WO2013072115A1 - Kraftstoffinjektor, insbesondere common-rail-injektor - Google Patents

Kraftstoffinjektor, insbesondere common-rail-injektor Download PDF

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WO2013072115A1
WO2013072115A1 PCT/EP2012/069043 EP2012069043W WO2013072115A1 WO 2013072115 A1 WO2013072115 A1 WO 2013072115A1 EP 2012069043 W EP2012069043 W EP 2012069043W WO 2013072115 A1 WO2013072115 A1 WO 2013072115A1
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WO
WIPO (PCT)
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sleeve
indentation
region
throttle plate
fuel injector
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/069043
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Nuding
Frank Ulrich Rueckert
Udo Riegler
Johannes SCHILL
Gerhard Suenderhauf
Uli Herz
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • 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
    • 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
    • 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
    • F02M2200/02—Fuel-injection apparatus having means for reducing wear
    • 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
    • F02M2547/00—Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M2547/001—Control chambers formed by movable sleeves

Definitions

  • Fuel injector in particular common rail injector
  • the invention relates to a fuel injector, in particular a common rail
  • Such a fuel injector serves to inject high-pressure fuel, in particular diesel fuel, into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • high-pressure fuel in particular diesel fuel
  • a nozzle needle is moved up and down, which closes passage openings for the fuel in the valve body in a closed position and releases them in an open position so that the fuel can be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the nozzle needle is radially encompassed within the high-pressure chamber by a sleeve, which abuts with its one end face against the underside of the high-pressure chamber limiting throttle plate.
  • a control chamber is formed, by the usual manner by means of an inlet bore and a beideboh- tion, the movement of the nozzle needle is controlled in the longitudinal direction.
  • the sleeve is subjected to force by means of a compression spring in the direction of the throttle plate, wherein the compression spring is supported on the nozzle needle and this force-loaded in the closed position.
  • a further inlet bore for under high pressure (rail pressure) fuel is also formed, which supplies the high-pressure chamber in the valve body with fuel beyond.
  • the further inlet bore which is formed at least substantially in the longitudinal direction of the fuel injector or throttle plate, opens in an annular region between the sleeve and the wall of the valve body. Due to the spatially gen arrangement of the components in the mouth region of the further inlet bore in the valve body, the valve body in the region of the further inlet bore end face a recess which widens the annular area at this point in terms of their flow cross section, the mouth region of the further inlet bore on the sleeve side facing this flees.
  • the invention has the object, a fuel! Njektor, in particular a common rail injector, according to the preamble of claim 1 such that the generated when flowing the fuel into the high-pressure chamber on the valve needle radially surrounding sleeve generated lateral force at least minimized, in the best case is completely reduced.
  • a fuel injector with the features of claim 1, characterized in that the sleeve has an indentation on its outer circumference, and that the recess and the indentation cover each other in the longitudinal direction at least partially in the longitudinal direction.
  • Injector housing is guided specifically. This targeted flow guidance of the force Stoffs generates an at least reduced lateral force on the sleeve, so that the mentioned signs of wear are reduced.
  • the indentation is designed as a radially encircling annular groove.
  • Such a design also has the particular advantage that a rotation of the sleeve is made possible about its longitudinal axis, without thereby changing the addressed flow guidance of the fuel. Furthermore, this is the angular position of the sleeve during assembly uncritical.
  • a geometric configuration of the annular groove in which this has at least partially a rounded trained contour. Due to the rounded contour, in particular a flow guidance for the fuel is made possible, in which this can follow the contour of the annular groove without turbulent flow.
  • the contour has a conically shaped first region, which merges into a quarter-circle-shaped second region, and that the first region is formed on the throttle plate facing side.
  • the recess in the form of a radially encircling Einsen- kung or step is formed on the end face of the valve housing.
  • An optimized flow guidance can moreover be achieved in the region of the lowering or the step if a drainage edge formed at a shallow angle is provided at its base.
  • the oblique arrangement of the outflow edge which is preferably designed such that the smallest possible deflection of the fuel flowing into the high-pressure chamber via the opening of the inlet bore, results in a targeted alignment of the flow in the direction of the indentation.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a combustion chamber of an internal combustion engine facing end portion of a fuel injector according to the invention
  • FIG. 1 the lower end region of a fuel according to the invention facing a combustion chamber of an internal combustion engine (not shown) is shown.
  • njek- tors 10 in particular a common rail injector shown.
  • the fuel injector 10 has a valve housing 1 1.
  • the valve housing 1 1 is formed inter alia by a nozzle body 12, the combustion chamber facing away from the end face abuts a throttle plate 13. On the throttle plate 13 in turn is followed on the opposite side of the nozzle body 12 a only partially recognizable valve plate 14 at.
  • the nozzle body 12, the throttle plate 13 and the valve plate 14 are by means of a nozzle lock nut 15 in known and therefore not explained in more detail manner against each other and against a in Figure 1 no longer recognizable holding body of the valve housing 1 1 axially braced.
  • the nozzle body 12 has a plurality of on the combustion chamber side facing
  • a recess 18 is formed which has a first region 19 which is larger in cross-section and a second region 20 which is smaller in cross-section than the first region 19.
  • the second region 20 serves to guide a upwardly and downwardly movably arranged nozzle needle 22 in the direction of the longitudinal axis 21 of the fuel injector 10, which in the closed position shown in FIG. 1 with its needle tip 23 to form a sealing seat 24 at a conically shaped wall portion of the second Area 20 sealingly abuts to close the passage openings 16, 17.
  • the nozzle needle 22 has, for example, equidistantly spaced-apart flats 25 for feeding fuel into the area of the needle tip 23 or the passage openings 16, 17.
  • the first region 19 of the recess 18 forms a high pressure chamber 27, in which the fuel is stored under high pressure (rail pressure).
  • the supply of the high-pressure chamber 27 with pressurized fuel takes place through an inlet bore 28 oriented at least substantially parallel to the longitudinal axis 21 and designed as a through-bore in the throttle plate 13.
  • the nozzle needle 22 is radially on the opposite side of the needle tip 23 within the high-pressure chamber 27 with its end portion of a sealing sleeve 30 comprises.
  • the sealing sleeve 30 forms a spring plate, which lies sealingly against the throttle plate 13 with its end face facing the throttle plate 13.
  • Sealing sleeve 30 on the throttle plate 13 side facing at its outer edge a circumferential, obliquely arranged chamfer 31 has.
  • the throttle plate 13 opposite end face of the sealing sleeve 30 is acted upon by the force of a compression spring 32, which in turn comprises the nozzle needle 22 radially and on the opposite side of the sealing sleeve 30 at a Fe derteller 33 rests, which in turn is supported on a shoulder 34 of the nozzle needle 22.
  • the compression spring 32 By means of the compression spring 32, the sealing sleeve 30 is pressed on the one hand against the underside of the throttle plate 13, and on the other hand causes the spring force of the compression spring 32 acting in the closing direction of the nozzle needle 22 closing force.
  • a control chamber 35 is formed by the opposing end faces of the throttle plate 13 and the nozzle needle 22, which connected via a formed as a through hole in the throttle plate 13 drainage bore 36 with integrated discharge throttle 37 with a formed in the valve plate 14 valve chamber 38 is. Furthermore, opens into the control chamber 35, a further inlet bore 39 which branches off from the inlet bore 28 within the throttle plate 13.
  • the control chamber 35 serves in a manner known per se for controlling the up and down movement of the nozzle needle 22 by changing the pressure in the control chamber 35.
  • the wall of the nozzle body 12 in the region of the high-pressure chamber 27 must have a certain minimum wall thickness.
  • the mouth region 41 of the inlet bore 28 is arranged in the high pressure chamber 27 in the immediate end wall region of the nozzle body 12 and is aligned therewith.
  • the nozzle body 12 has a radially circumferential recess in the form of a step or recess 42 on the end face facing the throttle plate 13.
  • the depression 42 has at the radially inner end face of the nozzle body 12, as can be seen in particular with reference to FIG. 2, an angle ⁇ obliquely arranged drainage edge 43, wherein the angle ⁇ to the horizontal is selected to be as large as possible. Due to the above considerations on the minimum wall thickness, the angle ⁇ in practice between about 20 ° and 45 °. As can also be seen particularly clearly with reference to FIGS. 1 and 2, the mouth region 41 of the inlet bore 28, viewed in the longitudinal direction, is at least partially aligned with the depression 42.
  • the flow cross-section of the inlet bore 28 is completely within the recess 42, such that the radially inner side of the inlet bore 28 with the wall 44 of the high-pressure chamber 27 is radially aligned.
  • a transverse force ie a force directed perpendicular to the longitudinal axis 21 is generated on the sealing sleeve 30 or this transverse force is minimized , the sealing sleeve 30 is particularly formed.
  • the recess 48 is formed as a radially extending indentation 48 in the form of an annular groove, so that a rotation of the sealing sleeve 30 is made possible or the assembly of the sealing sleeve 30 with respect. Its angular position is uncritical.
  • the transition region 49 of the recess 42 is arranged in the wall 44 in the longitudinal direction of the nozzle body 12 in the region of the indentation 48. In the embodiment of the invention shown in FIG. 2, the contour of the indentation 48 is semicircular. Here, the transition region 49 is aligned centrally to the indentation 48.
  • the sealing sleeve 30a according to FIG. 3 differs from the sealing sleeve 30 according to FIG. 2 in that the likewise semicircular contour of the indentation 48 is arranged eccentrically to the transitional region 49, the transitional region 49 extending slightly above the middle of the indentation 48.
  • FIG. 4 shows an optimized sealing sleeve 30b in which the contour of the indentation 50 has a first, conical region 51 which merges into a second, quarter-circular region 52.
  • the transition region 49 of the depression 42 is arranged at the level of the first region 51 near the upper wall region 46 of the sealing sleeve 30b.
  • sealing sleeve 30, 30 a and 30 b is due to the depression 42 and the different pressure conditions on both sides the sealing sleeve 30, 30a and 30b in the direction of the sealing sleeve 30, 30a, 30b flowing fuel by means of the indentation 48 in the formed between the sealing sleeve 30, 30a, 30b and the wall 44 of the nozzle body 12 annular space 53 relatively gently or deflected with harmonious changes in direction such that the pressure force acting laterally on the sealing sleeve 30, 30a, 30b is minimized by the inflowing fuel.
  • the fuel injector 10 described so far can be modified or modified in many ways, without departing from the spirit of the invention.
  • a transverse force will then also be applied to the sealing sleeve 30, 30a, 30b, which by means of the indentation 48, 50 according to the invention Minimizing the lateral force can be reduced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (10), insbesondere Common-Rail- Injektor, mit einer in einem Hochdruckraum (27) eines Ventilgehäuses (11), insbesondere eines Düsenkörpers (12) auf- und abbeweglich angeordneten Düsennadel (22), wobei die Düsennadel (22) mit ihrem der wenigstens einen Durchlassöffnung (16, 17) gegenüberliegenden Endbereich zumindest mittelbar von einer Hülse (30; 30a; 30b) radial umfasst ist, wobei in der Drosselplatte (13) eine zusätzliche Zulaufbohrung (28) für Kraftstoff in den Hochdruckraum (27) vorgesehen ist, die einen in der Drosselplatte (13) ausgebildeten Mündungsbereich (41) hat, der in einem Ringraum (53) zwischen der Hülse (30; 30a; 30b) und dem Ventilgehäuse (11) angeordnet ist, und wobei das Ventilgehäuse (11) zumindest im Mündungsbereich (41) der zusätzlichen Zulaufbohrung (28) in den Hochdruckraum (27) an seiner Stirnseite eine Aussparung (42) aufweist, die mit der zusätzlichen Zulaufbohrung (28) in Längsrichtung der zusätzlichen Zulaufbohrung (28) betrachtet zumindest teilweise fluchtet. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Hülse (30; 30a; 30b) an ihrem Außenumfang eine Einbuchtung (48; 50) aufweist, dass die Einbuchtung (48; 50) in Längsrichtung der Hülse (30; 30a; 30b) beabstandet zur Drosselplatte (13) angeordnet ist, und dass die Einbuchtung (48; 50) und die Aussparung (42) sich in Längsrichtung zumindest bereichsweise überdecken.

Description

Beschreibung
Kraftstoffinjektor, insbesondere Common-Rail-Injektor
Stand der Technik Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor, insbesondere einen Common-Rail-
Injektor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Kraftstoffinjektor ist aus der DE 10 2004 015 360 A1 der Anmelderin bekannt. Er dient dem Einspritzen von unter hohem Druck stehenden Kraft- stoff, insbesondere von Dieselkraftstoff, in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Hierzu ist in einem einen Hochdruckraum ausbildenden Ventilkörper eine Düsennadel auf- und abbeweglich geführt, die in einer Schließstellung Durchlassöffnungen für den Kraftstoff im Ventilkörper verschließt und in einer Öffnungsstellung diese freigibt, damit der Kraftstoff in den Brennraum der Brenn- kraftmaschine eingespritzt werden kann. Auf der den Durchlassöffnungen gegenüberliegenden Seite ist die Düsennadel innerhalb des Hochdruckraums von einer Hülse radial umfasst, die mit ihrer einen Stirnseite gegen die Unterseite einer den Hochdruckraum begrenzenden Drosselplatte anliegt. Von den beiden gegenüberliegenden Seiten der Drosselplatte und der Düsennadel sowie der die Düsennadel radial umgebenden Hülse wird ein Steuerraum ausgebildet, durch den in üblicher Art und Weise mittels einer Zulaufbohrung und einer Ablaufboh- rung die Bewegung der Düsennadel in Längsrichtung gesteuert wird. Die Hülse ist mittels einer Druckfeder in Richtung der Drosselplatte kraftbeaufschlagt, wobei die Druckfeder sich an der Düsennadel abstützt und diese in Schließstellung kraftbeaufschlagt. In der Drosselplatte ist darüber hinaus eine weitere Zulaufbohrung für unter Hochdruck (Raildruck) stehenden Kraftstoff ausgebildet, die den Hochdruckraum im Ventilkörper mit Kraftstoff versorgt. Die weitere Zulaufbohrung, die zumindest im Wesentlichen in Längsrichtung des Kraftstoffinjektors bzw. der Drosselplatte ausgebildet ist, mündet in einem ringförmigen Bereich zwischen der Hülse und der Wand des Ventilkörpers. Aufgrund der räumlich en- gen Anordnung der Bauteile im Mündungsbereich der weiteren Zulaufbohrung in den Ventilkörper besitzt der Ventilkörper im Bereich der weiteren Zulaufbohrung stirnseitig eine Aussparung, die den ringförmigen Bereich an dieser Stelle hinsichtlich ihres Strömungsquerschnitts erweitert, wobei der Mündungsbereich der weiteren Zulaufbohrung auf der der Hülse zugewandten Seite mit dieser fluchtet.
Bei zukünftig weiter steigendem Betriebsdruck bei Common-Rail- Einspritzsystemen bzw. Kraftstoffinjektoren nimmt auch der Druck im Hochdruckraum zu. Dabei ist es nachteilig, dass aufgrund der angesprochenen Aussparung im Mündungsbereich der weiteren Zulaufbohrung der Kraftstoff in den Hoch- druckraum mit einer Querkomponente einströmt, die auf die Hülse eine Querkraft erzeugt. Diese Querkraft kann zu einem erhöhten Verschleiß an der Kontaktfläche zwischen der Hülse und der Drosselplatte führen. Darüber hinaus wird aufgrund der Querkraft auf die Hülse ebenfalls eine Querkraft auf die Ventilnadel erzeugt, die zu einem zusätzlichen Verschleiß im Bereich der Nadelführung führen kann.
Offenbarung der Erfindung Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoff! njektor, insbesondere einen Common-Rail- Injektor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die beim Einströmen des Kraftstoffs in den Hochdruckraum auf die die Ventilnadel radial umgebende Hülse erzeugte Querkraft zumindest minimiert, im besten Fall vollständig reduziert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Hülse an ihrem Außenumfang eine Einbuchtung aufweist, und dass die Aussparung und die Einbuchtung in Längsrichtung einander zumindest bereichsweise in Längsrichtung überdecken. Durch diese geometrische Ausgestaltung von Aus- sparung und Einbuchtung wird der Effekt erzielt, dass der zunächst in Längsrichtung in den Hochdruckraum über die zusätzliche Zulaufbohrung einströmende Kraftstoff, wie bisher, zunächst in Richtung der Hülse abgelenkt wird und dann von dort erfindungsgemäß in den Bereich der eine Strömungserweiterung darstellenden Einbuchtung in den Ringspalt zwischen der Hülse und dem
Injektorgehäuse gezielt geführt wird. Diese gezielte Strömungsführung des Kraft- Stoffs erzeugt eine zumindest reduzierte Querkraft auf der Hülse, so dass die angesprochenen Verschleißerscheinungen vermindert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
In herstellungstechnisch besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Einbuchtung als radial umlaufende Ringnut ausgebildet ist. Eine derartige Ausbildung hat darüber hinaus den besonderen Vorteil, dass eine Drehung der Hülse um ihre Längsachse ermöglicht wird, ohne dass sich dadurch die angesprochene Strömungsführung des Kraftstoffs ändert. Weiterhin ist dadurch die Winkellage der Hülse bei deren Montage unkritisch.
Ganz besonders bevorzugt ist eine geometrische Ausgestaltung der Ringnut, bei der diese zumindest bereichsweise eine gerundet ausgebildete Kontur aufweist. Durch die gerundet ausgebildete Kontur wird insbesondere eine Strömungsführung für den Kraftstoff ermöglicht, in der dieser ohne turbulente Strömung der Kontur der Ringnut folgen kann.
In fertigungstechnisch besonders einfach ausbildbarer Gestaltung der bereichsweise gerundet ausgebildeten Kontur wird vorgeschlagen, dass diese halbkreisförmig ausgebildet ist.
In strömungstechnisch optimierter Gestaltung ist es jedoch vorgesehen, dass die Kontur einen konisch geformten ersten Bereich aufweist, der in einen viertelkreisförmig ausgebildeten zweiten Bereich übergeht, und dass der erste Bereich auf der der Drosselplatte zugewandten Seite ausgebildet ist.
Ebenfalls in fertigungstechnisch bevorzugter Ausgestaltung der Aussparung wird vorgeschlagen, dass die Aussparung in Form einer radial umlaufenden Einsen- kung bzw. Stufe an der Stirnseite des Ventilgehäuses ausgebildet ist. Eine optimierte Strömungsführung kann darüber hinaus im Bereich der Absenkung bzw. der Stufe erzielt werden, wenn an ihrem Grund eine in einem flachen Winkel ausgebildete Abflusskante vorgesehen ist. Durch die schräge Anordnung der Abflusskante, die bevorzugt derart ausgebildet ist, dass eine möglichst geringe Ablenkung des über die Mündungsöffnung der Zulaufbohrung in den Hochdruckraum einströmenden Kraftstoffs erfolgt, wird eine gezielte Ausrichtung der Strömung in Richtung der Einbuchtung erzielt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines einem Brennraum einer Brennkraftmaschine zugewandten Endbereichs eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors und
Fig. 2
bis 4 jeweils in vergrößerter Ansicht einen Teilbereich des Kraftstoff! njek- tors gemäß Fig. 1 im Bereich einer die Düsennadel umgebenden Hülse bei unterschiedlichen Ausgestaltungen der Erfindung.
Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In der Fig. 1 ist der einem Brennraum einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine zugewandte untere Endbereich eines erfindungsgemäßen Kraftstoff! njek- tors 10, insbesondere eines Common-Rail-Injektors, dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 10 weist ein Ventilgehäuse 1 1 auf. Das Ventilgehäuse 1 1 ist unter anderem durch einen Düsenkörper 12 gebildet, dessen dem Brennraum abgewandte Stirnseite an einer Drosselplatte 13 anliegt. An die Drosselplatte 13 schließt sich wiederum auf der dem Düsenkörper 12 gegenüberliegenden Seite eine lediglich noch teilweise erkennbare Ventilplatte 14 an. Der Düsenkörper 12, die Drosselplatte 13 und die Ventilplatte 14 sind mittels einer Düsenspannmutter 15 in an sich bekannter und daher nicht näher erläuterter Art und Weise gegeneinander und gegen einen in der Fig.1 nicht mehr erkennbaren Haltekörper des Ventilgehäuses 1 1 axial verspannt. Der Düsenkörper 12 weist auf der dem Brennraum zugewandten Seite mehrere
Durchlassöffnungen 16, 17 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine auf. In dem auf der Seite der Drosselplatte 13 hin offenen Düsenkörper 12 ist eine Ausnehmung 18 ausgebildet, die einen im Querschnitt größeren ersten Bereich 19 und einen im Querschnitt gegenüber dem ersten Be- reich 19 verkleinerten zweiten Bereich 20 aufweist. Der zweite Bereich 20 dient der Führung einer in Richtung der Längsachse 21 des Kraftstoffinjektors 10 auf- und abbeweglich angeordneten Düsennadel 22, die in der in der Fig. 1 dargestellten Schließposition mit ihrer Nadelspitze 23 unter Ausbildung eines Dichtsitzes 24 an einem konisch geformten Wandabschnitt des zweiten Bereichs 20 dichtend anliegt, um die Durchlassöffnungen 16, 17 zu verschließen. Die Düsennadel 22 weist beispielhaft in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Abflachungen 25 zum Zuführen von Kraftstoff in den Bereich der Nadelspitze 23 bzw. der Durchlassöffnungen 16, 17 auf. Der erste Bereich 19 der Ausnehmung 18 bildet einen Hochdruckraum 27 aus, in dem der Kraftstoff unter Hochdruck (Raildruck) gespeichert ist. Die Versorgung des Hochdruckraums 27 mit unter Druck stehendem Kraftstoff erfolgt durch eine zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse 21 ausgerichtete Zulaufboh- rung 28, die als Durchgangsbohrung in der Drosselplatte 13 ausgebildet ist.
Die Düsennadel 22 ist auf der der Nadelspitze 23 gegenüberliegenden Seite innerhalb des Hochdruckraums 27 mit ihrem Endbereich von einer Dichthülse 30 radial umfasst. Die Dichthülse 30 bildet einen Federteller aus, der mit seiner der Drosselplatte 13 zugewandten Stirnseite an der Drosselplatte 13 dichtend an- liegt. Aus fertigungstechnischen Gründen kann es vorgesehen sein, dass die
Dichthülse 30 auf der der Drosselplatte 13 zugewandten Seite an ihrem äußeren Rand eine umlaufende, schräg angeordnete Fase 31 aufweist. Die der Drosselplatte 13 gegenüberliegende Stirnseite der Dichthülse 30 ist von der Federkraft einer Druckfeder 32 kraftbeaufschlagt, die ihrerseits die Düsennadel 22 radial umfasst und auf der der Dichthülse 30 gegenüberliegenden Seite an einem Fe- derteller 33 anliegt, der sich wiederum an einem Absatz 34 der Düsennadel 22 abstützt. Mittels der Druckfeder 32 wird die Dichthülse 30 einerseits gegen die Unterseite der Drosselplatte 13 gedrückt, und andererseits bewirkt die Federkraft der Druckfeder 32 eine in Schließrichtung der Düsennadel 22 wirkende Schließkraft.
Innerhalb der Dichthülse 30 wird von den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Drosselplatte 13 und der Düsennadel 22 ein Steuerraum 35 gebildet, der über eine als Durchgangsbohrung in der Drosselplatte 13 ausgebildete Ab- laufbohrung 36 mit integrierter Ablaufdrossel 37 mit einem in der Ventilplatte 14 ausgebildeten Ventilraum 38 verbunden ist. Weiterhin mündet in den Steuerraum 35 eine weitere Zulaufbohrung 39, die innerhalb der Drosselplatte 13 von der Zulaufbohrung 28 abzweigt. Der Steuerraum 35 dient in an sich bekannter Art und Weise zur Steuerung der Auf- und Abbewegung der Düsennadel 22 durch Veränderung des Drucks im Steuerraum 35.
Aus Festigkeitsgründen aufgrund des im Düsenkörper 12 herrschenden Drucks muss die Wand des Düsenkörpers 12 im Bereich des Hochdruckraums 27 eine gewisse Mindestwandstärke aufweisen. Darüber hinaus ist es aus Gründen der möglichst kompakten Ausbildung des Kraftstoffinjektors 10 erforderlich, die Zulaufbohrung 28 im Bereich der Drosselplatte 13 relativ nahe zu deren äußeren Wand anzuordnen. Daraus resultiert, dass der Mündungsbereich 41 der Zulaufbohrung 28 in den Hochdruckraum 27 im unmittelbaren stirnseitigen Wandbereich des Düsenkörpers 12 angeordnet ist und mit diesem fluchtet. Aus diesem Grund weist der Düsenkörper 12 auf der der Drosselplatte 13 zugewandten Stirnseite eine radial umlaufende Aussparung in Form einer Stufe bzw. Einsen- kung 42 auf.
Die Einsenkung 42 weist an der radial inneren stirnseitigen Fläche des Düsenkörpers 12, wie insbesondere anhand der Fig. 2 erkennbar ist, eine um einen Winkel α schräg angeordnete Abflusskante 43 auf, wobei der Winkel α zur Horizontalen möglichst groß gewählt wird. Aufgrund der oben genannten Überlegungen zur Mindestwandstärke beträgt der Winkel α in der Praxis zwischen ca. 20° und 45°. Wie man ferner anhand der Fig. 1 und 2 besonders deutlich erkennt, fluchtet der Mündungsbereich 41 der Zulaufbohrung 28 in Längsrichtung betrachtet mit der Einsenkung 42 zumindest teilweise. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Strömungsquerschnitt der Zulaufbohrung 28 vollständig innerhalb der Einsenkung 42, derart, dass die radial innenliegende Seite der Zulaufbohrung 28 mit der Wand 44 des Hochdruckraums 27 radial fluchtet. Um zu vermeiden, dass bei der Ablenkung des in den Hochdruckraum 27 einströmenden Kraftstoffs nach dessen Ablenkung im Bereich der Einsenkung 42 auf die Dichthülse 30 eine Querkraft, d.h. eine senkrecht zur Längsachse 21 gerichtete Kraft auf die Dichthülse 30 erzeugt wird bzw. diese Querkraft minimiert wird, ist die Dichthülse 30 besonders ausgebildet. Hierzu weist die Dichthülse 30 ober- und unterhalb der beiden (mit Ausnahme der Fase 31 ) zylindrisch ausgebildeten Wandbereiche 46, 47 eine Einbuchtung 48 auf. Bevorzugt ist die Einbuchtung 48 als radial umlaufende Einbuchtung 48 in Form einer Ringnut ausgebildet, so dass eine Drehung der Dichthülse 30 ermöglicht wird bzw. die Montage der Dichthülse 30 bzgl. ihrer Drehwinkellage unkritisch ist. Erfindungsgemäß ist es darüber hinaus vorgesehen, dass der Übergangsbereich 49 der Einsenkung 42 in die Wand 44 in Längsrichtung des Düsenkörpers 12 betrachtet im Bereich der Einbuchtung 48 angeordnet ist. Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Kontur der Einbuchtung 48 halbkreisförmig ausgebildet. Hierbei ist der Übergangsbereich 49 mittig zur Einbuchtung 48 ausgerichtet.
Die Dichthülse 30a gemäß der Fig. 3 unterscheidet sich von der Dichthülse 30 gemäß der Fig. 2 dadurch, dass die ebenfalls halbkreisförmige Kontur der Einbuchtung 48 außermittig zum Übergangsbereich 49 angeordnet ist, wobei der Übergangsbereich 49 etwas oberhalb der Mitte der Einbuchtung 48 verläuft.
In der Fig. 4 ist eine optimierte Dichthülse 30b dargestellt, bei der die Kontur der Einbuchtung 50 einen ersten, kegelförmigen Bereich 51 aufweist, der in einen zweiten, viertelkreisförmigen Bereich 52 übergeht. Hierbei ist der Übergangsbereich 49 der Einsenkung 42 in Höhe des ersten Bereichs 51 nahe des oberen Wandbereichs 46 der Dichthülse 30b angeordnet.
Bei allen Ausführungen der Dichthülse 30, 30a bzw. 30b wird der aufgrund der Einsenkung 42 sowie der unterschiedlichen Druckverhältnisse auf beiden Seiten der Dichthülse 30, 30a und 30b in Richtung der Dichthülse 30, 30a, 30b strömende Kraftstoff mittels der Einbuchtung 48 in den zwischen der Dichthülse 30, 30a, 30b und der Wand 44 des Düsenkörpers 12 ausgebildeten Ringraum 53 relativ sanft bzw. mit harmonischen Richtungsänderungen umgelenkt, so dass die auf die Dichthülse 30, 30a, 30b seitlich wirkende Druckkraft durch den einströmenden Kraftstoff minimiert wird.
Der soweit beschriebene Kraftstoffinjektor 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es insbesondere auch denkbar, dass auf eine Einsenkung 42 verzichtet werden kann, wenn die Zulaufbohrung 28 bzw. der Mündungsbereich 41 radial mehr zur Längsachse 21 versetzt angeordnet ist. Trotzdem wird es aufgrund der unsymmetrischen Zuströmung des Kraftstoffs über die (einzige) Zulaufbohrung 28 und somit beim einseitigen Durchströmen des Ringraums 53 auch dann zu einer Querkraft auf die Dichthülse 30, 30a, 30b kommen, die mittels der erfindungsgemäßen Einbuchtung 48, 50 im Sinne einer Minimierung der Querkraft verringert werden kann.

Claims

Ansprüche 1 . Kraftstoffinjektor (10), insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einer in einem Hochdruckraum (27) eines Ventilgehäuses (1 1 ), insbesondere eines Düsenkörpers (12) auf- und abbeweglich angeordneten Düsennadel (22) zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Durchlassöffnung (16, 17) im Ventilgehäuse (1 1 ), wobei die Düsennadel (22) mit ihrem der wenigs- tens einen Durchlassöffnung (16, 17) gegenüberliegenden Endbereich zumindest mittelbar von einer Hülse (30; 30a; 30b) radial umfasst ist, die mit einer ersten Stirnseite gegen eine den Hochdruckraum (27) begrenzende Drosselplatte (13) dichtend anliegt, wobei von der Drosselplatte (13) und der in der Hülse (30; 30a; 30b) eintauchenden Stirnseite der Düsennadel (22) sowie der Hülse (30; 30a; 30b) ein Steuerraum (35) begrenzt ist, der eine
Zulaufbohrung (39) und eine Abiaufbohrung (36) aufweist, wobei in der Drosselplatte (13) eine zusätzliche Zulaufbohrung (28) für Kraftstoff in den Hochdruckraum (27) vorgesehen ist, die einen in der Drosselplatte (13) ausgebildeten Mündungsbereich (41 ) hat, der in einem Ringraum (53) zwischen der Hülse (30; 30a; 30b) und dem Ventilgehäuse (1 1 ) angeordnet ist, und wobei das Ventilgehäuse (1 1 ) zumindest im Mündungsbereich (41 ) der zusätzlichen Zulaufbohrung (28) in den Hochdruckraum (27) an seiner Stirnseite eine Aussparung (42) aufweist, die mit der zusätzlichen Zulaufbohrung (28) in Längsrichtung der zusätzlichen Zulaufbohrung (28) betrachtet zumin- dest teilweise fluchtet, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (30; 30a; 30b) an ihrem Außenumfang eine Einbuchtung (48; 50) aufweist, dass die Einbuchtung (48; 50) in Längsrichtung der Hülse (30;
30a; 30b) beabstandet zur Drosselplatte (13) angeordnet ist, und dass die Einbuchtung (48; 50) und die Aussparung (42) sich in Längsrichtung zumindest bereichsweise überdecken. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einbuchtung (48; 50) als radial umlaufende Ringnut ausgebildet ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einbuchtung (48; 50) zumindest bereichsweise eine gerundet ausgebildeten Kontur aufweist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontur der Einbuchtung (48) halbkreisförmig ausgebildet ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontur der Einbuchtung (50) einen konisch geformten ersten Bereich (51 ) aufweist, der in einen viertelkreisförmig ausgebildeten zweiten Bereich (52) übergeht, und dass der erste Bereich (51 ) auf der der Drosselplatte (13) zugewandten Seite ausgebildet ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aussparung (42) an ihrem Grund eine in einem flachen Winkel (a) ausgebildete Abflusskante (43) aufweist, die über einen Übergangsbereich (49) in die Innenwand (44) des Injektorgehäuses (1 1 ) übergeht, und dass der Übergangsbereich (49) innerhalb der Einbuchtung (48) auf der der Drosselplatte (13) zugewandten Seite angeordnet ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aussparung (42) an ihrem Grund eine in einem flachen Winkel (a) ausgebildete Abflusskante (43) aufweist, die über einen Übergangsbereich (49) in die Innenwand (44) des Injektorgehäuses (1 1 ) übergeht, und dass der Übergangsbereich (49) innerhalb der Einbuchtung (50) im konisch geformten ersten Bereich (51 ) angeordnet ist.
8. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aussparung (42) in Form einer radial umlaufenden Einsenkung bzw. Stufe ausgebildet ist.
9. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hülse (30; 30a; 30b) in Längsrichtung ober- und unterhalb der Einbuchtung (48; 50) zylindrisch ausgebildete Wandbereiche (46, 47) aufweist.
10. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zulaufbohrung (39) im Bereich der Drosselplatte (13) von der zusätzlichen Zulaufbohrung (28) abzweigt.
1 1 . Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der anderen Stirnseite der Hülse (30; 30a; 30b) eine die Hülse (30; 30a; 30b) in Richtung der Drosselplatte (13) kraftbeaufschlagende Druckfeder (32) anliegt.
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