EP3149321A1 - Düsenbaugruppe für einen kraftstoffinjektor sowie kraftstoffinjektor - Google Patents

Düsenbaugruppe für einen kraftstoffinjektor sowie kraftstoffinjektor

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EP3149321A1
EP3149321A1 EP15714533.5A EP15714533A EP3149321A1 EP 3149321 A1 EP3149321 A1 EP 3149321A1 EP 15714533 A EP15714533 A EP 15714533A EP 3149321 A1 EP3149321 A1 EP 3149321A1
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EP
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sleeve
nozzle assembly
nozzle
throttle
assembly according
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/28—Details of throttles in fuel-injection apparatus

Definitions

  • the invention relates to a nozzle assembly for a fuel injector for the fuel injector
  • the invention relates to a fuel injector with such a nozzle assembly.
  • Nozzle body includes liftably received nozzle needle.
  • Nozzle needle is acted upon in the closing direction by the spring force of a closing spring which is supported on the one hand on a body component of the fuel injector and on the other hand on a throttle bore body which surrounds the nozzle needle in regions.
  • the throttle bore body in turn is supported on a shoulder of the nozzle needle.
  • In the throttle bore body at least one throttle bore is formed, which serves as a closing throttle and the
  • High-pressure bore in a first and a second portion separates.
  • the throttle bore body surrounding the nozzle needle in some regions has a hydraulically effective area Ai delimiting the first partial area, which is larger is a hydraulically effective area A 2 delimiting the second subarea.
  • the throttle bore body of DE 10 2011 076 665 A1 surrounding the nozzle needle is pressed against a shoulder of the nozzle needle via the spring force of the closing spring and the additionally acting hydraulic pressure force, so that a high sealing effect is provided in the contact region.
  • bypass leakage paths may arise which have the effect of at least one
  • the present invention has for its object to provide a nozzle assembly with a closing throttle, which is optimized efficiency. Furthermore, the nozzle assembly should be simple and inexpensive to produce.
  • the nozzle assembly proposed for a fuel injector includes a nozzle needle which is liftable in a high pressure bore of a nozzle body for releasing and closing at least one injection port
  • the nozzle needle is surrounded in regions by a throttle bore body which, according to the invention, is designed in several parts and comprises at least two sleeves which are guided into one another at least in regions.
  • the merging of the sleeves displaces the leak-prone guide area radially inward, so that already reduces the leakage through the reduced guide diameter becomes.
  • an annular gap which allows a floating in the radial direction storage of the sleeves.
  • the floating mounting in the radial direction allows the compensation of manufacturing and / or assembly tolerances, in particular, an axial offset of the nozzle needle longitudinal axis can be compensated with respect to a sealing seat.
  • the annular gap between the sleeves and the nozzle body causes the pressure p 2 to be applied radially outward and the pressure pi to be radially inward. Since p 2 is smaller than pi, the sleeves are pressed against each other in the radial direction, so that in this way the leakage in the region of the guide is further reduced.
  • the guide clearance between the two sleeves can be minimized in a simple manner to keep the leakage as low as possible and to increase the efficiency of the closing throttle.
  • the closing throttle is formed in the sleeve, which is arranged closer to the injection opening.
  • Hydraulic volume of the second portion of the high-pressure bore is reduced or the mechanical power transmission can be shortened, which has a favorable effect on the response of the moving components and thus promotes a fast needle closing.
  • an axially or obliquely extending bore in the sleeve is provided to form the closing throttle. This measure serves to optimize the flow in the area of the closing throttle.
  • the sleeve which is arranged closer to the injection opening, formed substantially pot-shaped. That is, it has a bottom portion and a hollow cylindrical portion attached thereto. It is also proposed that the sleeve, which is arranged closer to the injection opening, at least partially surrounds the further sleeve. This means that the cup-shaped sleeve guides the further sleeve, wherein the pressure p 2 rests on the inner peripheral side on the further sleeve and the pressure p 2 on the outer peripheral side against the cup-shaped sleeve. The pressure difference leads to a radial expansion of the guided sleeve, so that the guide clearance between the two sleeves is minimized.
  • the sleeve which is arranged closer to the injection opening, is supported in the axial direction on a preferably annular shoulder of the nozzle needle.
  • the nozzle needle can be stepped and / or composed of several parts with different outer diameters.
  • the sleeve in turn, preferably has a support surface resting against the shoulder, which may be formed, for example, on a bottom region of a pot-shaped sleeve. The sleeve engages behind the nozzle needle.
  • the pressure difference in the two subspaces of the high-pressure bore causes a hydraulic pressure force in the axial direction, by means of which at the
  • Nozzle needle supported sleeve is pressed against the shoulder of the nozzle needle.
  • the hydraulic active surface of the sleeve supported on the nozzle needle can be made larger than the hydraulic active surface facing the second partial region of the high-pressure bore.
  • the sleeve is acted upon in the direction of the preferably annular shoulder of the nozzle needle by the spring force of the spring whose spring force acts on the nozzle needle in the closing direction.
  • the sleeve thus replaces a trained on the nozzle needle or connected to the nozzle needle spring plate.
  • the spring is supported on an annular end face of the sleeve.
  • annular space is formed between the nozzle needle and the further sleeve, which is arranged less close to the injection opening.
  • the annulus allows fuel flow in the direction of at least one
  • the further sleeve has a collar section for
  • the collar portion preferably extends radially outward.
  • the collar portion can serve in this way as a spring plate for supporting the spring, the spring force of the nozzle needle, preferably indirectly via the supported on the nozzle needle other sleeve, in
  • the sleeve is radially floating in the high-pressure bore mounted to compensate for any manufacturing and / or assembly tolerances.
  • the floating bearing in the radial direction can be realized in a simple manner on the collar portion of the sleeve for housing-side support.
  • the nozzle needle is stepped.
  • the stepped design simplifies the formation of an annular shoulder for supporting a sleeve of the multi-part throttle body.
  • the nozzle needle preferably has a reduced outer diameter in the region of a section surrounded by the throttle bore body. This ensures that a sleeve supported on this shoulder is pressed against the shoulder via the hydraulic pressure force additionally acting in the closing direction in the flow direction of the fuel.
  • the multi-part throttle bore body may be such that the sleeves cooperate to form a stroke stop.
  • Stroke limit limits the stroke of the nozzle needle, which also has an advantageous effect on a fast needle closing.
  • a first stop surface for example, a bottom surface of a pot-shaped first sleeve and serve as a second stop surface, an annular end face of a guided in the first sleeve second sleeve.
  • the multipart throttle bore body is preferably via one of its sleeves on a body part of the
  • Fuel injector for example, a holding body or an intermediate plate, supported.
  • the body component is plate-shaped and has a central recess for receiving the nozzle needle or a pressure pin which can be coupled to the nozzle needle.
  • the central recess in the body component at the same time serves as an inlet channel.
  • the recess preferably has an inner diameter that is larger than the outer diameter of the nozzle needle or of the pressure pin in this area.
  • the illustrated nozzle assembly comprises a nozzle needle 1, which is received in a liftable manner in a high-pressure bore 2 of a nozzle body 3.
  • a nozzle needle 1 About the lifting movement of the nozzle needle 1 is at least one injection port 4 can be opened and closed. When the injection opening 4 is released, high-pressure fuel enters a combustion chamber of an internal combustion engine
  • the nozzle needle 1 is acted upon by the spring force of a spring 5, which on the one hand on a collar portion 10 of a first sleeve 7.1 and on the other hand on an annular end face 14 of a cup-shaped second sleeve 7 of a multipart executed
  • Throttle bore body 7 is supported.
  • the cup-shaped second sleeve 7.2 is a through a bottom portion 15 of the sleeve 7.2 obliquely
  • Throttle bore formed as a closing throttle 6, which is part of the flow path of the fuel to be injected.
  • the closing throttle 6 causes the Hydraulic pressure pi in a first portion 2.1 of the high pressure bore 2 is greater than the hydraulic pressure p 2 in a second portion 2.2 of the high pressure bore 2 is. The pressure difference in turn leads to a
  • Closing direction acting hydraulic force which acts on the pot-shaped sleeve 7.2 and indirectly via the cup-shaped sleeve 7.2, the nozzle needle 1.
  • the hydraulic force, together with the spring force of the spring 5 causes a quick needle closing.
  • the pot-shaped sleeve 7.2 is for this purpose on an annular shoulder 8 of
  • Paragraph 8 axially biased. The spring force of the spring 5 and the in
  • Closing direction acting hydraulic force cause a sealing force, which largely prevents leakage in the contact region 16 of the sleeve 7.2 with the nozzle needle 1.
  • the pot-shaped sleeve 7.2 surrounds the further sleeve 7.1 of the multi-part
  • Drosselbohrungs stresses 7 partially, so that it is guided over the cup-shaped sleeve 7.2.
  • the guide region 17 represents a further contact area that is usually leaking.
  • the present case the
  • Sleeve 7.1 is flowed through by the fuel to be injected, an annular space 9 is formed between the sleeve 7.1 and the nozzle needle 1, which is part of the flow path of the fuel to be injected. Another leak-tight sealing point is the
  • Bund section 10 of the sleeve 7.1 is supported, the spring force of the spring 5 presses the sleeve 7.1 against the body member 11.
  • the spring force of the spring 5 presses the sleeve 7.1 against the body member 11.
  • the end face of the sleeve 7.1 forms in the present case at the same time a stroke stop 13, when the needle 7.2, the sleeve 7.2 reaches over its bottom portion 15 in contact with serving as a stroke stop 13 face of the sleeve 7.1.
  • the nozzle needle 1 of the illustrated nozzle assembly is stepped and has a portion 12 with reduced outer diameter for receiving the multi-part throttle body 7 and the formation of the annular shoulder 8, on which the cup-shaped sleeve 7.2 of the throttle body 7 is supported.
  • the fuel to be injected flows at this section 12 of the
  • Nozzle needle 1 over in the direction of the closing throttle 6 and passes through the closing throttle 6 in the second portion 2.2 of the high-pressure bore 2.
  • the flow direction of the fuel is indicated by the arrows 19.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor mit einer Düsennadel (1), die in einer Hochdruckbohrung (2) eines Düsenkörpers (3) zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung (4) hubbeweglich aufgenommen und in Schließrichtung zumindest mittelbar von der Federkraft einer Feder (5) beaufschlagt ist, wobei die Düsennadel (1) zur Ausbildung mindestens einer Schließdrossel (6) bereichsweise von einem Drosselbohrungskörper (7) umgeben ist. Erfindungsgemäß ist der Drosselbohrungskörper (7) mehrteilig ausgeführt und umfasst wenigstens zwei zumindest bereichsweise ineinander geführte Hülsen (7.1, 7.2). Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor mit einer solchen Düsenbaugruppe.

Description

Beschreibung Titel:
Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor sowie Kraftstoffinjektor Die Erfindung betrifft eine Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor zum
Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor mit einer solchen Düsenbaugruppe. Stand der Technik
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2011 076 665 AI ist eine Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt, welche zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung eine in einer Hochdruckbohrung eines
Düsenkörpers hubbeweglich aufgenommene Düsennadel umfasst. Die
Düsennadel ist in Schließrichtung von der Federkraft einer Schließfeder beaufschlagt, die einerseits an einem Körperbauteil des Kraftstoffinjektors und andererseits an einem Drosselbohrungskörper abgestützt ist, der die Düsennadel bereichsweise umgibt. Der Drosselbohrungskörper wiederum stützt sich an einem Absatz der Düsennadel ab. Im Drosselbohrungskörper ist wenigstens eine Drosselbohrung ausgebildet, die als Schließdrossel dient und die
Hochdruckbohrung in einen ersten und einen zweiten Teilbereich trennt. Im ersten Teilbereich, der in Strömungsrichtung des Kraftstoffs stromaufwärts in Bezug auf den zweiten Teilbereich liegt, herrscht ein hydraulischer Druck pi, und im zweiten Teilbereich ein hydraulischer Druck p2, der kleiner als pi ist, da der Kraftstoff, um bei einer Einspritzung vom ersten Teilbereich in den zweiten Teilbereich zu gelangen, die Drosselbohrung passieren muss. Zugleich weist der die Düsennadel bereichsweise umgebende Drosselbohrungskörper eine den ersten Teilbereich begrenzende hydraulisch wirksame Fläche Ai auf, die größer als eine den zweiten Teilbereich begrenzende hydraulisch wirksame Fläche A2 ist. Diese Maßnahmen führen jeweils allein oder in Kombination dazu, dass auf den Drosselbohrungskörper und damit auf die Düsennadel eine zusätzlich zur Federkraft der Schließfeder in Schließrichtung wirkende hydraulische Druckkraft erzeugt wird, welche den Schließvorgang beschleunigt.
Der die Düsennadel umgebende Drosselbohrungskörper der DE 10 2011 076 665 AI wird über die Federkraft der Schließfeder sowie die zusätzlich wirkende hydraulische Druckkraft gegen einen Absatz der Düsennadel gedrückt, so dass im Kontaktbereich eine hohe Dichtwirkung gegeben ist. Im Bereich der Führung des Drosselbohrungskörpers innerhalb der Hochdruckbohrung können jedoch Bypassleckagepfade entstehen, die den Effekt der wenigstens einen
Drosselbohrung zumindest in Teilen wieder zunichtemachen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Düsenbaugruppe mit einer Schließdrossel anzugeben, die wirkungsgradoptimiert ist. Ferner soll die Düsenbaugruppe einfach und kostengünstig herstellbar sein.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Düsenbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den
Unteransprüchen zu entnehmen. Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Kraftstoffinjektor mit einer erfindungsgemäßen Düsenbaugruppe vorgeschlagen.
Offenbarung der Erfindung
Die für einen Kraftstoffinjektor vorgeschlagene Düsenbaugruppe umfasst eine Düsennadel, die in einer Hochdruckbohrung eines Düsenkörpers zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung hubbeweglich
aufgenommen und in Schließrichtung zumindest mittelbar von der Federkraft einer Feder beaufschlagt ist. Zur Ausbildung mindestens einer Schließdrossel ist die Düsennadel bereichsweise von einem Drosselbohrungskörper umgeben, der erfindungsgemäß mehrteilig ausgeführt ist und wenigstens zwei zumindest bereichsweise ineinander geführte Hülsen umfasst. Das Ineinanderführen der Hülsen verlagert den leckagebehafteten Führungsbereich nach radial innen, so dass bereits durch den verringerten Führungsdurchmesser die Leckage reduziert wird. Vorzugsweise verbleibt zwischen den Hülsen des Drosselbohrungskörpers und dem Düsenkörper ein Ringspalt, der eine in radialer Richtung schwimmende Lagerung der Hülsen erlaubt. Die schwimmende Lagerung in radialer Richtung ermöglicht den Ausgleich von Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen, insbesondere kann ein Achsversatz der Düsennadellängsachse in Bezug auf einen Dichtsitz ausgeglichen werden. Ferner bewirkt der Ringspalt zwischen den Hülsen und dem Düsenkörper, dass radial außen der Druck p2 und radial innen der Druck pi anliegt. Da p2 kleiner als pi ist, werden die Hülsen in radialer Richtung gegeneinander gedrückt, so dass auf diesem Wege die Leckage im Bereich der Führung weiter reduziert wird. Darüber hinaus kann durch entsprechende Werkstoffwahl und/oder Bearbeitung das Führungsspiel zwischen den beiden Hülsen in einfacher Weise minimiert werden, um die Leckage so gering wie möglich zu halten und den Wirkungsgrad der Schließdrossel zu erhöhen.
Bevorzugt ist die Schließdrossel in der Hülse ausgebildet, die näher an der Einspritzöffnung angeordnet ist. Durch diese Maßnahme kann das
Hydraulikvolumen des zweiten Teilbereichs der Hochdruckbohrung verringert bzw. der mechanische Kraftübertragungsweg gekürzt werden, was sich günstig auf das Ansprechverhalten der bewegten Bauteile auswirkt und somit ein schnelles Nadelschließen fördert. Weiterhin bevorzugt ist zur Ausbildung der Schließdrossel eine axial oder schräg verlaufende Bohrung in der Hülse vorgesehen. Diese Maßnahme dient der Strömungsoptimierung im Bereich der Schließdrossel.
Vorteilhafterweise ist die Hülse, die näher an der Einspritzöffnung angeordnet ist, im Wesentlichen topfförmig ausgebildet. Das heißt, dass sie einen Bodenbereich sowie einen hieran angesetzten hohlzylinderförmigen Abschnitt besitzt. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Hülse, die näher an der Einspritzöffnung angeordnet ist, die weitere Hülse zumindest bereichsweise umgibt. Das heißt, dass die topfförmige Hülse die weitere Hülse führt, wobei innenumfangsseitig an der weiteren Hülse der Druck pi und außenumfangsseitig an der topfförmigen Hülse der Druck p2 anliegt. Die Druckdifferenz führt zu einer radialen Aufweitung der geführten Hülse, so dass das Führungsspiel zwischen den beiden Hülsen minimiert wird. ln Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Hülse, die näher an der Einspritzöffnung angeordnet ist, in axialer Richtung an einem vorzugsweise ringförmigen Absatz der Düsennadel abgestützt ist. Zur Ausbildung eines vorzugsweise ringförmigen Absatzes kann die Düsennadel gestuft ausgeführt und/oder aus mehreren Teilen mit unterschiedlichen Außendurchmessern zusammengesetzt sein. Die Hülse wiederum besitzt vorzugsweise eine an dem Absatz anliegende Stützfläche, die beispielsweise an einem Bodenbereich einer topfförmig ausgeführten Hülse ausgebildet sein kann. Dabei hintergreift die Hülse die Düsennadel.
Die Druckdifferenz in den beiden Teilräumen der Hochdruckbohrung bewirkt eine hydraulische Druckkraft in axialer Richtung, mittels welcher die an der
Düsennadel abgestützte Hülse gegen den Absatz der Düsennadel gedrückt wird. Durch die in Richtung des Absatzes wirkende Axialkraft wird die Abdichtung im
Kontaktbereich der Hülse mit der Düsennadel optimiert, so dass ein weiterer möglicher Leckagepfad verschlossen wird.
Um die in Richtung des Absatzes der Düsennadel wirkende hydraulische Druckkraft noch zu erhöhen, kann die dem ersten Teilbereich zugewandte hydraulische Wirkfläche der an der Düsennadel abgestützten Hülse größer als die dem zweiten Teilbereich der Hochdruckbohrung zugewandte hydraulische Wirkfläche ausgebildet werden. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Hülse in Richtung des vorzugsweise ringförmigen Absatzes der Düsennadel von der Federkraft der Feder beaufschlagt ist, deren Federkraft die Düsennadel in Schließrichtung beaufschlagt. Die Hülse ersetzt somit einen an der Düsennadel ausgebildeten oder mit der Düsennadel verbundenen Federteller. Vorzugsweise ist die Feder an einer ringförmigen Stirnfläche der Hülse abgestützt.
Bevorzugt ist zwischen der Düsennadel und der weiteren Hülse, die weniger nah an der Einspritzöffnung angeordnet ist, ein Ringraum ausgebildet. Der Ringraum ermöglicht eine Kraftstoffströmung in Richtung der wenigstens einen
Einspritzöffnung. Vorteilhafterweise besitzt die weitere Hülse einen Bundabschnitt zur
gehäuseseitigen Abstützung. Der Bundabschnitt erstreckt sich vorzugsweise nach radial außen. Der Bundabschnitt kann auf diese Weise als Federteller zur Abstützung der Feder dienen, deren Federkraft die Düsennadel, vorzugsweise mittelbar über die an der Düsennadel abgestützte andere Hülse, in
Schließrichtung beaufschlagt. Weiterhin vorzugsweise ist die Hülse radial schwimmend in der Hochdruckbohrung gelagert, um etwaige Fertigungsund/oder Montagetoleranzen auszugleichen. Die schwimmende Lagerung in radialer Richtung lässt sich in einfacher Weise über den Bundabschnitt der Hülse zur gehäuseseitigen Abstützung realisieren.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Feder, deren Federkraft die
Düsennadel unmittelbar oder mittelbar in Schließrichtung beaufschlagt, radial außen liegend in Bezug auf wenigstens eine Hülse angeordnet ist. Die Feder wird demzufolge nicht von Kraftstoff durchströmt. Auf diese Weise werden Strömungskräfte auf die bewegten Bauteile verhindert, welche die Funktion dieser Bauteile beeinträchtigen könnten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Düsennadel gestuft ausgeführt. Die gestufte Ausführung vereinfacht die Ausbildung eines ringförmigen Absatzes zur Abstützung einer Hülse des mehrteilig ausgeführten Drosselbohrungskörpers. Weiterhin bevorzugt weist die Düsennadel im Bereich eines vom Drosselbohrungskörper umgebenen Abschnitts einen verringerten Außendurchmesser auf. Dadurch ist sichergestellt, dass eine an diesem Absatz abgestützte Hülse über die zusätzlich in Schließrichtung wirkende hydraulische Druckkraft in Strömungsrichtung des Kraftstoffs gegen den Absatz gedrückt wird.
Ferner kann der mehrteilig ausgeführte Drosselbohrungskörper dergestalt sein, dass die Hülsen einen Hubanschlag ausbildend zusammenwirken. Der
Hubanschlag begrenzt den Hub der Düsennadel, was sich ebenfalls vorteilhaft auf ein schnelles Nadelschließen auswirkt. Als erste Anschlagfläche kann beispielsweise eine Bodenfläche einer topfförmigen ersten Hülse und als zweite Anschlagfläche eine ringförmige Stirnfläche einer in der ersten Hülse geführten zweiten Hülse dienen. Darüber hinaus wird ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen
Düsenbaugruppe vorgeschlagen. Der mehrteilige Drosselbohrungskörper ist dabei bevorzugt über eine seiner Hülsen an einem Körperbauteil des
Kraftstoffinjektors, beispielsweise einem Haltekörper oder einer Zwischenplatte, abgestützt. Vorzugsweise ist das Körperbauteil plattenförmig ausgebildet und besitzt eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme der Düsennadel oder eines mit der Düsennadel koppelbaren Druckstifts. Weiterhin vorzugsweise dient die zentrale Ausnehmung im Körperbauteil zugleich als Zulaufkanal. Die
Ausnehmung besitzt demnach bevorzugt einen Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser der Düsennadel oder des Druckstifts in diesem Bereich ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Düsenbaugruppe.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die dargestellte Düsenbaugruppe umfasst eine Düsennadel 1, die in einer Hochdruckbohrung 2 eines Düsenkörpers 3 hubbeweglich aufgenommen ist. Über die Hubbewegung der Düsennadel 1 ist wenigstens eine Einspritzöffnung 4 freigebbar und verschließbar. Bei freigegebener Einspritzöffnung 4 wird unter hohem Druck stehender Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine
(nicht dargestellt) eingespritzt.
In Schließrichtung ist die Düsennadel 1 von der Federkraft einer Feder 5 beaufschlagt, die hierzu einerseits an einem Bundabschnitt 10 einer ersten Hülse 7.1 und andererseits an einer ringförmigen Stirnfläche 14 einer topfförmigen zweiten Hülse 7 eines mehrteilig ausgeführten
Drosselbohrungskörpers 7 abgestützt ist. In der topfförmigen zweiten Hülse 7.2 ist eine durch einen Bodenbereich 15 der Hülse 7.2 schräg verlaufende
Drosselbohrung als Schließdrossel 6 ausgebildet, die Teil des Strömungsweges des einzuspritzenden Kraftstoffs ist. Die Schließdrossel 6 bewirkt, dass der hydraulische Druck pi in einem ersten Teilbereich 2.1 der Hochdruckbohrung 2 größer als der hydraulische Druck p2 in einem zweiten Teilbereich 2.2 der Hochdruckbohrung 2 ist. Die Druckdifferenz wiederum führt zu einer in
Schließrichtung wirkenden hydraulischen Kraft, welche die topfförmige Hülse 7.2 und mittelbar über die topfförmige Hülse 7.2 die Düsennadel 1 beaufschlagt. Die hydraulische Kraft bewirkt gemeinsam mit der Federkraft der Feder 5 ein schnelles Nadelschließen.
Die topfförmige Hülse 7.2 ist hierzu an einem ringförmigen Absatz 8 der
Düsennadel 1 abgestützt und mittels der Federkraft der Feder 5 in Richtung des
Absatzes 8 axial vorgespannt. Die Federkraft der Feder 5 sowie die in
Schließrichtung wirkende hydraulische Kraft bewirken eine Dichtkraft, die eine Leckage im Kontaktbereich 16 der Hülse 7.2 mit der Düsennadel 1 weitgehend verhindert.
Die topfförmige Hülse 7.2 umgibt die weitere Hülse 7.1 des mehrteiligen
Drosselbohrungskörpers 7 bereichsweise, so dass diese über die topfförmige Hülse 7.2 geführt wird. Der Führungsbereich 17 stellt einen weiteren in der Regel leckagebehafteten Kontaktbereich dar. Vorliegend wirken jedoch die
Druckverhältnisse in den Teilbereichen 2.1, 2.2 der Hochdruckbohrung 2 einer
Leckage entgegen. Denn innenumfangseitig an der von dem einzuspritzenden Kraftstoff durchströmten Hülse 7.1 liegt der Druck pi, außenumfangseitig an der Hülse 7.2 der Druck p2 an. Aufgrund der Druckdifferenz wird die Wandung der Hülse 7.1 gegen die Wandung der Hülse 7.2 gedrückt. In Abhängigkeit vom Druck pi kann die Hülse 7.1 zudem eine radiale Aufweitung erfahren. Damit die
Hülse 7.1 von dem einzuspritzenden Kraftstoff durchströmt wird, ist zwischen der Hülse 7.1 und der Düsennadel 1 ein Ringraum 9 ausgebildet, der Teil des Strömungsweges des einzuspritzenden Kraftstoffs ist. Eine weitere grundsätzlich leckagebehaftete Dichtstelle stellt der
Kontaktbereich 18 der Hülse 7.1 an einem plattenförmigen Körperbauteil 11 des Kraftstoffinjektors dar. Da vorliegend jedoch die Feder 5 an dem
Bundabschnitt 10 der Hülse 7.1 abgestützt ist, drückt die Federkraft der Feder 5 die Hülse 7.1 gegen das Körperbauteil 11. Darüber hinaus liegt an der Stirnfläche der Hülse 7.1, die dem Kontaktbereich 18 abgewandt ist, der Druck pi an, der eine zusätzliche hydraulische Kraft in Richtung des Körperbauteils 11 bewirkt. Die Stirnfläche der Hülse 7.1 bildet vorliegend zugleich einen Hubanschlag 13 aus, wenn beim Nadelöffnen die Hülse 7.2 über ihren Bodenbereich 15 in Kontakt mit der als Hubanschlag 13 dienenden Stirnfläche der Hülse 7.1 gelangt.
Die Düsennadel 1 der dargestellten Düsenbaugruppe ist gestuft ausgeführt und besitzt einen Abschnitt 12 mit verringertem Außendurchmesser zur Aufnahme des mehrteiligen Drosselbohrungskörpers 7 und zur Ausbildung des ringförmigen Absatzes 8, an dem die topfförmige Hülse 7.2 des Drosselbohrungskörpers 7 abgestützt ist. Der einzuspritzende Kraftstoff strömt an diesem Abschnitt 12 der
Düsennadel 1 vorbei in Richtung der Schließdrossel 6 und gelangt über die Schließdrossel 6 in den zweiten Teilbereich 2.2 der Hochdruckbohrung 2. Die Strömungsrichtung des Kraftstoffs ist mittels der Pfeile 19 angegeben.

Claims

Ansprüche
1. Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor mit einer Düsennadel (1), die in einer Hochdruckbohrung (2) eines Düsenkörpers (3) zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung (4) hubbeweglich aufgenommen und in Schließrichtung zumindest mittelbar von der Federkraft einer Feder (5) beaufschlagt ist, wobei die Düsennadel (1) zur Ausbildung mindestens einer Schließdrossel (6) bereichsweise von einem Drosselbohrungskörper (7) umgeben ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselbohrungskörper (7) mehrteilig ausgeführt ist und wenigstens zwei zumindest bereichsweise ineinander geführte Hülsen (7.1, 7.2) umfasst.
2. Düsenbaugruppe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schließdrossel (6) in der Hülse (7.2) ausgebildet ist, die näher an der Einspritzöffnung (4) angeordnet ist, wobei vorzugsweise zur Ausbildung der Schließdrossel (6) eine axial oder schräg verlaufende Bohrung in der Hülse (7.2) vorgesehen ist.
3. Düsenbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (7.2), die näher an der
Einspritzöffnung (4) angeordnet ist, im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und die weitere Hülse (7.1) zumindest bereichsweise umgibt.
4. Düsenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (7.2), die näher an der
Einspritzöffnung (4) angeordnet ist, in axialer Richtung an einem vorzugsweise ringförmigen Absatz (8) der Düsennadel (1) abgestützt ist.
5. Düsenbaugruppe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (7.2) in Richtung des vorzugsweise ringförmigen Absatzes (8) der Düsennadel (1) von der Federkraft der Feder (5) beaufschlagt ist, wobei vorzugsweise die Feder (5) an einer ringförmigen Stirnfläche (14) der Hülse (7.2) abgestützt ist.
6. Düsenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Düsennadel (1) und der weiteren Hülse (7.1), die weniger nah an der Einspritzöffnung (4) angeordnet ist, ein Ringraum (9) ausgebildet ist.
7. Düsenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Hülse (7.1) einen sich vorzugsweise nach radial außen erstreckenden Bundabschnitt (10) zur gehäuseseitigen Abstützung besitzt, wobei vorzugsweise die weitere Hülse (7.1) radial schwimmend in der Hochdruckbohrung (4) gelagert ist.
8. Düsenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (5) radial außen liegend in Bezug auf wenigstens eine Hülse (7.1) angeordnet ist.
9. Düsenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (1), insbesondere zur
Ausbildung eines ringförmigen Absatzes (8), gestuft ausgeführt ist, wobei vorzugsweise ein vom Drosselbohrungskörper (7) umgebener Abschnitt (12) der Düsennadel (1) mit verringertem Außendurchmesser ausgeführt ist.
10. Düsenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (7.1, 7.2) des mehrteilig
ausgeführten Drosselbohrungskörpers (7) einen Hubanschlag (13) ausbildend zusammenwirken.
11. Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einer Düsenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Drosselbohrungskörper (7) über eine der Hülsen (7.1, 7.2) an einem vorzugsweise plattenförmigen Körperbauteil (11) des Kraftstoffinjektors abgestützt ist.
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