WO2006131409A1 - Injector for use in high-pressure injection systems - Google Patents

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WO2006131409A1
WO2006131409A1 PCT/EP2006/061421 EP2006061421W WO2006131409A1 WO 2006131409 A1 WO2006131409 A1 WO 2006131409A1 EP 2006061421 W EP2006061421 W EP 2006061421W WO 2006131409 A1 WO2006131409 A1 WO 2006131409A1
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pressure
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Michael Kurz
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Robert Bosch Gmbh
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Abstract

The invention relates to an injector (18, 118) for use in high-pressure injection systems (10) for internal combustion engines (24), comprising at least one plunger chamber (36, 136) for holding high-pressure fuel, the plunger chamber (36, 136) being sealed in relation to at least one low-pressure chamber (70, 170) that is provided in the injector (18, 118) and/or in the vicinity of the injector (18, 118). To collect a fuel-leakage quantity (188), the injector is equipped with a reservoir chamber (72, 172), which can be connected to the plunger chamber (36, 136), in order to recirculate the fuel-leakage quantity (188) to the latter.

Description

20.05.2005 TLG/GGA20.05.2005 TLG / GGA
Robert Bosch GmbH, 70442 StuttgartRobert Bosch GmbH, 70442 Stuttgart
Injektor zur Verwendung in Hochdruck-EinspritzsystemenInjector for use in high-pressure injection systems
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Injektor zur Verwendung in Hochdruck-Einspritzsystemen für Brennkraftmaschinen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an injector for use in high-pressure injection systems for internal combustion engines, according to the preamble of claim 1.
Derartige Injektoren finden Verwendung in Common-Rail- Einspritzsystemen . Diese weisen einen Vorratsbehälter für Kraftstoff auf, aus dem der Kraftstoff über Pumpen einzelnen Injektoren und schließlich den Brennräumen einer Brennkraftmaschine zugeführt wird. Hierbei kann eine Hochdruckpumpe zum Einsatz kommen, die den Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt, bevor dieser dem Injektor zugeführt wird. Bei Betrieb des Einspritzsystems treten Drücke im Bereich von derzeit 150 bis 1600 bar auf. Bei Weiterentwicklungen können sogar Maximaldrücke von weit über 1600 bar auftreten.Such injectors are used in common rail injection systems. These have a reservoir for fuel, from which the fuel is supplied via pumps individual injectors and finally the combustion chambers of an internal combustion engine. In this case, a high pressure pump can be used, which pressurizes the fuel with high pressure before it is supplied to the injector. When operating the injection system, pressures in the range of currently 150 to 1600 bar occur. With further developments even maximum pressures of well over 1600 bar can occur.
Der Injektor umfasst üblicherweise eine Einspritzdüse mit einer Düsennadel, die durch eine geeignete Ansteuerung des Injektors aus ihrem Sitz gehoben wird, so dass der unter Hochdruck stehende Kraftstoff in den dem Injektor zugeordneten Brennraum gespritzt wird. Bei den bekannten Injektoren besteht das Problem, dass die Räume oder Bereiche des Injektors, die unter Hochdruck stehenden Kraftstoff enthalten, gegenüber angrenzenden Niederdruckräumen oder -bereichen abgedichtet werden müssen. Mit steigenden Maximaldrücken des Kraftstoffs wird es immer schwieriger, diese Abdichtung ohne Leckage zu gewährleisten .The injector usually comprises an injection nozzle with a nozzle needle, which is lifted by a suitable control of the injector from its seat, so that the high-pressure fuel is injected into the combustion chamber associated with the injector. The known injectors have the problem that the spaces or areas of the injector containing high pressure fuel must be sealed against adjacent low pressure spaces or areas. With increasing maximum pressures of the fuel, it becomes increasingly difficult to ensure this seal without leakage.
Bei einigen Injektoren ist die Ansteuerung derart gestaltet, dass eine Rücklaufleitung benötigt wird, die den Injektor mit dem Kraftstoff-Vorratsbehälter verbindet. Diese Rücklaufleitung kann auch genutzt werden, um eine Kraftstoff-Leckagemenge abzuführen, die sich in einem Niederdruckraum oder -bereich angesammelt hat.In some injectors, the drive is designed such that a return line is needed, which connects the injector to the fuel reservoir. This return line can also be used to remove a fuel leakage amount that has accumulated in a low pressure space or area.
Für neuere Injektorkonzepte wird eine Rücklaufleitung aber nicht benötigt. Da wegen der nicht vorhandenen Rücklaufleitung ein Abführen einer Kraftstoff-Leckagemenge nicht möglich ist, müssten die Hochdruckräume für solche Injektoren 100%-ig gegenüber Niederdruckräumen abgedichtet werden. Dies ist bei den genannten Maximaldrücken sehr schwierig.For newer Injektorkonzepte a return line is not needed. Since due to the non-existent return line a discharge of a fuel leakage amount is not possible, the high-pressure chambers for such injectors would have to be 100% sealed against low pressure chambers. This is very difficult with the mentioned maximum pressures.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Injektor der eingangs genannt Art zu schaffen, bei dem auf eine Rücklaufleitung zum Kraftstoff-Sammelbehälter verzichtet werden kann, dessen zuverlässige Funktion aber auch bei hohen Maximaldrücken gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird durch einen Injektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.Object of the present invention is therefore to provide an injector of the type mentioned, in which can be dispensed with a return line to the fuel tank, the reliable function is ensured even at high maximum pressures. This object is achieved by an injector having the features of claim 1.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung beruht darauf, dass es nicht erforderlich ist, einen Hochdruckraum 100 %-ig gegenüber einem Niederdruckraum abzudichten. Vielmehr wird eine geringe Kraftstoff-Leckagemenge zugelassen und diese in einem Speicherraum gesammelt.The invention is based on the fact that it is not necessary, a high-pressure chamber 100% against a Seal low pressure chamber. Rather, a small amount of fuel leakage is allowed and collected in a storage space.
Um eine gesammelte Kraftstoffmenge wieder abzuführen, ist vorgesehen, dass der Speicherraum mit dem Hochdruckraum verbindbar ist. Somit kann der Kraftstoff, der ursprünglich als Leckagemenge von einem Hochdruckraum in einen Niederdruckraum gelangt ist, wieder zurück in den Hochdruckraum geführt werden.In order to dissipate a collected amount of fuel again, it is provided that the storage space can be connected to the high-pressure chamber. Thus, the fuel, which has originally arrived as a leakage amount of a high-pressure chamber in a low-pressure space, be guided back into the high-pressure chamber.
Ein separate Rücklaufleitung zum Kraftstoff-Sammelbehälter ist nicht erforderlich, was die benötigte Anzahl von Teilen des Kraftstoffeinspritzsystems reduziert und Bauraum einspart. Die Toleranzen, mit denen die Dichtstellen zwischen Hochdruck- und Niederdruckbereichen zu fertigen sind, können vergrößert werden, was zu einer Kosteneinsparung führt.A separate return line to the fuel sump is not required, which reduces the required number of parts of the fuel injection system and saves space. The tolerances with which the sealing points can be produced between high-pressure and low-pressure regions can be increased, which leads to a cost saving.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments and refinements of the invention are specified in the subclaims.
Die Ausgestaltungen gemäß der Unteransprüche 2 bis 4 betreffen die Anordnung und Lage des Speicherraums . Der Niederdruckraum oder Teile des Niederdruckraums können den Speicherraum bilden, was den Vorteil hat, dass der Speicherraum nicht separat hergestellt werden muss. Dieser kann aber auch separat vorgesehen und mit dem Niederdruckraum verbunden sein, beispielsweise um ein größeres Speichervolumen bereitstellen zu können. DerThe embodiments according to the sub-claims 2 to 4 relate to the arrangement and location of the storage space. The low-pressure space or parts of the low-pressure space can form the storage space, which has the advantage that the storage space does not have to be manufactured separately. This can also be provided separately and connected to the low-pressure space, for example, to provide a larger storage volume can. Of the
Speicherraum muss sich nicht im Injektor selbst befinden; er kann auch außerhalb des Injektors, bspw. zwischen der den Injektor begrenzenden Außenfläche des Injektors und der Wandung eines den Injektor aufnehmenden Einbauraums vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß Unteranspruch 5 zur Verbindung von Speicherraum und Hochdruckraum ein Sperrventil vorgesehen ist, das als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet sein kann. Das Sperrventil ermöglicht es, dass bei im Hochdruckraum anliegendem Hochdruck das Sperrventil geschlossen bleibt, so dass der unter Hochdruck stehende Kraftstoff nicht in den Speicheroder Niederdruckraum strömen kann. Wenn der im Hochdruckraum enthaltene Kraftstoff nicht mit Hochdruck beaufschlagt ist, kann das Sperrventil zur Rückführung der Leckagemenge entsperrt, d.h. geöffnet werden. Das Öffnen des Ventils kann durch den Druck bewirkt werden, mit dem der Kraftstoff der Leckagemenge beaufschlagt ist. Das Sperrventil kann auch fernbetätigt entsperrbar sein.Storage space does not have to be in the injector itself; it may also be provided outside the injector, for example between the outer surface of the injector delimiting the injector and the wall of an installation space receiving the injector. It is particularly advantageous when a check valve is provided according to dependent claim 5 for the connection of storage space and high-pressure chamber, which can be designed as a spring-loaded check valve. The check valve makes it possible for the high pressure valve in the high-pressure chamber, the check valve remains closed, so that the high-pressure fuel can not flow into the storage or low-pressure space. If the fuel contained in the high-pressure chamber is not subjected to high pressure, the check valve for the return of the leakage amount can be unlocked, ie opened. The opening of the valve can be effected by the pressure applied to the fuel of the leakage quantity. The check valve can also be remotely operated unlocked.
Besonders vorteilhaft sind Weiterbildungen gemäß Unteransprüchen 6 bis 8, nach denen ein kompressibles Element vorgesehen ist, das zur Aufnahme einer Leckagemenge verkleinerbar ist und das zur Rückführung der Leckagemenge vergrößerbar ist. Durch das kompressible Element kann Druck auf den Kraftstoff der Leckagemenge ausgeübt werden, so dass das Sperrventil entsperrt und die Leckagemenge zurück in den Hochdruckraum geführt werden kann.Particularly advantageous are developments according to subclaims 6 to 8, according to which a compressible element is provided which can be reduced to accommodate a leakage amount and which is increased to return the leakage amount. By the compressible element pressure can be exerted on the fuel of the leakage amount, so that the check valve unlocked and the leakage amount can be fed back into the high-pressure chamber.
Weiterbildungen entsprechend Unteranspruch 9 ermöglichen eine flexible Gestaltung hinsichtlich Geometrie und Anordnung von Hochdruckraum, Niederdruckraum und/oder Speicherraum.Developments according to dependent claim 9 allow a flexible design in terms of geometry and arrangement of high-pressure chamber, low-pressure space and / or storage space.
Durch die Maßnahme gemäß Unteranspruch 10 kann auch eine Leckagemenge eines Niederdruckbereichs dem Speicherraum zugeführt werden, die sich in einem Bereich des Injektors angesammelt hat, in dem der Aktor des Injektors angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Injektors oder einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.By the measure according to dependent claim 10, a leakage amount of a low-pressure region can be supplied to the storage space, which has accumulated in a region of the injector, in which the actuator of the injector is arranged. The invention also relates to an internal combustion engine and method for operating an injector according to the invention or an internal combustion engine according to the invention.
Zeichnungendrawings
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.Hereinafter, particularly preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoff- Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Injektor;Figure 1 is a schematic representation of a fuel injection system of an internal combustion engine with an injector according to the invention;
Figur 2 einen erfindungsgemäßen Injektor gemäß einer ersten Ausführungsform;2 shows an injector according to the invention according to a first embodiment;
Figur 3 eine Detailansicht des Injektors gemäß Figur 2;FIG. 3 shows a detailed view of the injector according to FIG. 2;
Figur 4 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßenFigure 4 shows a detail of an inventive
Injektors gemäß einer zweiten Ausführungsform; undInjector according to a second embodiment; and
Figur 5 eine Detailansicht des Injektors gemäß Figur 4.FIG. 5 shows a detailed view of the injector according to FIG. 4.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 trägt ein Kraftstoff-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem ein Fördersystem 14 den Kraftstoff zu einer Kraftstoff- Sammelleitung ("Rail") 16 fördert. Das Fördersystem 14 kann eine Vorförderpumpe und eine Hochdruckpumpe umfassen.In FIG. 1, a fuel injection system of an internal combustion engine carries the overall reference numeral 10. It comprises a fuel tank 12, from which a delivery system 14 supplies the fuel to a fuel tank 12. Rail 16 promotes. The conveyor system 14 may include a prefeed pump and a high pressure pump.
An die Kraftstoff-Sammelleitung 16 sind mehrere Injektoren 18 angeschlossen, von denen in Figur 1 nur einer dargestellt ist. Hierzu verfügt der Injektor 18 über einen Hochdruckanschluss 20. Der Injektor 18 ist einem Brennraum 22 zugeordnet, in den er Kraftstoff direkt einspritzt. Der Brennraum 22 befindet sich in der mit gestrichelten Linien angedeuteten Brennkraftmaschine 24.To the fuel manifold 16 a plurality of injectors 18 are connected, of which only one is shown in FIG. For this purpose, the injector 18 has a high pressure port 20. The injector 18 is associated with a combustion chamber 22, in which he injects fuel directly. The combustion chamber 22 is located in the direction indicated by dashed lines engine 24th
Der Injektor 18 ist teilweise in der Brennkraftmaschine 24 aufgenommen, wie auch aus Figur 2 hervorgeht. Dort ist ein länglicher Einbauraum 26 dargestellt, in dem der Injektor 18 größtenteils aufgenommen ist. Am freiliegenden, in Figur 2 oberen Ende des Injektors 18 ist der auch in Figur 1 angedeutete Hochdruckanschluss 20 vorgesehen.The injector 18 is partially received in the internal combustion engine 24, as also apparent from Figure 2. There, an elongated installation space 26 is shown, in which the injector 18 is largely included. At the exposed, in Figure 2 upper end of the injector 18 of the indicated in Figure 1 high-pressure port 20 is provided.
Der Injektor 18 weist einen länglichen Düsenhalter 28 auf, an dem über eine Düsenspannmutter 30 ein Düsenkörper 32 befestigt ist. Im Düsenkörper 32 ist eine Düsennadel 34 vorgesehen.The injector 18 has an elongated nozzle holder 28 to which a nozzle body 32 is attached via a nozzle retaining nut 30. In the nozzle body 32, a nozzle needle 34 is provided.
Der Düsenhalter weist einen länglichen Hochdruckraum 36 auf. In Figur 2 oberhalb des Hochdruckraums 36 ist in einem Aktoraufnahmebereich 37 ein Aktor 38 zur Ansteuerung des Injektors 18 vorgesehen ist. Der Aktor 38 weist ein oder mehrere Piezoelemente 40 auf, die im Hochdruckraum 36 angeordnet sind. Den Piezoelementen 40 ist ein Druckstempel 42 nachgeschaltet. Diesem ist eine Druckfeder 44 zugeordnet, die den Druckstempel 42 im nicht angesteuerten Zustand des Injektors 18 in Richtung auf den Aktor 38 drückt . Der Düsennadel 24 ist eine Druckfeder 46 zugeordnet, die die Düsennadel 24 in Figur 2 nach unten drückt, so dass am unteren Ende des Düsenkörpers 32 vorgesehene Düsenlöcher 48 verschlossen sind, solange der Injektor 18 nicht angesteuert wird.The nozzle holder has an elongate high-pressure chamber 36. In FIG. 2, above the high-pressure chamber 36, an actuator 38 for controlling the injector 18 is provided in an actuator receiving region 37. The actuator 38 has one or more piezo elements 40, which are arranged in the high-pressure chamber 36. The piezo elements 40 are followed by a plunger 42. This is associated with a compression spring 44, which presses the plunger 42 in the non-actuated state of the injector 18 in the direction of the actuator 38. The nozzle needle 24 is associated with a compression spring 46 which presses down the nozzle needle 24 in Figure 2, so that provided at the lower end of the nozzle body 32 nozzle holes 48 are closed, as long as the injector 18 is not driven.
Der dem Injektor 18 über den Hochdruckanschluss 20 zugeführte Kraftstoff gelangt über einen Verteiler 50 in den Hochdruckraum 36. Dieser ist über eine Bohrung 52 mit einem Raum 54 verbunden, der den oberen Bereich der Düsennadel 34 umgibt. Die Bohrung 52 ist in einem Distanzelement 56 vorgesehen, das zwischen Düsenhalter 28 und Düsenkörper 32 angeordnet ist.The fuel supplied to the injector 18 via the high-pressure port 20 passes through a distributor 50 into the high-pressure chamber 36. This is connected via a bore 52 to a space 54 which surrounds the upper region of the nozzle needle 34. The bore 52 is provided in a spacer element 56 which is arranged between the nozzle holder 28 and the nozzle body 32.
Zwischen Distanzelement 56 und Düsenhalter 28 ist eine Dichtstelle 58 und zwischen Distanzelement 56 und Düsenkörper 32 eine Dichtstelle 60 gebildet. Der Düsenkörper 32 ist gegenüber der Düsenspannmutter 30 mit Hilfe einer Flachdichtung 64 abgedichtet.Between spacer element 56 and nozzle holder 28, a sealing point 58 and between spacer element 56 and nozzle body 32, a sealing point 60 is formed. The nozzle body 32 is sealed with respect to the nozzle retaining nut 30 by means of a flat gasket 64.
Zwischen dem in Figur 2 unteren Ende des Einbauraums 26 und der Düsenspannmutter 30 ist eine Dichtscheibe 66 vorgesehen. Am oberen Ende des Einbauraums 26 ist zwischen Düsenhalter 28 und der Wandung des Einbauraums 26 ein O- Ring 68 vorgesehen.Between the lower end in FIG. 2 of the installation space 26 and the nozzle retaining nut 30, a sealing washer 66 is provided. At the upper end of the installation space 26, an O-ring 68 is provided between the nozzle holder 28 and the wall of the installation space 26.
Die Außenfläche des Injektors 18 und die Wandung des Einbauraums 26 sowie die Dichtscheibe 66 und der O-Ring 68 begrenzen einen Niederdruckraum 70, der einen Speicherraum 72 bildet. In den Speicherraum 72 mündet eineThe outer surface of the injector 18 and the wall of the installation space 26 and the sealing washer 66 and the O-ring 68 define a low-pressure space 70, which forms a storage space 72. In the memory space 72 opens a
Verbindungsleitung 74 aus dem Aktoraufnahmebereich 37.Connecting line 74 from the Aktoraufnahmebereich 37th
Im Speicherraum 72 ist zwischen der Wandung des Einbauraums 26 und der Außenfläche des Injektors 18 ein ringförmiges, kompressibles Element vorgesehen. Das kompressible Element 76 ist teilweise in einer in der Wand des Düsenhalters 28 ausgebildeten Ringnut 77 aufgenommen.In the storage space 72, an annular, compressible element is provided between the wall of the installation space 26 and the outer surface of the injector 18. The compressible element 76 is partially received in a formed in the wall of the nozzle holder 28 annular groove 77.
In Figur 3 ist der in Figur 2 mit III bezeichnete Ausschnitt vergrößert dargestellt. Von dem Speicherraum 72 geht eine Verbindungsleitung 78 zu einem Sperrventil 79 ab, das im Hochdruckraum 36 mündet. Das Sperrventil 79 weist einen Ventilsitz 80 auf, in dem ein Ventilkörper 82 vorgesehen ist. Eine Ventilfeder 84 drückt den Ventilkörper 82 in den Ventilsitz 80, wenn im Hochdruckraum 36 kein Hochdruck anliegt.In Figure 3, the section indicated by III in Figure 2 is shown enlarged. From the storage space 72 is a connecting line 78 to a check valve 79, which opens into the high-pressure chamber 36. The check valve 79 has a valve seat 80 in which a valve body 82 is provided. A valve spring 84 presses the valve body 82 into the valve seat 80 when no high pressure is applied in the high-pressure chamber 36.
Wenn der Injektor 18 in Betrieb genommen wird, liegt am Hochdruckanschluss 20 ein Hochdruck von mindestens 150 bis 1.600 bar oder auch ein höherer Druck an. Der Hochdruckraum 36 sowie die Bohrung 52 und der Raum 54 im Düsenkörper 32 sind dann mit dem mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff gefüllt. Über die Dichtstellen 58 und 60 kann der Kraftstoff bis hin zu den Dichtungen 62 und 64 gelangen. Durch die hohen Maximaldrücke ist es möglich, dass über die Dichtungen 62 und 64 hinaus in den Niederdruckraum 70, der den Speicherraum 72 bildet, eine Kraftstoff-Leckagemenge austritt .When the injector 18 is put into operation, the high-pressure port 20 is at a high pressure of at least 150 to 1,600 bar or a higher pressure. The high-pressure chamber 36 and the bore 52 and the space 54 in the nozzle body 32 are then filled with the high-pressure fuel. Via the sealing points 58 and 60, the fuel can reach all the way to the seals 62 and 64. Due to the high maximum pressures, it is possible for a fuel leakage quantity to escape via the seals 62 and 64 into the low-pressure space 70, which forms the storage space 72.
Solange der Injektor 18 in Betrieb ist, liegt imAs long as the injector 18 is in operation, is in
Hochdruckraum 36 Hochdruck an, so dass das Sperrventil 79 geschlossen bleibt, da der unter Hochdruck stehende Kraftstoff im Hochdruckraum 36 den Ventilkörper 82 in den Ventilsitz 80 drückt. Die Kraftstoff-Leckagemenge, die in dieser Zeit in den Niederdruckraum 70 beziehungsweise Speicherraum 72 gelangt, komprimiert das kompressible Element 76.High-pressure chamber 36 high pressure, so that the check valve 79 remains closed because the high-pressure fuel in the high-pressure chamber 36, the valve body 82 presses into the valve seat 80. The fuel leakage amount, which enters the low-pressure space 70 or storage space 72 at this time, compresses the compressible element 76.
Bei Außerbetriebnahme des Injektors, das heißt bei Abschalten der Brennkraftmaschine 24 und des Kraftstoffeinspritz-Systems 10 baut sich der Druck im Hochdruckraum 36 ab. Das kompressible Element 76, das durch die gesammelte Kraftstoff-Leckagemenge unter Vorspannung steht, kann nun über die Verbindungsleitung 78 und unter Überwindung der Kraft der Ventilfeder 84 die Kraftstoff- Leckagemenge in den Hochdruckraum 36 abführen, indem sich das kompressible Element 76 ausdehnt.When decommissioning of the injector, that is, when switching off the engine 24 and the Fuel injection system 10, the pressure in the high-pressure chamber 36 is reduced. The compressible member 76, which is biased by the collected fuel leakage amount, can now dissipate the fuel leakage amount into the high-pressure chamber 36 through the connecting pipe 78 and overcoming the force of the valve spring 84 by expanding the compressible member 76.
Bei einer erneuten Inbetriebnahme des Injektors 18 kann im Niederdruckraum 70 und dem Speicherraum 72 erneut eine Kraftstoff-Leckagemenge aufgenommen werden, die bei der nächsten Außerbetriebnahme des Injektors 18 mit Hilfe des kompressiblen Elements 76 wiederum dem Hochdruckraum 36 zugeführt werden kann.When the injector 18 is put into operation again, a fuel leakage quantity can again be recorded in the low-pressure space 70 and the storage space 72, which in turn can be fed to the high-pressure space 36 with the aid of the compressible element 76 during the next decommissioning of the injector 18.
Die Kraftstoff-Leckagemenge kann auch Kraftstoff enthalten, der aus dem Aktoraufnahmebereich 37 durch die Verbindungsleitung 74 in den Niederdruckraum 70 beziehungsweise den Speicherraum 72 gelangt ist.The fuel leakage amount may also include fuel that has passed from the Aktoraufnahmebereich 37 through the connecting line 74 into the low-pressure chamber 70 and the storage space 72.
Mit Bezug auf Figur 4 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung anhand eines Injektors 118 beschrieben. Dieser hat einen zum in Figur 2 dargestellten Injektor 18 ähnlichen Aufbau. Daher wird für die Beschreibung des Injektors 118 auf die Beschreibung zu Figur 2 Bezug genommen. Für die Bezeichnung der Teile des Injektors 118 sind die jeweiligen Teile des Injektors 18 übernommen und um den Faktor 100 ergänzt worden.With reference to FIG. 4, a second embodiment of the invention will be described with reference to an injector 118. This has a similar to that shown in Figure 2 injector 18 construction. Therefore, for the description of the injector 118, reference is made to the description of FIG. For the description of the parts of the injector 118, the respective parts of the injector 18 have been adopted and supplemented by a factor of 100.
Der Injektor 118 unterscheidet sich vom Injektor 18 dahingehend, dass der Speicherraum 172 den Dichtstellen 158 und 160 direkt nachgeschaltet ist. Der Speicherraum 172 ist zwischen der Düsenspannmutter 130 und dem oberen Bereich des Düsenkörpers 132 vorgesehen. Der Speicherraum 172 ist nach außen abgedichtet mit Hilfe eines Teflondichtrings 162, der zwischen Düsenhalter 128 und Düsenspannmutter 130 angeordnet ist, und mit Hilfe einer Flachdichtung 164, die zwischen einem Absatz der Düsenspannmutter 130 und einer am Düsenkörper 132 ausgebildeten Schulter angeordnet ist.The injector 118 differs from the injector 18 in that the storage space 172 is directly downstream of the sealing points 158 and 160. The storage space 172 is provided between the nozzle lock nut 130 and the upper portion of the nozzle body 132. The storage space 172 is sealed to the outside by means of a Teflon sealing ring 162, which is arranged between nozzle holder 128 and nozzle retaining nut 130, and with the aid of a flat seal 164 which is arranged between a shoulder of the nozzle retaining nut 130 and a nozzle body 132 formed on the shoulder.
Der Kraftstoff, der aus dem Hochdruckraum 136 über die Dichtstellen 158 und 160 austritt, wird im Speicherraum 172 gesammelt, in dem ein kompressibles Element 176 angeordnet ist. Über eine Verbindungsleitung 178 steht der Speicherraum 172 mit einem Sperrventil 179 in Verbindung, das zum Hochdruckraum 136 angrenzend angeordnet ist.The fuel that exits the high-pressure chamber 136 via the sealing points 158 and 160 is collected in the storage space 172, in which a compressible element 176 is arranged. Via a connecting line 178 of the storage space 172 is connected to a check valve 179 in connection, which is arranged adjacent to the high-pressure chamber 136.
Das kompressible Element 176 und das Sperrventil 179 sind in Figur 5 im Detail dargestellt. Das kompressible Element 176 weist eine Ummantelung 186 auf, die mit Gas gefüllt ist. Das Sperrventil 179 weist einen Ventilsitz 180, einen Ventilkörper 182 und eine Ventilfeder 184 auf.The compressible element 176 and the check valve 179 are shown in detail in FIG. The compressible member 176 has a jacket 186 filled with gas. The check valve 179 has a valve seat 180, a valve body 182 and a valve spring 184.
Bei Inbetriebnahme des Injektors 118 kann unter Hochdruck stehender Kraftstoff 136 über die Dichtstellen 158 und 160 in den Speicherraum 172 gelangen. Eine solche Kraftstoff- Leckagemenge ist in Figur 5 mit Bezugszeichen 188 bezeichnet. Die Leckagemenge 188 verdrängt einen Teil des Volumens des kompressiblen Elements 176, so dass die Ummantelung 186 und das darin enthaltene Gas komprimiert werden. Bei Außerbetriebnahme des Injektors 118 kann das komprimierte Gas in dem kompressiblen Element 176 eine Druckkraft auf die Leckagemenge 188 ausüben, so dass über die Verbindungsleitung 178 die Leckagemenge 188 unter Öffnung des Sperrventils 179 in den Hochdruckbereich 136 abgeführt werden kann. When the injector 118 is put into operation, high-pressure fuel 136 can reach the storage space 172 via the sealing points 158 and 160. Such a fuel leakage quantity is designated by reference numeral 188 in FIG. The amount of leakage 188 displaces a portion of the volume of the compressible member 176 so that the jacket 186 and the gas contained therein are compressed. When the injector 118 is decommissioned, the compressed gas in the compressible element 176 can exert a compressive force on the leakage quantity 188, so that the leakage quantity 188 can be discharged into the high-pressure region 136 via the connecting line 178, opening the shut-off valve 179.

Claims

R . 31114020.05.2005 TLG/GGARobert Bosch GmbH, 70442 StuttgartAnsprüche R. 31114020.05.2005 TLG / GGARobert Bosch GmbH, 70442 StuttgartApprovals
1. Injektor (18, 118) zur Verwendung in Hochdruck- Einspritzsystemen (10) für Brennkraftmaschinen (24), mit mindestens einem Hochdruckraum (36, 136) zur Aufnahme von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff, wobei derAn injector (18, 118) for use in high-pressure fuel injection systems (10) for internal combustion engines (24), comprising at least one high-pressure chamber (36, 136) for receiving high-pressure fuel, wherein the
Hochdruckraum (36, 136) gegenüber mindestens einem im Injektor (18, 118) und/oder in der Umgebung des Injektors (18, 118) vorgesehenen Niederdruckraum (70, 170) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Sammeln einer Kraftstoff-Leckagemenge (188) ein Speicherraum (72, 172) vorgesehen ist, der zur Rückführung der Kraftstoff- Leckagemenge (188) in den Hochdruckraum (36, 136) mit diesem verbindbar ist.High-pressure chamber (36, 136) with respect to at least one in the injector (18, 118) and / or in the vicinity of the injector (18, 118) provided low-pressure chamber (70, 170) is sealed, characterized in that for collecting a fuel leakage amount ( 188) a storage space (72, 172) is provided, which is connectable to the return of the fuel leakage amount (188) in the high-pressure chamber (36, 136) with this.
2. Injektor (18, 118) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckraum (70, 170) oder Teile des Niederdruckraums den Speicherraum (72, 172) bildet bzw. bilden.2. Injector (18, 118) according to claim 1, characterized in that the low-pressure chamber (70, 170) or parts of the low-pressure chamber forms the storage space (72, 172) or form.
3. Injektor (18, 118) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum separat vorgesehen und mit dem Niederdruckraum (70, 170) verbunden ist.3. Injector (18, 118) according to claim 1 or 2, characterized in that the storage space is provided separately and connected to the low pressure space (70, 170).
4. Injektor (18) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum4. Injector (18) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the storage space
(72) vorgesehen ist zwischen der den Injektor (18) begrenzenden Außenfläche des Injektors (18) und der Wandung eines den Injektor (18) aufnehmenden Einbauraums (26) .(72) is provided between the injector (18) limiting outer surface of the injector (18) and the wall of the injector (18) receiving installation space (26).
5. Injektor (18, 118) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung von Speicherraum (72, 172) und Hochdruckraum (36, 136) ein Sperrventil (79, 179) , insbesondere ein federbelastetes Rückschlagventil, vorgesehen ist.5. Injector (18, 118) according to at least one of the preceding claims, characterized in that for the connection of storage space (72, 172) and high-pressure chamber (36, 136) a check valve (79, 179), in particular a spring-loaded check valve, is provided ,
6. Injektor (18, 118) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Niederdruckraum (70, 170) und/oder im Speicherraum (72, 172) mindestens ein kompressibles Element (76, 176) vorgesehen ist, dessen Volumen zur Aufnahme einer Kraftstoff-Leckagemenge (188) verkleinerbar ist und dessen Volumen zur Rückführung der Kraftstoff-Leckagemenge (188) vergrößerbar ist.6. Injector (18, 118) according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the low-pressure chamber (70, 170) and / or in the storage space (72, 172) at least one compressible element (76, 176) is provided whose volume for reducing a fuel leakage amount (188) is reducible and its volume for returning the fuel leakage amount (188) is increased.
7. Injektor (18) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das kompressible Element (76) durch einen Feststoff, insbesondere mit Schwammstruktur, gebildet ist.7. Injector (18) according to claim 6, characterized in that the compressible element (76) is formed by a solid, in particular with a sponge structure.
8. Injektor (118) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das kompressible Element (176) eine gasgefüllte Ummantelung (186) aufweist.8. Injector (118) according to claim 6 or 7, characterized in that the compressible element (176) has a gas-filled sheath (186).
9. Injektor (18, 118) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Speicherraum (72, 172) und Sperrventil (79, 179) und/oder zwischen Sperrventil (79, 179) und Hochdruckraum9. Injector (18, 118) according to at least one of the preceding claims, characterized in that between the storage space (72, 172) and check valve (79, 179) and / or between the check valve (79, 179) and high-pressure chamber
(36, 136) eine Verbindungsleitung (78, 178) vorgesehen ist.(36, 136) a connecting line (78, 178) is provided.
10. Injektor (18) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsleitung (74) zwischen dem Speicherraum (72) und einem Bereich (37) des Injektors (18) vorgesehen ist, in dem ein Aktor (38) zur Ansteuerung des Injektors (18) aufgenommen ist.10. Injector (18) according to at least one of the preceding claims, in particular according to claim 4, characterized in that a connecting line (74) between the storage space (72) and a portion (37) of the injector (18) is provided, in which an actuator (38) for driving the injector (18) is received.
11. Brennkraftmaschine (24) mit einem Injektor (18, 118) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.11. Internal combustion engine (24) with an injector (18, 118) according to one of the preceding claims.
12. Brennkraftmaschine (24) mit einem Injektor (18) zur Verwendung in Hochdruck-Einspritzsystemen (10) für Brennkraftmaschinen (24), mit mindestens einem Hochdruckraum (36) zur Aufnahme von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff, wobei der Hochdruckraum (36) gegenüber mindestens einem im Injektor (18) und/oder in der Umgebung des Injektors (18) vorgesehenen Niederdruckraum (70) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Sammeln einer Kraftstoff-Leckagemenge ein Speicherraum (72) vorgesehen ist, der zur Rückführung der Kraftstoff- Leckagemenge in den Hochdruckraum (36) mit diesem verbindbar ist, wobei der Speicherraum (72) vorgesehen ist zwischen der den Injektor (18) begrenzenden Außenfläche des Injektors (18) und der Wandung eines den Injektor (18) aufnehmenden Einbauraums (26) der Brennkraftmaschine (24).12. Internal combustion engine (24) with an injector (18) for use in high-pressure injection systems (10) for internal combustion engines (24), with at least one high-pressure chamber (36) for receiving high-pressure fuel, wherein the high-pressure chamber (36) opposite at least a low pressure space (70) provided in the injector (18) and / or in the vicinity of the injector (18) is sealed, characterized in that for collecting a fuel leakage amount, a storage space (72) is provided for returning the fuel leakage amount in the high-pressure chamber (36) is connectable to this, wherein the storage space (72) is provided between the injector (18) limiting the outer surface of the injector (18) and the wall of the injector (18) receiving the installation space (26) of the internal combustion engine ( 24).
13. Brennkraftmaschine (24) mit einem Injektor (18, 118) zur Verwendung in Hochdruck-Einspritzsystemen (10) für Brennkraftmaschinen (24), mit mindestens einem Hochdruckraum (36, 136) zur Aufnahme von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff, wobei der Hochdruckraum (36, 136) gegenüber mindestens einem im Injektor (18, 118) und/oder in der Umgebung des Injektors (18, 118) vorgesehenen Niederdruckraum (70, 170) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Sammeln einer Kraftstoff- Leckagemenge (188) ein Speicherraum vorgesehen ist, der zur Rückführung der Kraftstoff-Leckagemenge (188) in den13. Internal combustion engine (24) with an injector (18, 118) for use in high-pressure injection systems (10) for internal combustion engines (24), with at least one high-pressure chamber (36, 136) for receiving high-pressure fuel, wherein the high-pressure chamber ( 36, 136) is sealed against at least one low pressure space (70, 170) provided in the injector (18, 118) and / or in the vicinity of the injector (18, 118), characterized in that for collecting a fuel leakage amount (188) a storage space is provided for returning the fuel leakage amount (188) in the
Hochdruckraum (36, 136) mit diesem verbindbar ist, wobei der Speicherraum außerhalb des Injektors (18, 118) angeordnet ist und zwar in, an oder außerhalb der Brennkraftmaschine (24) .High-pressure chamber (36, 136) is connectable to this, wherein the storage space outside the injector (18, 118) is arranged and that in, on or outside of the internal combustion engine (24).
14. Verfahren zum Betrieb eines Injektors (18, 118) und/oder einer Brennkraftmaschine (24) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte:14. A method for operating an injector (18, 118) and / or an internal combustion engine (24) according to at least one of the preceding claims, characterized by the steps:
Sammeln einer Kraftstoff-Leckagemenge (188) im Speicherraum (72, 172), wenn im Hochdruckraum (36, 136) mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff enthalten ist,Collecting a fuel leakage amount (188) in the storage space (72, 172) when high-pressure fuel is contained in the high-pressure space (36, 136),
- Rückführen der Kraftstoff-Leckagemenge (188) aus dem- returning the fuel leakage amount (188) from the
Speicherraum (72, 172) in den Hochdruckraum (36, 136), wenn der im Hochdruckraum (36, 136) enthaltene Kraftstoff mit Niederdruck beaufschlagt oder drucklos ist.Storage space (72, 172) in the high-pressure chamber (36, 136) when the fuel in the high-pressure chamber (36, 136) is subjected to low pressure or depressurized.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammeln der Kraftstoff-Leckagemenge (188) unter Kompression eines kompressiblen Elements (76, 176) erfolgt und dass das Rückführen der Kraftstoff-Leckagemenge (188) unter Expansion des kompressiblen Elements (76, 176) erfolgt.15. The method according to claim 14, characterized in that the collection of the fuel leakage amount (188) takes place under compression of a compressible element (76, 176) and that the return of the fuel leakage amount (188) with expansion of the compressible element (76, 176).
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammeln der Kraftstoff- Leckagemenge (188) im gesperrten Zustand eines Sperrventils (79, 179) erfolgt und dass das Rückführen der Kraftstoff- Leckagemenge (188) im entsperrten Zustand des Sperrventils (79, 179) erfolgt. 16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that the collection of the fuel leakage amount (188) in the locked state of a check valve (79, 179) takes place and that the return of the fuel leakage amount (188) in the unlocked state of the check valve ( 79, 179) takes place.
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