EP2944799A1 - Device for detecting the fuel pressure for a fuel injector, fuel injector, and fuel supplying conduit to a fuel injector - Google Patents

Device for detecting the fuel pressure for a fuel injector, fuel injector, and fuel supplying conduit to a fuel injector Download PDF

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EP2944799A1
EP2944799A1 EP15163236.1A EP15163236A EP2944799A1 EP 2944799 A1 EP2944799 A1 EP 2944799A1 EP 15163236 A EP15163236 A EP 15163236A EP 2944799 A1 EP2944799 A1 EP 2944799A1
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EP
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fuel
injector
measuring element
pressure
fuel supply
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Holger Rapp
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02M2200/8038—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly the assembly involving use of adhesives, glue or the like

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting the fuel pressure for a fuel injector according to the preamble of the two independent device claims. Furthermore, the invention relates to a fuel injector or a fuel supply line to a fuel injector with a device according to the invention.
  • a device according to the preamble of the two independent device claims is already known from practice and comprises a piezoelectric element designed as a pressure sensor, which is arranged on an outer side of a fuel injector near a feed bore formed in the injector housing of the fuel injector.
  • the inlet bore connects a fuel supply line hydraulically coupled to the fuel injector with a high-pressure space formed inside the injector housing, in which the nozzle needle is located.
  • the known device is arranged with its measuring element in the region of a rectilinear portion of the inlet bore, wherein the wall thickness between the inlet bore and the outside of the injector, at which the measuring element designed as a piezoelectric element is formed is relatively thin.
  • a deformation occurring in the wall of the injector housing due to a compressive stress at a pressure increase in the inlet bore can be detected, which typically occurs when the nozzle needle closes the injection openings again after injecting the fuel from the high-pressure chamber into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the detection of the opening or closing time of the nozzle needle makes it possible, in particular, to compensate over the life of the injector occurring quantity spreads by a corresponding corrected control of the fuel injector.
  • the piezoelectric element is pressed by means of a biasing device against the injector.
  • Such a tensioning device represents an additional constructive measure which increases the manufacturing costs of the fuel injector.
  • this increases the size of the fuel injector so that, given given installation conditions, it is usually not possible to use such a fuel injector without making structural changes to the internal combustion engine.
  • the known device is therefore particularly suitable for laboratory purposes.
  • the applicant also discloses a device for measuring the fuel pressure in a fuel injection valve, in which a radial expansion of a nozzle body is detected by means of a measuring device radially surrounding the nozzle body.
  • the measuring element designed as a measuring sleeve uses this particular strain gauges.
  • known device is usually not suitable to be used in an existing internal combustion engine, since the size of the fuel injector is increased in the region of the nozzle body.
  • the invention has the object, a device for detecting the fuel pressure for a fuel injector according to the preamble of the two independent claims such that it is suitable to be integrated with the simplest possible effort in existing fuel injectors or to be mounted, or to be arranged independently of the fuel injector in a fuel supply system for the fuel injector.
  • a device for detecting the fuel pressure for a fuel injector according to the preamble of the two independent claims such that it is suitable to be integrated with the simplest possible effort in existing fuel injectors or to be mounted, or to be arranged independently of the fuel injector in a fuel supply system for the fuel injector.
  • the invention makes use of the idea that with an increase in pressure in a curved flow path, the fuel-carrying element tends to align itself. This effect can be exemplified by the water pressure is increased in an arcuate, exposed garden hose, whereupon the garden hose tends to reduce its curvature.
  • the hydraulic forces that lead to a reduction in the curvature of the flow path generate in the flow path for the fuel-limiting wall, a mechanical stress and thus a deformation that can be detected by means of the addressed piezoelectric element.
  • the fuel supply device is designed as an inlet channel formed in the injector, which opens into the high-pressure chamber, that the inlet channel has two, at an angle arranged bore sections that form the flow path for the fuel, and that the measuring element in Transition region is arranged between the two bore sections.
  • Such, in an angle arranged bore sections in the inlet channel to the high-pressure chamber in the injector result, for example, in the transition between different housing elements of the injector.
  • the measuring element is arranged on the outside of the injector housing.
  • no hydraulic seal in the region of the measuring element is required, so that this can be made relatively simple and thus inexpensive to produce.
  • no additional space is required within the injector housing to accommodate the measuring element.
  • the measuring element is connected by means of a material connection with the injector.
  • high-temperature-resistant adhesives are suitable for this purpose.
  • the measuring element is arranged in the region of a fuel supply line which can be hydraulically connected to the fuel injector and forms the fuel supply device.
  • a fuel supply line which can be hydraulically connected to the fuel injector and forms the fuel supply device.
  • the measuring element is arranged directly, possibly with the interposition of a connecting layer, on the outside of the fuel supply.
  • This solution has in particular the Advantage that no structural changes must be made to the existing fuel supply.
  • the connection between the measuring element and the Kraftstoffzumol technisch takes place in analogy to the connection of the measuring element with the injector preferably by a cohesive connection.
  • the measuring element in the region of an insertable into the fuel supply line adapter element.
  • Such a solution has the particular advantage that the installation location or the location of the measuring element is not necessarily connected to formed in the fuel supply, in an angle or curved sections arranged.
  • the adapter element can also be used in a straight-line section of the connecting line, wherein the adapter element is designed in this case such that the fuel is guided within the adapter element in a curved or at an angle to each other standing sections.
  • such a design has the particular advantage that the provided for detecting the pressure changes sections of the fuel guide can be specially adapted, for example, by a particularly large angle in which the fuel-carrying areas are arranged to each other to a pressure change at a particularly large voltage signal on To produce piezoelectric element.
  • the measuring element is arranged in the region of a fuel supply line hydraulically connectable to the fuel injector, that the measuring element is arranged in the region of an insertable into the fuel supply line adapter element, and that the adapter element one of the fuel pressure elastically deformable membrane, in the region of the measuring element is arranged.
  • a design of the measuring element has the advantage of a particularly good detection of pressure fluctuations or the ability to detect even relatively small pressure fluctuations.
  • the invention also includes a fuel injector or a fuel supply line to a fuel injector with a device according to the invention.
  • Fig. 1 is shown in a combustion chamber, not shown, a self-igniting internal combustion engine facing end portion of a fuel injector 10.
  • the fuel injector 10 serves to inject fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine and is part of a known common rail injection system.
  • the fuel injector 10 has an injector housing 11 which by way of example, not limitation, comprises a nozzle body 12 facing the combustion chamber of the internal combustion engine and a residual housing 17 connected to the nozzle body 12 and axially connected to the nozzle body 12 with housing elements 13a, 13b ,
  • a plurality of injection openings 14 are formed in the nozzle body 12 .
  • a substantially blind-hole-shaped recess 15 is formed in the nozzle body 12, in which along a longitudinal axis 16, a nozzle needle 18 is arranged to be liftable. In the in the Fig. 1 the illustrated, lowered position of the nozzle needle 18, this closes the injection openings 14 indirectly to form a sealing seat 19 on the inside of the nozzle body 12.
  • the control chamber sleeve 22 is supported on the side facing away from the injection openings 14 with its end face on the opposite end face of the housing member 13b.
  • a control chamber 26 is limited, which is hydraulically pressure relieved via a drain hole 27 in a low pressure region of the fuel injector 10, not shown.
  • the movement of the nozzle needle 18 is controlled in a manner known per se.
  • the actuation of the valve member takes place in a likewise known manner, for example by a solenoid actuator or a piezoactuator.
  • the recess 15 in the nozzle body 12 defines a high pressure chamber 28, which is connected via an inlet channel 30 and a fuel supply line 60 with a high pressure source 31 (rail).
  • the inlet channel 30 has two Bore sections 32, 33, which are arranged at an angle ⁇ to each other. While the bore portion 32 formed in the housing member 13a is parallel to the longitudinal axis 16, the second bore portion 33 located in the housing member 13b inclines toward the high pressure space 28.
  • the control chamber 26 is hydraulically connected to the high-pressure chamber 28.
  • a radially encircling annular groove 34 is formed in the control chamber sleeve 22, which opens into the control chamber 26 via a connecting bore 35.
  • the annular groove 34 is hydraulically connected via a gap filter 36 to the high-pressure chamber 28.
  • Essential to the invention is the arrangement or design of a device 50 for detecting the fuel pressure in the inlet channel 30.
  • the device 50 designed as a piezoelectric element 51 measuring element 52 which on the outer peripheral wall of the injector 11 in the transition region between the two housing elements 13a, 13b is arranged.
  • the arrangement of the measuring element 52 is such that it is located at the level of the kink between the two bore sections 32, 33.
  • the connection of the measuring element 52 to the injector housing 11 is preferably carried out by a cohesive connection, in particular by a heat-resistant adhesive layer 54.
  • the piezoelectric element 51 is coupled via an electrically connecting line 55 with a control device, not shown, which serves at least indirectly the control of the fuel injector 10.
  • a control of the fuel injector 10 and the actuator for controlling the outflow of fuel from the control chamber 26 in causes the low pressure region of the fuel injector 10 that the prevailing in the closing direction hydraulic pressure in the control chamber 26 is reduced, whereupon the nozzle needle 28 lifts against the spring force of the closing spring 25 of the sealing seat 19.
  • fuel flows from the high-pressure chamber 28 and the injection openings 14 into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • fuel flows via the inlet channel 30 into the high-pressure space 28, the pressure in the inlet channel 30 being reduced compared to the closed nozzle needle 18.
  • the drainage channel 27 is closed by deactivating the actuator of the fuel injector 10.
  • a voltage signal U of the piezoelectric element 51, the pressure P within the high-pressure chamber 28 or the inlet channel 30, and a pressure signal U are detected over the time t Flow rate Q through the injection openings 14.
  • a negative voltage signal U is generated by the piezoelectric element 51.
  • the hydraulic pressure in the inlet channel 30 is substantially constant, since the fuel quantity flowing into the high-pressure chamber 28 corresponds to the amount of fuel flowing out through the injection openings 14.
  • the pressure P in the high-pressure chamber 28 or the inlet channel 30 begins to rise again to its original value, since the closing movement of the nozzle needle 18 begins at this time.
  • the associated pressure increase in the inlet channel 30 is detected by means of the piezoelectric element 51, which generates a positive voltage pulse U.
  • the device 50 is arranged between the high-pressure source 31 and the fuel injector 10 a, wherein it is essential that the device 50 is arranged separately from the fuel injector 10 a in the region of the fuel supply line 60.
  • the fuel supply line 60 has in the in the Fig. 2 illustrated embodiment, a curved trained portion 61 with a radius of curvature r.
  • the piezoelectric element 51 a is connected to the portion 61 on the convex side of the portion 61 with the interposition of an adhesive layer 54 a.
  • the piezoelectric element 51a is arranged in the region of an adapter element 65 interposed in the fuel supply line 60.
  • This embodiment has the advantage that the fuel guide in the region of the adapter element 65 can be adapted especially for the best possible detection of pressure fluctuations by the piezoelectric element 51 a, for example by a smaller radius of curvature r or at a greater angle to each other inclined bore sections for fuel guidance.
  • the piezoelectric element 51 b is disposed on an outer surface of the adapter element 70 using an adapter element 70 which is also integrated into the fuel supply line 60 to the fuel injector 10a.
  • the adapter element 70 has a branch 71 which is acted upon by the hydraulic pressure and which is delimited by a high-pressure membrane 72.
  • the high-pressure membrane 72 is in turn arranged in operative connection with the piezoelectric element 51 b. According to the presentation of the Fig. 5 If there is an increase in pressure, deformation or deformation of the high-pressure membrane 72 takes place, which can be detected by means of the piezoelectric element 51b.
  • the fuel injector 10 or the device 50 described so far can be modified or modified in many ways without departing from the inventive concept.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vorrichtung (50) zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks (P) für einen Kraftstoffinjektor (10; 10a), mit einem als Piezoelement (51; 51 a) ausgebildeten Messelement (52) zur Erfassung des Kraftstoffdrucks (P), wobei das Messelement (52) dazu ausgebildet ist, eine Verformung in einer den Strömungsweg begrenzenden Wand einer Kraftstoffzuführeinrichtung zu einem in einem Injektorgehäuse (11) ausgebildeten Hochdruckraum (28) zu detektieren. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Kraftstoffzuführeinrichtung im Bereich des Messelements (52) einen gekrümmt oder geknickt ausgebildeten Strömungsweg für den Kraftstoff ausbildet.The invention relates to a device (50) for detecting a fuel pressure (P) for a fuel injector (10; 10a) with a measuring element (52) designed as a piezoelement (51; 51a) for detecting the fuel pressure (P), wherein the measuring element (52) is adapted to detect a deformation in a wall of a fuel supply device delimiting the flow path to a high-pressure chamber (28) formed in an injector housing (11). According to the invention, it is provided that the fuel supply device forms a curved or kinked flow path for the fuel in the region of the measuring element (52).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung des Kraftstoffdrucks für einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff der beiden unabhängigen Vorrichtungsansprüche. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor oder eine Kraftstoffzuführleitung zu einem Kraftstoffinjektor mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention relates to a device for detecting the fuel pressure for a fuel injector according to the preamble of the two independent device claims. Furthermore, the invention relates to a fuel injector or a fuel supply line to a fuel injector with a device according to the invention.

Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff der beiden unabhängigen Vorrichtungsansprüche ist aus der Praxis bereits bekannt und umfasst ein als Drucksensor ausgebildetes Piezoelement, das an einer Außenseite eines Kraftstoffinjektors nahe einer in dem Injektorgehäuse des Kraftstoffinjektors ausgebildeten Zulaufbohrung angeordnet ist. Die Zulaufbohrung verbindet eine mit dem Kraftstoffinjektor hydraulisch gekoppelte Kraftstoffzuführleitung mit einem innerhalb des Injektorgehäuses ausgebildeten Hochdruckraum, in dem sich auch die Düsennadel befindet. Die bekannte Vorrichtung ist dabei mit ihrem Messelement im Bereich eines geradlinigen Abschnitts der Zulaufbohrung angeordnet, wobei die Wanddicke zwischen der Zulaufbohrung und der Außenseite des Injektorgehäuses, an der sich das als Piezoelement ausgebildete Messelement befindet, relativ dünn ausgebildet ist. Dadurch lässt sich beispielsweise eine in der Wand des Injektorgehäuses auftretende Verformung aufgrund einer Druckspannung bei einer Druckerhöhung in der Zulaufbohrung detektieren, die typischerweise dann auftritt, wenn nach dem Einspritzen des Kraftstoffs aus dem Hochdruckraum in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine die Düsennadel die Einspritzöffnungen wieder verschließt. Das Erfassen des Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkts der Düsennadel ermöglicht es insbesondere, über die Lebensdauer des Einspritzventils auftretende Mengenstreuungen durch eine entsprechende korrigierte Ansteuerung des Kraftstoffinjektors auszugleichen. Zur Detektion der angesprochenen Druckänderungen in der Zulaufbohrung des Injektorgehäuses ist das Piezoelement mittels einer Vorspanneinrichtung gegen das Injektorgehäuse gepresst. Eine derartige Spanneinrichtung stellt einen zusätzlichen konstruktiven, die Herstellkosten des Kraftstoffinjektors verteuernde Maßnahme dar. Darüber hinaus wird dadurch die Baugröße des Kraftstoffinjektors vergrößert, sodass bei gegebenen Einbauverhältnissen üblicherweise ein Einsatz eines derartigen Kraftstoffinjektors, ohne bauliche Änderungen an der Verbrennungsmaschine vorzunehmen, nicht möglich ist. Die bekannte Vorrichtung ist deshalb insbesondere für Laborzwecke geeignet.A device according to the preamble of the two independent device claims is already known from practice and comprises a piezoelectric element designed as a pressure sensor, which is arranged on an outer side of a fuel injector near a feed bore formed in the injector housing of the fuel injector. The inlet bore connects a fuel supply line hydraulically coupled to the fuel injector with a high-pressure space formed inside the injector housing, in which the nozzle needle is located. The known device is arranged with its measuring element in the region of a rectilinear portion of the inlet bore, wherein the wall thickness between the inlet bore and the outside of the injector, at which the measuring element designed as a piezoelectric element is formed is relatively thin. As a result, for example, a deformation occurring in the wall of the injector housing due to a compressive stress at a pressure increase in the inlet bore can be detected, which typically occurs when the nozzle needle closes the injection openings again after injecting the fuel from the high-pressure chamber into a combustion chamber of an internal combustion engine. The detection of the opening or closing time of the nozzle needle makes it possible, in particular, to compensate over the life of the injector occurring quantity spreads by a corresponding corrected control of the fuel injector. For the detection of the mentioned Pressure changes in the inlet bore of the injector, the piezoelectric element is pressed by means of a biasing device against the injector. Such a tensioning device represents an additional constructive measure which increases the manufacturing costs of the fuel injector. In addition, this increases the size of the fuel injector so that, given given installation conditions, it is usually not possible to use such a fuel injector without making structural changes to the internal combustion engine. The known device is therefore particularly suitable for laboratory purposes.

Aus der DE 10 2008 055 053 A1 der Anmelderin ist darüber hinaus eine Vorrichtung zum Messen des Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei der eine radiale Aufweitung eines Düsenkörpers mittels einer den Düsenkörper radial umgebenden Messeinrichtung erfasst wird. Das als Messhülse ausgebildete Messelement verwendet hierzu insbesondere Dehnmessstreifen. Auch die aus der DE 10 2008 055 053 A1 bekannte Vorrichtung ist üblicherweise nicht dazu geeignet, in eine bestehende Brennkraftmaschine eingesetzt zu werden, da die Baugröße des Kraftstoffinjektors im Bereich des Düsenkörpers vergrößert ist.From the DE 10 2008 055 053 A1 The applicant also discloses a device for measuring the fuel pressure in a fuel injection valve, in which a radial expansion of a nozzle body is detected by means of a measuring device radially surrounding the nozzle body. The measuring element designed as a measuring sleeve uses this particular strain gauges. Also from the DE 10 2008 055 053 A1 known device is usually not suitable to be used in an existing internal combustion engine, since the size of the fuel injector is increased in the region of the nozzle body.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erfassung des Kraftstoffdrucks für einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff der beiden unabhängigen Ansprüche derart weiterzubilden, dass diese dazu geeignet ist, mit möglichst einfachem Aufwand in bestehende Kraftstoffinjektoren integriert bzw. an diesen angebracht zu werden, oder aber unabhängig vom Kraftstoffinjektor in einem Kraftstoffzuführsystem für den Kraftstoffinjektor angeordnet zu werden. Dadurch soll insbesondere ein Einsatz einer gattungsgemäßen Vorrichtung ohne größere bauliche Veränderungen an der Brennkraftmaschine ermöglicht werden.Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a device for detecting the fuel pressure for a fuel injector according to the preamble of the two independent claims such that it is suitable to be integrated with the simplest possible effort in existing fuel injectors or to be mounted, or to be arranged independently of the fuel injector in a fuel supply system for the fuel injector. As a result, in particular a use of a generic device without major structural changes to the internal combustion engine to be made possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Kraftstoffzuführeinrichtung im Bereich des Messelements (Piezoelement) einen gekrümmt oder geknickt ausgebildeten Strömungsweg für den Kraftstoff ausbildet. Die Erfindung macht sich dabei die Idee zunutze, dass bei einer Druckerhöhung in einem gekrümmt ausgebildeten Strömungsweg das den Kraftstoff führende Element dazu neigt, sich gerade auszurichten. Dieser Effekt lässt sich beispielhaft verdeutlichen, indem der Wasserdruck in einem in Bogenform ausgebildeten, frei liegenden Gartenschlauch erhöht wird, worauf der Gartenschlauch dazu tendiert, seine Krümmung zu reduzieren. Die hydraulischen Kräfte, die zu einer Reduzierung der Krümmung des Strömungswegs führen, erzeugen in der den Strömungsweg für den Kraftstoff begrenzenden Wand eine mechanische Spannung und damit eine Verformung, die mittels des angesprochenen Piezoelements detektiert werden kann. Hierzu ist es, im Gegensatz zum Stand der Technik nicht erforderlich, das Piezoelement durch eine entsprechende Spanneinrichtung gegen die Wand der Kraftstoffzuführeinrichtung vorzuspannen bzw. anzuordnen. Vielmehr genügt es, sicherzustellen, dass eine steife bzw. flächige Verbindung zwischen dem Piezoelement bzw. dessen Messoberfläche und der Wand der den Kraftstoff führenden Kraftstoffzuführeinrichtung vorhanden ist.This object is achieved in a device having the features of claim 1, characterized in that the fuel supply device in the region of the measuring element (piezoelectric element) a curved or kinked formed Flow path for the fuel is formed. The invention makes use of the idea that with an increase in pressure in a curved flow path, the fuel-carrying element tends to align itself. This effect can be exemplified by the water pressure is increased in an arcuate, exposed garden hose, whereupon the garden hose tends to reduce its curvature. The hydraulic forces that lead to a reduction in the curvature of the flow path, generate in the flow path for the fuel-limiting wall, a mechanical stress and thus a deformation that can be detected by means of the addressed piezoelectric element. For this purpose, in contrast to the prior art, it is not necessary to bias or arrange the piezoelectric element against the wall of the fuel supply device by means of a corresponding clamping device. Rather, it is sufficient to ensure that there is a rigid or planar connection between the piezoelectric element or its measuring surface and the wall of the fuel supply leading to the fuel.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks für einen Kraftstoffinjektor sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the device according to the invention for detecting a fuel pressure for a fuel injector are listed in the subclaims.

In einer ersten konstruktiven Umsetzung des erfindungsgemäßen Gedankens wird vorgeschlagen, die Vorrichtung unmittelbar dem Kraftstoffinjektor zuzuordnen bzw. mit diesem zu verbinden. Dabei ist es vorgesehen, dass die Kraftstoffzuführeinrichtung als ein in dem Injektorgehäuse ausgebildeter Zulaufkanal ausgebildet ist, der in den Hochdruckraum mündet, dass der Zulaufkanal zwei, in einem Winkel zueinander angeordnete Bohrungsabschnitte aufweist, die den Strömungsweg für den Kraftstoff ausbilden, und dass das Messelement im Übergangsbereich zwischen den beiden Bohrungsabschnitten angeordnet ist. Derartige, in einem Winkel zueinander angeordnete Bohrungsabschnitte in dem Zulaufkanal zu dem Hochdruckraum in dem Injektorgehäuse ergeben sich beispielsweise beim Übergang zwischen verschiedenen Gehäuseelementen des Injektorgehäuses. Dadurch ist es nicht erforderlich, einen speziell für den Zweck der Erfassung des Kraftstoffdrucks ausgebildeten Zulaufkanal auszubilden, vielmehr kann ein bereits vorhandener Zulaufkanal ohne zusätzlichen Mehraufwand bzw. ohne das Erfordernis einer konstruktiven Änderung an einem bestehenden Kraftstoffinjektor verwendet werden.In a first constructive implementation of the concept according to the invention, it is proposed to assign the device directly to the fuel injector or to connect it to it. It is provided that the fuel supply device is designed as an inlet channel formed in the injector, which opens into the high-pressure chamber, that the inlet channel has two, at an angle arranged bore sections that form the flow path for the fuel, and that the measuring element in Transition region is arranged between the two bore sections. Such, in an angle arranged bore sections in the inlet channel to the high-pressure chamber in the injector result, for example, in the transition between different housing elements of the injector. Thus, it is not necessary to form a specially designed for the purpose of detecting the fuel pressure inlet channel, but an existing inlet channel without additional effort or without the requirement of be used constructive change to an existing fuel injector.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Messelement an der Außenseite des Injektorgehäuses angeordnet ist. Dadurch ist insbesondere keine hydraulische Abdichtung im Bereich des Messelements erforderlich, so dass dieses relativ einfach und somit preiswert herstellbar ausgebildet werden kann. Darüber hinaus wird bei einer derartigen Ausgestaltung auch innerhalb des Injektorgehäuses kein zusätzlicher Bauraum benötigt, um das Messelement aufzunehmen.It is particularly advantageous if the measuring element is arranged on the outside of the injector housing. As a result, in particular no hydraulic seal in the region of the measuring element is required, so that this can be made relatively simple and thus inexpensive to produce. Moreover, in such an embodiment, no additional space is required within the injector housing to accommodate the measuring element.

Zur Verbindung des Messelements mit dem Injektorgehäuse ist es in einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass das Messelement mittels einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Injektorgehäuse verbunden ist. Insbesondere kommen dafür hochtemperaturfeste Klebstoffe in Frage.For connecting the measuring element to the injector housing, it is provided in a preferred embodiment of the inventive idea that the measuring element is connected by means of a material connection with the injector. In particular, high-temperature-resistant adhesives are suitable for this purpose.

In einer gegenüber der Anordnung der Vorrichtung an dem Kraftstoffinjektor alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Messelement im Bereich einer mit dem Kraftstoffinjektor hydraulisch verbindbaren Kraftstoffzuführleitung angeordnet ist, die die Kraftstoffzuführeinrichtung ausbildet. Diese Lösung hat insbesondere den Vorteil, dass weder der Kraftstoffinjektor hinsichtlich seiner Baugröße oder konstruktiven Gestaltung gegenüber dem Stand der Technik verändert werden muss, noch dass zusätzlicher Einbauraum am Einbauort des Kraftstoffinjektors in der Brennkraftmaschine benötigt wird. Insbesondere ist eine derartige Lösung der Anordnung der Vorrichtung somit auch beispielsweise für eine nachträgliche oder optionale Anordnung geeignet. Dieser Grundgedanke der Erfindung macht sich die Idee zunutze, dass die Verbindung zwischen einem Kraftstoffspeicher (Rail) und dem Kraftstoffinjektor mittels einer starren Verbindungsleitung erfolgt, die in einem Winkel zueinander angeordnete Abschnitte aufweist, um das Rail mit dem jeweiligen Kraftstoffinjektor zu verbinden.In an alternative embodiment of the invention to the arrangement of the device on the fuel injector, it is provided that the measuring element is arranged in the region of a fuel supply line which can be hydraulically connected to the fuel injector and forms the fuel supply device. This solution has the particular advantage that neither the fuel injector must be changed in terms of its size or structural design over the prior art, nor that additional installation space is required at the installation of the fuel injector in the internal combustion engine. In particular, such a solution of the arrangement of the device is therefore also suitable, for example, for a subsequent or optional arrangement. This basic idea of the invention makes use of the idea that the connection between a fuel rail and the fuel injector takes place by means of a rigid connecting line which has sections arranged at an angle to connect the rail to the respective fuel injector.

In einer ersten konkreten Ausgestaltung dieses alternativen Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass das Messelement unmittelbar, ggf. unter Zwischenlage einer Verbindungsschicht, an der Außenseite der Kraftstoffzuführleitung angeordnet ist. Diese Lösung hat insbesondere den Vorteil, dass an der bestehenden Kraftstoffzuführleitung keinerlei bauliche Veränderungen vorgenommen werden müssen. Die Verbindung zwischen dem Messelement und der Kraftstoffzuführleitung erfolgt in Analogie zur Verbindung des Messelements mit dem Injektorgehäuse bevorzugt durch eine stoffschlüssige Verbindung.In a first concrete embodiment of this alternative inventive concept, it is provided that the measuring element is arranged directly, possibly with the interposition of a connecting layer, on the outside of the fuel supply. This solution has in particular the Advantage that no structural changes must be made to the existing fuel supply. The connection between the measuring element and the Kraftstoffzuführleitung takes place in analogy to the connection of the measuring element with the injector preferably by a cohesive connection.

Alternativ ist es jedoch auch möglich, das Messelement im Bereich eines in die Kraftstoffzuführleitung einsetzbaren Adapterelements anzuordnen. Eine derartige Lösung hat insbesondere den Vorteil, dass der Einbauort bzw. der Anbauort des Messelements nicht zwangsläufig an in der Kraftstoffzuführleitung ausgebildete, in einem Winkel bzw. gekrümmt angeordnete Abschnitte geknüpft ist. Vielmehr kann das Adapterelement auch in einem geradlinigen Abschnitt der Verbindungsleitung eingesetzt werden, wobei das Adapterelement in diesem Fall derart ausgebildet ist, dass der Kraftstoff innerhalb des Adapterelements in einem gekrümmt bzw. in einem Winkel zueinander stehenden Abschnitten geführt wird. Darüber hinaus hat eine derartige Ausbildung den besonderen Vorteil, dass die zur Detektion der Druckänderungen vorgesehenen Abschnitte der Kraftstoffführung speziell angepasst werden können, beispielsweise durch einen besonders großen Winkel, in dem die kraftstoffführenden Bereiche zueinander angeordnet sind, um bei einer Druckänderung ein besonders großes Spannungssignal am Piezoelement erzeugen zu können.Alternatively, however, it is also possible to arrange the measuring element in the region of an insertable into the fuel supply line adapter element. Such a solution has the particular advantage that the installation location or the location of the measuring element is not necessarily connected to formed in the fuel supply, in an angle or curved sections arranged. Rather, the adapter element can also be used in a straight-line section of the connecting line, wherein the adapter element is designed in this case such that the fuel is guided within the adapter element in a curved or at an angle to each other standing sections. In addition, such a design has the particular advantage that the provided for detecting the pressure changes sections of the fuel guide can be specially adapted, for example, by a particularly large angle in which the fuel-carrying areas are arranged to each other to a pressure change at a particularly large voltage signal on To produce piezoelectric element.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Kennzeichenteil des zweiten unabhängigen Vorrichtungsanspruchs ist es vorgesehen, dass das Messelement im Bereich einer mit dem Kraftstoffinjektor hydraulisch verbindbaren Kraftstoffzuführleitung angeordnet ist, dass das Messelement im Bereich eines in die Kraftstoffzuführleitung einsetzbaren Adapterelements angeordnet ist, und dass das Adapterelement eine von dem Kraftstoffdruck elastisch deformierbare Membran aufweist, in deren Bereich das Messelement angeordnet ist. Eine derartige Ausbildung des Messelements hat den Vorteil einer besonders guten Erfassung von Druckschwankungen bzw. die Möglichkeit, auch relativ geringe Druckschwankungen erfassen zu können.In an alternative embodiment of the invention according to the characterizing part of the second independent device claim, it is provided that the measuring element is arranged in the region of a fuel supply line hydraulically connectable to the fuel injector, that the measuring element is arranged in the region of an insertable into the fuel supply line adapter element, and that the adapter element one of the fuel pressure elastically deformable membrane, in the region of the measuring element is arranged. Such a design of the measuring element has the advantage of a particularly good detection of pressure fluctuations or the ability to detect even relatively small pressure fluctuations.

Die Erfindung umfasst auch einen Kraftstoffinjektor oder eine Kraftstoffzuführleitung zu einem Kraftstoffinjektor mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention also includes a fuel injector or a fuel supply line to a fuel injector with a device according to the invention.

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
einen Teilbereich eines mit einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks ausgebildeten Kraftstoffinjektors in einem Längsschnitt,
Fig. 2 und Fig. 3
stark vereinfachte Darstellungen einer alternativen Anordnung eines Messelements zur Erfassung des Kraftstoffdrucks in einer Zuführleitung zwischen einem Kraftstoffspeicher und einem Kraftstoffinjektor,
Fig. 4 und Fig. 5
eine modifizierte Anordnung bzw. Ausbildung eines Messelements, das in einem Adapterelement in einer Kraftstoffzuführleitung angeordnet ist, jeweils im Längsschnitt und
Fig. 6
eine Diagramm über den Verlauf der Einspritzmenge, des in einer Zuführleitung herrschenden Drucks sowie einer von dem Messelement erzeugten Spannung während eines Einspritzzyklus.
This shows in:
Fig. 1
a partial region of a fuel injector formed with a first device according to the invention for detecting a fuel pressure in a longitudinal section,
Fig. 2 and Fig. 3
highly simplified representations of an alternative arrangement of a measuring element for detecting the fuel pressure in a supply line between a fuel reservoir and a fuel injector,
4 and FIG. 5
a modified arrangement or design of a measuring element, which is arranged in an adapter element in a fuel supply, in each case in longitudinal section and
Fig. 6
a diagram of the course of the injection quantity, the pressure prevailing in a supply line pressure and a voltage generated by the measuring element during an injection cycle.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher 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 der in einem nicht gezeigten Brennraum einer selbstzündenden Brennkraftmaschine zugewandte Endbereich eines Kraftstoffinjektors 10 dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 10 dient dem Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine und ist Bestandteil eines an sich bekannten Common-Rail-Einspritzsystems.In the Fig. 1 is shown in a combustion chamber, not shown, a self-igniting internal combustion engine facing end portion of a fuel injector 10. The fuel injector 10 serves to inject fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine and is part of a known common rail injection system.

Der Kraftstoffinjektor 10 weist ein Injektorgehäuse 11 auf, das beispielhaft, und nicht einschränkend, einen dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Düsenkörper 12 sowie einem mit dem Düsenkörper 12 verbundenen, sich axial an die Düsenkörper 12 anschließendes, mehrteilig ausgebildete Restgehäuse 17 mit Gehäuseelementen 13a, 13b umfasst. In dem Düsenkörper 12 sind mehrere Einspritzöffnungen 14 ausgebildet. Weiterhin ist in dem Düsenkörper 12 eine im Wesentlichen sacklochförmige Ausnehmung 15 ausgebildet, in der entlang einer Längsachse 16 eine Düsennadel 18 hubbeweglich angeordnet ist. In der in der Fig. 1 dargestellten, abgesenkten Position der Düsennadel 18 verschließt diese die Einspritzöffnungen 14 mittelbar unter Ausbildung eines Dichtsitzes 19 an der Innenseite des Düsenkörpers 12. Der den Einspritzöffnungen 14 abgewandte Endbereich 21 der Düsennadel 18 taucht in eine ebenfalls im Bereich des Düsenkörpers 12 angeordnete Steuerraumhülse 22 ein. Die Steuerraumhülse 22 stützt sich auf der den Einspritzöffnungen 14 abgewandten Seite mit ihrer Stirnfläche an der gegenüberliegenden Stirnfläche des Gehäuseelements 13b ab. Zwischen der dem Gehäuseelement 13b abgewandten Stirnseite der Steuerraumhülse 22 und einem radial umlaufenden Bund 23 der Düsennadel 18 stützt sich eine als Druckfeder ausgebildete Schließfeder 25 ab, die die Düsennadel 18 in ihre, die Einspritzöffnungen 14 verschließende Stellung kraftbeaufschlagt.The fuel injector 10 has an injector housing 11 which by way of example, not limitation, comprises a nozzle body 12 facing the combustion chamber of the internal combustion engine and a residual housing 17 connected to the nozzle body 12 and axially connected to the nozzle body 12 with housing elements 13a, 13b , In the nozzle body 12 a plurality of injection openings 14 are formed. Furthermore, a substantially blind-hole-shaped recess 15 is formed in the nozzle body 12, in which along a longitudinal axis 16, a nozzle needle 18 is arranged to be liftable. In the in the Fig. 1 the illustrated, lowered position of the nozzle needle 18, this closes the injection openings 14 indirectly to form a sealing seat 19 on the inside of the nozzle body 12. The injection openings 14 facing away from the end portion 21 of the nozzle needle 18 immersed in a likewise arranged in the nozzle body 12 control chamber sleeve 22 a. The control chamber sleeve 22 is supported on the side facing away from the injection openings 14 with its end face on the opposite end face of the housing member 13b. Between the housing member 13b facing away from the end face of the control chamber sleeve 22 and a radially encircling collar 23 of the nozzle needle 18 is formed as a compression spring closing spring 25 from which the nozzle needle 18 in its, the injection ports 14 occluding position subjected to force.

Von der Innenwand der Steuerraumhülse 22 sowie den gegenüberliegenden Stirnseiten der Düsennadel 18 und des Gehäuseelements 13b ist ein Steuerraum 26 begrenzt, der über eine Ablaufbohrung 27 in einen nicht dargestellten Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors 10 hydraulisch druckentlastbar ist. Über eine Beeinflussung des Drucks im Steuerraum 26 wird in an sich bekannter Art und Weise die Bewegung der Düsennadel 18 gesteuert. Hierzu ist die Ablaufbohrung 27 über ein in der Fig. 1 dargestelltes Ventilglied in an sich bekannter Art und Weise verschließbar bzw. zu öffnen. Die Betätigung des Ventilglieds erfolgt in ebenfalls bekannter Art und Weise beispielsweise durch einen Magnetaktuator oder einen Piezoaktuator.From the inner wall of the control chamber sleeve 22 and the opposite end faces of the nozzle needle 18 and the housing member 13b, a control chamber 26 is limited, which is hydraulically pressure relieved via a drain hole 27 in a low pressure region of the fuel injector 10, not shown. By influencing the pressure in the control chamber 26, the movement of the nozzle needle 18 is controlled in a manner known per se. For this purpose, the drain hole 27 via a in the Fig. 1 shown valve member in a conventional manner closed or open. The actuation of the valve member takes place in a likewise known manner, for example by a solenoid actuator or a piezoactuator.

Die Ausnehmung 15 in dem Düsenkörper 12 begrenzt einen Hochdruckraum 28, der über einen Zulaufkanal 30 und eine Kraftstoffzuführleitung 60 mit einer Hochdruckquelle 31 (Rail) verbunden ist. Der Zulaufkanal 30 weist zwei Bohrungsabschnitte 32, 33 auf, die in einem Winkel α zueinander angeordnet sind. Während der Bohrungsabschnitt 32, der im Gehäuseelement 13a ausgebildet ist, parallel zur Längsachse 16 verläuft, neigt sich der zweite, in dem Gehäuseelement 13b befindliche Bohrungsabschnitt 33 in Richtung zum Hochdruckraum 28 hin.The recess 15 in the nozzle body 12 defines a high pressure chamber 28, which is connected via an inlet channel 30 and a fuel supply line 60 with a high pressure source 31 (rail). The inlet channel 30 has two Bore sections 32, 33, which are arranged at an angle α to each other. While the bore portion 32 formed in the housing member 13a is parallel to the longitudinal axis 16, the second bore portion 33 located in the housing member 13b inclines toward the high pressure space 28.

Der Steuerraum 26 ist hydraulisch mit dem Hochdruckraum 28 verbunden. Hierzu ist in der Steuerraumhülse 22 eine radial umlaufende Ringnut 34 ausgebildet, die über eine Verbindungsbohrung 35 in dem Steuerraum 26 mündet. Die Ringnut 34 ist hydraulisch über einen Spaltfilter 36 mit dem Hochdruckraum 28 verbunden.The control chamber 26 is hydraulically connected to the high-pressure chamber 28. For this purpose, a radially encircling annular groove 34 is formed in the control chamber sleeve 22, which opens into the control chamber 26 via a connecting bore 35. The annular groove 34 is hydraulically connected via a gap filter 36 to the high-pressure chamber 28.

Erfindungswesentlich ist die Anordnung bzw. Ausbildung einer Vorrichtung 50 zur Erfassung des Kraftstoffdrucks in dem Zulaufkanal 30. Hierzu weist die Vorrichtung 50 ein als Piezoelement 51 ausgebildetes Messelement 52 auf, das an der äußeren Umfangswand des Injektorgehäuses 11 im Übergangsbereich zwischen den beiden Gehäuseelementen 13a, 13b angeordnet ist. Insbesondere ist die Anordnung des Messelements 52 derart, dass sich dieses in Höhe der Knickstelle zwischen den beiden Bohrungsabschnitten 32, 33 befindet. Die Verbindung des Messelements 52 mit dem Injektorgehäuse 11 erfolgt vorzugsweise durch eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere durch eine wärmebeständige Kleberschicht 54. Das Piezoelement 51 ist über eine elektrisch Anschlussleitung 55 mit einer nicht gezeigten Steuereinrichtung gekoppelt, die zumindest mittelbar der Ansteuerung des Kraftstoffinjektors 10 dient.Essential to the invention is the arrangement or design of a device 50 for detecting the fuel pressure in the inlet channel 30. For this purpose, the device 50 designed as a piezoelectric element 51 measuring element 52 which on the outer peripheral wall of the injector 11 in the transition region between the two housing elements 13a, 13b is arranged. In particular, the arrangement of the measuring element 52 is such that it is located at the level of the kink between the two bore sections 32, 33. The connection of the measuring element 52 to the injector housing 11 is preferably carried out by a cohesive connection, in particular by a heat-resistant adhesive layer 54. The piezoelectric element 51 is coupled via an electrically connecting line 55 with a control device, not shown, which serves at least indirectly the control of the fuel injector 10.

Die Funktionsweise des soweit beschriebenen Kraftstoffinjektors 10 sowie der Vorrichtung 50 wird wie folgt erläutert: In der in der Fig. 1 dargestellten, abgesenkten Stellung der Düsennadel 18 verschließt diese die Einspritzöffnungen 14. Dadurch wird ein Abgeben von Kraftstoff über die Einspritzöffnungen 14 verhindert. Weiterhin ist der Ablaufkanal 27 verschlossen, so dass auch kein Abfluss von Kraftstoff aus dem Steuerraum 26 in den Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors 10 erfolgt. Es herrscht somit in dem Steuerraum 26, dem Hochdruckraum 28 sowie dem Zulaufkanal 30 mit seinen beiden Bohrungsabschnitten 32, 33 zumindest im Wesentlichen der gleiche Druck (Systemdruck). Eine Ansteuerung des Kraftstoffinjektors 10 bzw. des Aktuators zur Steuerung des Abflusses von Kraftstoff aus dem Steuerraum 26 in den Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors 10 bewirkt, dass der in Schließrichtung herrschende hydraulische Druck in dem Steuerraum 26 reduziert wird, worauf die Düsennadel 28 entgegen der Federkraft der Schließfeder 25 von dem Dichtsitz 19 abhebt. Dadurch strömt Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 28 und die Einspritzöffnungen 14 in den Brennraum der Brennkraftmaschine ab. Gleichzeitig strömt zum Ausgleich für den über die Einspritzöffnungen 14 abgegebenen Kraftstoff Kraftstoff über den Zulaufkanal 30 in den Hochdruckraum 28 nach, wobei der Druck in dem Zulaufkanal 30, im Vergleich zu geschlossener Düsennadel 18, reduziert ist. Um den Einspritzvorgang zu stoppen, wird der Ablaufkanal 27 durch Deaktivierung des Aktuators des Kraftstoffinjektors 10 verschlossen. Darauf erhöht sich der hydraulische Druck in dem Steuerraum 26, worauf die Düsennadel 18 in Richtung ihres Sitzes 19 bewegt wird. Bei der Abwärtsbewegung der Düsennadel 18 in Richtung ihres Dichtsitzes 19 erhöht sich sowohl der hydraulische Druck in dem Hochdruckraum 28 als auch in dem Zulaufkanal 30 infolge der geringer werdenden Einspritzmenge von Kraftstoff über die Einspritzöffnungen 14. Dieser sich erhöhende hydraulische Druck in dem Zulaufkanal 30 wird mittels der Vorrichtung 50 bzw. mittels des Piezoelementes 51 erkannt, da in den dem Piezoelement 51 zugewandten Wandbereichen des Injektorgehäuses 11 Druckspannungen aufgrund einer Verformung des Zulaufkanals 30 erzeugt werden, was durch die Pfeile 58, 59 verdeutlicht sein soll. Diese Druckspannungen übertragen sich auf das Piezoelement 51 und erzeugen dort durch eine entsprechende Anordnung bzw. Orientierung des Piezoelements 51 zu den Bohrungsabschnitten 32, 33 eine Signalspannung, die der Steuereinrichtung des Kraftstoffinjektors 10 als Eingangssignal zugeführt wird. Sobald die Düsennadel 18 auf ihren Dichtsitz 19 aufsitzt, findet im Wesentlichen keine weitere Drucksteigerung mehr statt, so dass auch kein Spannungssignal mehr durch das Piezoelement 51 erzeugt wird. Der Verlauf des Spannungssignals des Piezoelements 51 kann daher als Indiz für die Schließbewegung der Düsennadel 18 in Richtung ihres Dichtsitzes 19 verwendet werden.The mode of operation of the fuel injector 10 described so far as well as the device 50 is explained as follows: In the in the Fig. 1 illustrated, lowered position of the nozzle needle 18, this closes the injection openings 14. This prevents the discharge of fuel through the injection openings 14. Furthermore, the drainage channel 27 is closed, so that no outflow of fuel from the control chamber 26 takes place in the low-pressure region of the fuel injector 10. There is thus in the control chamber 26, the high pressure chamber 28 and the inlet channel 30 with its two bore sections 32, 33, at least substantially the same pressure (system pressure). A control of the fuel injector 10 and the actuator for controlling the outflow of fuel from the control chamber 26 in causes the low pressure region of the fuel injector 10 that the prevailing in the closing direction hydraulic pressure in the control chamber 26 is reduced, whereupon the nozzle needle 28 lifts against the spring force of the closing spring 25 of the sealing seat 19. As a result, fuel flows from the high-pressure chamber 28 and the injection openings 14 into the combustion chamber of the internal combustion engine. At the same time, in order to compensate for the fuel discharged via the injection openings 14, fuel flows via the inlet channel 30 into the high-pressure space 28, the pressure in the inlet channel 30 being reduced compared to the closed nozzle needle 18. In order to stop the injection process, the drainage channel 27 is closed by deactivating the actuator of the fuel injector 10. Thereupon, the hydraulic pressure in the control chamber 26 increases, whereupon the nozzle needle 18 is moved in the direction of its seat 19. During the downward movement of the nozzle needle 18 in the direction of its sealing seat 19, both the hydraulic pressure in the high-pressure chamber 28 and in the inlet channel 30 increases due to the decreasing injection quantity of fuel via the injection openings 14. This increasing hydraulic pressure in the inlet channel 30 by means of the device 50 or detected by means of the piezoelectric element 51, since in the piezoelectric element 51 facing wall portions of the injector 11 compressive stresses due to deformation of the inlet channel 30 are generated, which should be illustrated by the arrows 58, 59. These compressive stresses are transmitted to the piezoelectric element 51 and generate there by a corresponding arrangement or orientation of the piezoelectric element 51 to the bore sections 32, 33, a signal voltage which is supplied to the control device of the fuel injector 10 as an input signal. As soon as the nozzle needle 18 is seated on its sealing seat 19, essentially no further increase in pressure takes place, so that no more voltage signal is generated by the piezoelement 51. The course of the voltage signal of the piezoelectric element 51 can therefore be used as an indication of the closing movement of the nozzle needle 18 in the direction of its sealing seat 19.

Der oben beschriebene Sachverhalt ist in der Fig. 6 während eines Einspritzzyklus des Kraftstoffinjektors 10 dargestellt. Insbesondere erkennt man über der Zeit t ein Spannungssignal U des Piezoelements 51, den Druck P innerhalb des Hochdruckraums 28 bzw. des Zulaufkanals 30, sowie eine Durchflussrate Q durch die Einspritzöffnungen 14. Ab dem Öffnen der Düsennadel 18 bzw. beim Abheben der Düsennadel 18 von ihrem Dichtsitz 19 zum Zeitpunkt t1 wird von dem Piezoelement 51 ein negatives Spannungssignal U erzeugt. Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 ist der hydraulische Druck in dem Zulaufkanal 30 im Wesentlichen konstant, da die in den Hochdruckraum 28 nachströmende Kraftstoffmenge der über den Einspritzöffnungen 14 abströmenden Kraftstoffmenge entspricht. Ab dem Zeitpunkt t3 beginnt der Druck P in dem Hochdruckraum 28 bzw. dem Zulaufkanal 30 wieder auf seinen ursprünglichen Wert zu steigen, da zu diesem Zeitpunkt die Schließbewegung der Düsennadel 18 beginnt. Die damit einhergehende Druckerhöhung in dem Zulaufkanal 30 wird mittels des Piezoelements 51 detektiert, welches einen positiven Spannungsimpuls U erzeugt.The situation described above is in the Fig. 6 during an injection cycle of the fuel injector 10. In particular, a voltage signal U of the piezoelectric element 51, the pressure P within the high-pressure chamber 28 or the inlet channel 30, and a pressure signal U are detected over the time t Flow rate Q through the injection openings 14. From the opening of the nozzle needle 18 and when lifting the nozzle needle 18 from its sealing seat 19 at time t 1 , a negative voltage signal U is generated by the piezoelectric element 51. Between the times t 2 and t 3 , the hydraulic pressure in the inlet channel 30 is substantially constant, since the fuel quantity flowing into the high-pressure chamber 28 corresponds to the amount of fuel flowing out through the injection openings 14. From the time t 3 , the pressure P in the high-pressure chamber 28 or the inlet channel 30 begins to rise again to its original value, since the closing movement of the nozzle needle 18 begins at this time. The associated pressure increase in the inlet channel 30 is detected by means of the piezoelectric element 51, which generates a positive voltage pulse U.

Bei den in den Fig. 2 und 3 abgewandelten Ausführungsformen der Erfindung ist die Vorrichtung 50 zwischen der Hochdruckquelle 31 und dem Kraftstoffinjektor 10a angeordnet, wobei es wesentlich ist, dass die Vorrichtung 50 getrennt vom Kraftstoffinjektor 10a im Bereich der Kraftstoffzuführleitung 60 angeordnet ist. Die Kraftstoffzuführleitung 60 weist bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einen gekrümmt ausgebildeten Bereich 61 mit einem Krümmungsradius r auf. Das Piezoelement 51 a ist auf der konvexen Seite des Abschnitts 61 unter Zwischenlage einer Klebeschicht 54a mit dem Abschnitt 61 verbunden.In the in the FIGS. 2 and 3 In modified embodiments of the invention, the device 50 is arranged between the high-pressure source 31 and the fuel injector 10 a, wherein it is essential that the device 50 is arranged separately from the fuel injector 10 a in the region of the fuel supply line 60. The fuel supply line 60 has in the in the Fig. 2 illustrated embodiment, a curved trained portion 61 with a radius of curvature r. The piezoelectric element 51 a is connected to the portion 61 on the convex side of the portion 61 with the interposition of an adhesive layer 54 a.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Piezoelement 51a demgegenüber im Bereich eines, in die Kraftstoffzuführleitung 60 zwischengeschalteten Adapterelements 65 angeordnet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Kraftstoffführung im Bereich des Adapterelements 65 speziell zur möglichst guten Detektierung von Druckschwankungen durch das Piezoelement 51 a angepasst sein kann, beispielsweise durch einen kleineren Krümmungsradius r bzw. in einem stärkeren Winkel zueinander geneigten Bohrungsabschnitten zur Kraftstoffführung.In the in the Fig. 3 In contrast to this, the piezoelectric element 51a is arranged in the region of an adapter element 65 interposed in the fuel supply line 60. This embodiment has the advantage that the fuel guide in the region of the adapter element 65 can be adapted especially for the best possible detection of pressure fluctuations by the piezoelectric element 51 a, for example by a smaller radius of curvature r or at a greater angle to each other inclined bore sections for fuel guidance.

Zuletzt in den Fig. 4 und 5 ein alternatives Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem unter Verwendung eines Adapterelements 70, das ebenfalls in die Kraftstoffzuführleitung 60 zu dem Kraftstoffinjektor 10a integriert ist, das Piezoelement 51 b an einer Außenfläche des Adapterelements 70 angeordnet ist. Das Adapterelement 70 weist einen mit dem hydraulischen Druck beaufschlagten Abzweig 71 auf, der von einer Hochdruckmembran 72 begrenzt ist. Die Hochdruckmembran 72 ist wiederum in Wirkverbindung mit dem Piezoelement 51 b angeordnet. Entsprechend der Darstellung der Fig. 5 findet bei einer Druckerhöhung eine Deformation bzw. Verformung der Hochdruckmembran 72 statt, die mittels des Piezoelements 51 b detektierbar ist.Last in the 4 and 5 an alternative embodiment shown in which the piezoelectric element 51 b is disposed on an outer surface of the adapter element 70 using an adapter element 70 which is also integrated into the fuel supply line 60 to the fuel injector 10a. The adapter element 70 has a branch 71 which is acted upon by the hydraulic pressure and which is delimited by a high-pressure membrane 72. The high-pressure membrane 72 is in turn arranged in operative connection with the piezoelectric element 51 b. According to the presentation of the Fig. 5 If there is an increase in pressure, deformation or deformation of the high-pressure membrane 72 takes place, which can be detected by means of the piezoelectric element 51b.

Der soweit beschriebene Kraftstoffinjektor 10 bzw. die Vorrichtung 50 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The fuel injector 10 or the device 50 described so far can be modified or modified in many ways without departing from the inventive concept.

Claims (10)

Vorrichtung (50) zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks (P) für einen Kraftstoffinjektor (10; 10a) mit einem als Piezoelement (51; 51a) ausgebildeten Messelement (52) zur Erfassung des Kraftstoffdrucks (P), wobei das Messelement (52) dazu ausgebildet ist, eine Verformung einer den Strömungsweg begrenzenden Wand einer Kraftstoffzuführeinrichtung zu einem in einem Injektorgehäuse (11) ausgebildeten Hochdruckraum (28) zu detektieren,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kraftstoffzuführeinrichtung im Bereich des Messelements (52) einen gekrümmt oder geknickt ausgebildeten Strömungsweg für den Kraftstoff ausbildet.Device (50) for detecting a fuel pressure (P) for a fuel injector (10; 10a) with a measuring element (52) designed as a piezo element (51; 51a) for detecting the fuel pressure (P), the measuring element (52) being designed for this purpose to detect a deformation of a wall of a fuel supply device bounding the flow path to a high-pressure space (28) formed in an injector housing (11),
characterized,
forms that the fuel supply a curved or in the region of the measuring element (52) formed bent flow path for the fuel. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kraftstoffzuführeinrichtung als ein in dem Injektorgehäuse (11) ausgebildeter Zulaufkanal (30) ausgebildet ist, der in den Hochdruckraum (28) mündet, dass der Zulaufkanal (30) zwei, in einem Winkel (α) zueinander angeordnete Bohrungsabschnitte (32, 33) aufweist, die den Strömungsweg für den Kraftstoff ausbilden, und dass das Messelement im Übergangsbereich zwischen den beiden Bohrungsabschnitten (32, 33) angeordnet ist.Device according to claim 1,
characterized,
in that the fuel supply device is designed as an inlet channel (30) formed in the injector housing (11) which opens into the high-pressure chamber (28) that the inlet channel (30) has two bore sections (32, 33) arranged at an angle (α) to one another. which form the flow path for the fuel, and that the measuring element in the transition region between the two bore portions (32, 33) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Messelement (52) an der Außenseite des Injektorgehäuses (11) angeordnet ist.Apparatus according to claim 1 or 2,
characterized,
that the measuring element (52) is arranged on the outside of the injector (11). Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Messelement (52) mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels einer Kleberschicht (54), mit dem Injektorgehäuse (11) verbunden ist.Device according to claim 3,
characterized,
that the measuring element (52) by means of a material connection, in particular by an adhesive layer (54) to the injector (11) is connected. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Messelement (52) im Bereich einer mit dem Kraftstoffinjektor (10a) hydraulisch verbindbaren Kraftstoffzuführleitung (60) angeordnet ist, die die Kraftstoffzuführeinrichtung ausbildet.Device according to claim 1,
characterized,
that the measuring element (52) in the region of the fuel injector (10a) hydraulically connected fuel supply line (60) is arranged, which forms the fuel supply. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Messelement (52) unmittelbar, ggf. unter Zwischenlage einer Verbindungsschicht, an der Außenseite der Kraftstoffzuführleitung (60) angeordnet ist.Device according to claim 5,
characterized,
that the measuring element (52) is arranged directly, optionally with the interposition of a bonding layer, on the outside of the fuel supply conduit (60). Vorrichtung nach einem der Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Messelement (52) im Bereich eines in die Kraftstoffzuführleitung (60) einsetzbaren Adapterelements (65) angeordnet ist.Device according to one of the claims 5,
characterized,
in that the measuring element (52) is arranged in the region of an adapter element (65) which can be inserted into the fuel supply line (60). Vorrichtung (50) zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks (P) für einen Kraftstoffinjektor (10a), mit einem als Piezoelement (51 b) ausgebildeten Messelement (52) zur Erfassung des Kraftstoffdrucks (P), wobei das Messelement (52) dazu ausgebildet ist, eine Verformung in einer den Strömungsweg begrenzenden Wand einer Kraftstoffzuführeinrichtung zu einem in einem Injektorgehäuse (11) ausgebildeten Hochdruckraum (28) zu detektieren,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Messelement (52) im Bereich einer mit dem Kraftstoffinjektor (10a) hydraulisch verbindbaren Kraftstoffzuführleitung (60) angeordnet ist, dass das Messelement (52) im Bereich eines in die Kraftstoffzuführleitung (60) einsetzbaren Adapterelements (70) angeordnet ist, und dass das Adapterelement (70) eine von dem Kraftstoffdruck (P) elastisch deformierbare Membran (72) aufweist, in deren Bereich das Messelement (52) angeordnet ist.Device (50) for detecting a fuel pressure (P) for a fuel injector (10a), with a piezoelectric element (51 b) formed measuring element (52) for detecting the fuel pressure (P), wherein the measuring element (52) is adapted to a Deformation in a flow path bounding wall of a fuel supply to a in an injector (11) formed high-pressure chamber (28) to detect
characterized,
in that the measuring element (52) is arranged in the region of a fuel supply line (60) which can be hydraulically connected to the fuel injector (10a), that the measuring element (52) is arranged in the region of an adapter element (70) which can be inserted into the fuel supply line (60), and in that Adapter element (70) one of the fuel pressure (P) elastically deformable membrane (72), in the region of the measuring element (52) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Messelement (52) dazu ausgebildet ist bzw. derart angeordnet ist, Verformungen aufgrund von Druckspannungen zu erfassen.Device according to one of claims 1 to 8,
characterized,
that the measuring element (52) is adapted and is arranged to detect deformations due to compressive stresses. Kraftstoffinjektor (10) oder Kraftstoffzuführleitung (60) zu einem Kraftstoffinjektor (10a) mit einer Vorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Fuel injector (10) or fuel supply line (60) to a fuel injector (10a) with a device (50) according to one of claims 1 to 9.
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