EP3821117A1 - Kraftstoffinjektor und verfahren zum betreiben eines kraftstoffinjektors - Google Patents

Kraftstoffinjektor und verfahren zum betreiben eines kraftstoffinjektors

Info

Publication number
EP3821117A1
EP3821117A1 EP19736361.7A EP19736361A EP3821117A1 EP 3821117 A1 EP3821117 A1 EP 3821117A1 EP 19736361 A EP19736361 A EP 19736361A EP 3821117 A1 EP3821117 A1 EP 3821117A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
valve
fuel injector
chamber
pressure
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Withdrawn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
EP19736361.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henning Kreschel
Christian Grimminger
Violaine Chassagnoux
Boerries BELKNER
Johannes UNRATH
Thomas Schwarz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3821117A1 publication Critical patent/EP3821117A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-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
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/002—Arrangement of leakage or drain conduits in or from injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0028—Valves characterised by the valve actuating means hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a fuel injector and a fuel injector which is set up to carry out the method.
  • the invention particularly relates to designs of a fuel injector for reducing low-pressure vibrations.
  • Fuel injectors are used in particular in common rail injection systems for injecting fuel into a combustion chamber of a diesel engine.
  • a fuel injector is known from DE 10 2010 028 011 A1, which has an improved high pressure resistance of the valve chamber.
  • Spray intervals are used. As a result, manifold overlapping pressure vibrations occur both in the high pressure area and in the
  • the method according to the invention comprises the step of reading a fuel under high pressure into an inlet channel and branching off a partial flow of the fuel under high pressure into a control chamber in which an axial end face of the nozzle needle is loaded with the pressure, so that the Nozzle needle is hydraulically loaded in the closing direction, the further step of opening a control valve, so that an outflow path downstream of the control valve in an outflow direction is released and fuel flows out of the control chamber in order to relieve the pressure on the nozzle needle, the fuel flowing off via the outflow path in at least two Partial streams is divided.
  • the volume of the outflow path is increased, so that an amplitude of the control surge resulting from the opening and closing movement is reduced. This leads to a lower impact energy, which reduces the potential for undershoots and avoids cavitation.
  • the low-pressure vibrations can be partially extinguished, so that the risk of cavitation is additionally reduced.
  • At least a partial flow of the fuel in the outflow path is conducted into an annular space on a radial outside of the valve plate.
  • annular space As an annulus, a hollow cylinder is used formed space understood, which is limited by the valve plate and a clamping nut surrounding the valve plate. This creates an additional volume space into which a partial flow of the fuel can flow off during the injection processes. Such an annular space reduces the impact energy during the injections, so that cavitation is reduced.
  • At least a partial flow of the fuel flows off in the outflow path via a structurally extended path.
  • a structurally extended path is understood to mean that a partial flow is diverted before being combined with the further partial flow and thereby covers a larger distance, so that the low-pressure vibrations of the partial flows are superimposed and the vibrations in the low-pressure region are partially canceled out.
  • the invention additionally comprises a fuel injector which is set up to carry out the method according to the invention.
  • the fuel injector in this case comprises a control chamber, into which a fuel can be introduced at high pressure, so that a force can be applied to an axial end face of a nozzle needle that delimits the control chamber, so that the nozzle needle enters one
  • Closing direction is hydraulically loaded, a drain hole formed in a throttle plate, connected to the control chamber with an outlet throttle, a control valve arranged in a valve plate with a valve chamber which is connected to the drain hole, and a valve body which with a
  • Valve seat surface cooperates so that when the control valve is open, fuel can be diverted from the valve chamber, a low-pressure chamber which is delimited by the valve plate and a coupler body and which is fluidly connected to the valve chamber, the coupler body for connection to a return line forming part of an outflow path has at least one opening, a groove which is formed between the valve plate and throttle plate, and which via at least one riser with the
  • Return line is connected, so that fuel from the riser via the Return line can be removed, and at least one outflow line, which is arranged between the low pressure chamber and the groove and / or the riser, which the low pressure chamber with the groove and / or the
  • the method according to the invention can be achieved using the fuel injector
  • Outflow line formed such that the low pressure chamber with a
  • Annulus is connected to a radial outside of the valve plate.
  • the advantages mentioned for the method are achieved by such an annular space.
  • the at least one outflow line is designed as a bore.
  • a hole has the advantage that it is simple and economical to manufacture and has only low flow losses.
  • an inlet bore is formed in the throttle plate with an inlet throttle, which is connected to the control chamber, so that a fuel can be introduced into the control chamber at high pressure.
  • a filling bore is preferably formed in the throttle plate, which has a hole formed in the nozzle body and surrounding the nozzle needle
  • High pressure room connects to the valve room.
  • a bypass is formed by the filling bore, which leads to a faster pressure build-up in the valve chamber after the control valve is closed, so that the nozzle needle is hydraulically loaded faster in the closing direction. This enables short spraying intervals.
  • the fuel injector is a piezo injector.
  • a piezo injector has the advantage that it has a fast response time.
  • FIG. 1 fuel injector according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 View of a valve plate according to a second embodiment of the invention.
  • the fuel injector 10 has a holding body 14, a valve plate 18, a throttle plate 22 and a nozzle body 26, which abut one another in this order and are connected to one another in a rotationally secure manner (see also FIG. 2).
  • the components are replaced by a
  • a high-pressure chamber 46 is formed in the nozzle body 26, in which a piston-shaped nozzle needle 50 is arranged to be longitudinally displaceable. The nozzle needle 50 is guided in a middle section in the high-pressure chamber 46, the Fuel past several cuts 54 to one not shown
  • Injection area is directed.
  • a sleeve 58 At an axial end of the nozzle needle 50 opposite the injection area, the latter is surrounded by a sleeve 58, the sleeve 58 being supported by a closing spring 62 which surrounds the nozzle needle 50 and is supported on a shoulder 66 on a side of the closing spring 62 opposite the sleeve 58 , pressed against the throttle plate 22.
  • a control chamber 74 which is filled with fuel is delimited by the sleeve 58, the throttle plate 22 and an axial end face 70 of the nozzle needle 50 facing away from the injection region, so that the pressure in the control chamber 74 causes a hydraulic force on the axial end face 70 of the nozzle needle 50 is exercised and the nozzle needle 50 is hydraulically loaded in a closing direction.
  • valve plate 18 and the throttle plate 22 is a
  • Inlet channel 78 (see Figure 2) formed, via the compressed fuel under high pressure from a high-pressure fuel source, not shown in the
  • High pressure chamber 46 is passed.
  • the inlet channel 78 is connected to the control chamber 74 via an inlet bore 82 formed in the throttle plate 22
  • Control chamber 74 the same pressure as in the high pressure chamber 46.
  • a control valve 90 is arranged in the valve plate 18, which comprises a valve chamber 94, which is connected to the control chamber 74 via a drain hole 98 formed in the throttle plate 22 with a drain throttle 102 (see FIG. 1 or 2).
  • the control valve 90 comprises a valve body 106 which, in the valve chamber 94, moves between a closed position and a piston 114 via a piston 114 which is movable by an electrical actuator (not shown) and is guided in a coupler body 110
  • Open position is movable.
  • the valve body 106 cooperates sealingly with a valve seat surface 118, so that an outflow of the fuel from the valve chamber 94 is prevented.
  • the fuel flows out of the valve chamber 94, so that the pressure in the control chamber 74 is reduced and the nozzle needle 50 is displaced in the direction of the valve chamber 94, as a result of which fuel flows into a Combustion chamber is injectable.
  • the open position of the valve body 106 the fuel is discharged into a low-pressure space 122 delimited by the valve plate 18 and the coupler body 110.
  • a plurality of openings 126 are arranged in the coupler body 110, which open the low-pressure space 122 via a surface exposure 130 with one formed in the holding body 14
  • Return line 134 connects.
  • an outflow line 138 is formed, which connects the low pressure chamber 122 with one between the valve plate 18 and the
  • Throttle plate 22 arranged groove 142 connects, which is designed as a circumferential annular groove. As a result, part of the fuel can be discharged from the low-pressure chamber 122 into the annular groove 142 via the outflow line 138.
  • a riser 146 is formed in the valve plate 18, which connects the annular groove 142 to the return line 134. As a result, part of the returned fuel flows out along an extended path.
  • FIG. 2 additionally shows a filling bore 150 which extends in the throttle plate 22 between the high-pressure chamber 46 and the valve chamber 94, so that fuel can be refilled into the valve chamber 94.
  • FIG 3 is a view of a valve plate 18 after a second

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors (10) und einen Kraftstoffinjektor (10), der eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen. Das Verfahren umfasst die Schritte des Einlesens eines unter hohem Druck stehenden Kraftstoffes in einen Zulaufkanal (78), und Abzweigen eines Teilstromes des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffes in einen Steuerraum (74), in welchem eine axiale Stirnseite (70) der Düsennadel (50) mit dem Druck belastet wird, so dass die Düsennadel (50) in Schließrichtung hydraulisch belastet wird, des Öffnens eines Steuerventils (90), so dass ein dem Steuerventil (90) in einer Abströmrichtung nachgeordneter Abströmpfad freigegeben wird und Kraftstoff aus der Steuerraum (74) abströmt, um die Düsennadel (50) zu entlasten, wobei der über den Abströmpfad abströmende Kraftstoff in wenigstens zwei Teilströme aufgeteilt wird.

Description

Beschreibung
Titel:
Kraftstoffinjektor und Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors und einen Kraftstoff injektor der eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen. Die Erfindung betrifft insbesondere Ausführungen eines Kraftstoffinjektors zur Reduzierung von Niederdruckschwingungen.
Kraftstoffinjektoren werden insbesondere in Common- Rail- Einspritzsystemen zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Dieselmotors verwenden.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2010 028 011 Al ist ein Kraftstoffinjektor bekannt, welcher eine verbesserte Hochdruckfestigkeit des Ventilraums aufweist.
Der Hintergrund der Erfindung liegt darin, dass zur Erreichung von reduzierten Emissionsgrenzen in Dieselmotoren mit den neuen Injektorgenerationen
Einspritzszenarien mit mehreren Einspritzungen pro Zyklus und kurzen
Spritzabständen eingesetzt werden. Hierdurch treten vielfältig sich überlagernde Druckschwingungen sowohl im Hochdruckbereich als auch im
Niederdruckbereich der Injektoren auf. Durch die Ansteuerstöße beim
mehrfachen Ansteuern eines Piezo-Injektors, d.h. beim Öffnen des Schaltventils, treten bei ungünstiger Überlagerung der Niederdruckschwingungen
Druckunterschwinger im Niederdruckbereich auf, welche durch Dampfbildung und den folgenden Dampfblasenkollaps zu Kavitation an verschiedenen Stellen des Injektors im Niederdruckbereich führen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Betreiben eines Kraftstoffinjektors und einen Kraftstoffinjektor bereitzustellen, mit dem Unterdrücke bei den kritischen Einspritzszenarien vermieden bzw. soweit reduziert werden, dass keine Kavitation auftritt.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Hinsichtlich eines Kraftstoffinjektors zur Durchführung eines solchen Verfahrens wird auf Anspruch 4 verwiesen. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Das Verfahren nach der Erfindung umfasst den Schritt des Einlesens eines unter hohem Druck stehenden Kraftstoffes in einen Zulaufkanal und das Abzweigen eines Teilstromes des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffes in einen Steuerraum, in welchem eine axiale Stirnseite der Düsennadel mit dem Druck belastet wird, so dass die Düsennadel in Schließrichtung hydraulisch belastet wird, den weiteren Schritt des Öffnens eines Steuerventils, so dass ein dem Steuerventil in einer Abströmrichtung nachgeordneter Abströmpfad freigegeben wird und Kraftstoff aus dem Steuerraum abströmt, um die Düsennadel zu entlasten, wobei der über den Abströmpfad abströmende Kraftstoff in wenigstens zwei Teilströme aufgeteilt wird.
Durch das Aufteilen des über den Abströmpfad abströmenden Kraftstoffs wird das Volumen des Abströmpfades vergrößert, so dass eine Amplitude des durch die Öffnungs- und Schließbewegung entstehenden Absteuerstoßes reduziert wird. Dies führt zu einer geringeren Stoßenergie, wodurch das Potenzial für Unterschwingungen reduziert wird und Kavitation vermieden werden kann.
Zusätzlich kann es bei einer Vereinigung der Teilströme zu einer teilweisen Auslöschung der Niederdruckschwingungen kommen, so dass eine Gefahr von Kavitation zusätzlich verringert wird.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird wenigstens ein Teilstrom des Kraftstoffes im Abströmpfad in einen Ringraum an einer radialen Außenseite der Ventilplatte geleitet. Als Ringraum wird dabei ein als Hohlzylinder ausgeformter Raum verstanden, welcher durch die Ventilplatte und eine die Ventilplatte umgebende Spannmutter begrenzt wird. Dadurch wird ein zusätzlicher Volumenraum gebildet, in den während der Einspritzvorgänge ein Teilstrom des Kraftstoffes abfließen kann. Durch einen solchen Ringraum wird die Stoßenergie während der Einspritzungen reduziert, so dass Kavitationen verringert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung strömt wenigstens ein Teilstrom des Kraftstoffes im Abströmpfad über einen baulich verlängerten Weg ab. Unter einem baulich verlängerten Weg wird dabei verstanden, dass ein Teilstrom vor einer Vereinigung mit dem weiteren Teilstrom umgeleitet wird und dabei einen größeren Weg zurücklegt, so dass es zu einer Überlagerung der Niederdruckschwingungen der Teilströme kommt und sich die Schwingungen im Niederdruckbereich teilweise auslöschen. Dadurch werden die
Niederdruckschwingungen und folglich die Kavitationen reduziert. Zudem wird das Volumen des gesamten Abströmpfades vergrößert, so dass eine
Stoßenergie verringert wird.
Die Erfindung umfasst zusätzlich einen Kraftstoffinjektor, welcher eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Der Kraftstoffinjektor umfasst dabei einen Steuerraum, in welchen ein Kraftstoff mit hohem Druck einbringbar ist, so dass eine Kraft auf eine den Steuerraum begrenzende axiale Stirnseite einer Düsennadel aufbringbar ist, so dass die Düsennadel in eine
Schließrichtung hydraulisch belastet ist, eine in einer Drosselplatte ausgebildete, mit dem Steuerraum verbundene Ablaufbohrung mit einer Ablaufdrossel, ein in einer Ventilplatte angeordnetes Steuerventil mit einem Ventilraum, welcher mit der Ablaufbohrung verbunden ist, und einem Ventilkörper, der mit einer
Ventilsitzfläche zusammenwirkt, so dass bei geöffneten Steuerventil Kraftstoff aus dem Ventilraum absteuerbar ist, einen Niederdruckraum, welcher durch die Ventilplatte und einen Kopplerkörper begrenzt ist, und welcher fluidisch mit dem Ventilraum verbunden ist, wobei der Kopplerkörper zur Verbindung mit einer einen Teil eines Abströmpfades bildenden Rücklaufleitung wenigstens eine Öffnung aufweist, eine Nut, welche zwischen Ventilplatte und Drosselplatte ausgebildet ist, und welche über wenigstens eine Steigleitung mit der
Rücklaufleitung verbunden ist, so dass Kraftstoff aus der Steigleitung über die Rücklaufleitung abführbar ist, und wenigstens eine Abströmleitung, welche zwischen dem Niederdruckraum und der Nut und/oder der Steigleitung angeordnet ist, welche den Niederdruckraum mit der Nut und/oder der
Steigleitung fluidisch verbindet, so dass der über den Abströmpfad abströmende Kraftstoff aufteilbar ist.
Mittels des Kraftstoffinjektors kann das erfindungsgemäße Verfahren
durchgeführt werden, so dass die zu diesem Verfahren genannten Vorteile erzielt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine
Abströmleitung derart ausgebildet, dass der Niederdruckraum mit einem
Ringraum an einer radialen Außenseite der Ventilplatte verbunden ist. Durch einen solchen Ringraum werden die zu dem Verfahren genannten Vorteile erzielt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Abströmleitung als Bohrung ausgebildet. Eine Bohrung hat den Vorteil, dass diese einfach und wirtschaftlich herstellbar ist und nur geringe Strömungsverluste aufweist.
Vorzugsweise ist zwischen Kopplerkörper und Rücklaufleitung eine
Flächenfreilegung angeordnet. Als Flächenfreilegung wird hierbei ein
materialfreier Bereich verstanden, welcher beispielsweise über Fräsen hergestellt sein kann. Durch eine solche Flächenfreilegung wird eine fluidische Verbindung zwischen Kopplerkörper und Rücklaufleitung verbessert. Zusätzlich wird durch einen solchen Bereich ein zusätzlicher Volumenraum geschaffen, so dass die Stoßenergie reduziert und die Gefahr von Kavitation verringert wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Drosselplatte eine Zulaufbohrung mit einer Zulaufdrossel ausgebildet, welche mit dem Steuerraum verbunden ist, so dass in den Steuerraum ein Kraftstoff mit hohem Druck einbringbar ist.
Dadurch wird ein schnelles Befüllen des Steuerraumes und dadurch ein rasches Schließen der Düsennadel erzielt. In der Drosselplate ist vorzugsweise eine Füllbohrung ausgebildet, welche einen in dem Düsenkörper ausgeformten und die Düsennadel umgebenden
Hochdruckraum mit dem Ventilraum verbindet. Durch die Füllbohrung ist ein Bypass gebildet, welcher nach einem Schließen des Steuerventils zu einem rascheren Druckaufbau im Ventilraum führt, so dass die Düsennadel schneller in Schließrichtung hydraulisch belastet wird. Dadurch werden kurze Spritzabstände ermöglicht.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kraftstoffinjektor ein Piezo- Injektor. Ein Piezo-Injektor hat dabei den Vorteil, dass dieser eine schnelle Ansprechzeit aufweist.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 Kraftstoffinjektor nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 Darstellung der Drosselplate und der Ventilplate nach Figur 1, und
Figur 3 Ansicht einer Ventilplate nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Figur 1 ist ein Kraftstoffinjektor 10 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Der Kraftstoffinjektor 10 weist einen Haltekörper 14, eine Ventilplate 18, eine Drosselplate 22 und einen Düsenkörper 26 auf, die in dieser Reihenfolge aneinander anliegen und über Bolzen 30 verdrehsicher miteinander verbunden sind (siehe auch Figur 2). Die Bauteile werden durch eine
Spannmuter 34 gegeneinander gepresst, die sich an einer Schulter 38 des Düsenkörpers 26 abstützt und durch ein Gewinde 42 am Haltekörper 14 gehalten wird. Im Düsenkörper 26 ist ein Hochdruckraum 46 ausgebildet, in dem eine kolbenförmige Düsennadel 50 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Düsennadel 50 wird in einem mitleren Abschnit im Hochdruckraum 46 geführt, wobei der Kraftstoff an mehreren Anschliffen 54 vorbei zu einem nicht gezeigten
Einspritzbereich geleitet wird.
An einem zu dem Einspritzbereich gegenüberliegenden axialen Ende der Düsennadel 50 ist diese von einer Hülse 58 umgeben, wobei die Hülse 58 durch eine Schließfeder 62, die die Düsennadel 50 umgibt und sich an einer zur Hülse 58 gegenüberliegenden Seite der Schließfeder 62 an einem Absatz 66 abstützt, gegen die Drosselplatte 22 gedrückt. Durch die Hülse 58, die Drosselplatte 22 und eine dem Einspritzbereich abgewandte axiale Stirnseite 70 der Düsennadel 50 wird ein Steuerraum 74 begrenzt, der mit Kraftstoff befüllt ist, so dass durch den Druck im Steuerraum 74 eine hydraulische Kraft auf die axiale Stirnseite 70 der Düsennadel 50 ausgeübt wird und die Düsennadel 50 in eine Schließrichtung hydraulisch belastet wird.
Im Haltekörper 14, der Ventilplatte 18 und der Drosselplatte 22 ist ein
Zulaufkanal 78 (siehe Figur 2) ausgebildet, über den verdichteter Kraftstoff unter hohem Druck von einer nicht gezeigten Kraftstoffhochdruckquelle in den
Hochdruckraum 46 geleitet wird. Der Zulaufkanal 78 ist mit dem Steuerraum 74 über eine in der Drosselplatte 22 ausgebildete Zulaufbohrung 82 mit
Zulaufdrossel (siehe Figur 2) 86 verbunden. Dadurch stellt sich in dem
Steuerraum 74 der gleiche Druck wie in dem Hochdruckraum 46 ein.
Zur Steuerung des Druckes im Steuerraum 74 ist in der Ventilplatte 18 ein Steuerventil 90 angeordnet, welches einen Ventilraum 94 umfasst, der über eine in der Drosselplatte 22 ausgebildete Ablaufbohrung 98 mit Ablaufdrossel 102 (siehe Figur 1 oder 2) mit dem Steuerraum 74 verbunden ist. Das Steuerventil 90 umfasst einen Ventilkörper 106, welcher in dem Ventilraum 94 über einen durch einen nicht gezeigten elektrischen Aktor bewegbaren und in einem Kopplerkörper 110 geführten Kolben 114 zwischen einer Schließstellung und einer
Öffnungsstellung bewegbar ist. In einer Schießstellung des Steuerventils 90 wirkt der Ventilkörper 106 mit einer Ventilsitzfläche 118 dichtend zusammen, so dass ein Abfluss des Kraftstoffes aus dem Ventilraum 94 unterbunden wird. In einer Öffnungsstellung des Ventilkörpers 106 fließt der Kraftstoff aus dem Ventilraum 94 ab, so dass der Druck in dem Steuerraum 74 verringert und die Düsennadel 50 in Richtung des Ventilraums 94 verschoben wird, wodurch Kraftstoff in eine Brennkammer einspritzbar ist. In der Öffnungsstellung des Ventilkörpers 106 wird der Kraftstoff in einen durch die Ventilplatte 18 und den Kopplerkörper 110 begrenzten Niederdruckraum 122 abgeführt. In dem Kopplerkörper 110 sind mehrere Öffnungen 126 angeordnet, welche den Niederdruckraum 122 über eine Flächenfreilegung 130 mit einer in dem Haltekörper 14 ausgebildeten
Rücklaufleitung 134 verbindet.
In der Ventilplatte 18 ist eine Abströmleitung 138 ausgebildet, welche den Niederdruckraum 122 mit einer zwischen der Ventilplatte 18 und der
Drosselplatte 22 angeordneten Nut 142 verbindet, die als umlaufenden Ringnut ausgebildet ist. Dadurch kann ein Teil des Kraftstoffs aus dem Niederdruckraum 122 über die Abströmleitung 138 in die Ringnut 142 abgeführt werden. In der Ventilplatte 18 ist zusätzlich eine Steigleitung 146 ausgebildet, welche die Ringnut 142 mit der Rücklaufleitung 134 verbindet. Ein Teil des rückgeführten Kraftstoffes strömt dadurch auf einem verlängerten Weg ab.
In Figur 2 ist zusätzlich eine Füllbohrung 150 gezeigt, welche sich in der Drosselplatte 22 zwischen dem Hochdruckraum 46 und dem Ventilraum 94 erstreckt, so dass ein Nachfüllen von Kraftstoff in den Ventilraum 94 ermöglicht wird. Nach dem Schließen des Ventilkörpers 106 kommt es in dem Ventilraum 94 durch den nachfließenden Kraftstoff zu einem Druckaufbau. Dieser Druckaufbau kann über die Füllbohrung 150 beschleunigt werden, so dass sich auch der Druck im Steuerraum 74 schneller aufbaut und die Düsennadel 50 schneller in eine Schließrichtung hydraulisch belastet wird.
In Figur 3 ist eine Ansicht einer Ventilplatte 18 nach einem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich insbesondere dadurch von dem ersten Ausführungsbeispiel, dass die Abströmleitung 138 direkt zwischen Niederdruckraum 122 und der Steigleitung 146 angeordnet ist. Dadurch wird der Kraftstoff direkt in die
Steigleitung 146 eingeleitet. Darüber hinaus ist die Abströmleitung 138 zu einem sich zwischen Spannmutter 34 und einer radialen Außenseite der Ventilplatte 18 ergebenden Ringraum 158 (siehe auch Figur 1 und 2) verbunden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors (10), wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Einleiten eines unter hohem Druck stehenden Kraftstoffes in einen Zulaufkanal (78) und Abzweigen eines Teilstromes des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffes in einen Steuerraum (74), in welchem eine axiale Stirnseite (70) der Düsennadel (50) mit dem Druck belastet wird, so dass die Düsennadel (50) in Schließrichtung hydraulisch belastet wird, Öffnen eines Steuerventils (90), so dass ein dem Steuerventil (90) in einer Abströmrichtung nachgeordneter Abströmpfad freigegeben wird und Kraftstoff aus der Steuerraum (74) abströmt, um die Düsennadel (50) zu entlasten,
wobei der über den Abströmpfad abströmende Kraftstoff in wenigstens zwei Teilströme aufgeteilt wird.
2. Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilstrom des Kraftstoffes im Abströmpfad in einen Ringraum (158) an einer radialen Außenseite der Ventilplatte (18) geleitet wird.
3. Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilstrom des Kraftstoffes im Abströmpfad über einen baulich verlängerten Weg abströmt.
4. Kraftstoffinjektor (10) welcher eingerichtet ist zum Durchführen eines
Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend:
einen Steuerraum (74), in welchen ein Kraftstoff mit hohem Druck einbringbar ist, so dass eine Kraft auf eine den Steuerraum (74) begrenzende axiale Stirnseite (70) einer Düsennadel (50) aufbringbar ist, so dass die Düsennadel (50) in eine Schließrichtung hydraulisch belastet ist,
eine in einer Drosselplatte (22) ausgebildete, mit dem Steuerraum (74) verbundene Ablaufbohrung (98) mit einer Ablaufdrossel (102), ein in einer Ventilplatte (18) angeordnetes Steuerventil (90) mit einem Ventilraum (94), welcher mit der Ablaufbohrung (98) verbunden ist, und einem Ventilkörper (106), der mit einer Ventilsitzfläche (118)
zusammenwirkt, so dass bei geöffneten Steuerventil (90) Kraftstoff aus dem Ventilraum (94) absteuerbar ist,
einen Niederdruckraum (122), welcher durch die Ventilplatte (18) und einen Kopplerkörper (110) begrenzt ist, und welcher fluidisch mit dem Ventilraum (94) verbunden ist, wobei der Kopplerkörper (110) zur Verbindung mit einer einen Teil eines Abströmpfades bildenden
Rücklaufleitung (134) wenigstens eine Öffnung (126) aufweist, eine Nut (142), welche zwischen Ventilplatte (18) und Drosselplatte (22) ausgebildet ist, und welche über wenigstens eine Steigleitung (146) mit der Rücklaufleitung (134) verbunden ist, so dass Kraftstoff aus der Steigleitung (146) über die Rücklaufleitung (134) abführbar ist, und wenigstens eine Abströmleitung (138), welche zwischen dem
Niederdruckraum (122) und der Nut (142) und/oder der Steigleitung (146) angeordnet ist, welche den Niederdruckraum (122) mit der Nut (142) und/oder der Steigleitung (146) fluidisch verbindet, so dass der über den Abströmpfad abströmende Kraftstoff aufteilbar ist.
5. Kraftstoffinjektor (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abströmleitung (138) derart ausgebildet ist, dass der Niederdruckraum (122) mit einem Ringraum (158) an einer radialen
Außenseite der Ventilplatte (18) verbunden ist.
6. Kraftstoffinjektor (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abströmleitung (138) als Bohrung ausgebildet ist.
7. Kraftstoffinjektor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen Kopplerkörper (110) und Rücklaufleitung (134) eine Flächenfreilegung (130) angeordnet ist. - io -
8. Kraftstoffinjektor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass in der Drosselplatte (22) eine Zulaufbohrung (82) mit einer Zulaufdrossel (86) ausgebildet ist, welche mit dem Steuerraum (74) verbunden ist, so dass in den Steuerraum (74) ein Kraftstoff mit hohem Druck einbringbar ist.
9. Kraftstoffinjektor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass in der Drosselplatte (22) eine Füllbohrung (150) ausgebildet ist, welche einen in dem Düsenkörper (26) ausgeformten und die Düsennadel (50) umgebenden Hochdruckraum (46) mit dem Ventilraum (94) verbindet.
10. Kraftstoffinjektor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor (10) ein Piezo-Injektor ist.
EP19736361.7A 2018-07-12 2019-07-03 Kraftstoffinjektor und verfahren zum betreiben eines kraftstoffinjektors Withdrawn EP3821117A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018211679.2A DE102018211679A1 (de) 2018-07-12 2018-07-12 Kraftstoffinjektor und Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors
PCT/EP2019/067793 WO2020011610A1 (de) 2018-07-12 2019-07-03 Kraftstoffinjektor und verfahren zum betreiben eines kraftstoffinjektors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3821117A1 true EP3821117A1 (de) 2021-05-19

Family

ID=67180778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19736361.7A Withdrawn EP3821117A1 (de) 2018-07-12 2019-07-03 Kraftstoffinjektor und verfahren zum betreiben eines kraftstoffinjektors

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210324824A1 (de)
EP (1) EP3821117A1 (de)
DE (1) DE102018211679A1 (de)
WO (1) WO2020011610A1 (de)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002202022A (ja) * 2000-10-30 2002-07-19 Denso Corp バルブ駆動装置および燃料噴射弁
DE102010028011A1 (de) 2010-04-21 2011-10-27 Robert Bosch Gmbh Optimierte Ventilplatte eines Kraftstoffinjektors
DE102011081643A1 (de) * 2011-06-30 2013-01-03 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor

Also Published As

Publication number Publication date
US20210324824A1 (en) 2021-10-21
DE102018211679A1 (de) 2020-01-16
WO2020011610A1 (de) 2020-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2108080B1 (de) Injektor zum einspritzen von kraftstoff in brennräume von brennkraftmaschinen
DE10229417A1 (de) Speichereinspritzsystem mit Variodüse und Druckübersetzungseinrichtung
DE10229418A1 (de) Einrichtung zur Dämpfung des Nadelhubes an Kraftstoffinjektoren
WO2004003376A1 (de) Druckübersetzer kraftstoffinjektor mit schnellem druckabbau bei einspritzende
DE102004017305A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit direkt ansteuerbaren Düsennadeln
WO2004003377A1 (de) Einrichtung zur nadelhubdämpfung an druckgesteuerten kraftstoffinjektoren
EP0612374B1 (de) Kraftstoff-einspritzdüse mit additiveinspritzung für dieselmotoren
DE102009000181A1 (de) Kraftstoff-Injektor
DE10335059A1 (de) Schaltventil für einen Kraftstoffinjektor mit Druckübersetzer
WO2002077440A1 (de) Kraftstoffinjektor mit vorgeordnetem speichervolumen
DE19946766C2 (de) Injektor für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung
DE10100390A1 (de) Einspritzventil
DE102006015745A1 (de) Kraftstoffinjektor mit direktgesteuertem Einspritzventilglied
DE19611963A1 (de) Modulierende Strömungsumleitung für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung
EP2226494A1 (de) Kraftstoff-Injektor mit piezoelektrischem Aktuator sowie hydraulischem Koppler
WO2009141182A1 (de) Kraftstoff-injektor
DE10131640A1 (de) Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung durch schaltbare Drosselelemente
EP1354133B1 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung
EP2511514B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1483499B1 (de) Einrichtung zur druckmodulierten formung des einspritzverlaufes
EP3821117A1 (de) Kraftstoffinjektor und verfahren zum betreiben eines kraftstoffinjektors
EP1840366B1 (de) Kraftstoffinjektor
DE19706661A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP2022975A1 (de) Injektor
DE102006050033A1 (de) Injektor, insbesondere Common-Rail-Injektor

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20210212

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20210907