fuel flows from the control chamber 11 through the outlet throttle 12, the solenoid valve armature chamber and the low-pressure bore 18 back into the fuel tank, not shown. It turns through the flow cross sections of inlet throttle 10 and outlet throttle 12 defined equilibrium pressure in the control chamber 11, which is so low that the voltage applied in the nozzle chamber 19 system pressure is able to open the nozzle body longitudinally displaceable guided nozzle needle 15 so that the injection holes 17 are released and an injection takes place.
  • a resonator is used. This consists of a resonator 20, which has the same length and the same diameter as the high-pressure line 8, and a resonator 21, which is attached to the memory-side end of the resonator 20 and connects them to the memory 6.
  • the solenoid valve 13 When closing the solenoid valve 13, the pressure pulse generated at the nozzle seat 16 is propagated via the nozzle chamber 19 into the high-pressure line 8 and the resonator line 20.
  • FIG. 2 shows a highly schematic representation of the injector 1, wherein the in Fig. 1 Functional components described in more detail, namely the memory 6, the holding body 5, the valve plate 4, the throttle plate 3 and the injection nozzle 2 are only outlined, without their individual components, as they are based on Fig. 1 described individually.
  • Fig. 1 Functional components described in more detail, namely the memory 6, the holding body 5, the valve plate 4, the throttle plate 3 and the injection nozzle 2 are only outlined, without their individual components, as they are based on Fig. 1 described individually.
  • the high-pressure bore 8 which connects the high-pressure accumulator 6 with the injection nozzle 2 in a first portion 8 'has a larger diameter compared to the prior art, namely a significantly larger diameter than in a second portion 8 "
  • the transition between the first section 8 'and the second section 8 " is designated by 22 and is arranged in the holding body 5.
  • the high-pressure bore has a relation to the prior art unaltered cross section, and in particular the same diameter as the resonator 20th

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Injektor, der einen im Injektorkörper integrierten Hochdruckspeicher, eine Einspritzdüse, die eine axial verschieblich geführte Düsennadel umfasst, die von einem Düsenraum umgeben ist, eine den Hochdruckspeicher mit der Einspritzdüse verbindende Hochdruckbohrung und eine parallel zur Hochdruckbohrung geschaltene Resonatorbohrung umfasst, die mit der Einspritzdüse in Verbindung steht und über eine Resonatordrossel in den Hochdruckspeicher mündet.
  • Einspritzinjektoren dieser Art werden in modularen Common-Rail-Systemen verwendet, die dadurch gekennzeichnet sind, dass ein Teil des im System vorhandenen Speichervolumens im Injektor selbst vorhanden ist. Modulare Common-Rail-Systeme kommen bei besonders großen Motoren zum Einsatz, bei welchen die einzelnen Injektoren unter Umständen in erheblichem Abstand voneinander angebracht sind. Die alleinige Verwendung eines gemeinsamen Rails für alle Injektoren ist bei solchen Motoren nicht sinnvoll, da es aufgrund der langen Leitungen während der Einspritzung zu einem massiven Einbruch im Einspritzdruck kommen würde, sodass bei längerer Spritzdauer die Einspritzrate merklich einbrechen würde. Bei solchen Motoren ist es daher vorgesehen, einen Hochdruckspeicher im Inneren eines jeden Injektors anzuordnen. Eine solche Bauweise wird als modularer Aufbau bezeichnet, da jeder einzelne Injektor über seinen eigenen Hochdruckspeicher verfügt und somit als eigenständiges Modul eingesetzt werden kann. Unter einem Hochdruckspeicher ist hierbei nicht eine gewöhnliche Leitung zu verstehen, sondern es handelt sich bei einem Hochdruckspeicher um ein druckfestes Gefäß mit einer Zu- bzw. Ableitung, dessen Durchmesser im Vergleich zu den Hochdruckleitungen deutlich vergrößert ist, damit aus dem Hochdruckspeicher eine gewisse Einspritzmenge abgegeben werden kann, ohne dass es zu einem sofortigen Druckabfall kommt.
  • In einem Common-Rail-System werden elektronisch gesteuerte Einspritzinjektoren zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Motorbrennraum verwendet. Die in diesen Injektoren verwendeten Servoventile bewirken ein sehr schnelles Schließen der Einspritzdüse. Beim Schließen der Einspritzdüse läuft der Kraftstoff gegen ein geschlossenes Leitungsende, wobei auf Grund der Trägheit des Kraftstoffes der Druck vor der Einspritzdüse deutlich ansteigt. Diese Druckspitze läuft in der Folge in der Hochdruckbohrung zwischen Einspritzdüse und dem Hochdruckspeicher hin und her, wobei am Düsensitz starke Druckpulsationen entstehen, die hier zu starkem Verschleiß führen. Die dabei auftretenden Druckspitzen liegen in ungünstigen Fällen um bis zu 500 bar über dem Raildruck.
  • Diese Druckschwingungen führen bei schnell aufeinander folgenden Einspritzvorgängen überdies zu starken Schwankungen der Einspritzrate. Wird zum Beispiel durch eine Voreinspritzung eine Druckschwingung am Düsensitz induziert, so ist bei konstanter Öffnungszeit der Düsennadel für die zweite, nachfolgende Einspritzung die eingespritzte Menge davon abhängig, ob die zweite Einspritzung eher in einem Maximum oder in einem Minimum der Druckschwingung erfolgt ist. Eine möglichst geringe Druckschwingung an der Einspritzdüse in allen Betriebszuständen des hydraulischen Systems ist daher erstrebenswert.
  • Eine Möglichkeit der Reduktion von Druckpulsationen ist der WO 2007/143768 A1 zu entnehmen, wobei eine parallel zur Hochdruckleitung zwischen Einspritzdüse und Hochdruckspeicher geschaltene Resonatorleitung vorgesehen ist, die hochdruckspeicherseitig eine Resonatordrossel aufweist. Bevorzugt ist die Resonatordrossel am Eintritt der Resonatorleitung in den Hochdruckspeicher angeordnet.
  • Die aus der WO 2007/143768 A1 bekannte Ausbildung sieht somit vor, dass die Hochdruckleitung in zwei voneinander unabhängige Bereiche geteilt wird, von denen einer mit einer Drossel ausgestattet ist, sodass die Druckschwingungen, die am Düsensitz entstehen, in beiden Bereichen unterschiedlich reflektiert werden und sich die reflektierten Schwingungen aufgrund ihres Phasenversatzes nahezu auslöschen.
  • Das genannte Resonatorsystem ist zwar in der Lage, das Abklingen der Druckschwingungen zu beschleunigen, die erste, unmittelbar beim Schließen der Einspritzdüse auftretende Druckspitze kann dadurch aber nicht abgesenkt werden.
  • Die Erfindung zielt daher darauf ab, auch die erste, unmittelbar beim Schließen der Einspritzdüse auftretende Druckspitze möglichst wirksam abzusenken.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art im Wesentlichen vor, dass die Hochdruckbohrung einen ersten, an den Hochdruckspeicher anschließenden Abschnitt und einen zweiten, in die Einspritzdüse mündenden Abschnitt umfasst, wobei der erste Abschnitt einen größeren Durchflussquerschnitt aufweist als der zweite Abschnitt. Durch diese einfache Maßnahme wird erreicht, dass die gegen die geschlossene Einspritzdüse auflaufende Flüssigkeitssäule reduziert und damit die entsprechende Druckspitze abgesenkt wird.
  • Bevorzugt schließen der erste und der zweite Abschnitt unmittelbar aneinander an. Der Übergang vom größeren Durchflussquerschnitt des ersten Abschnitts auf den kleineren Durchflussquerschnitt des zweiten Abschnitts kann hierbei kontinuierlich oder stufenartig erfolgen. Bei einem stufenartigen Übergang ist die am Übergang ausgebildete Kante bevorzugt abgerundet. Bevorzugt weist sowohl der erste als auch der zweite Abschnitt einen kreisrunden Durchflussquerschnitt auf.
  • Zur Maximierung des durch die erfindungsgemäße Ausbildung erreichten Effekts wird der erste, mit größerem Durchflussquerschnitt ausgebildete Abschnitt der Hochdruckbohrung möglichst lange ausgebildet und damit möglichst nahe an die Einspritzdüse herangeführt. Eine bevorzugte Weiterbildung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass die Länge des ersten Abschnitts wenigstens dem Doppelten, bevorzugt wenigstens dem Dreifachen der Länge des zweiten Abschnitts entspricht.
  • Eine Optimierung des durch die erfindungsgemäße Ausbildung erreichten Effekts kann auch dadurch erreicht werden, dass der Durchflussquerschnitt des ersten Abschnitts im Verhältnis zum Durchflussquerschnitt des zweiten Abschnitts möglichst groß gewählt wird. Eine bevorzugte Ausbildung sieht hierbei vor, dass der Durchflussquerschnitt des ersten Abschnitts mindestens dem 1,5-fachen, bevorzugt mindestens dem 2-fachen, bevorzugt mindestens dem 3-fachen, besonders bevorzugt mindestens dem 4-fachen des Durchflussquerschnitts des zweiten Abschnitts entspricht.
  • Die erfindungsgemäße Ausbildung kommt besonders vorteilhaft bei Injektoren zum Tragen, bei denen die Düsennadel zur Steuerung ihrer Öffnungs- und Schließbewegung von dem in einem mit Kraftstoff unter Druck speisbaren Steuerraum herrschenden Druck in axialer Richtung beaufschlagbar ist, wobei der Steuerraum mit einem eine Zulaufdrossel aufweisenden Zulaufkanal und einem eine Ablaufdrossel aufweisenden Ablaufkanal in Verbindung steht und wenigstens ein den Zu- oder Ablaufkanal öffnendes oder schließendes Steuerventil vorgesehen ist, mit dem der Druck im Steuerraum gesteuert wird, dass die Zulaufdrossel und die Ablaufdrossel in einer Drosselplatte ausgebildet sind, dass das Steuerventil in einer Ventilplatte ausgebildet ist und dass die Hochdruckbohrung und die Resonatorbohrung die Ventilplatte und die Drosselplatte durchsetzen. Der Injektor ist hierbei meist so ausgebildet, dass ein den Hochdruckspeicher beherbergender Injektor- und/oder Haltekörper, die Ventilplatte, die Drosselplatte und die Einspritzdüse von einer Düsenspannmutter zusammengehalten werden. Die Hochdruckbohrung und die Resonatorbohrung erstrecken sich dabei durch den Haltekörper, die Ventilplatte und die Drosselplatte und verbinden dadurch den Hochdruckspeicher mit der Einspritzdüse.
  • Bei einem Injektor der oben genannten Art ist es im Rahmen der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der die Drosselplatte und die Ventilplatte durchsetzende Abschnitt der Hochdruckbohrung den zweiten Abschnitt derselben oder einen Teil des zweiten Abschnitts ausbildet. In diesem Abschnitt ist der Durchflussquerschnitt konstruktionsbedingt begrenzt, da die Resonatorbohrung und die Hochdruckbohrung an der Ventilanordnung bzw. der Ablauf- und ggf. Zulaufdrossel vorbeigeführt werden müssen. Der erste Abschnitt der Hochdruckbohrung hingegen ist bevorzugt in einem Haltekörper ausgebildet, der zwischen dem Hochdruckspeicher und der Ventilplatte angeordnet ist.
  • Der Übergang vom ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt der Hochdruckbohrung kann beispielsweise am Übergang des Haltekörpers zur Ventilplatte angeordnet sein. Dies würde allerdings dazu führen, dass an dieser Stelle, an der die Ventilplatte und der Haltekörper dichtend aneinander gepresst sind, ein größerer Querschnitt der Hochdruckbohrung, nämlich der Querschnitt des ersten Abschnitts, abgedichtet werden muss. Um dies zu vermeiden, sieht eine bevorzugte Weiterbildung vor, dass der Übergang vom ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt der Hochdruckbohrung im Haltekörper angeordnet ist. Am Übergang vom Haltekörper in die Ventilplatte ist in diesem Fall nur mehr der kleinere Querschnitt des zweiten Abschnitts abzudichten.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Resonatordrossel am Eintritt der Resonatorbohrung in den Hochdruckspeicher angeordnet ist.
  • Bevorzugt ist die Länge der Resonatorbohrung auf die Länge der Hochdruckbohrung abgestimmt, sodass sich die vom Injektor induzierten Druckschwingungen gegenseitig abschwächen oder auslöschen.
  • Bevorzugt ist die Länge der Resonatorbohrung zwischen der Einspritzdüse und der Resonatordrossel sowie die Länge der Hochdruckleitung zwischen der Einspritzdüse und dem Eintritt der Hochdruckbohrung in den Druckspeicher jeweils ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge der von der Einspritzdüse induzierten Druckschwingung.
  • Bevorzugt entspricht die Länge der Resonatorbohrung zwischen dem Düsenvorraum und der Resonatordrossel im Wesentlichen der Länge der Hochdruckleitung zwischen dem Düsenvorraum und dem Eintritt der Hochdruckbohrung in den Druckspeicher.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen Fig.1 schematisch einen Querschnitt eines mit einem Hochdruckspeicher ausgestatteten Injektors gemäß Stand der Technik und Fig.2 eine schematische Darstellung des Verlaufs des Durchflussquerschnitts der Hochdruckleitung zwischen Hochdruckspeicher und Einspritzdüse.
  • In Fig. 1 ist ein Injektor 1 dargestellt, der eine Einspritzdüse 2, eine Drosselplatte 3, eine Ventilplatte 4, einen Haltekörper 5 und einen Hochdruckspeicher 6 aufweist, wobei eine mit dem Haltekörper 5 verschraubte Düsenspannmutter 7 die Einspritzdüse 2, die Drosselplatte 3 und die Ventilplatte 4 zusammenhält. Im Ruhezustand ist das Magnetventil 13 geschlossen, sodass Hochdruckkraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 6 über die Hochdruckleitung 8, die Querverbindung 9 und die Zulaufdrossel 10 in den Steuerraum 11 der Einspritzdüse 2 strömt, der Abfluss aus dem Steuerraum 11 über die Ablaufdrossel 12 aber am Ventilsitz des Magnetventils 13 blockiert ist. Der im Steuerraum 11 anliegende Systemdruck drückt gemeinsam mit der Kraft der Düsenfeder 14 die Düsennadel 15 in den Düsennadelsitz 16, sodass die Spritzlöcher 17 verschlossen sind. Wird das Magnetventil 13 betätigt, gibt es den Durchfluss über den Magnetventilsitz frei, und Kraftstoff strömt aus dem Steuerraum 11 durch die Ablaufdrossel 12, den Magnetventilankerraum und die Niederdruckbohrung 18 zurück in den nicht dargestellten Kraftstofftank. Es stellt sich ein durch die Strömungsquerschnitte von Zulaufdrossel 10 und Ablaufdrossel 12 definierter Gleichgewichtsdruck im Steuerraum 11 ein, der so gering ist, dass der im Düsenraum 19 anliegende Systemdruck die im Düsenkörper längs verschieblich geführte Düsennadel 15 zu öffnen vermag, sodass die Spritzlöcher 17 freigegeben werden und eine Einspritzung erfolgt.
  • Aufgrund der Massenträgheit des Kraftstoffs in Speicher 6, Hochdruckleitung 8 und Düsenraum 19 kommt es direkt nach dem Schließen der Düsennadel 15 zu starken Druckschwingungen am Düsensitz 16, da der fließende Kraftstoff in sehr kurzer Zeit abgebremst werden muss. Zur Reduktion der Druckschwingungen kommt ein Resonator zum Einsatz. Dieser besteht aus einer Resonatorleitung 20, welche die gleiche Länge und den gleichen Durchmesser wie die Hochdruckleitung 8 aufweist, sowie einer Resonatordrossel 21, die am speicherseitigen Ende der Resonatorleitung 20 angebracht ist und diese mit dem Speicher 6 verbindet. Beim Schließen des Magnetventils 13 pflanzt sich der am Düsensitz 16 entstehende Druckpuls über den Düsenraum 19 in die Hochdruckleitung 8 und die Resonatorleitung 20 fort. Am Ende der Hochdruckleitung 8 erfolgt eine Reflexion des Druckpulses am offenen Ende am Übergang in den Speicher 6. Gleichzeitig wird der in der Resonatorleitung 20 laufende Druckpuls am geschlossenen Ende an der Resonatordrossel 21 reflektiert. Die beiden reflektierten Druckpulse sind aufgrund der unterschiedlichen Reflexionsart (offenes bzw. geschlossenes Ende) um 180° phasenverschoben, sodass sie sich beim Aufeinandertreffen im Düsenraum 19 auslöschen. Dadurch kommt es zu keinen weiteren Druckpulsen am Düsensitz 16, sodass hier deutlich weniger Verschleiß auftritt.
  • Allerdings ist die beschriebene Anordnung nicht in der Lage, auch die erste, unmittelbar beim Schließen der Einspritzdüse 2 auftretende Druckspitze abzusenken. In der Detaildarstellung gemäß Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Ausbildung der Hochdruckbohrung dargestellt, mit der auch die genannte erste Druckspitze abgesenkt werden kann. Die Fig. 2 zeigt eine stark schematisierte Darstellung des Injektors 1, wobei die in Fig. 1 näher beschriebenen Funktionskomponenten, nämlich der Speicher 6, der Haltekörper 5, die Ventilplatte 4, die Drosselplatte 3 und die Einspritzdüse 2 nur umrissen sind, ohne deren einzelne Bauteile, wie sie anhand der Fig. 1 beschrieben wurden, einzeln darzustellen. Fig. 2 zeigt, dass die Hochdruckbohrung 8, welche den Hochdruckspeicher 6 mit der Einspritzdüse 2 verbindet, in einem ersten Abschnitt 8' einen gegenüber dem Stand der Technik vergrößerten Durchmesser aufweist, und zwar einen deutlich größeren Durchmesser als in einem zweiten Abschnitt 8". Der erste Abschnitt 8' ist dabei relativ weit nach vorne zur Einspritzdüse gezogen. Der Übergang zwischen dem ersten Abschnitt 8' und dem zweiten Abschnitt 8" ist mit 22 bezeichnet und ist im Haltekörper 5 angeordnet. Im an den Übergang 22 anschließenden Abschnitt des Haltekörpers 5 sowie in dem die Ventilplatte 4 und die Drosselplatte 3 durchsetzenden Abschnitt 8" weist die Hochdruckbohrung einen gegenüber dem Stand der Technik unveränderten Querschnitt auf, und insbesondere denselben Durchmesser wie die Resonatorbohrung 20.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Injektor (1), der einen im Injektorkörper integrierten Hochdruckspeicher (6), eine Einspritzdüse (2) die eine axial verschieblich geführte Düsennadel (15) umfasst, die von einem Düsenraum (19) umgeben ist, eine den Hochdruckspeicher (16) mit der Einspritzdüse (2) verbindende Hochdruckbohrung (8) und eine parallel zur Hochdruckbohrung (8) geschaltene Resonatorbohrung (20) umfasst, die mit der Einspritzdüse (2) in Verbindung steht und über eine Resonatordrossel (21) in den Hochdruckspeicher (6) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckbohrung (8) einen ersten (8'), an den Hochdruckspeicher (6) anschließenden Abschnitt und einen zweiten (8''), in die Einspritzdüse (2) mündenden Abschnitt umfasst, wobei der erste Abschnitt (8') einen größeren Durchflussquerschnitt aufweist als der zweite Abschnitt (8").
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (8') und der zweite Abschnitt (8") unmittelbar aneinander anschließen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des ersten Abschnitts (8') wenigstens dem Doppelten, bevorzugt wenigstens dem Dreifachen der Länge des zweiten Abschnitts (8") entspricht.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt des ersten Abschnitts (8') mindestens dem 1,5-fachen, bevorzugt mindestens dem 2-fachen, bevorzugt mindestens dem 3-fachen, besonders bevorzugt mindestens dem 4-fachen des Durchflussquerschnitts des zweiten Abschnitts (8") entspricht.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (15) zur Steuerung ihrer Öffnungs- und Schließbewegung von dem in einem mit Kraftstoff unter Druck speisbaren Steuerraum (11) herrschenden Druck in axialer Richtung beaufschlagbar ist, wobei der Steuerraum (11) mit einem eine Zulaufdrossel (10) aufweisenden Zulaufkanal (9) und einem eine Ablaufdrossel (12) aufweisenden Ablaufkanal in Verbindung steht und wenigstens ein den Zu- oder Ablaufkanal öffnendes oder schließendes Steuerventil (13) vorgesehen ist, mit dem der Druck im Steuerraum (11) gesteuert wird, dass die Zulaufdrossel (10) und die Ablaufdrossel (12) in einer Drosselplatte (3) ausgebildet sind, dass das Steuerventil (13) in einer Ventilplatte (4) ausgebildet ist und dass die Hochdruckbohrung (8) und die Resonatorbohrung (20) die Ventilplatte (4) und die Drosselplatte (3) durchsetzen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Drosselplatte (3) und die Ventilplatte (4) durchsetzende Abschnitt der Hochdruckbohrung (8) den zweiten Abschnitt (8") derselben oder einen Teil des zweiten Abschnitts (8") ausbildet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (8') der Hochdruckbohrung in einem Haltekörper (5) ausgebildet ist, der zwischen dem Hochdruckspeicher (6) und der Ventilplatte (4) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang (22) vom ersten Abschnitt (8') in den zweiten Abschnitt (8") der Hochdruckbohrung im Haltekörper (5) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die am Übergang (22) ausgebildete Kante abgerundet ist.
EP13710897.3A 2012-01-26 2013-01-17 Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine Active EP2807367B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
AT1042012A AT512439B1 (de) 2012-01-26 2012-01-26 Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine
PCT/IB2013/000208 WO2013111007A1 (de) 2012-01-26 2013-01-17 Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine

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EP2807367A1 EP2807367A1 (de) 2014-12-03
EP2807367B1 true EP2807367B1 (de) 2015-10-14

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