WO2011117029A1 - Common-rail injector having a pressure-balanced control valve and additional reservoir volume - Google Patents

Common-rail injector having a pressure-balanced control valve and additional reservoir volume Download PDF

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WO2011117029A1
WO2011117029A1 PCT/EP2011/052321 EP2011052321W WO2011117029A1 WO 2011117029 A1 WO2011117029 A1 WO 2011117029A1 EP 2011052321 W EP2011052321 W EP 2011052321W WO 2011117029 A1 WO2011117029 A1 WO 2011117029A1
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control chamber
needle body
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Stephan Amelang
Helene Kasjanow
Klemens Steinberg
Roman Etlender
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an injector, in particular fuel injector for an internal combustion engine, comprising an actuator module dominantly a valve for adjusting a flow of a fluid medium, wherein the valve a
  • Control chamber for controlling a control piston with a low pressure area connects.
  • Such an injector is known from DE 10 2007 044 356 A1.
  • This injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine has an adjustable between a closed position and the fuel flow releasing open position needle body which is actuated by means of a sleeve-shaped valve member having valve, and wherein the valve element cooperates with a arranged on a valve member valve seat.
  • This injector has a pressure pin enclosed by the valve element and separate from the component, and the valve seat is designed as an outer cone. Finally, a space is arranged in a valve body of the injector, which is connected via a channel to the low-pressure region of the injector.
  • the object of the invention is to provide an injector which is improved in terms of the functional requirements for multiple injection capability.
  • This object is achieved in that the control room is connected to a storage volume.
  • This embodiment is based on the following finding.
  • the closing force is greater than the opening force generated by the fuel inventively embodied injectors.
  • the closing force is varied by pressure variation in the control chamber, with high pressure prevailing in the control room when at rest.
  • the control chamber is connected via an inlet channel with activated inlet throttle with the high-pressure region of the fuel system, while the control chamber is connected via a flow channel with activated outlet throttle controlled via the valve with the low pressure region of the fuel system.
  • Control piston which is designed in particular as a needle body moves from a valve seat in a valve body tip of the injector.
  • the drainage channel is closed, and the needle body is moved back onto the valve seat by fuel flowing in via the inlet channel.
  • the injection is complete. It has now been observed that during the opening and closing operations of the injection channels and due to the pressure differences in the control chamber, pressure waves are triggered which directly influence the injection quantity accuracy and the multiple injection capability. With very short intervals between two injections, very large volume waves are produced in the previous injectors.
  • the storage volume is a storage space interconnected with the control space, which in turn in a further embodiment at least largely in a valve body of the In this case, all properties associated with a particular injector can be taken into account with regard to the design and the size of the storage volume. It is again provided in a further embodiment, that the storage space then extends to the control chamber along the valve body surrounding the needle body.
  • the memory space can be integrated without costly change of an injector in this.
  • the storage volume is greater than 1500 mm 3 , in particular greater than 2000 mm 3 .
  • the precise design depends on the size and design of the respective injector, wherein the tuning takes place in such a way that the quantity wave amplitudes experience maximum damping.
  • the injector has a partial length L1 extending in the valve body from the control chamber to a paragraph comprising a first substantial portion of the storage volume and a partial length L2 extending from the paragraph to a valve seat, wherein the ratio L1 to L2 is in the range of 1 to 1 to 1 to 3.
  • This aspect ratio is in turn dependent on the design and the size of the respective injector and is to be chosen so that the shaft travel times are set specifically and tuned to the natural frequency of the needle body.
  • the partial length L2 between 55 mm and 120 mm depending on the configuration and in particular the length of the respective injector.
  • the storage volume extends with its second portion over the entire part length L2 and indeed with a diameter D2 via a subsequent needle body spring chamber up to a valve seat.
  • the hydraulic flow area unthrottled from the shoulder to the sealing end portion, which in turn is achieved in a further embodiment in that the hydraulic flow area is greater than 2 mm 2 , in particular greater than 4 mm 2 .
  • Figure 2 shows a longitudinal section through a valve body of the injector with essential alternationen
  • Figure 3 in diagram form representable by the inventive design of the injector length amplitude fluctuations and pressure oscillations compared to a conventional injector.
  • FIG. 1 shows a fuel! Njektor, which is used in particular in common-rail injection systems for self-igniting internal combustion engines.
  • a common rail injection system is controlled by a high pressure pump fuel up to a pressure of about 3000 bar via a metering device to a high-pressure accumulator (rail) and stored in the high-pressure accumulator.
  • the fuel injector according to the invention is connected to the high-pressure accumulator via a high-pressure line, which is screwed to the connecting piece 1 of the fuel injector.
  • a filter 2 is used, which is intended to keep possible impurities in the fuel from the fuel injector.
  • the supplied via the connecting piece 1 fuel is supplied via an inlet channel 3 with throttle inserted a control chamber 4, which is arranged end of a needle body 5 in a needle body guide 6.
  • the needle body guide 6 is in turn arranged and fixed in a valve body 7, wherein the connecting piece 1 is screwed into the valve body 7.
  • an actuator module 8 is arranged, whose function will be described below.
  • a valve body tip 9 is attached to the valve body 7 by means of a union nut 10.
  • the needle body 5 extends with a needle body tip 1 1 into the end region of the Valve body tip 9 and forms a valve seat 19, from which in the needle body tip 1 1 injection channels 12, through which in the open state of the needle body 5 fuel is injected into the combustion chambers of the internal combustion engine, are shut off by the below-described fuel supply.
  • a storage space 16 in the valve body tip 9 surrounding the needle body 5 is connected.
  • the needle body 5 is further pressed by a arranged in the needle body spring chamber 18 needle body spring 13 in the direction of the valve seat 19 and thus supports the of the in the control chamber 4 prevailing fuel pressure exerted pressure force on the needle body. 5
  • the fuel pressure in the control chamber 4 is reduced until the upcoming fuel pressure the needle body 5 against the force of the needle body spring 13 in the direction to the control room 4 presses.
  • the control chamber 4 is connected via a drain channel 14 with an activated throttle to a valve 15 actuated by the actuator module 8, the valve 15 being connected to a low-pressure region of the fuel system on the actuator module side. If the valve 15 is moved by the actuator module 8 in its open position, fuel flows from the control chamber 4 via the drain passage 14 through the valve 15 in the low pressure region of the fuel system and the pressure in the control chamber 4 is consequently reduced.
  • the throttle in the inlet channel 3 and the outlet channel 14 are tuned so that more fuel can flow through the drain channel 14 as nachströmt through the inlet channel 3 into the control chamber 4.
  • control chamber 4 is connected to the storage space 16, which is arranged in the valve body 7 and the needle body 5 surrounding.
  • the storage space 16 extends with a large diameter and consequently large volume from the control chamber 4 to a first shoulder 17 in the valve body 7 and further with a smaller diameter via the needle body spring chamber 18 to the valve seat 19th
  • the storage space 16 extends with a length L1 from the control chamber 4 to the paragraph 17 with a relatively large diameter D1 and correspondingly large volume. From the shoulder 17, the effective storage space 16 extends over a region having a reduced diameter D2 in the needle body spring chamber 18 to the valve seat 19 (see Figure 1). By contrast, the length L2 is determined by the shoulder 17 and the valve seat 19 in the valve body tip 9. By selecting the ratio L1 / L2, the shaft travel times can be set specifically and tuned to the natural frequency of the needle body tip 11.
  • the diameter D2 is to be dimensioned so that an effective hydraulic flow area is given so that no throttling occurs between the needle body 5 and the valve body 7.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram with the injection quantity Q over the time t.
  • the achieved and adjusted by the inventive design pressure swing curve is represented by a continuous graph, while the conventional pressure swing curve is represented by the graph shown in dashed lines. It can be seen that the vibration amplitudes are significantly reduced by the embodiment according to the invention.

Abstract

The invention relates to an injector, in particular a fuel injector for an internal combustion engine, comprising an actuator module 8 controlling a valve 15 for setting a through-flow of a fluid medium, wherein the valve 15 connects a control chamber 4 for control of a control piston to a low-pressure region. The invention provides an injector which is improved with regard to the functional requirements for being capable of multiple injections. This is achieved in that the control chamber 4 is interconnected with a reservoir volume. The reservoir volume is a reservoir space 16, which is arranged in a valve body 7 of the injector.

Description

Beschreibung  description
Titel: Title:
Common-Rail-Iniektor mit druckausqeqlichenem Schaltventil und zusätzlichem Speichervolumen  Common rail injector with pressure-compensated switching valve and additional storage volume
Die Erfindung betrifft einen Injektor, insbesondere Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine, aufweisend ein Aktormodul beherrschend ein Ventil zur Einstellung eines Durchflusses eines fluiden Mediums, wobei das Ventil einenThe invention relates to an injector, in particular fuel injector for an internal combustion engine, comprising an actuator module dominantly a valve for adjusting a flow of a fluid medium, wherein the valve a
Steuerraum zur Steuerung eines Steuerkolbens mit einem Niederdruckbereich verbindet. Control chamber for controlling a control piston with a low pressure area connects.
Stand der Technik State of the art
Ein derartiger Injektor ist aus der DE 10 2007 044 356 A1 bekannt. Dieser Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine weist einen zwischen einer Schließstellung und einer den Kraftstofffluss freigebenden Öffnungsstellung verstellbaren Nadelkörper auf, der mittels eines ein hülsenförmiges Ventilelement aufweisenden Ventils ansteuerbar ist, und wobei das Ventilelement mit einem an einem Bauelement angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt. Dieser Injektor weist ein von dem Ventilelement umschlossenen und von dem Bauelement separaten Druckstift auf und der Ventilsitz ist als Außenkonus ausgebildet. Schließlich ist in einem Ventilkörper des Injektors ein Raum angeordnet, der über einen Kanal mit dem Niederdruckbereich des Injektors verbunden ist. Such an injector is known from DE 10 2007 044 356 A1. This injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine has an adjustable between a closed position and the fuel flow releasing open position needle body which is actuated by means of a sleeve-shaped valve member having valve, and wherein the valve element cooperates with a arranged on a valve member valve seat. This injector has a pressure pin enclosed by the valve element and separate from the component, and the valve seat is designed as an outer cone. Finally, a space is arranged in a valve body of the injector, which is connected via a channel to the low-pressure region of the injector.
Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Injektor bereitzustellen, der hinsichtlich der funktionalen Anforderungen zur Mehrfacheinspritzfähigkeit verbessert ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Steuerraum mit einem Speichervolumen verschaltet ist. Diese Ausgestaltung liegt folgende Erkenntnis zu Grunde. Im Ruhezustand ist bei erfindungsgemäß ausgebildeten Injektoren die Schließkraft größer als die durch den Kraftstoff generierte Öffnungskraft. Variiert wird die Schließkraft durch Druckvariation im Steuerraum, wobei im Ruhezustand im Steuerraum Hochdruck herrscht. Der Steuerraum ist über einen Zulaufkanal mit eingeschalteter Zulaufdrossel mit dem Hochdruckbereich des Kraftstoff Systems verbunden, während der Steuerraum über einen Ablaufkanal mit eingeschalteter Ablaufdrossel gesteuert über das Ventil mit dem Niederdruckbereich des Kraftstoffsystems verschaltet ist. Durch Betätigen des Aktormoduls und einer so be- wirkten Öffnung des Ventils wird der Druck im Steuerraum abgesenkt und derDisclosure of the invention The object of the invention is to provide an injector which is improved in terms of the functional requirements for multiple injection capability. This object is achieved in that the control room is connected to a storage volume. This embodiment is based on the following finding. At rest, the closing force is greater than the opening force generated by the fuel inventively embodied injectors. The closing force is varied by pressure variation in the control chamber, with high pressure prevailing in the control room when at rest. The control chamber is connected via an inlet channel with activated inlet throttle with the high-pressure region of the fuel system, while the control chamber is connected via a flow channel with activated outlet throttle controlled via the valve with the low pressure region of the fuel system. By actuating the actuator module and thus opening the valve, the pressure in the control chamber is lowered and the pressure in the control chamber is lowered
Steuerkolben, der insbesondere als Nadelkörper ausgebildet ist, bewegt sich aus einem Ventilsitz in einer Ventilkörperspitze des Injektors. Beim Schließen des Ventils wird der Ablaufkanal geschlossen und durch über den Zulaufkanal nachströmenden Kraftstoff wird der Nadelkörper wieder auf den Ventilsitz bewegt. Die Einspritzung ist abgeschlossen. Es ist nun beobachtet worden, dass bei den Öff- nungs- und Schließvorgängen der Einspritzkanäle sowie durch die Druckunterschiede im Steuerraum Druckwellen ausgelöst werden, die die Einspritzmengengenauigkeit sowie die Mehrfacheinspritzfähigkeit direkt beeinflussen. Bei sehr kurzen Abständen zwischen zwei Einspritzungen werden bei den bisherigen In- jektoren sehr große Mengenwellen erzeugt. Durch den Anbau eines Speichervolumens als sogenanntes„Minirail" an dem Injektor, wobei das Speichervolumen unter Kraftstoffhochdruck steht, werden diese Druckschwingungen gedämpft. Dies hat zur Folge, dass die Mengenwellen zwischen zwei Einspritzungen deutlich reduziert und die Einspritzgenauigkeit erhöht wird. Grundsätzlich ist die Aus- bildung und Anordnung des Speichervolumens für die erfindungsgemäße Funktion variierbar. Es hat sich aber als vorteilhaft erwiesen, wenn, wie in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, das Speichervolumen ein mit dem Steuerraum verschalteter Speicherraum ist, der wiederum in weiterer Ausgestaltung zumindest weitgehend in einem Ventilkörper des Injektors angeordnet ist. Dabei können dann alle einen bestimmten Injektor zugehörigen Eigenschaften hinsichtlich der Ausbildung und der Größe des Speichervolumens berücksichtigt werden. Dabei ist wiederum in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass sich der Speicherraum anschließend an den Steuerraum entlang des Ventilkörpers umgebend den Nadelkörper erstreckt. Somit lässt sich der Speicherraum ohne aufwendige Änderung eines Injektors in diesen integrieren. Control piston, which is designed in particular as a needle body moves from a valve seat in a valve body tip of the injector. When the valve is closed, the drainage channel is closed, and the needle body is moved back onto the valve seat by fuel flowing in via the inlet channel. The injection is complete. It has now been observed that during the opening and closing operations of the injection channels and due to the pressure differences in the control chamber, pressure waves are triggered which directly influence the injection quantity accuracy and the multiple injection capability. With very short intervals between two injections, very large volume waves are produced in the previous injectors. By mounting a storage volume as a so-called "minirail" on the injector, whereby the storage volume is under high fuel pressure, these pressure oscillations are dampened, with the result that the quantity waves between two injections are significantly reduced and the injection accuracy is increased. However, it has proved to be advantageous if, as provided in a further development of the invention, the storage volume is a storage space interconnected with the control space, which in turn in a further embodiment at least largely in a valve body of the In this case, all properties associated with a particular injector can be taken into account with regard to the design and the size of the storage volume. It is again provided in a further embodiment, that the storage space then extends to the control chamber along the valve body surrounding the needle body. Thus, the memory space can be integrated without costly change of an injector in this.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Speichervolumen größer als 1500 mm3, insbesondere größer als 2000 mm3. Hierbei hängt die genaue Auslegung von der Größe und der Ausgestaltung des jeweiligen Injektors ab, wobei die Abstimmung so erfolgt, dass die Mengenwellenamplituden eine maximale Dämpfung erfahren. In a further development of the invention, the storage volume is greater than 1500 mm 3 , in particular greater than 2000 mm 3 . In this case, the precise design depends on the size and design of the respective injector, wherein the tuning takes place in such a way that the quantity wave amplitudes experience maximum damping.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Injektor eine Teillänge L1 sich erstreckend in dem Ventilkörper von dem Steuerraum bis zu einem Absatz umfassend einen ersten wesentlichen Teilbereich des Speichervolumens und eine Teillänge L2 sich erstreckend von dem Absatz bis zu einem Ventilsitz auf, wobei das Verhältnis L1 zu L2 im Bereich von 1 zu 1 bis 1 zu 3 liegt. Dieses Längenverhältnis ist wiederum von der Ausgestaltung und der Größe des jeweiligen Injektors abhängig und ist so zu wählen, dass die Wellenlaufzeiten gezielt eingestellt und auf die Eigenfrequenz des Nadelkörpers abgestimmt sind. Dabei beträgt wiederum in weiterer Ausgestaltung die Teillänge L2 zwischen 55 mm und 120 mm je nach Ausgestaltung und insbesondere der Länge des jeweiligen Injektors. Im Gegensatz zu der Ausgestaltung bei der Teillänge L1 erstreckt sich das Speichervolumen mit seinem zweiten Teilbereich über die gesamte Teillänge L2 und zwar mit einem Durchmesser D2 über einen anschließenden Nadelkörperfederraum bis zu einem Ventilsitz. In a further embodiment of the invention, the injector has a partial length L1 extending in the valve body from the control chamber to a paragraph comprising a first substantial portion of the storage volume and a partial length L2 extending from the paragraph to a valve seat, wherein the ratio L1 to L2 is in the range of 1 to 1 to 1 to 3. This aspect ratio is in turn dependent on the design and the size of the respective injector and is to be chosen so that the shaft travel times are set specifically and tuned to the natural frequency of the needle body. Again, in a further embodiment, the partial length L2 between 55 mm and 120 mm depending on the configuration and in particular the length of the respective injector. In contrast to the configuration at the part length L1, the storage volume extends with its second portion over the entire part length L2 and indeed with a diameter D2 via a subsequent needle body spring chamber up to a valve seat.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die hydraulische Durchflussfläche von dem Absatz bis zu dem dichtendenden Abschnitt ungedrosselt, was wiederum in weiterer Ausgestaltung dadurch erreicht wird, dass die hydraulische Durchflussfläche größer als 2 mm2, insbesondere größer als 4 mm2 ist. In a further embodiment of the invention, the hydraulic flow area unthrottled from the shoulder to the sealing end portion, which in turn is achieved in a further embodiment in that the hydraulic flow area is greater than 2 mm 2 , in particular greater than 4 mm 2 .
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist. Further advantageous embodiments of the invention are described in the drawings, in which an embodiment of the invention is described in detail.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Es zeigen: Brief description of the drawings Show it:
Figur 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Injektor, 1 shows a longitudinal section through the injector according to the invention,
Figur 2 einen Längsschnitt durch einen Ventilkörper des Injektors mit wesentlichen Maßdefinitionen und Figure 2 shows a longitudinal section through a valve body of the injector with essential Maßdefinitionen and
Figur 3 in Diagrammform die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Injektors darstellbare Längenamplitudenschwankungen und Druckschwingungen gegenüber einem konventionellen Injektor. Figure 3 in diagram form representable by the inventive design of the injector length amplitude fluctuations and pressure oscillations compared to a conventional injector.
Ausführungsform der Erfindung Embodiment of the invention
Figur 1 zeigt einen Kraftstoff! njektor, der insbesondere bei Common-Rail- Einspritzsystemen für selbstzündende Brennkraftmaschinen eingesetzt wird. Bei einem solchen Common-Rail-Einspritzsystem wird von einer Hochdruckpumpe Kraftstoff bis zu einem Druck von ca. 3000 bar gesteuert über eine Zumesseinrichtung einem Hochdruckspeicher (Rail) zugeführt und in dem Hochdruckspeicher gespeichert. Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor ist mit dem Hochdruckspeicher über eine Hochdruckleitung verbunden, die mit dem Anschlussstutzen 1 des Kraftstoffinjektors verschraubt ist. In dem Anschlussstutzen 1 ist ein Filter 2 eingesetzt, der mögliche Verunreinigungen in dem Kraftstoff von dem Kraftstoffinjektor fernhalten soll. FIG. 1 shows a fuel! Njektor, which is used in particular in common-rail injection systems for self-igniting internal combustion engines. In such a common rail injection system is controlled by a high pressure pump fuel up to a pressure of about 3000 bar via a metering device to a high-pressure accumulator (rail) and stored in the high-pressure accumulator. The fuel injector according to the invention is connected to the high-pressure accumulator via a high-pressure line, which is screwed to the connecting piece 1 of the fuel injector. In the connecting piece 1, a filter 2 is used, which is intended to keep possible impurities in the fuel from the fuel injector.
Der über den Anschlussstutzen 1 zugeführte Kraftstoff wird über einen Zulaufkanal 3 mit eingesetzter Drossel einem Steuerraum 4 zugeführt, der endseitig eines Nadelkörpers 5 in einer Nadelkörperführung 6 angeordnet ist. Die Nadelkörperführung 6 ist seinerseits in einem Ventilkörper 7 angeordnet und festgelegt, wobei auch der Anschlussstutzen 1 in dem Ventilkörper 7 eingeschraubt ist. Weiterhin ist benachbart zu der Nadelkörperführung 6 beziehungsweise dem Ventilkörper 7 ein Aktormodul 8 angeordnet, dessen Funktion nachfolgend noch beschrieben wird. The supplied via the connecting piece 1 fuel is supplied via an inlet channel 3 with throttle inserted a control chamber 4, which is arranged end of a needle body 5 in a needle body guide 6. The needle body guide 6 is in turn arranged and fixed in a valve body 7, wherein the connecting piece 1 is screwed into the valve body 7. Furthermore, adjacent to the needle body guide 6 and the valve body 7, an actuator module 8 is arranged, whose function will be described below.
Gegenüberliegend zu dem Steuerraum 4 ist an dem Ventilkörper 7 eine Ventilkörperspitze 9 mittels einer Überwurfmutter 10 befestigt. Der Nadelkörper 5 erstreckt sich mit einer Nadelkörperspitze 1 1 bis in den endseitigen Bereich der Ventilkörperspitze 9 und bildet einen Ventilsitz 19, von dem in die Nadelkörperspitze 1 1 eingelassene Einspritzkanäle 12, durch die im geöffneten Zustand des Nadelkörpers 5 Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, von der nachfolgend erläuterten Kraftstoffzuführung abgesperrt sind. Opposite to the control chamber 4, a valve body tip 9 is attached to the valve body 7 by means of a union nut 10. The needle body 5 extends with a needle body tip 1 1 into the end region of the Valve body tip 9 and forms a valve seat 19, from which in the needle body tip 1 1 injection channels 12, through which in the open state of the needle body 5 fuel is injected into the combustion chambers of the internal combustion engine, are shut off by the below-described fuel supply.
Zur Kraftstoffzuführung zu dem den Einspritzkanälen 12 vorgeschalteten Ventilsitz 19, der von der Nadelkörperspitze 1 1 und der Ventilkörperspitze 9 gebildet wird, ist ein Speicherraum 16 in der Ventilkörperspitze 9 umgebend den Nadelkörper 5 verschaltet. Weiterhin führt von einem Nadeldruckfederraum 18 eine ebenfalls nicht dargestellte Strömungsverbindung bis zu der Nadelkörperspitze 1 1 anschließend an den Ventilsitz 19. Der Nadelkörper 5 wird weiterhin von einer in dem Nadelkörperfederraum 18 angeordneten Nadelkörperfeder 13 in Richtung zu dem Ventilsitz 19 gedrückt und unterstützt somit die von dem in den Steuerraum 4 herrschenden Kraftstoffdruck ausgeübte Druckkraft auf den Nadelkörper 5. For fuel supply to the injection ports 12 upstream valve seat 19, which is formed by the needle body tip 1 1 and the valve body tip 9, a storage space 16 in the valve body tip 9 surrounding the needle body 5 is connected. The needle body 5 is further pressed by a arranged in the needle body spring chamber 18 needle body spring 13 in the direction of the valve seat 19 and thus supports the of the in the control chamber 4 prevailing fuel pressure exerted pressure force on the needle body. 5
Um den Nadelkörper 5 und dessen Nadelkörperspitze 1 1 in die geöffnete Position zur Einspritzung von Kraftstoff durch die Einspritzkanäle 12 zu bringen, wird der Kraftstoffdruck in den Steuerraum 4 soweit reduziert, bis der anstehende Kraftstoff druck den Nadelkörper 5 gegen die Kraft der Nadelkörperfeder 13 in Richtung zu dem Steuerraum 4 drückt. To bring the needle body 5 and the needle body tip 1 1 in the open position for injection of fuel through the injection channels 12, the fuel pressure in the control chamber 4 is reduced until the upcoming fuel pressure the needle body 5 against the force of the needle body spring 13 in the direction to the control room 4 presses.
Um den Kraftstoffdruck in dem Steuerraum 4 gezielt zu steuern, ist der Steuerraum 4 über einen Ablaufkanal 14 mit einer eingeschalteten Drossel mit einem von dem Aktormodul 8 betätigten Ventil 15 verbunden, wobei das Ventil 15 ak- tormodulseitig mit einem Niederdruckbereich des Kraftstoff Systems verschaltet ist. Wird das Ventil 15 von dem Aktormodul 8 in seine offene Position bewegt, strömt Kraftstoff aus dem Steuerraum 4 über den Ablaufkanal 14 durch das Ventil 15 in den Niederdruckbereich des Kraftstoffsystems und der Druck in dem Steuerraum 4 wird folglich reduziert. Dabei sind die Drossel in den Zulaufkanal 3 und dem Ablaufkanal 14 so abgestimmt, dass mehr Kraftstoff durch den Ablaufkanal 14 abströmen kann als durch den Zulaufkanal 3 in den Steuerraum 4 nachströmt. In order to control the fuel pressure in the control chamber 4 in a targeted manner, the control chamber 4 is connected via a drain channel 14 with an activated throttle to a valve 15 actuated by the actuator module 8, the valve 15 being connected to a low-pressure region of the fuel system on the actuator module side. If the valve 15 is moved by the actuator module 8 in its open position, fuel flows from the control chamber 4 via the drain passage 14 through the valve 15 in the low pressure region of the fuel system and the pressure in the control chamber 4 is consequently reduced. In this case, the throttle in the inlet channel 3 and the outlet channel 14 are tuned so that more fuel can flow through the drain channel 14 as nachströmt through the inlet channel 3 into the control chamber 4.
Bei den Offnungs- und Schließvorgängen des Ventils 15 sowie der Einspritzkanäle 12 durch den Nadelkörper werden Druckwellen ausgelöst, die die Einspritz mengengenauigkeit und die Mehrfacheinspritzfähigkeit direkt beeinflussen. Diese Druckwellen breiten sich im Speicherraum 16 bis zu dem Ventilsitz 19 und den benachbarten Einspritzkanälen 12 aus. During the opening and closing operations of the valve 15 and the injection channels 12 through the needle body pressure waves are triggered, the injection quantity accuracy and directly affect the multiple injection capability. These pressure waves propagate in the storage space 16 up to the valve seat 19 and the adjacent injection channels 12.
Um diese Druckwellen zumindest zu reduzieren, ist der Steuerraum 4 mit dem Speicherraum 16 verschaltet, der in dem Ventilkörper 7 und den Nadelkörper 5 umgebend angeordnet ist. Der Speicherraum 16 erstreckt sich mit einem großen Durchmesser und folglich großen Volumen von dem Steuerraum 4 bis zu einem ersten Absatz 17 in dem Ventilkörper 7 und weiter mit einem geringerem Durchmesser über den Nadelkörperfederraum 18 bis zu dem Ventilsitz 19. In order to reduce these pressure waves at least, the control chamber 4 is connected to the storage space 16, which is arranged in the valve body 7 and the needle body 5 surrounding. The storage space 16 extends with a large diameter and consequently large volume from the control chamber 4 to a first shoulder 17 in the valve body 7 and further with a smaller diameter via the needle body spring chamber 18 to the valve seat 19th
In Figur 2 sind an dem ohne Aktormodul 8 und Nadelkörper 5 dargestellten Ventilkörper 7 und der Ventilkörperspitze 9 für den Gegenstand der Erfindung wichtige Maßdefinitionen dargestellt. Der Speicherraum 16 erstreckt sich mit einer Länge L1 von dem Steuerraum 4 bis zu dem Absatz 17 mit einem relativ großen Durchmesser D1 und dementsprechend großen Volumen. Von dem Absatz 17 erstreckt sich der wirksame Speicherraum 16 über einen Bereich mit einem verringerten Durchmesser D2 in den Nadelkörperfederraum 18 bis zu dem Ventilsitz 19 (siehe Figur 1 ). Die Länge L2 ist dagegen bestimmt von dem Absatz 17 und dem Ventilsitz 19 in der Ventilkörperspitze 9. Durch Wahl des Verhältnisses L1 / L2 können die Wellenlaufzeiten gezielt eingestellt und auf die Eigenfrequenz der Nadelkörperspitze 1 1 abgestimmt werden. Der Durchmesser D2 ist so zu bemessen, dass eine effektive hydraulische Durchflussfläche so gegeben ist, dass keine Drossellung zwischen dem Nadelkörper 5 und dem Ventilkörper 7 auftritt. In FIG. 2, important dimensional definitions are shown on the valve body 7 shown without actuator module 8 and needle body 5 and the valve body tip 9 for the subject matter of the invention. The storage space 16 extends with a length L1 from the control chamber 4 to the paragraph 17 with a relatively large diameter D1 and correspondingly large volume. From the shoulder 17, the effective storage space 16 extends over a region having a reduced diameter D2 in the needle body spring chamber 18 to the valve seat 19 (see Figure 1). By contrast, the length L2 is determined by the shoulder 17 and the valve seat 19 in the valve body tip 9. By selecting the ratio L1 / L2, the shaft travel times can be set specifically and tuned to the natural frequency of the needle body tip 11. The diameter D2 is to be dimensioned so that an effective hydraulic flow area is given so that no throttling occurs between the needle body 5 and the valve body 7.
In Figur 3 ist ein schematisches Diagramm mit der Einspritzmenge Q über der Zeit t dargestellt. Die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erreichte und eingestellte Druckschwingungskurve ist durch einen durchgehenden Graphen dargestellt, während die herkömmliche Druckschwingungskurve durch den strichliniert dargestellten Graphen wiedergegeben ist. Es ist zu erkennen, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung die Schwingungsamplituden deutlich reduziert werden. FIG. 3 shows a schematic diagram with the injection quantity Q over the time t. The achieved and adjusted by the inventive design pressure swing curve is represented by a continuous graph, while the conventional pressure swing curve is represented by the graph shown in dashed lines. It can be seen that the vibration amplitudes are significantly reduced by the embodiment according to the invention.

Claims

Ansprüche claims
1 . Injektor, insbesondere Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine, aufweisend ein Aktormodul (8) beherrschend ein Ventil (15) zur Einstellung eines Durchflusses eines fluiden Mediums, wobei das Ventil (15) einen Steuerraum (4) zur Steuerung eines Steuerkolbens mit einem Niederdruckbereich verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (4) mit einem Speichervolumen verschaltet ist. 1 . Injector, in particular fuel injector for an internal combustion engine, comprising an actuator module (8) dominating a valve (15) for adjusting a flow of a fluid medium, wherein the valve (15) connects a control chamber (4) for controlling a control piston with a low pressure region, characterized in that the control chamber (4) is connected to a storage volume.
2. Injektor nach Anspruch 1 , 2. Injector according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Speichervolumen ein Speicherraum (16) ist. characterized in that the storage volume is a storage space (16).
3. Injektor nach Anspruch 2, 3. Injector according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum (16) in einem Ventilkörper (7) des Injektors angeordnet ist. characterized in that the storage space (16) is arranged in a valve body (7) of the injector.
4. Injektor nach Anspruch 2 oder 3, 4. Injector according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum (16) sich anschließend an den Steuerraum (4) entlang des Ventilkörpers (7) umgebend den als Nadelkörper (5) ausgebildeten Steuerkolben erstreckt. characterized in that the storage space (16) subsequently to the control chamber (4) along the valve body (7) surrounding the designed as a needle body (5) control piston extends.
5. Injektor nach einem der vorherigen Ansprüche, 5. Injector according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass das Speichervolumen größer als 1500 mm3, insbesondere größer als 2000 mm3 ist. characterized in that the storage volume is greater than 1500 mm 3 , in particular greater than 2000 mm 3 .
6. Injektor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, 6. Injector according to one of claims 3 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor eine Teillänge L1 sich erstreckend in dem Ventilkörper (7) von dem Steuerraum (4) bis zu einem Absatz (17) umfassend einen ersten Teilbereich des Speicherraums (16) und eine Teillänge L2 sich erstreckend von dem Absatz (17) bis zu einem Ventilsitz (19) aufweist, wobei das Verhältnis L1 zu L2 im Bereich von 1 zu 1 bis 1 zu 3 liegt. characterized in that the injector has a partial length L1 extending in the valve body (7) from the control chamber (4) to a shoulder (17) comprising a first portion of the storage space (16) and a partial length L2 extending from the shoulder (17) ) to a valve seat (19), wherein the ratio L1 to L2 is in the range of 1 to 1 to 1 to 3.
7. Injektor nach Anspruch 6, 7. Injector according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Teillänge L2 zwischen 55 mm und 120 mm beträgt. characterized in that the partial length L2 is between 55 mm and 120 mm.
8. Injektor nach einem der vorherigen Ansprüche, 8. Injector according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Durchflussfläche D2 von dem Absatz (17) bis zu dem Ventilsitz (19) ungedrosselt ist. characterized in that the hydraulic flow area D2 is unthrottled from the shoulder (17) to the valve seat (19).
9. Injektor nach Anspruch 8, 9. Injector according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Durchflussfläche D2 größer als 2 mm2, insbesondere größer als 4 mm2 ist. characterized in that the hydraulic flow area D2 is greater than 2 mm 2 , in particular greater than 4 mm 2 .
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