EP2959155A1 - Fuel injector - Google Patents

Fuel injector

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Publication number
EP2959155A1
EP2959155A1 EP13818660.6A EP13818660A EP2959155A1 EP 2959155 A1 EP2959155 A1 EP 2959155A1 EP 13818660 A EP13818660 A EP 13818660A EP 2959155 A1 EP2959155 A1 EP 2959155A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
throttle plate
throttle
fuel injector
chamber
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13818660.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Markus Kalenborn
Michael Willmann
Horst Ressel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Woodward LOrange GmbH
Original Assignee
LOrange GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LOrange GmbH filed Critical LOrange GmbH
Publication of EP2959155A1 publication Critical patent/EP2959155A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2547/00Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M2547/008Means for influencing the flow rate out of or into a control chamber, e.g. depending on the position of the needle

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1.
  • fuel injectors particularly conventional pilot-valve controlled injectors, which are mostly for use with diesel fuel, e.g. Heavy fuel oil or biofuel, are provided regularly only with considerable structural complexity possible to produce a stepped opening ramp in Dü- sennennhubverlauf, in particular with an initially steeper opening ramp section and a subsequent flatter opening ramp section.
  • this is desirable for an emission-optimized combustion characteristic when using a fuel injector on a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a reciprocating piston engine.
  • the present invention seeks to propose a generic fuel injector, which advantageously unobstrusively allows a stepped opening stroke in particular of the above type.
  • a fuel injector for a fuel injector is proposed.
  • the injector may preferably be provided for use in a common rail system, wherein the fuel injector is generally intended for use with internal combustion engines in the form of gasoline or diesel engines, in particular large diesel engines and further in particular vehicle engines, for example in off-road or marine applications. also in stationary applications, for example combined heat and power plants.
  • the fuel injector has a control chamber which can be selectively relieved of pressure via a pilot valve (servo or control valve) of the injector for controlling the nozzle needle stroke of an axially displaceable nozzle needle of the injector (indirectly controlled injector).
  • a pilot valve servo or control valve
  • the injector for controlling the nozzle needle stroke of an axially displaceable nozzle needle of the injector (indirectly controlled injector).
  • the fuel injector is characterized in that a first, nozzle-remote and a second nozzle-closer chamber is divided in the control chamber, which communicate with each other via the throttle plate, wherein in the first chamber, a first resilient element and in the second chamber, a second resilient Element is received biased against the throttle plate, which resilient elements axially support the throttle plate, and wherein a high-pressure inlet to the control chamber and a discharge process from the control chamber each open into and out of the first chamber.
  • the throttle plate is arranged between the first and the second resilient element and insofar preferably in a sandwich arrangement.
  • the proposed injector is inexpensive and easy to produce and suitable with little structural complexity, the intended grading in the opening ramp at the beginning of an injection process, i. before the nozzle needle goes to the stop to achieve reliable, in particular with the intended steep initial ramp portion immediately after the start of the opening and the subsequent flatter opening ramp portion before the nozzle needle is in the stop. Furthermore, a fast closing ramp can also be generated here.
  • the second spring-elastic element has a spring stiffness greater than or equal to equal to the spring stiffness of the first spring-elastic element.
  • preload displacement tolerances have only insignificant influence on the relative rest position of the throttle plate after installation.
  • the spring stiffnesses can be e.g. be selected such that the stiffness of the second resilient member is 1 to 4 times the stiffness of the first resilient member. This can help to avoid too close approach of the nozzle needle to the throttle plate in the steep first opening ramp section.
  • the spring length of the first elastic element may be shorter than that of the second elastic element. The same applies to the reverse case.
  • the throttle plate in particular as a plate element, formed with or by means of at least one throttle bore, which extends as a passage opening axially through the throttle plate.
  • a throttle bore extends centrally through the throttle plate.
  • the throttle plate may be disc-shaped (extending radially in a planar manner), wherein the throttle plate preferably - but not necessarily - H-shaped cross-section.
  • the transverse web of the H-shape extends in particular radially.
  • the throttle plate formed in this way allows the circumference optimized guidance, ie on the wall of the control chamber (eg, providing a sliding seal) woneben the throttle plate also an overuse of the recorded springs in the compression of the same can advantageously avoid the fact that the throttle plate at the same time as a distancing Stop element acts.
  • at least one axial throttle bore extends through the transverse web of the H-shape, in particular also all of the throttle plate formed in cross-section H-shaped.
  • fluid communication between the first and the second chamber (in the control chamber) can take place exclusively via the throttle plate, in particular via the at least one throttle bore thereof.
  • the orifice characteristic is preferably set at the fuel injector such that the relief drain has a drainage flow area which is greater than the throttle area of the throttle plate, i.e. the throttle bore (s) of the same.
  • the ratio throttle cross-section of throttle plate to outlet throttle in the range of 0.12 to 0.4 and / or, based on Qioo flow values (at 100bar), the ratio inlet throttle cross-section (ZDr) of the high-pressure inlet to the outlet throttle section (ADr) in the range of 0.5 to 0.9.
  • the proposed fuel injector is advantageously usable with a fuel injection device, for example, in a common rail system.
  • a fuel injection device is proposed which has at least one fuel injector as described above.
  • FIG. 2 shows by way of example and schematically a simplified structural diagram of the fuel injector with fuel paths guided thereon according to a possible embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows an example and schematically a simplified view to illustrate the functionality of the injector according to the invention.
  • FIG. 1 shows, schematically and by way of example, an intended needle stroke progression over time, as it can be achieved advantageously simply with the proposed fuel injector 10.
  • the Nadelhubverlauf has a steep opening ramp section 1 immediately after the start of the injection process and an adjoining flatter opening ramp section 2.
  • the following section 3 in Nadelhubverlauf adjusts itself, as soon as the nozzle needle 12 reaches the stop (Vollhub too), the closing ramp 4 in a subsequent closing movement of the nozzle needle 12th
  • Fig. 2 illustrates in more detail (simplified) the fuel injector 10 according to the invention, which is intended for use with a fuel injector.
  • the fuel injector 10 may preferably be used with diesel fuel, for example in a common rail system.
  • the injector 10 has an axially displaceable nozzle needle 12, which is received in an axial bore 14, which is formed in a nozzle body 16 of the fuel injector 10.
  • the nozzle body 16 forms part of an injector housing 18.
  • a nozzle (nanix) 20 is formed (one or more injection holes), which is needle-dependent flowed through by Chellbeetztem fuel.
  • a fuel flow path is formed from a volume 24 (axial bore 14) upstream of the nozzle needle 12 and the valve seat 22 formed nozzle valve toward the nozzle 18 turned on.
  • volume 24 can be promoted together with the nozzle 20 after opening the nozzle needle.
  • the volume 24 can - as shown in Fig. 2 - be formed by the axial bore 14 into which the high-pressure feed line 24 opens, alternatively, for example in the form of a separate high-pressure chamber upstream of the nozzle 20, which communicates with the nozzle 20 after opening the nozzle needle.
  • the fuel injector 10 further has a control chamber 28, which is provided at the upper or nozzle-distal end 12b of the nozzle needle 12.
  • the control chamber 28 is formed by means of a needle guide sleeve 30, in which the nozzle needle 12 with its nozzle-distal end 12b circumferentially (leakage-prone) dipping immersed.
  • a lidding element 32 at the nozzle distal end of the guide sleeve 30, which is provided for example as a valve plate 32, in particular in the injector 18th
  • a nozzle spring 36 is still caught, which urges the nozzle needle 12 in the closed position.
  • a throttling element or throttle plate 38 is received in the control chamber 28 in this way, see FIGS. 2 and 3, that in the control chamber 28, a first, more remote chamber 40 and a second nozzle nearer Chamber 42 are divided.
  • the chambers 40, 42 communicate with each other (wherein the first 40 and the second chamber 42 in particular have volumes which vary in dependence on an axial displacement position of the throttle plate 38).
  • the present (circular) disc-shaped and corresponding to the cross-section of the control chamber 28 throttle plate 38 extends - preferably with H-shaped cross section - radially between the end portion 12b of the nozzle needle 12 and the lidding element 32 (wherein the transverse web of the H-shape in the radial Direction extends), in particular plane-parallel with the same.
  • the throttle plate 38 is preferably guided over the webs of an H-shaped cross-section on the wall 28 a of the control chamber 28 (slide-sealed), generally over the circumferential wall of the throttle plate 38.
  • an axially passing throttle bore 44 is formed, e.g. centrally, (alternatively, for example, a plurality of throttle holes 44) forming a throttle with a cross-section D, s. e.g. Fig. 2 or 3.
  • a respective such throttle bore 44 preferably each extends through the disc-shaped crosspiece of the H-shape, in particular all.
  • the fuel injector 10 is further configured such that fluid communication between the chambers 40, 42 exclusively via the throttle plate 38, i.e. via the at least one throttle bore 44 or the cross-section D thereof can take place.
  • first resilient element 46 in particular in the form of a helical compression spring (alternatively, for example, in the form of a wave washer spring or a plate spring), and in the second chamber 42, a second resilient element 48, in particular in the form of a helical compression spring ( Alternatively, for example, in turn, in the form of a wave washer spring or eg a plate spring), each received biased against the throttle plate 38.
  • the first helical compression spring 46 is at the other end pushed against the lidding member 32, the second helical compression spring 48 against the end 12 b of the nozzle needle 12th
  • the throttle plate 38 is mounted axially displaceable in the control chamber 28, it is held so far in the balance.
  • the fuel injector 10 further configured such that a (fuel) high-pressure inlet 50, in particular with an inlet throttle ZDr to the control chamber 28 and a discharge process 52, in particular with an outlet throttle ADr, from the control chamber 28th into and out of the first chamber 40.
  • a (fuel) high-pressure inlet 50 in particular with an inlet throttle ZDr to the control chamber 28
  • a discharge process 52 in particular with an outlet throttle ADr
  • the fuel injector 10 further comprises a pilot valve (control valve) 54, which is preferably provided as a magnetaktuators valve, alternatively, for example as a piezoelectric valve.
  • the pilot valve 54 may be a simple and preferably quick-acting 2/2-way valve, besides e.g. also a 3/2-way valve.
  • the relief valve 52 can be selectively blocked or released at the injector 10 via the pilot valve 54 toward the low-pressure side (leakage; LP).
  • the intended Nadelhubverlauf can be realized as part of an injection process. This will be described below with reference to FIGS. 3 explained in more detail.
  • the nozzle needle 12 moves together with the throttle plate 38 toward the nozzle distal end of the control chamber 28 axially with the same (or only slightly smaller) speed until the Throttle plate 38 on the lidding element 32 comes into abutment (whereby the opening phase 1 is terminated).
  • the spring-elastic element 48 is not compressed during the opening phase 1 (or only slightly in comparison with the elastic element 46). During this opening phase 1, the distance h 1i0 above the throttle plate 38 is consumed.
  • the slower opening phase 2 follows (flatter Nadelhubrampenabites 2 in Fig. 1), in which the volume of the second chamber 42, the (smaller than ADR) throttle (D ) flows through in the throttle plate 38, wherein an increased resistance prevails.
  • the second opening phase 2 ends when the nozzle needle 12 with the end portion 12a after compression of the second resilient element 48 against the nozzle near end 38a of the throttle plate 38 comes into abutment (full stroke position of the nozzle needle 12). During this opening phase 2, the further distance Ah2 is consumed.
  • the throttle plate 38 returns to its initial position shown under a) in FIG. 3.
  • the duration of the opening ramp 1 is set to the fuel injector 10.
  • the ratio throttle cross-section D of the throttle plate 38 to outlet throttle ADr in the range of 0.12 to 0.4 and / or, based on Q 10 o values at 100 bar, the ratio throttle cross-section Inlet restrictor ZDr to outlet throttle cross section ADr in the range of 0.5 to 0.9.
  • the ratio of the spring lengths after installation is independent of the sum of the spring lengths, thereby facilitating the equalization of a plurality of fuel injectors 10 of an injection system.

Landscapes

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Abstract

Disclosed is a fuel injector (10) for a fuel injection device, wherein the injector (10) has a control chamber (28), which can be selectively relieved of pressure by means of a pilot valve (54) of the injector (10) in order to control the nozzle needle stroke of an axially displaceable nozzle needle (12) of the injector (10), wherein the fuel injector (10) has at least one nozzle (20) on a first end (12a) of the nozzle needle (12) and has the control chamber (28) on a second end (12b) of the nozzle needle (12), wherein the control chamber (28) is sub-divided by a throttle plate (38) accommodated therein into a first chamber (40), which is further away from the nozzle, and a second chamber (42), which is closer to the nozzle, said chambers communicating with each other via the throttle plate (38), wherein a first resilient element (46) and a second resilient element (48) are each accommodated in a pre-stressed manner against the throttle plate (38) in the first chamber (40) and in the second chamber (42) respectively, which resilient elements (46, 48) axially displaceably bear the throttle plate (38), and wherein a high-pressure inflow line (50) into the control chamber (28) and a relief outflow line (52) out of the control chamber (28) lead into and out of the first chamber (40) respectively.

Description

Kraftstoffiniektor  Kraftstoffiniektor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. The present invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1.
Es ist bei Kraftstoffinjektoren, insbesondere konventionellen, pilotventilgesteuerten Injektoren, welche zumeist für die Verwendung mit Dieselkraftstoff, z.B. auch Schweröl oder Biokraftstoff, vorgesehen sind, regelmäßig nur mit erheblichem baulichen Aufwand möglich, eine gestufte Öffnungsrampe im Dü- sennadelhubverlauf, insbesondere mit einem anfänglich steileren Öffnungsrampenabschnitt und einem nachfolgend flacheren Öffnungsrampenabschnitt zu erzeugen. Dies ist jedoch für eine emissionsoptimierte Brenncharakteristik bei Verwendung eines Kraftstoffinjektors an einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Hubkolbenmaschine, wünschenswert. It is in fuel injectors, particularly conventional pilot-valve controlled injectors, which are mostly for use with diesel fuel, e.g. Heavy fuel oil or biofuel, are provided regularly only with considerable structural complexity possible to produce a stepped opening ramp in Dü- sennennhubverlauf, in particular with an initially steeper opening ramp section and a subsequent flatter opening ramp section. However, this is desirable for an emission-optimized combustion characteristic when using a fuel injector on a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a reciprocating piston engine.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Kraftstoffinjektor vorzuschlagen, welcher vorteilhaft unaufwändig einen gestuften Öffnungshub insbesondere der vorstehenden Art ermöglicht. Proceeding from this, the present invention seeks to propose a generic fuel injector, which advantageously unobstrusively allows a stepped opening stroke in particular of the above type.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by the features of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments and embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Kraftstoffinjektor für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Der Injektor kann bevorzugt zur Verwendung in einem Common-Rail-System vorgesehen sein, wobei der Kraftstoffinjektor allgemein zur Verwendung mit Brennkraftmaschinen in Form von Otto- oder Dieselmotoren, insbesondere Großdieselmotoren und weiterhin insbesondere Fahrzeugmotoren vorgesehen ist, zum Beispiel in Offroad- oder Schiffsanwen- düngen, daneben auch in stationären Anwendungen, zum Beispiel Blockheizkraftwerken. According to the invention, a fuel injector for a fuel injector is proposed. The injector may preferably be provided for use in a common rail system, wherein the fuel injector is generally intended for use with internal combustion engines in the form of gasoline or diesel engines, in particular large diesel engines and further in particular vehicle engines, for example in off-road or marine applications. also in stationary applications, for example combined heat and power plants.
Der Kraftstoffinjektor weist einen Steuerraum auf, welcher über ein Pilotventil (Servo- bzw. Steuerventil) des Injektors zur Steuerung des Düsennadel- hubs einer axial verschieblichen Düsennadel des Injektors selektiv druckent- lastbar ist (indirekt gesteuerter Injektor). Hierbei ist am ersten Ende der Düsennadel wenigstens eine Düse und an einem zweiten Ende der Düsennadel der Steuerraum je des Kraftstoffinjektors gebildet. The fuel injector has a control chamber which can be selectively relieved of pressure via a pilot valve (servo or control valve) of the injector for controlling the nozzle needle stroke of an axially displaceable nozzle needle of the injector (indirectly controlled injector). Here, at the first end of the nozzle needle at least one nozzle and at a second end of the nozzle needle of the control chamber depending on the fuel injector is formed.
Gekennzeichnet ist der Kraftstoffinjektor dadurch, dass im Steuerraum durch eine darin aufgenommene Drosselplatte eine erste, düsenfernere und eine zweite düsennähere Kammer abgeteilt wird, welche über die Drosselplatte miteinander kommunizieren, wobei in der ersten Kammer ein erstes federelastisches Element und in der zweiten Kammer ein zweites federelastisches Element je gegen die Drosselplatte vorgespannt aufgenommen ist, welche federelastischen Elemente die Drosselplatte axial verschieblich lagern, und wobei ein Hochdruckzulauf zum Steuerraum und ein Entlastungsablauf aus dem Steuerraum je in die bzw. aus der ersten Kammer münden. Bei dieser Ausgestaltung ist die Drosselplatte zwischen dem ersten und dem zweiten federelastischen Element und insoweit bevorzugt in einer Sandwichanordnung angeordnet. The fuel injector is characterized in that a first, nozzle-remote and a second nozzle-closer chamber is divided in the control chamber, which communicate with each other via the throttle plate, wherein in the first chamber, a first resilient element and in the second chamber, a second resilient Element is received biased against the throttle plate, which resilient elements axially support the throttle plate, and wherein a high-pressure inlet to the control chamber and a discharge process from the control chamber each open into and out of the first chamber. In this embodiment, the throttle plate is arranged between the first and the second resilient element and insofar preferably in a sandwich arrangement.
Der vorgeschlagene Injektor ist kostengünstig und mit geringem baulichen Aufwand auf einfache Weise herstellbar und geeignet, die beabsichtigte Stufung in der Öffnungsrampe zu Beginn eines Einspritzvorgangs, d.h. bevor die Düsennadel in den Anschlag geht, zuverlässig zu erzielen, insbesondere mit dem beabsichtigten steilen Anfangsrampenteil unmittelbar nach Beginn der Öffnung und dem nachfolgend flacheren Öffnungsrampenteil bevor die Düsennadel im Anschlag ist. Des Weiteren kann hierbei auch eine schnelle Schließrampe erzeugt werden. The proposed injector is inexpensive and easy to produce and suitable with little structural complexity, the intended grading in the opening ramp at the beginning of an injection process, i. before the nozzle needle goes to the stop to achieve reliable, in particular with the intended steep initial ramp portion immediately after the start of the opening and the subsequent flatter opening ramp portion before the nozzle needle is in the stop. Furthermore, a fast closing ramp can also be generated here.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist hierbei vorgesehen, dass das zweite federelastische Element eine Federsteifigkeit größer oder gleich der Federsteif igkeit des ersten federelastischen Elements aufweist. Insbesondere wenn die Federsteifigkeiten gleich sind (bevorzugt), haben Vorspannwegtoleranzen nur unbeachtlichen Einfluss auf die relative Ruhelage der Drosselplatte nach dem Einbau. In preferred embodiments of the invention, it is provided that the second spring-elastic element has a spring stiffness greater than or equal to equal to the spring stiffness of the first spring-elastic element. In particular, when the spring stiffnesses are the same (preferred), preload displacement tolerances have only insignificant influence on the relative rest position of the throttle plate after installation.
Daneben können die Federsteifigkeiten z.B. derart gewählt sein, das die Steifigkeit des zweiten federelastischen Elements das 1 bis 4 fache der Steifigkeit des ersten federelastischen Elements beträgt. Dies kann dazu beitragen, im steilen ersten Öffnungsrampenabschnitt eine zu starke Annäherung der Düsennadel an die Drosselplatte zu vermeiden. Besides, the spring stiffnesses can be e.g. be selected such that the stiffness of the second resilient member is 1 to 4 times the stiffness of the first resilient member. This can help to avoid too close approach of the nozzle needle to the throttle plate in the steep first opening ramp section.
Um die Länge der anfänglichen Öffnungsrampenphase im Einspritzratenverlauf kurz zu halten, kann die Federlänge des ersten federelastischen Elements kürzer als die des zweiten federelastischen Elements gewählt sein. Entsprechendes gilt für den Umkehrfall. In order to keep the length of the initial opening ramp phase short in the injection rate curve, the spring length of the first elastic element may be shorter than that of the second elastic element. The same applies to the reverse case.
Bevorzugt ist die Drosselplatte, insbesondere als Plattenelement, mit bzw. mittels wenigstens einer Drosselbohrung gebildet, welche sich als Durchgangsöffnung axial durch die Drosselplatte erstreckt. Z.B. erstreckt sich eine Drosselbohrung zentral durch die Drosselplatte. Allgemein kann die Drosselplatte scheibenförmig gebildet sein (sich radial flächig erstreckend), wobei die Drosselplatte bevorzugt - aber nicht notwendigerweise - H-förmigen Querschnitt aufweist. Preferably, the throttle plate, in particular as a plate element, formed with or by means of at least one throttle bore, which extends as a passage opening axially through the throttle plate. For example, a throttle bore extends centrally through the throttle plate. In general, the throttle plate may be disc-shaped (extending radially in a planar manner), wherein the throttle plate preferably - but not necessarily - H-shaped cross-section.
Bei H-förmiger Ausgestaltung erstreckt sich der Quersteg der H-Form insbesondere radial. Die derart gebildete Drosselplatte ermöglicht umfangsseitig eine optimierte Führung, i.e. an der Wandung des Steuerraums (z.B. unter Bereitstellen einer Gleitdichtung), woneben die Drosselplatte zudem eine Überbeanspruchung der in den Kammern aufgenommenen Federn bei Stauchung derselben vorteilhaft dadurch vermeiden kann, dass die Drosselplatte gleichzeitig als distanzhaltendes Anschlagselement wirkt. Bevorzugt erstreckt sich bei der im Querschnitt H-förmig gebildeten Drosselplatte wenigstens eine axiale Drosselbohrung durch den Quersteg der H- Form, insbesondere auch sämtliche. In the case of an H-shaped embodiment, the transverse web of the H-shape extends in particular radially. The throttle plate formed in this way allows the circumference optimized guidance, ie on the wall of the control chamber (eg, providing a sliding seal) woneben the throttle plate also an overuse of the recorded springs in the compression of the same can advantageously avoid the fact that the throttle plate at the same time as a distancing Stop element acts. Preferably, at least one axial throttle bore extends through the transverse web of the H-shape, in particular also all of the throttle plate formed in cross-section H-shaped.
Allgemein ist im Rahmen der Erfindung angestrebt, dass eine Fluidkom- munikation zwischen der ersten und der zweiten Kammer (im Steuerraum) ausschließlich über die Drosselplatte, insbesondere über die wenigstens eine Drosselbohrung derselben, erfolgen kann. It is generally desirable in the context of the invention that fluid communication between the first and the second chamber (in the control chamber) can take place exclusively via the throttle plate, in particular via the at least one throttle bore thereof.
Die Öffnungscharakteristik ist am Kraftstoffinjektor bevorzugt darüber eingestellt, dass der Entlastungsablauf einen Ablaufdrosselquerschnitt aufweist, welcher größer als der Drosselquerschnitt der Drosselplatte ist, i.e. der Dros- selbohrung(en) derselben. Bevorzugt liegt, bezogen auf Qioo-Strömungswerte (bei 100bar), das Verhältnis Drosselquerschnitt der Drosselplatte zu Ablaufdrosselquerschnitt im Bereich von 0,12 bis 0,4 und/oder, bezogen auf Qioo- Strömungswerte (bei 100bar), das Verhältnis Zulaufdrosselquerschnitt (ZDr) des Hochdruckzulaufs zu dem Ablaufdrosselquerschitt (ADr) im Bereich von 0,5 bis 0,9. The orifice characteristic is preferably set at the fuel injector such that the relief drain has a drainage flow area which is greater than the throttle area of the throttle plate, i.e. the throttle bore (s) of the same. Preferably, based on Qioo flow values (at 100 bar), the ratio throttle cross-section of throttle plate to outlet throttle in the range of 0.12 to 0.4 and / or, based on Qioo flow values (at 100bar), the ratio inlet throttle cross-section (ZDr) of the high-pressure inlet to the outlet throttle section (ADr) in the range of 0.5 to 0.9.
Der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor ist vorteilhaft mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendbar, zum Beispiel in einem Common-Rail-System. Insoweit wird auch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorgeschlagen, welche wenigstens einen wie vorstehend beschriebenen Kraftstoffinjektor aufweist. The proposed fuel injector is advantageously usable with a fuel injection device, for example, in a common rail system. In that regard, a fuel injection device is proposed which has at least one fuel injector as described above.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawings, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 exemplarisch und schematisch einen mit dem Kraftstoffinjektor erzielbaren Nadelhubverlauf während eines Einspritzvorgangs; Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it: 1 shows an example and schematically a achievable with the fuel injector Nadelhubverlauf during an injection process;
Fig. 2 exemplarisch und schematisch ein vereinfachtes Strukturbild des Kraftstoffinjektors mit daran geführten Kraftstoffpfaden gemäß einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und  2 shows by way of example and schematically a simplified structural diagram of the fuel injector with fuel paths guided thereon according to a possible embodiment of the present invention; and
Fig. 3 exemplarisch und schematisch eine vereinfachte Ansicht zur Veranschaulichung der Funktionalität des erfindungsgemäßen Injektors.  3 shows an example and schematically a simplified view to illustrate the functionality of the injector according to the invention.
In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion. In the following description and the drawings, the same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.
Fig. 1 zeigt schematisch und beispielhaft einen beabsichtigten Nadelhubverlauf über der Zeit, wie er sich mit dem vorgeschlagenen Kraftstoffinjektor 10 vorteilhaft einfach erzielen lässt. Der Nadelhubverlauf weist einen steilen Öffnungsrampenabschnitt 1 unmittelbar nach Beginn des Einspritzvorgangs und einen sich daran anschließenden flacheren Öffnungsrampenabschnitt 2 auf. Der nachfolgende Abschnitt 3 im Nadelhubverlauf stellt sich ein, sobald die Düsennadel 12 in den Anschlag gelangt (Vollhubstellung), die Schließrampe 4 bei einer nachfolgenden Schließbewegung der Düsennadel 12. FIG. 1 shows, schematically and by way of example, an intended needle stroke progression over time, as it can be achieved advantageously simply with the proposed fuel injector 10. The Nadelhubverlauf has a steep opening ramp section 1 immediately after the start of the injection process and an adjoining flatter opening ramp section 2. The following section 3 in Nadelhubverlauf adjusts itself, as soon as the nozzle needle 12 reaches the stop (Vollhubstellung), the closing ramp 4 in a subsequent closing movement of the nozzle needle 12th
Fig. 2 veranschaulicht den erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor 10 näher (vereinfacht), welcher zur Verwendung mit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorgesehen ist. Der Kraftstoffinjektor 10 kann bevorzugt mit Dieselkraftstoff verwendet werden, zum Beispiel in einem Common-Rail-System. Fig. 2 illustrates in more detail (simplified) the fuel injector 10 according to the invention, which is intended for use with a fuel injector. The fuel injector 10 may preferably be used with diesel fuel, for example in a common rail system.
Der Injektor 10 weist eine axial verschiebliche Düsennadel 12 auf, welche in einer Axialbohrung 14 aufgenommen ist, welche in einem Düsenkörper 16 des Kraftstoffinjektors 10 gebildet ist. Der Düsenkörper 16 bildet zum Beispiel einen Teil eines Injektorgehäuses 18. The injector 10 has an axially displaceable nozzle needle 12, which is received in an axial bore 14, which is formed in a nozzle body 16 of the fuel injector 10. For example, the nozzle body 16 forms part of an injector housing 18.
An einem ersten Ende 12a der Düsennadel 12 ist eine Düse(nanordnung) 20 gebildet (eine oder mehrere Spritzlöcher), welche nadelhubabhängig von hochdruckbeaufschlagtem Kraftstoff durchströmbar ist. Bei einer Axialverschie- bung der Düsennadel 12 aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung (Öffnungshub), bei welcher die Düsennadel 12 mit dem ersten Ende 12a gegen einen Ventilsitz 22 dichtend anliegt, wird ein Kraftstoffströmungsweg aus einem Volumen 24 (Axialbohrung 14) stromaufwärts des mittels der Düsennadel 12 und des Ventilsitzes 22 gebildeten Düsenventils hin zur Düse 18 aufgesteuert. At a first end 12a of the nozzle needle 12, a nozzle (nanordnung) 20 is formed (one or more injection holes), which is needle-dependent flowed through by hochdruckbeaufschlagtem fuel. In an axial displacement 2, in which the nozzle needle 12 sealingly abuts the first end 12a against a valve seat 22, a fuel flow path is formed from a volume 24 (axial bore 14) upstream of the nozzle needle 12 and the valve seat 22 formed nozzle valve toward the nozzle 18 turned on.
In das Volumen 24 kann bei einem Einspritzvorgang auszubringender hochdruckbeaufschlagter Kraftstoff über eine Hochdruckzuleitung 26 des Kraftstoffinjektors 10 gefördert werden. Das Volumen 24 kann - wie in Fig. 2 dargestellt - durch die Axialbohrung 14 gebildet sein, in welche die Hochdruckzuleitung 24 mündet, alternativ zum Beispiel in Form eines separaten Hochdruckraumes stromaufwärts der Düse 20, welcher nach Öffnen der Düsennadel mit der Düse 20 kommuniziert. In the volume 24 can be promoted auszubringender hochdruckbeaufschlagter fuel via a high pressure feed line 26 of the fuel injector 10 in an injection process. The volume 24 can - as shown in Fig. 2 - be formed by the axial bore 14 into which the high-pressure feed line 24 opens, alternatively, for example in the form of a separate high-pressure chamber upstream of the nozzle 20, which communicates with the nozzle 20 after opening the nozzle needle.
Kehrt die Düsennadel 12 in die Schließstellung (Nullhubstellung) zurück, wird der Strömungsweg zur Düse 20 geschlossen. When the nozzle needle 12 returns to the closed position (zero stroke position), the flow path to the nozzle 20 is closed.
Der Kraftstoffinjektor 10 weist ferner einen Steuerraum 28 auf, welcher am oberen bzw. düsenfernen Ende 12b der Düsennadel 12 bereitgestellt ist. Der Steuerraum 28 ist mittels einer Nadelführungshülse 30 gebildet, in welche die Düsennadel 12 mit ihrem düsenfernen Ende 12b umfangsseitig (leckagebehaftet) abdichtend eintaucht. Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor 10 zur Bildung des Steuerraums 28 ein deckelndes Element 32 am düsenfernen Ende der Führungshülse 30 auf, welches zum Beispiel als Ventilplatte 32 bereitgestellt ist, insbesondere im Injektorgehäuse 18. The fuel injector 10 further has a control chamber 28, which is provided at the upper or nozzle-distal end 12b of the nozzle needle 12. The control chamber 28 is formed by means of a needle guide sleeve 30, in which the nozzle needle 12 with its nozzle-distal end 12b circumferentially (leakage-prone) dipping immersed. Furthermore, the fuel injector 10 to form the control chamber 28, a lidding element 32 at the nozzle distal end of the guide sleeve 30, which is provided for example as a valve plate 32, in particular in the injector 18th
Zwischen dem düsennahen Ende 30a der Führungshülse 30 und einem Ringbund 34 an der Düsennadel 12 ist weiterhin eine Düsenfeder 36 gefangen, welche die Düsennadel 12 in Schließstellung drängt. Between the nozzle-near end 30a of the guide sleeve 30 and a collar 34 on the nozzle needle 12, a nozzle spring 36 is still caught, which urges the nozzle needle 12 in the closed position.
Erfindungsgemäß ist in dem Steuerraum 28 ein drosselndes Element bzw. eine Drosselplatte 38 derart aufgenommen, s. z.B. Figs. 2 und 3, dass im Steuerraum 28 eine erste, düsenfernere Kammer 40 und eine zweite düsennähere Kammer 42 abgeteilt werden. Über die Drosselplatte 38 kommunizieren die Kammern 40, 42 miteinander (wobei die erste 40 und die zweite Kammer 42 insbesondere Volumina aufweisen, welche in Abhängigkeit einer axialen Verschiebeposition der Drosselplatte 38 variieren). According to the invention, a throttling element or throttle plate 38 is received in the control chamber 28 in this way, see FIGS. 2 and 3, that in the control chamber 28, a first, more remote chamber 40 and a second nozzle nearer Chamber 42 are divided. Via the throttle plate 38, the chambers 40, 42 communicate with each other (wherein the first 40 and the second chamber 42 in particular have volumes which vary in dependence on an axial displacement position of the throttle plate 38).
Die vorliegend (kreis)scheibenförmige und mit dem Querschnitt des Steuerraums 28 korrespondierende Drosselplatte 38 erstreckt sich - mit bevorzugt H-förmigem Querschnitt - radial zwischen dem Endabschnitt 12b der Düsennadel 12 und dem deckelnden Element 32 (wobei sich der Quersteg der H-Form in radialer Richtung erstreckt), insbesondere planparallel mit denselben. Um- fangsseitig ist die Drosselplatte 38 bevorzugt über Längsstege eines H- förmigen Querschnitts an der Wandung 28a des Steuerraums 28 (gleitgedichtet) geführt, allgemein über die Umfangswandung der Drosselplatte 38. The present (circular) disc-shaped and corresponding to the cross-section of the control chamber 28 throttle plate 38 extends - preferably with H-shaped cross section - radially between the end portion 12b of the nozzle needle 12 and the lidding element 32 (wherein the transverse web of the H-shape in the radial Direction extends), in particular plane-parallel with the same. On the circumference, the throttle plate 38 is preferably guided over the webs of an H-shaped cross-section on the wall 28 a of the control chamber 28 (slide-sealed), generally over the circumferential wall of the throttle plate 38.
In der Drosselplatte 38 ist eine axial durchtretende Drosselbohrung 44 gebildet, z.B. zentral, (alternativ zum Beispiel eine Mehrzahl von Drosselbohrungen 44), welche eine Drossel mit einem Querschnitt D, ausbildet bzw. ausbilden, s. z.B. Fig. 2 oder 3. Bei der bevorzugten H-Form-Lösung erstreckt sich eine jeweilige solche Drosselbohrung 44 bevorzugt je durch den scheibenförmigem Quersteg der H-Form, insbesondere auch sämtliche. In the throttle plate 38, an axially passing throttle bore 44 is formed, e.g. centrally, (alternatively, for example, a plurality of throttle holes 44) forming a throttle with a cross-section D, s. e.g. Fig. 2 or 3. In the preferred H-shape solution, a respective such throttle bore 44 preferably each extends through the disc-shaped crosspiece of the H-shape, in particular all.
Bevorzugt ist der Kraftstoffinjektor 10 weiterhin derart ausgestaltet, dass eine Fluidkommunikation zwischen den Kammern 40, 42 ausschließlich über die Drosselplatte 38, i.e. über die wenigstens eine Drosselbohrung 44 bzw. den Querschnitt D derselben, erfolgen kann. Preferably, the fuel injector 10 is further configured such that fluid communication between the chambers 40, 42 exclusively via the throttle plate 38, i.e. via the at least one throttle bore 44 or the cross-section D thereof can take place.
In der ersten Kammer 40 ist erfindungsgemäß ein erstes federelastisches Element 46, insbesondere in Form einer Schraubendruckfeder (alternativ z.B. in Form einer Wellenscheibenfeder oder z.B. einer Tellerfeder), und in der zweiten Kammer 42 ein zweites federelastisches Element 48, insbesondere wiederum in Form einer Schraubendruckfeder (alternativ z.B. wiederum in Form einer Wellenscheibenfeder oder z.B. einer Tellerfeder), je gegen die Drosselplatte 38 vorgespannt aufgenommen. Die erste Schraubendruckfeder 46 ist andernends gegen das deckelnde Element 32 gedrängt, die zweite Schraubendruckfeder 48 gegen das Ende 12b der Düsennadel 12. In the first chamber 40 according to the invention is a first resilient element 46, in particular in the form of a helical compression spring (alternatively, for example, in the form of a wave washer spring or a plate spring), and in the second chamber 42, a second resilient element 48, in particular in the form of a helical compression spring ( Alternatively, for example, in turn, in the form of a wave washer spring or eg a plate spring), each received biased against the throttle plate 38. The first helical compression spring 46 is at the other end pushed against the lidding member 32, the second helical compression spring 48 against the end 12 b of the nozzle needle 12th
Durch die federelastischen Elemente 46, 48 ist die Drosselplatte 38 axial verschieblich im Steuerraum 28 gelagert, wird darin insoweit in der Schwebe gehalten. By the resilient elements 46, 48, the throttle plate 38 is mounted axially displaceable in the control chamber 28, it is held so far in the balance.
Ersichtlich, zum Beispiel Fig. 2, ist der Kraftstoffinjektor 10 erfindungsgemäß weiterhin derart ausgestaltet, dass ein (Kraftstoff-)Hochdruckzulauf 50, insbesondere mit einem Zulaufdrosselquerschnitt ZDr, zum Steuerraum 28 und ein Entlastungsablauf 52, insbesondere mit einem Ablaufdrosselquerschnitt ADr, aus dem Steuerraum 28 in die bzw. aus der ersten Kammer 40 münden. Visible, for example, Fig. 2, the fuel injector 10 according to the invention further configured such that a (fuel) high-pressure inlet 50, in particular with an inlet throttle ZDr to the control chamber 28 and a discharge process 52, in particular with an outlet throttle ADr, from the control chamber 28th into and out of the first chamber 40.
Zur Steuerung des Nadelhubs via eine selektive Druckentlastung des Steuerraums 28, weist der Kraftstoffinjektor 10 weiterhin ein Pilotventil (Steuerventil) 54 auf, welches bevorzugt als magnetaktuiertes Ventil bereitgestellt ist, alternativ zum Beispiel als Piezoventil. Das Pilotventil 54 kann ein einfaches und bevorzugt schnellschaltendes 2/2-Wegeventil sein, daneben z.B. auch ein 3/2-Wegeventil. Über das Pilotventil 54 kann der Entlastungsablauf 52 hin zur Niederdruckseite (Leckage; ND) am Injektor 10 selektiv gesperrt oder freigegeben werden. To control the needle lift via a selective pressure relief of the control chamber 28, the fuel injector 10 further comprises a pilot valve (control valve) 54, which is preferably provided as a magnetaktuiertes valve, alternatively, for example as a piezoelectric valve. The pilot valve 54 may be a simple and preferably quick-acting 2/2-way valve, besides e.g. also a 3/2-way valve. The relief valve 52 can be selectively blocked or released at the injector 10 via the pilot valve 54 toward the low-pressure side (leakage; LP).
Mit dem derart ausgestalteten erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor 10, bei welchem das erste federelastische Element 46 bevorzugt eine kleinere oder eine Federsteifigkeit gleich der des zweiten federelastischen Elements 48 aufweist und/oder bei welchem der Ablaufdrosselquerschnitt ADr (wesentlich) größer ist als der Drosselquerschnitt D der Drosselbohrung(en) 44, kann der beabsichtigte Nadelhubverlauf im Rahmen eines Einspritzvorgangs realisiert werden. Dies wird nachfolgend anhand der Figs. 3 näher erläutert. With the inventive fuel injector 10, in which the first resilient element 46 preferably has a smaller or a spring stiffness equal to the second spring-elastic element 48 and / or in which the outlet throttle cross-section ADr (substantially) is greater than the throttle cross section D of the throttle bore (en ) 44, the intended Nadelhubverlauf can be realized as part of an injection process. This will be described below with reference to FIGS. 3 explained in more detail.
In einem ersten Betriebszustand (vor Beginn einer Einspritzung; Nullhubstellung der Düsennadel 12) des Kraftstoffinjektors 10, veranschaulicht unter a) in Fig. 3, ist der Entlastungsablauf 52 aus dem Steuerraum 28 zur Niederdruck- seite ND, welcher über die Drossel ADr geführt ist, via das in Sperrstellung geschaltete Pilotventil 54 versperrt. Über den hochdruckbeaufschlagten Kraftstoff seitens des Hochdruckzulaufs 50 zum Steuerraum 28 ist der Steuerraum 28 belastet. In dieser Schließstellung ist die Drosselplatte 38 mit axialem Abstand sowohl zur Ventilplatte 32 als auch zum Düsennadelende 12a zwischen den federelastischen Elementen 46, 48 gehaltert, insbesondere in der Schwebe gehalten. Zum deckelnden Element 32 ist ein Abstand hin eingestellt, zum Ende 12a der Düsennadel 12 ein Abstand Ah2. In a first operating state (before the beginning of an injection, zero stroke position of the nozzle needle 12) of the fuel injector 10, illustrated under a) in FIG. 3, the relief flow 52 from the control chamber 28 to the low-pressure side ND, which is guided via the throttle ADr, blocked via the pilot valve 54 connected in the blocking position. About the hochdruckbeaufschlagten fuel from the high pressure inlet 50 to the control chamber 28 of the control chamber 28 is loaded. In this closed position, the throttle plate 38 is held at an axial distance both to the valve plate 32 and the nozzle needle end 12a between the resilient elements 46, 48, in particular held in suspension. For covering element 32, a distance is set towards the end 12a of the nozzle needle 12, a distance Ah2.
Wird der Steuerraum 28 durch Öffnen des Pilotventils 54 nunmehr entlastet, s. b) in Fig. 3, so dass das Schließkräftegleichgewicht an der Nadel 12 aufgelöst wird, verschiebt sich die Düsennadel 12 zusammen mit der Drosselplatte 38 hin zum düsenfernen Ende des Steuerraums 28 axial mit der gleichen (oder einer nur geringfügig kleineren) Geschwindigkeit, bis die Drosselplatte 38 am deckelnden Element 32 in Anschlag gelangt (womit die Öffnungsphase 1 beendet wird). Das federelastische Element 48 wird während der Öffnungsphase 1 hierbei nicht (oder im Vergleich mit dem federelastischen Element 46 nur geringfügig) komprimiert. Während dieser Öffnungsphase 1 wird der Abstand h1i0 über der Drosselplatte 38 aufgezehrt. If the control chamber 28 is now relieved by opening the pilot valve 54, s. b) in Fig. 3, so that the closing force balance on the needle 12 is dissolved, the nozzle needle 12 moves together with the throttle plate 38 toward the nozzle distal end of the control chamber 28 axially with the same (or only slightly smaller) speed until the Throttle plate 38 on the lidding element 32 comes into abutment (whereby the opening phase 1 is terminated). The spring-elastic element 48 is not compressed during the opening phase 1 (or only slightly in comparison with the elastic element 46). During this opening phase 1, the distance h 1i0 above the throttle plate 38 is consumed.
Nach der ersten Öffnungsphase 1 (steiler Nadelhub-Öffnungsrampenabschnitt 1 in Fig. 1 ) schließt sich die langsamere Öffnungsphase 2 an (flacherer Nadelhubrampenabschnitt 2 in Fig. 1 ), in welcher das Volumen der zweiten Kammer 42 die (gegenüber ADR kleinere) Drossel (D) in der Drosselplatte 38 durchströmt, wobei ein erhöhter Widerstand vorherrscht. Die zweite Öffnungsphase 2 endet, wenn die Düsennadel 12 mit dem Endabschnitt 12a nach Komprimierung des zweiten federelastischen Elements 48 gegen das düsennahe Ende 38a der Drosselplatte 38 in Anschlag gelangt (Vollhubstellung der Düsennadel 12). Während dieser Eröffnungsphase 2 wird der weitere Abstand Ah2 aufgezehrt. After the first opening phase 1 (steep needle lift opening ramp section 1 in FIG. 1), the slower opening phase 2 follows (flatter Nadelhubrampenabschnitt 2 in Fig. 1), in which the volume of the second chamber 42, the (smaller than ADR) throttle (D ) flows through in the throttle plate 38, wherein an increased resistance prevails. The second opening phase 2 ends when the nozzle needle 12 with the end portion 12a after compression of the second resilient element 48 against the nozzle near end 38a of the throttle plate 38 comes into abutment (full stroke position of the nozzle needle 12). During this opening phase 2, the further distance Ah2 is consumed.
Bei einem Schließen der Düsennadel 12, dargestellt unter d) in Fig. 3, wird zunächst das Pilotventil 54 geschlossen, woraufhin der Druck im Steuerraum 28 wieder ansteigt. Die Nadel 12 beginnt sich wieder abwärts zu bewegen. Aufgrund des hohen Drucks in der ersten Kammer 40 verharrt die Drosselplatte 38 zunächst noch an der Düsennadel 12 (12a), i.e. klebt an derselben. Die Drosselplatte 38 entfernt sich nur langsam von der Düsennadel 12, insoweit als der Kraftstoff nur langsam durch die Drossel 44 (D) der Drosselplatte 38 nachströmt. Während dieser Phase kann das federelastische Element 46 auch entspannen. When closing the nozzle needle 12, shown at d) in Fig. 3, first the pilot valve 54 is closed, whereupon the pressure in the control chamber 28th rises again. The needle 12 begins to move down again. Due to the high pressure in the first chamber 40, the throttle plate 38 initially remains at the nozzle needle 12 (12 a), ie sticks to the same. The throttle plate 38 moves away only slowly from the nozzle needle 12, insofar as the fuel flows only slowly through the throttle 44 (D) of the throttle plate 38. During this phase, the resilient element 46 can also relax.
Sobald die Düsennadel 12 gegen den Ventilsitz 22 zur Anlage gelangt ist, kehrt die Drosselplatte 38 wieder in ihre unter a) in Fig. 3 gezeigte Ausgangslage zurück. Über die Höhe hi,0 im Ruhezustand ist die Dauer der Öffnungsrampe 1 am Kraftstoffinjektor 10 eingestellt. As soon as the nozzle needle 12 has come to rest against the valve seat 22, the throttle plate 38 returns to its initial position shown under a) in FIG. 3. About the height hi, 0 in the idle state, the duration of the opening ramp 1 is set to the fuel injector 10.
Bevorzugt liegt, bezogen auf Q-ioo-Werte bei 100bar, das Verhältnis Drosselquerschnitt D der Drosselplatte 38 zu Ablaufdrosselquerschnitt ADr im Bereich von 0,12 bis 0,4 und/oder, bezogen auf Q10o-Werte bei 100bar, das Verhältnis Drosselquerschnitt Zulaufdrossel ZDr zu Ablaufdrosselquerschitt ADr im Bereich von 0,5 bis 0,9. Preferably, based on Q-100 values at 100 bar, the ratio throttle cross-section D of the throttle plate 38 to outlet throttle ADr in the range of 0.12 to 0.4 and / or, based on Q 10 o values at 100 bar, the ratio throttle cross-section Inlet restrictor ZDr to outlet throttle cross section ADr in the range of 0.5 to 0.9.
Insbesondere wenn die Federsteifigkeiten des ersten 46 und des zweiten 48 federelastischen Elements gleich gewählt sind, ist das Verhältnis der Federlängen nach dem Einbau von der Summe der Federlängen unabhängig, so dass die Gleichstellung einer Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren 10 eines Einspritzsystems erleichtert ist. In particular, when the spring stiffnesses of the first 46 and second 48 resilient members are chosen to be the same, the ratio of the spring lengths after installation is independent of the sum of the spring lengths, thereby facilitating the equalization of a plurality of fuel injectors 10 of an injection system.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
Erster Rampenabschnitt ÖffnungsrampeFirst ramp section opening ramp
Zweiter Rampenabschnitt ÖffnungsrampeSecond ramp section opening ramp
Dritter Abschnitt Nadelhubverlauf Third section of needle stroke course
Schließrampe  closing ramp
Kraftstoffinjektor  fuel injector
Düsennadel nozzle needle
a Düsennahes Ende 12a nozzle near end 12
b Düsenfernes Ende 12 b Nozzle end 12
Axialbohrung  axial bore
Düsenkörper  nozzle body
Injektorgehäuse  injector
Düse  jet
Ventilsitz  valve seat
Volumen  volume
Hochdruck-Zuleitung  High pressure supply line
Steuerraum control room
a Wandung 28 a wall 28
Nadelhülse needle sleeve
a Düsennahes Ende 30 a nozzle near end 30
Deckelndes Element  Covering element
Ringbund  collar
Düsenfeder  nozzle spring
Drosselplatte throttle plate
a Düsennahes Ende 38 a nozzle near end 38
Erste Kammer  First chamber
Zweite Kammer  Second Chamber
Drosselbohrung 38 (D)  Throttle bore 38 (D)
Erstes federelastisches Element  First elastic element
Zweites federelastisches Element Second spring-elastic element
Hochdruckzulauf HD High pressure feed HD
Entlastungablauf ND  Discharge process ND
Pilotventil  pilot valve

Claims

Patentansprüche claims
1. Kraftstoffinjektor (10) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, wobei der Injektor (10) einen Steuerraum (28) aufweist, welcher über ein Pilotventil (54) des Injektors (10) zur Steuerung des Düsennadelhubs einer axial verschieblichen Düsennadel (12) des Injektors (10) selektiv druckentlastbar ist, wobei der Kraftstoffinjektor (10) an einem ersten Ende (12a) der Düsennadel (12) wenigstens eine Düse (20) und an einem zweiten Ende (12b) der Düsennadel (12) den Steuerraum (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuerraum (28) durch eine darin aufgenommene Drosselplatte (38) eine erste, düsenfernere (40) und eine zweite düsennähere (42) Kammer abgeteilt wird, welche über die Drosselplatte (38) miteinander kommunizieren, wobei in der ersten Kammer (40) ein erstes federelastisches Element (46) und in der zweiten Kammer (42) ein zweites federelastisches Element (48) je gegen die Drosselplatte (38) vorgespannt aufgenommen ist, welche federelastischen Elemente (46, 48) die Drosselplatte (38) axial verschieblich lagern, und wobei ein Hochdruckzulauf (50) zum Steuerraum (28) und ein Entlastungsablauf (52) aus dem Steuerraum (28) in die bzw. aus der ersten Kammer (40) mündet. A fuel injector (10) for a fuel injection device, wherein the injector (10) comprises a control valve (54) of the injector (10) for controlling the nozzle needle stroke of an axially displaceable nozzle needle (12) of the injector (10 ) is selectively depressurable, wherein the fuel injector (10) at a first end (12a) of the nozzle needle (12) at least one nozzle (20) and at a second end (12b) of the nozzle needle (12) the control chamber (28), characterized characterized in that in the control chamber (28) by a throttle plate (38) received therein a first, nozzle-remote (40) and a second nozzle-closer (42) chamber is divided, which communicate with each other via the throttle plate (38), wherein in the first chamber ( 40) a first spring-elastic element (46) and in the second chamber (42) a second spring-elastic element (48) each biased against the throttle plate (38) is added, which spring-elastic elements (46, 48) Support throttle plate (38) axially displaceable, and wherein a high-pressure inlet (50) to the control chamber (28) and a discharge outlet (52) from the control chamber (28) opens into and out of the first chamber (40).
2. Kraftstoffinjektor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite federelastische Element (48) eine Federsteifigkeit größer oder gleich der des ersten federelastischen Elements (46) aufweist. 2. Fuel injector (1) according to claim 1, characterized in that the second resilient element (48) has a spring stiffness greater than or equal to that of the first resilient element (46).
3. Kraftstoffinjektor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselplatte (38) wenigstens eine Drosselbohrung (44) aufweist, welche sich als Durchgangsöffnung in Kommunikation mit der ersten (40) und zweiten (42) Kammer axial durch die Drosselplatte (38) erstreckt. 3. fuel injector (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the throttle plate (38) has at least one throttle bore (44), which as a passage opening in communication with the first (40) and second (42) chamber axially through the Throttle plate (38) extends.
4. Kraftstoffinjektor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselplatte (38) umfangsseitig an der Wandung (28a) des Steuerraums (28) geführt ist, insbesondere umfangsseitig gleitdichtend an der Wandung (28a) des Steuerraums (28) anliegt. 4. fuel injector (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the throttle plate (38) is peripherally guided on the wall (28 a) of the control chamber (28), in particular circumferentially slidingly sealed to the wall (28 a) of the control chamber (28) is applied.
5. Kraftstoffinjektor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselplatte (38) H-förmigen Querschnitt aufweist. 5. Fuel injector (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the throttle plate (38) has H-shaped cross-section.
6. Kraftstoffinjektor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselplatte (38) H-förmigen Querschnitt aufweist, wobei sich wenigstens eine axiale Drosselbohrung (44) in der Drosselplatte (38) durch den Quersteg der H-Form erstreckt, insbesondere auch sämtliche. 6. Fuel injector (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the throttle plate (38) has H-shaped cross-section, wherein at least one axial throttle bore (44) in the throttle plate (38) through the crosspiece of the H-shape extends , in particular all.
7. Kraftstoffinjektor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fluidkommunikation zwischen den Kammern (40, 42) ausschließlich über die Drosselplatte (38), insbesondere über die wenigstens eine Drosselbohrung (44) derselben, erfolgen kann. 7. Fuel injector (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a fluid communication between the chambers (40, 42) exclusively via the throttle plate (38), in particular via the at least one throttle bore (44) thereof, can take place.
8. Kraftstoffinjektor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des ersten (46) und des zweiten (48) federelastischen Elements sowie der Drosselplatte (38) ein Nadelhubverlauf bei Betrieb des Injektors (10) eingestellt ist, welcher eine zweistufige Öffnungsrampe aufweist. 8. Fuel injector (1) according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the first (46) and the second (48) resilient element and the throttle plate (38) a Nadelhubverlauf is set during operation of the injector (10), which has two-stage opening ramp.
9. Kraftstoffinjektor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsablauf (52) einen Ablaufdrosselquerschnitt (ADr) aufweist, welcher größer als der Drosselquerschnitt (D) der Drosselplatte (38) ist. 9. fuel injector (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the discharge process (52) has a flow restrictor cross-section (ADr), which is greater than the throttle cross-section (D) of the throttle plate (38).
10. Kraftstoffinjektor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf Qioo-Werte, ein Verhältnis aus Drosselquerschnitt (D) der Drosselplatte (38) zu einem Ablaufdrosselquerschnitt (ADr) im Entlastungsablauf (52) im Bereich von 0,12 bis 0,4 liegt und/oder, bezogen auf Qioo-Werte, ein Verhältnis Zulaufdrosselquerschnitt (ZDr) des Hoch- druckzulaufs (59) zu dem Ablaufdrosselquerschitt (ADr) im Bereich von 0,5 bis 0,9 liegt. 10. Fuel injector (1) according to one of the preceding claims, characterized in that, based on Qioo values, a ratio of throttle cross section (D) of the throttle plate (38) to a flow restrictor cross section (ADr) in the discharge process (52) in the range of 0 , 12 to 0.4 and / or, based on Qioo values, a ratio inlet throttle cross-section (ZDr) of the high pressure inlet (59) to the outlet throttle cross section (ADr) in the range of 0.5 to 0.9.
11. Kraftstoffeinspritzvorrichtung, gekennzeichnet durch wenigstens einen Kraftstoffinjektor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 11. Fuel injection device, characterized by at least one fuel injector (10) according to one of the preceding claims.
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