WO2006063918A1 - Fuel injection nozzle - Google Patents

Fuel injection nozzle Download PDF

Info

Publication number
WO2006063918A1
WO2006063918A1 PCT/EP2005/056091 EP2005056091W WO2006063918A1 WO 2006063918 A1 WO2006063918 A1 WO 2006063918A1 EP 2005056091 W EP2005056091 W EP 2005056091W WO 2006063918 A1 WO2006063918 A1 WO 2006063918A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
nozzle
fuel injection
needle
nozzle needle
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/056091
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Friedrich Boecking
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
Priority to JP2007546007A priority Critical patent/JP4518516B2/en
Priority to AT05823534T priority patent/ATE455241T1/en
Priority to EP05823534A priority patent/EP1838960B1/en
Priority to DE502005008888T priority patent/DE502005008888D1/en
Publication of WO2006063918A1 publication Critical patent/WO2006063918A1/en

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
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08—Injectors peculiar thereto
    • F02M45/086—Having more than one injection-valve controlling discharge orifices
    • 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
    • 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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/46—Valves, e.g. injectors, with concentric valve bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
    • F02M2200/705—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic with means for filling or emptying hydraulic chamber, e.g. for compensating clearance or thermal expansion
    • F02M2200/706—Valves for filling or emptying hydraulic chamber
    • 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
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/182—Discharge orifices being situated in different transversal planes with respect to valve member direction of movement
    • 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

Definitions

  • the invention is based on a fuel injection nozzle according to the preamble of patent claim 1.
  • Such, for example, from DE 100 58 153 A1 known fuel injector for internal combustion engines has two nozzle needles that can be controlled independently.
  • the outer nozzle needle is opened when the force exerted by the fuel on a pressure shoulder of the outer nozzle needle opening force is greater than the action of a closing spring.
  • the inner nozzle needle is opened by the pressure of a force acting in the closing direction on the nozzle needle hydraulic fluid is lowered in a control chamber.
  • the fuel injector according to the invention for internal combustion engines with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the fuel injector is easy and directly controlled. By using a direct needle control both nozzle needles can be opened quickly controlled. Advantage of the invention is a simple construction of a direct needle control for a so-called KVD nozzle.
  • FIGURE shows the fuel injection nozzle according to the invention in a longitudinal section.
  • the fuel injector 1 for internal combustion engines shown in the figure has a one-piece or multi-piece, cylindrical nozzle body 2, which projects with its free lower end into a combustion chamber of the internal combustion engine not shown in detail.
  • Nozzle body 2 is formed as a hollow needle outer nozzle needle 4 axially displaceably guided, in which an inner nozzle needle 5 is arranged coaxially and also guided axially displaceable.
  • an annular space 6 is formed, which is bounded by the outer nozzle needle 4 radially inwardly.
  • a high-pressure fuel line 7 the annular space 6 is connected to a high-pressure fuel storage (common rail), not shown.
  • a first closing spring 8 presses the outer nozzle needle 4 into a first sealing seat 9 at the combustion chamber end of the bore 3. In the closed state of the outer nozzle needle 4 prevents a sealing cone 10 of the outer nozzle needle 4 in conjunction with the first sealing seat 9 that fuel from the annular space. 6 through first injection holes 11 in the
  • a second closing spring 12 presses the inner nozzle needle 5 into a second sealing seat 13 at the combustion chamber end of the guide bore 3.
  • a sealing cone 14 prevents the inner nozzle needle 5 in conjunction with the second
  • Sealing seat 13 that when the outer nozzle needle 4 open fuel from the annular space 6 passes through second injection holes 15 in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the two sealing seats 9, 13 are formed by a common conical surface.
  • the closing springs 8, 12 of the two nozzle needles 4, 5 are supported on a piston 16 which is guided axially displaceably in the bore 3 and in a translator piston 17 which is open at the bottom.
  • the piezoelectric actuator 18 is energized, whereby the booster piston 17 is pressed against the action of a tension spring 19 down.
  • the piston 16 is hydraulically coupled to the booster piston 17 via a fuel-filled booster space (coupling space) 20 to provide 1: 1 temperature compensation
  • the booster chamber 20 is connected via a filling throttle 21 to the high-pressure supply line 7, so that there is rail pressure in the booster chamber 20.
  • the outer nozzle needle 4 is guided displaceably on the piston 16.
  • the piston 16 has a downwardly open piston chamber, at the chamber wall, the outer nozzle needle 4 is guided.
  • the piston 16 engages with an annular projection 22, the outer nozzle needle 4 in the opening direction. In the shown closed state of the two
  • Nozzle needles is the outer nozzle needle 4 in the opening direction on the projection 22 at.
  • Each of the two nozzle needles 4, 5 delimits, with a control surface 23, 24 acting in the closing direction, in the piston chamber a nozzle rear space 25, which can be connected to the booster chamber 20 via a control valve 27 and is connected to a control chamber 29 via a throttle 28.
  • the two springs 8, 12 are arranged in the nozzle rear space 25 and are supported on the piston 16.
  • the control chamber 29 is bounded radially inwardly by the piston 16, radially outward by a sealing sleeve 30, in the opening direction by the booster piston 17 and in the closing direction by the nozzle body 2.
  • the control chamber 27 is throttled to the fuel
  • the piston 16 is axially displaceably guided in the bore 3 against the action of a closing spring 32 and has on the outside an annular groove 33 into which an annular projection 34 of the nozzle body 2 engages.
  • Projection 34 defines on the one hand the closed position of the piston 16 shown in FIG. 1 and on the other hand the maximum opening stroke hi of the piston 16.
  • the closing spring 32 is arranged in the booster chamber 20 and supported at the other end on the booster piston 17.
  • the control valve 17 has a piston piston 16 axially displaceably guided valve piston 35 which has an acting in the valve closing direction end face 36 in the booster chamber 20 and at the opposite end a spherical valve closure member 37 carries.
  • One on the valve piston 35th attacking closing spring 38 presses the valve closure member 37 in an annular sealing seat, which separates a valve chamber 39 and a nozzle back space 25 leading to the connecting channel 40 from each other.
  • the valve chamber 39 is connected via a throttle 41 to the booster chamber 20.
  • the closing spring 38 is arranged in the booster chamber 20 and supported at the other end on the booster piston 17.
  • Nozzle needle 4 entrains in the opening direction.
  • the outer nozzle needle 4 lifts off from its sealing seat 9, and via the now released first injection holes 1 1 fuel from the annular space 6 is injected into the combustion chamber.
  • the opening stroke of the booster piston 17 leads to an increase in volume in the control chamber 29, so that the prevailing therein
  • Nozzle needle 4 against the action of the closing spring. 8
  • Nozzle needle 4 has in the closed state, when this rests with its sealing cone 10 on the sealing seat 9, a larger pressurized surface than the inner nozzle needle 5, if this with its sealing cone
  • volume in the translator space 20 and the control room 29 is reduced.
  • the pressure prevailing in the booster chamber 20 rises above the rail pressure, so that the control valve 17 closes.
  • the prevailing in the control chamber 29 pressure increases above the rail pressure, and the nozzle needles 4, 5 close.
  • control chamber 29 is not limited in the opening direction by the booster piston, but with the same operation by the piston.

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

A fuel injection nozzle (1) for internal combustion engines comprises a nozzle base (2) having at least two injection orifices (11, 15), an outer injector needle (4) and an inner injector needle (5). The outer injector needle (4) is configured as a hollow needle and can be axially displaced in a bore (3) of the nozzle base (2) and controls injection of pressurized fuel through at least one first injection orifice (11). The inner injector needle (5) is coaxially guided in the outer injector needle (4) and controls injection of pressurized fuel through at least one second injection orifice (15). The inventive fuel injection nozzle is characterized by at least one axially displaceable piston (16) having a projection (22) that entrains the outer injector needle (4) in the opening direction thereof. The two injector needles (4, 5) can be displaced in relation to the piston (16) in the opening direction against the effect of a closing spring (8, 12). An actuator (18) comprises an actuating element (17) that can be axially displaced in relation to the piston (16).

Description

Kraftstoffeinspritzdüse fuel Injector
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzdüse nach der Gattung des Patentanspruchs 1.The invention is based on a fuel injection nozzle according to the preamble of patent claim 1.
Eine solche, beispielsweise aus der DE 100 58 153 A1 bekannte Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen weist zwei Düsennadeln auf, die unabhängig voneinander angesteuert werden können. Die äußere Düsennadel wird geöffnet, wenn die vom Kraftstoff auf eine Druckschulter der äußeren Düsennadel ausgeübte Öffnungskraft größer als die Wirkung einer Schließfeder ist. Die innere Düsennadel wird geöffnet, indem der Druck eines in Schließrichtung auf die Düsennadel wirkenden Hydraulikfluids in einem Steuerraum abgesenkt wird. Vorteile der ErfindungSuch, for example, from DE 100 58 153 A1 known fuel injector for internal combustion engines has two nozzle needles that can be controlled independently. The outer nozzle needle is opened when the force exerted by the fuel on a pressure shoulder of the outer nozzle needle opening force is greater than the action of a closing spring. The inner nozzle needle is opened by the pressure of a force acting in the closing direction on the nozzle needle hydraulic fluid is lowered in a control chamber. Advantages of the invention
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Kraftstoffeinspritzdüse einfach und direkt ansteuerbar ist. Durch Verwendung einer direkten Nadelsteuerung können beide Düsennadeln schnell gesteuert geöffnet werden. Vorteil der Erfindung ist ein einfacher Aufbau einer direkten Nadelsteuerung für eine so genannte KVD-Düse.The fuel injector according to the invention for internal combustion engines with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the fuel injector is easy and directly controlled. By using a direct needle control both nozzle needles can be opened quickly controlled. Advantage of the invention is a simple construction of a direct needle control for a so-called KVD nozzle.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the subject invention are the description, the drawings and claims removed.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse in einem Längsschnitt.An embodiment of the fuel injection nozzle according to the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. The single FIGURE shows the fuel injection nozzle according to the invention in a longitudinal section.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Die in der Figur gezeigte Kraftstoffeinspritzdüse 1 für Brennkraftmaschinen weist einen ein- oder mehrstückigen, zylindrischen Düsenkörper 2 auf, der mit seinem freien unteren Ende in einen nicht näher gezeigten Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragt. In einer Bohrung 3 desThe fuel injector 1 for internal combustion engines shown in the figure has a one-piece or multi-piece, cylindrical nozzle body 2, which projects with its free lower end into a combustion chamber of the internal combustion engine not shown in detail. In a hole 3 of
Düsenkörpers 2 ist eine als Hohlnadel ausgebildete äußere Düsennadel 4 axial verschiebbar geführt, in der eine innere Düsennadel 5 koaxial angeordnet und ebenfalls axial verschiebbar geführt ist. Im Düsenkörper 2 ist ein Ringraum 6 ausgebildet, der durch die äußere Düsennadel 4 radial nach innen begrenzt ist. Über eine Kraftstoff- Hochdruckleitung 7 ist der Ringraum 6 mit einem nicht gezeigten Kraftstoff-Hochdruckspeicher (Common Rail) verbunden.Nozzle body 2 is formed as a hollow needle outer nozzle needle 4 axially displaceably guided, in which an inner nozzle needle 5 is arranged coaxially and also guided axially displaceable. In the nozzle body 2, an annular space 6 is formed, which is bounded by the outer nozzle needle 4 radially inwardly. About a high-pressure fuel line 7, the annular space 6 is connected to a high-pressure fuel storage (common rail), not shown.
Eine erste Schließfeder 8 presst die äußere Düsennadel 4 in einen ersten Dichtsitz 9 am brennraumseitigen Ende der Bohrung 3. Im geschlossenen Zustand der äußeren Düsennadel 4 verhindert ein Dichtkonus 10 der äußeren Düsennadel 4 in Verbindung mit dem ersten Dichtsitz 9, dass Kraftstoff aus dem Ringraum 6 durch erste Spritzlöcher 11 in denA first closing spring 8 presses the outer nozzle needle 4 into a first sealing seat 9 at the combustion chamber end of the bore 3. In the closed state of the outer nozzle needle 4 prevents a sealing cone 10 of the outer nozzle needle 4 in conjunction with the first sealing seat 9 that fuel from the annular space. 6 through first injection holes 11 in the
Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt. In gleicher weise presst eine zweite Schließfeder 12 die innere Düsennadel 5 in einen zweiten Dichtsitz 13 am brennraumseitigen Ende der Führungsbohrung 3. Im geschlossenen Zustand der inneren Düsennadel 5 verhindert ein Dichtkonus 14 der inneren Düsennadel 5 in Verbindung mit dem zweitenCombustion chamber of the internal combustion engine passes. In the same way, a second closing spring 12 presses the inner nozzle needle 5 into a second sealing seat 13 at the combustion chamber end of the guide bore 3. In the closed state of the inner nozzle needle 5, a sealing cone 14 prevents the inner nozzle needle 5 in conjunction with the second
Dichtsitz 13, dass bei geöffneter äußerer Düsennadel 4 Kraftstoff aus dem Ringraum 6 durch zweite Spritzlöcher 15 in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Dichtsitze 9, 13 durch eine gemeinsame Konusfläche gebildet.Sealing seat 13, that when the outer nozzle needle 4 open fuel from the annular space 6 passes through second injection holes 15 in the combustion chamber of the internal combustion engine. In the embodiment shown, the two sealing seats 9, 13 are formed by a common conical surface.
Die Schließfedern 8, 12 der beiden Düsennadeln 4, 5 sind an einem Kolben 16 abgestützt, der in der Bohrung 3 und in einem nach unten offenen Übersetzerkolben 17 axial verschiebbar geführt ist. Der Übersetzerkolben 17 bildet das Stellglied eines invers betriebenen piezoelektrischen Stellantriebs 18. Im gezeigten geschlossenen Zustand beider Düsennadeln 4, 5 ist der piezoelektrischen Stellantrieb 18 bestromt, wodurch der Übersetzerkolben 17 gegen die Wirkung einer Zugfeder 19 nach unten gedrückt ist. Der Kolben 16 ist über einen mit Kraftstoff gefüllten Übersetzerraum (Kopplungsraum) 20 hydraulisch mit dem Übersetzerkolben 17 gekoppelt, um einen 1 :1-Temperaturausgleich desThe closing springs 8, 12 of the two nozzle needles 4, 5 are supported on a piston 16 which is guided axially displaceably in the bore 3 and in a translator piston 17 which is open at the bottom. In the closed state of both nozzle needles 4, 5, the piezoelectric actuator 18 is energized, whereby the booster piston 17 is pressed against the action of a tension spring 19 down. The piston 16 is hydraulically coupled to the booster piston 17 via a fuel-filled booster space (coupling space) 20 to provide 1: 1 temperature compensation
Stellantriebs 18 zu ermöglichen. Der Übersetzerraum 20 ist über eine Befüllungsdrossel 21 an die Hochdruck-Zuführleitung 7 angeschlossen, so dass im Übersetzerraum 20 Raildruck herrscht. Die äußere Düsennadel 4 ist am Kolben 16 verschiebbar geführt. Dazu hat der Kolben 16 eine nach unten offene Kolbenkammer, an deren Kammerwand die äußere Düsennadel 4 geführt ist. Der Kolben 16 hintergreift mit einem ringförmigen Vorsprung 22 die äußere Düsennadel 4 in Öffnungsrichtung. Im gezeigten geschlossenen Zustand der beidenTo enable actuator 18. The booster chamber 20 is connected via a filling throttle 21 to the high-pressure supply line 7, so that there is rail pressure in the booster chamber 20. The outer nozzle needle 4 is guided displaceably on the piston 16. For this purpose, the piston 16 has a downwardly open piston chamber, at the chamber wall, the outer nozzle needle 4 is guided. The piston 16 engages with an annular projection 22, the outer nozzle needle 4 in the opening direction. In the shown closed state of the two
Düsennadeln liegt die äußere Düsennadel 4 in Öffnungsrichtung am Vorsprung 22 an.Nozzle needles is the outer nozzle needle 4 in the opening direction on the projection 22 at.
Die beiden Düsennadeln 4, 5 begrenzen jeweils mit einer in Schließrichtung wirkenden Steuerfläche 23, 24 in der Kolbenkammer einen Düsenrückraum 25, der über ein Steuerventil 27 mit dem Übersetzerraum 20 verbindbar ist und über eine Drossel 28 mit einem Steuerraum 29 verbunden ist. Die beiden Federn 8, 12 sind im Düsenrückraum 25 angeordnet und stützen sich am Kolben 16 ab. Der Steuerraum 29 ist radial nach innen durch den Kolben 16, radial nach außen durch eine Dichthülse 30, in Öffnungsrichtung durch den Übersetzerkolben 17 sowie in Schließrichtung durch den Düsenkörper 2 begrenzt. Über die Dichthülse 30, die durch eine am Übersetzerkolben 17 abgestützte Feder 31 in Anlage an eine Ringschulter des Düsenkörpers 2 gedrückt ist, ist der Steuerraum 27 gedrosselt an die Kraftstoff-Each of the two nozzle needles 4, 5 delimits, with a control surface 23, 24 acting in the closing direction, in the piston chamber a nozzle rear space 25, which can be connected to the booster chamber 20 via a control valve 27 and is connected to a control chamber 29 via a throttle 28. The two springs 8, 12 are arranged in the nozzle rear space 25 and are supported on the piston 16. The control chamber 29 is bounded radially inwardly by the piston 16, radially outward by a sealing sleeve 30, in the opening direction by the booster piston 17 and in the closing direction by the nozzle body 2. About the sealing sleeve 30, which is pressed by a supported on the booster piston 17 spring 31 in abutment against an annular shoulder of the nozzle body 2, the control chamber 27 is throttled to the fuel
Hochdruckleitung 7 angeschlossen.High pressure line 7 connected.
Der Kolben 16 ist in der Bohrung 3 gegen die Wirkung einer Schließfeder 32 axial verschiebbar geführt und hat außenseitig eine Ringnut 33, in die ein ringförmiger Vorsprung 34 des Düsenkörpers 2 eingreift. DerThe piston 16 is axially displaceably guided in the bore 3 against the action of a closing spring 32 and has on the outside an annular groove 33 into which an annular projection 34 of the nozzle body 2 engages. Of the
Vorsprung 34 definiert einerseits die in Fig. 1 gezeigte Schließlage des Kolbens 16 und andererseits den maximalen Öffnungshub hi des Kolbens 16. Die Schließfeder 32 ist im Übersetzerraum 20 angeordnet und anderenends am Übersetzerkolben 17 abgestützt.Projection 34 defines on the one hand the closed position of the piston 16 shown in FIG. 1 and on the other hand the maximum opening stroke hi of the piston 16. The closing spring 32 is arranged in the booster chamber 20 and supported at the other end on the booster piston 17.
Das Steuerventil 17 hat einen im Kolben 16 axial verschiebbar geführten Ventilkolben 35, der im Übersetzerraum 20 eine in Ventilschließrichtung wirkende Stirnfläche 36 hat und am gegenüberliegenden Ende ein kugelförmiges Ventilschließglied 37 trägt. Eine am Ventilkolben 35 angreifende Schließfeder 38 presst das Ventilschließglied 37 in einen ringförmigen Dichtsitz, der eine Ventilkammer 39 und einen zum Düsenrückraum 25 führenden Verbindungskanal 40 voneinander trennt. Die Ventilkammer 39 ist über eine Drossel 41 mit dem Übersetzerraum 20 verbunden. Die Schließfeder 38 ist im Übersetzerraum 20 angeordnet und anderenends am Übersetzerkolben 17 abgestützt.The control valve 17 has a piston piston 16 axially displaceably guided valve piston 35 which has an acting in the valve closing direction end face 36 in the booster chamber 20 and at the opposite end a spherical valve closure member 37 carries. One on the valve piston 35th attacking closing spring 38 presses the valve closure member 37 in an annular sealing seat, which separates a valve chamber 39 and a nozzle back space 25 leading to the connecting channel 40 from each other. The valve chamber 39 is connected via a throttle 41 to the booster chamber 20. The closing spring 38 is arranged in the booster chamber 20 and supported at the other end on the booster piston 17.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse 1 beschrieben.The operation of the fuel injection nozzle 1 according to the invention will be described below.
Wenn der piezoelektrische Stellantrieb 18 nicht mehr bestromt wird, zieht die Zugfeder 19 den Übersetzerkolben 17 nach oben, d.h. in Öffnungsrichtung. Dadurch sinkt der im Übersetzerraum 20 herrschende Druck unter den Raildruck ab, und über den sinkenden Druck wird auch der Kolben 16 nach oben gezogen, der über den Vorsprung 22 die äußereWhen the piezoelectric actuator 18 is no longer energized, the tension spring 19 pulls the booster piston 17 upwards, i. in the opening direction. As a result, the pressure prevailing in the booster chamber 20 drops below the rail pressure, and the piston 16 is pulled upward by the decreasing pressure, and the piston 16 is pulled upward by the projection 22
Düsennadel 4 in Öffnungsrichtung mitnimmt. Die äußere Düsennadel 4 hebt von ihrem Dichtsitz 9 ab, und über die nun freigegebenen ersten Spritzlöcher 1 1 wird Kraftstoff aus dem Ringraum 6 in den Brennraum eingespritzt. Der Öffnungshub des Übersetzerkolbens 17 führt zu einer Volumenvergrößerung im Steuerraum 29, so dass der darin herrschendeNozzle needle 4 entrains in the opening direction. The outer nozzle needle 4 lifts off from its sealing seat 9, and via the now released first injection holes 1 1 fuel from the annular space 6 is injected into the combustion chamber. The opening stroke of the booster piston 17 leads to an increase in volume in the control chamber 29, so that the prevailing therein
Druck unter den Raildruck absinkt. Über die Drossel 28 sinkt auch der Druck im Düsenrückraum 25 unter den Raildruck ab. Dies führt, da am Dichtkonus 10 der äußeren Düsennadel 4 der Raildruck in Öffnungsrichtung wirkt, zu einem Abheben der äußeren Düsennadel 4 vom Vorsprung 22, d.h. zu einem weiteren Aufsteuern der äußerenPressure below the rail pressure drops. About the throttle 28 and the pressure in the nozzle rear chamber 25 drops below the rail pressure. This results because the sealing pressure of the outer nozzle needle 4, the rail pressure acts in the opening direction, to lift the outer nozzle needle 4 from the projection 22, i. to another aufsteuern the outer
Düsennadel 4, gegen die Wirkung der Schließfeder 8.Nozzle needle 4, against the action of the closing spring. 8
Nach seinem maximalen Öffnungshub hi liegt der Kolben 16 am Vorsprung 34 an, so dass der weitere Öffnungshub des Übersetzerkolbens 17 zu einer axialen Verschiebung relativ zum KolbenAfter its maximum opening stroke hi the piston 16 abuts the projection 34, so that the further opening stroke of the booster piston 17 to an axial displacement relative to the piston
16 und folglich zu einer Volumenvergrößerung im Übersetzerraum 20 führt. Der im Übersetzerraum 20 herrschende Druck sinkt unter den Raildruck ab, und die Schließfeder 38 wird entlastet, wodurch der Ventilkolben 35 nun, da der Druck in der Ventilkammer 39 wegen der Drossel 41 größer als der Druck im Übersetzerraum 20 ist, aufgesteuert wird. Über die nun offene Verbindung zwischen Übersetzerraum 20 und Düsenrückraum 25 sinkt der Druck im Düsenrückraum 25 weiter ab. Da am Dichtkonus 14 der inneren Düsennadel 5 der Raildruck in Öffnungsrichtung wirkt, hebt die innere Düsennadel 5 von ihrem Dichtsitz16 and thus leads to an increase in volume in the translator space 20. The prevailing in the booster chamber 20 pressure drops below the rail pressure, and the closing spring 38 is relieved, whereby the valve piston 35 now, since the pressure in the valve chamber 39 due to the Throttle 41 is greater than the pressure in the booster chamber 20 is controlled. About the now open connection between the translator chamber 20 and back of the nozzle 25, the pressure in the nozzle back 25 further decreases. Since the rail pressure on the sealing cone 14 of the inner nozzle needle 5 acts in the opening direction, the inner nozzle needle 5 lifts from its sealing seat
13 ab, und Kraftstoff aus dem Ringraum 6 wird auch über die nun freigegebenen zweiten Spritzlöcher 15 in den Brennraum eingespritzt. Die Schließfedern 8, 12 sind so aufeinander abgestimmt, dass zuerst die äußere Düsennadel 4 vom Vorsprung 22 abhebt und erst danach die innere Düsennadel 5 von ihrem Dichtsitz 13 abhebt. Die äußere13, and fuel from the annular space 6 is also injected via the now released second injection holes 15 into the combustion chamber. The closing springs 8, 12 are coordinated so that first the outer nozzle needle 4 lifts off from the projection 22 and only then lifts the inner nozzle needle 5 from its sealing seat 13. The outer one
Düsennadel 4 weist in geschlossenem Zustand, wenn diese mit ihrem Dichtkonus 10 am Dichtsitz 9 anliegt, eine größere druckbeaufschlagte Fläche auf als die innere Düsennadel 5, wenn diese mit ihrem DichtkonusNozzle needle 4 has in the closed state, when this rests with its sealing cone 10 on the sealing seat 9, a larger pressurized surface than the inner nozzle needle 5, if this with its sealing cone
14 am Dichtsitz 13 anliegt, so dass die äußere Düsennadel 4 bereits bei einem geringeren Druck im Ringraum 6 öffnet als die innere Düsennadel14 abuts on the sealing seat 13, so that the outer nozzle needle 4 already opens at a lower pressure in the annular space 6 than the inner nozzle needle
5.5th
Zum Schließen der Düsennadeln 4, 5 werden durch Bestromen des Stellantriebs 18 der Übersetzerkolben 17 und der Kolben 16 gegen die Wirkung der Zugfeder 19 in Schließrichtung verschoben, wodurch sich dasTo close the nozzle needles 4, 5 are moved by energizing the actuator 18 of the booster piston 17 and the piston 16 against the action of the tension spring 19 in the closing direction, causing the
Volumen im Übersetzerraum 20 und im Steuerraum 29 verringert. Der im Übersetzerraum 20 herrschende Druck steigt über den Raildruck an, so dass das Steuerventil 17 schließt. Der im Steuerraum 29 herrschende Druck steigt über den Raildruck an, und die Düsennadeln 4, 5 schließen.Volume in the translator space 20 and the control room 29 is reduced. The pressure prevailing in the booster chamber 20 rises above the rail pressure, so that the control valve 17 closes. The prevailing in the control chamber 29 pressure increases above the rail pressure, and the nozzle needles 4, 5 close.
In einer anderen, nicht gezeigten Variante der Erfindung ist der Steuerraum 29 in Öffnungsrichtung nicht durch den Übersetzerkolben, sondern bei gleicher Funktionsweise durch den Kolben begrenzt. In another, not shown variant of the invention, the control chamber 29 is not limited in the opening direction by the booster piston, but with the same operation by the piston.

Claims

Ansprüche claims
1. Kraftstoffeinspritzdüse (1 ) für Brennkraftmaschinen, umfassend einen Düsenkörper (2) mit mindestens zwei Spritzlöchern (1 1 , 15), eine in einer Bohrung (3) des Düsenkörpers (2) axial verschiebbare, als Hohlnadel ausgebildete äußere Düsennadel (4), welche die Einspritzung von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff durch mindestens ein erstes Spritzloch (1 1 ) steuert, und eine in der äußeren Düsennadel (4) koaxial geführte innere Düsennadel (5), welche die Einspritzung von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff durch mindestens ein zweites Spritzloch (15) steuert, gekennzeichnet durch:1. Fuel injection nozzle (1) for internal combustion engines, comprising a nozzle body (2) with at least two spray holes (1 1, 15), one in a bore (3) of the nozzle body (2) axially displaceable, designed as a hollow needle outer nozzle needle (4), which controls the injection of high-pressure fuel through at least one first injection hole (11), and an inner nozzle needle (5) coaxially guided in the outer nozzle needle (4), which permits the injection of high-pressure fuel through at least one second injection hole (11). 15), characterized by:
- einen axial verschiebbar geführten Kolben (16) mit einem Vorsprung (22), der die äußere Düsennadel (4) in deren Öffnungsrichtung mitnimmt, wobei die beiden Düsennadeln (4, 5) relativ zum Kolben (16) in Öffnungsrichtung jeweils gegen die Wirkung einer Schließfeder (8, 12) verschiebbar sind,- An axially displaceably guided piston (16) with a projection (22) which entrains the outer nozzle needle (4) in the opening direction, wherein the two nozzle needles (4, 5) relative to the piston (16) in the opening direction in each case against the action of a Closing spring (8, 12) are displaceable,
- einen Stellantrieb (18) mit einem relativ zum Kolben (16) axial verschiebbaren Stellelement (17), wobei Kolben (16) und Stellelement (17) mittels eines dazwischen vorgesehenen Kopplungsraums (20) miteinander hydraulisch bewegungsgekoppelt sind und wobei der maximale- An actuator (18) having a relative to the piston (16) axially displaceable actuator (17), said piston (16) and adjusting element (17) by means of a coupling space provided therebetween (20) are hydraulically coupled to each other and wherein the maximum
Öffnungshub des Stellelements (17) größer als der maximale Öffnungshub (hi) des Kolbens (16) ist,Opening stroke of the actuating element (17) is greater than the maximum opening stroke (hi) of the piston (16),
- einen im Kolben (16) ausgebildeten Düsenrückraum (25), der durch jeweils eine in Schließrichtung wirkende Steuerfläche (23, 24) der beiden Düsennadeln (4, 5) begrenzt und mit dem Kopplungsraum (20) über eina nozzle rear space (25) formed in the piston (16) and delimited by a control surface (23, 24) of the two nozzle needles (4, 5) acting in the closing direction and with the coupling space (20) via a
Steuerventil (27) verbindbar ist, welches durch eine axiale Relatiwerschiebung zwischen Kolben (16) und Stellelement (17) steuerbar ist, undControl valve (27) is connectable, which is controllable by an axial Relatiwerschiebung between the piston (16) and adjusting element (17), and
- einen Steuerraum (29), der in Öffnungsrichtung durch das Stellelement (17) oder den Kolben (16) begrenzt und über eine Drossel (28) mit dem Düsenrückraum (25) verbunden ist.- A control chamber (29), in the opening direction by the actuator (17) or the piston (16) limited and connected via a throttle (28) with the nozzle rear space (25).
2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schließfedern (8, 12) derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei einer Druckabnahme im Düsenrückraum (25) zuerst die äußere Düsennadel (4) vom Vorsprung (22) in Öffnungsrichtung abhebt und erst danach die innere Düsennadel (5) von ihrem Dichtsitz (13) abhebt.2. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that the closing springs (8, 12) are coordinated such that at a pressure decrease in the nozzle back space (25) first the outer nozzle needle (4) from the projection (22) lifts in the opening direction and only afterwards the inner nozzle needle (5) lifts off from its sealing seat (13).
3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Öffnungshub (hi) des Kolbens (16) durch einen Vorsprung (34) des Düsenkörpers (2) definiert ist.3. Fuel injection nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the maximum opening stroke (hi) of the piston (16) by a projection (34) of the nozzle body (2) is defined.
4. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsraum (20) über eine4. Fuel injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling space (20) via a
Befüllungsdrossel (21 ) an eine Kraftstoff-Hochdruckleitung (7) angeschlossen ist.Filling throttle (21) to a high-pressure fuel line (7) is connected.
5. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (27) einen im Kolben (16) axial verschiebbar geführten Ventilkolben (35) aufweist, der durch eine am Stellelement (17) abgestützte Schließfeder (38) in seine geschlossene Ventilstellung kraftbeaufschlagt ist, in welcher die Verbindung zwischen Kopplungsraum (20) und Düsenrückraum (25) gesperrt ist.5. Fuel injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the control valve (27) in the piston (16) axially displaceably guided valve piston (35), by a control element (17) supported closing spring (38) in its closed valve position is subjected to force in which the connection between the coupling space (20) and nozzle back space (25) is locked.
6. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (16) eine in Schließrichtung offene Kolbenkammer aufweist und dass darin die beiden Düsennadel (4, 5) jeweils mit ihren Steuerflächen (23, 24) den Düsenrückraum (25) begrenzen.6. Fuel injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (16) has a piston chamber open in the closing direction and that therein the two nozzle needle (4, 5) each with their control surfaces (23, 24) define the nozzle rear space (25) ,
7. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließfeder (8) der äußeren Düsennadel (4) am Kolben (16) abgestützt ist. 7. Fuel injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the closing spring (8) of the outer nozzle needle (4) on the piston (16) is supported.
8. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließfeder (12) der inneren Düsennadel (5) am Kolben (16) abgestützt ist.8. Fuel injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the closing spring (12) of the inner nozzle needle (5) on the piston (16) is supported.
9. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (18) ein gegen die Wirkung einer Zugfeder (19) invers betriebener piezoelektrischer Antrieb ist. 9. Fuel injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (18) is inversely operated against the action of a tension spring (19) piezoelectric drive.
PCT/EP2005/056091 2004-12-16 2005-11-21 Fuel injection nozzle WO2006063918A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007546007A JP4518516B2 (en) 2004-12-16 2005-11-21 Fuel injection nozzle
AT05823534T ATE455241T1 (en) 2004-12-16 2005-11-21 FUEL INJECTOR
EP05823534A EP1838960B1 (en) 2004-12-16 2005-11-21 Fuel injection nozzle
DE502005008888T DE502005008888D1 (en) 2004-12-16 2005-11-21 fuel Injector

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004060550A DE102004060550A1 (en) 2004-12-16 2004-12-16 fuel Injector
DE102004060550.5 2004-12-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006063918A1 true WO2006063918A1 (en) 2006-06-22

Family

ID=35953945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2005/056091 WO2006063918A1 (en) 2004-12-16 2005-11-21 Fuel injection nozzle

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1838960B1 (en)
JP (1) JP4518516B2 (en)
AT (1) ATE455241T1 (en)
DE (2) DE102004060550A1 (en)
WO (1) WO2006063918A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10058153A1 (en) 2000-11-22 2002-06-06 Bosch Gmbh Robert Injection nozzle with separately controllable nozzle needles
DE10246974A1 (en) * 2002-10-09 2004-04-22 Robert Bosch Gmbh Fuel injector nozzle for use in internal combustion engine has needle and sleeve separately cutting off fuel flow to inner and outer nozzle bores
WO2004046540A1 (en) * 2002-11-20 2004-06-03 Siemens Aktiengesellschaft Injector with a directly-actuated compound nozzle needle for fuel injection in an internal combustion engine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3846917B2 (en) * 1995-07-13 2006-11-15 株式会社デンソー Fuel injection device
JP3327787B2 (en) * 1996-09-25 2002-09-24 三菱重工業株式会社 Two-fluid injection valve
JP3932688B2 (en) * 1997-08-28 2007-06-20 株式会社デンソー Fuel injection device for internal combustion engine
DE10336327B4 (en) * 2003-08-07 2016-03-17 Robert Bosch Gmbh Injector for fuel injection systems of internal combustion engines, in particular direct injection diesel engines

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10058153A1 (en) 2000-11-22 2002-06-06 Bosch Gmbh Robert Injection nozzle with separately controllable nozzle needles
DE10246974A1 (en) * 2002-10-09 2004-04-22 Robert Bosch Gmbh Fuel injector nozzle for use in internal combustion engine has needle and sleeve separately cutting off fuel flow to inner and outer nozzle bores
WO2004046540A1 (en) * 2002-11-20 2004-06-03 Siemens Aktiengesellschaft Injector with a directly-actuated compound nozzle needle for fuel injection in an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
ATE455241T1 (en) 2010-01-15
EP1838960A1 (en) 2007-10-03
EP1838960B1 (en) 2010-01-13
JP4518516B2 (en) 2010-08-04
DE502005008888D1 (en) 2010-03-04
JP2008523319A (en) 2008-07-03
DE102004060550A1 (en) 2006-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1636484B1 (en) Injector for internal combustion engines
EP2183476B1 (en) Fuel injection valve with improved tightness on the sealing seat of a pressure-compensated control valve
EP1853813B1 (en) Injection nozzle
EP1831539B1 (en) Fuel injector with direct control of the injection valve body
DE10335059A1 (en) Switching valve for a fuel injector with pressure booster
DE102004024527A1 (en) Fuel injection system
DE102005024707A1 (en) fuel Injector
EP1719904A1 (en) Fuel injector
EP1825134B1 (en) Fuel injection nozzle
EP1825137B1 (en) Fuel injection nozzle
DE102005020366A1 (en) Injector for motor vehicle internal combustion engine fuel system has nozzle with axially slidable piston connected to needle via connecting volume
DE19642440A1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
EP1838960B1 (en) Fuel injection nozzle
EP1908953B1 (en) Fuel injection device
EP1662131B1 (en) Fuel injection nozzle
DE10344942B4 (en) Fuel injection device for an internal combustion engine
EP2199590B1 (en) Fuel injector
DE19947196A1 (en) Fuel injection device for diesel engine has control valve for regulating fuel feed from high pressure space to injection valve
DE10122389A1 (en) Fuel injection device for internal combustion engines
EP2133552B1 (en) Fuel injector
DE10152253B4 (en) Valve for controlling fluids
DE102007018042A1 (en) Fuel injector i.e. common-rail-injector, for internal combustion engine, has valve element including control rod and needle, which are hydraulically coupled with each other, where coupler area is temporarily connected with low-pressure area
WO2004079181A1 (en) Fuel injection valve for an internal combustion engine
DE10314011A1 (en) Fuel injection valve for automobile IC engine, has valve control space of jet module coupled to valve space and feed channel for establishing pressure for closure of valve needle
WO2004111430A1 (en) Injector for internal combustion engines

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005823534

Country of ref document: EP

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KN KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007546007

Country of ref document: JP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005823534

Country of ref document: EP