WO2013117311A1 - Brennstoffeinspritzventil und vorrichtung zum einspritzen von brennstoff - Google Patents

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    • F02M67/10—Injectors peculiar thereto, e.g. valve less type
    • F02M67/12—Injectors peculiar thereto, e.g. valve less type having valves
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    • F02M55/008—Arrangement of fuel passages inside of injectors

Definitions

  • the present invention relates to an injection valve for the intermittent injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine according to claim 1 and to an apparatus for the intermittent injection of fuel into a number of combustion chambers of an internal combustion engine according to claim 14.
  • a fuel injection valve is known from the document WO 2009/033304 AI. It has a longitudinal axis defining and a high-pressure chamber limiting valve housing, which carries at one end connected to the high-pressure chamber nozzle body.
  • a housing body forming the valve housing is formed head-like thickened in its end region remote from the nozzle body and has two, with respect to the longitudinal axis diametrically opposite each other
  • High pressure connections on (Fig. 8).
  • a bore extending in the direction of the longitudinal axis is closed by means of a sealing plug, which has a circumferential connecting groove, a radial bore opening into the bottom region thereof and a blind bore lying on the longitudinal axis.
  • the two high-pressure connections are connected to one another via the connecting groove, and the high-pressure connections are connected to the high-pressure chamber via the radial bore and the blind bore.
  • WO 2011/085058 Al discloses a fuel injection device, which has a
  • High-pressure input a first fuel injection valve and at least one further fuel injection valve.
  • fuel is at least indirectly feasible via the high pressure input into a fuel space of the first fuel injection valve, wherein the further fuel injection valve is connected via a line to the first fuel injection valve and wherein via the fuel lines from the fuel space of the first fuel injection valve in a fuel space of the further fuel injection valve can be guided.
  • the fuel chambers of the fuel injectors receive a total fuel volume that includes a partial volume for fuel injection and at least one additional fractional volume to facilitate damping.
  • Next are in the lines or High pressure connections of the fuel injection valves
  • Fuel injectors can be connected.
  • the fuel injection valve according to the invention for the intermittent injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine has a preferably elongated and preferably at least approximately cylindrical valve housing which defines a longitudinal axis and in which a high-pressure space having a discrete storage chamber is arranged.
  • This high-pressure chamber extends into the interior of a nozzle body, which is arranged at a longitudinal end of the valve housing and supported by this.
  • this has a connection part with two high-pressure connections. These each define their own Connection axis and are unthrottled with each other and flow associated with the high-pressure chamber.
  • the two high-pressure ports are arranged in a common connection surface of the connecting part, wherein they are the same direction and their connection axes parallel to each other.
  • high-pressure fuel lines can be connected to the two high-pressure ports from the same side.
  • a connecting line is present, which is formed in the valve housing and connects the high-pressure connections with each other and with the high-pressure chamber.
  • a first section of the connecting line leads from the first high-pressure connection to the high-pressure chamber.
  • a second section of the connecting line branches off from the first section and connects it to the second high-pressure connection.
  • the high-pressure connections are connected to one another via a line and not via the high-pressure chamber.
  • the connection surface is a connection plane. This allows a particularly simple design.
  • this connection plane extends at right angles to the longitudinal axis of the fuel injection valve.
  • the high pressure connections are characterized - in the installed state - on a side facing away from the cylinder head of the internal combustion engine and thus freely accessible side of the
  • connection plane forms an end face of the valve housing.
  • connection axes of the two high-pressure connections and the longitudinal axis of the valve housing are parallel to one another.
  • the longitudinal axis and the connection axis lie in a common plane, with the longitudinal axis and one of the connection axes particularly preferably being aligned with one another.
  • the high-pressure connections usually have, concentric with the connection axis, a high-pressure sealing surface, which preferably conically tapers toward the interior of the housing, for the high-pressure fuel lines.
  • Leakage monitoring openings which are fluidly connected to each other in the connection part.
  • the high-pressure fuel lines are double-walled, wherein the inner tube of the guide of the high-pressure fuel and the jacket space between the inner tube and the outer tube of the leakage monitoring is used.
  • the shell space is then, in the mounted state, fluidly connected to the leakage monitoring openings and the Inner tube is then sealed with its sealing surface on the high-pressure sealing surface.
  • Fuel injector the nozzle body to an injection valve seat, which is fluidly connected to the high-pressure chamber.
  • nozzle openings are in a known manner in the region of the injection valve seat or centric of these in a nozzle tip.
  • the injection valve seat acts in particular a needle-shaped injection valve member, which is arranged adjustable in the valve housing in the direction of the longitudinal axis.
  • a compression spring is supported on the injection valve member and acts on this with a directed in the direction of the injection valve seat closing force.
  • the compression spring is supported on a guide sleeve and presses it against an intermediate plate sealingly.
  • the guide sleeve together with a guided in the guide sleeve, formed on the injection valve member control piston defines a control chamber against the high-pressure chamber.
  • a control device for controlling the axial movement of the injection valve member by changing the pressure in the control chamber has an intermediate valve, the intermediate valve member in the open position releases a high pressure passage connected to the high pressure chamber into the control chamber and in the closed position separates the control chamber from the high pressure passage. Further separates, preferably mushroom-shaped intermediate valve member continuously from the control chamber of a valve chamber, wherein the control chamber and the valve chamber are permanently interconnected solely via a throttle passage.
  • a pilot valve is actuated, which connects the valve chamber with a low-pressure fuel return or separates it from this.
  • control device is designed in a preferred manner, as disclosed in the document WO 2007/098621 Al.
  • the actuator arrangement is preferably formed, as is known from the document WO 2008/046238 A2.
  • the high-pressure chamber includes a discrete storage chamber. This makes it possible to keep the pressure drop in the injection processes within limits.
  • a throttle device is preferably provided which allows the flow of fuel from the high-pressure ports into the storage chamber at least approximately unhindered and throttles in the opposite direction. This allows high pressure fuel to be delivered to each fuel injector during its injection event both from the discrete storage chamber of another
  • the throttle device is preferably designed as a check valve, the check valve member is provided with a throttle bore.
  • connection part has a connection body or is formed by it.
  • the high-pressure connections and the connecting line are formed on the connection body, wherein the connecting line connects the high-pressure connections unthrottled with one another and with the discrete storage chamber, which is formed in a storage body of the valve housing adjacent to the connection body.
  • a low-pressure fuel return connection-which is connected to the low-pressure fuel return-and an electrical connection which is connected to the actuator arrangement via an electrical connection line are preferably arranged on the connection body.
  • An intermediate body, in which the actuator arrangement is arranged, is preferably located on the storage body.
  • a valve body of the valve housing preferably bears against the intermediate body, which carries the nozzle body on the side facing away from the intermediate body.
  • the injection valve member and the control device is arranged.
  • these bodies are preferably in succession in the direction of the longitudinal axis to each other and are preferably secured to each other by means of union nuts.
  • said bodies have an at least approximately circular cylindrical outer contour on, which may decrease (paragraph-like) from the intermediate body to the nozzle body in diameter.
  • valve housing in particular the connecting body, at least one mounting flange,
  • mounting flange Preferably, the mounting flange, or are the
  • Mounting flanges provided with a through hole. o
  • the through hole is penetrated by a clamping screw, which is then supported with its head on the respective mounting flange and on the other hand in the
  • the mounting flange or are the mounting flanges, in the direction of the longitudinal axis, between the connecting part and the nozzle body, in particular on a running in the direction of the longitudinal axis o o of the connecting body.
  • the device according to the invention for the intermittent injection of fuel into a number of combustion chambers of an internal combustion engine has a fuel injection valve according to the invention per combustion chamber.
  • Fuel injection valve is a second
  • Fuel high-connection line The fuel injection valves are unthrottled with each other and preferably also unthrottled with the
  • the second high-pressure port of the second fuel injection valve is closed by means of a plug.
  • Fuel injection valve is present, then the second high pressure port of the second injection valve, a further second high pressure fuel line is connected, which in turn is connected at its other end to the first high pressure port of the subsequent injection valve.
  • a number of fuel injectors can be fed unthrottled via the high-pressure fuel lines, wherein the last high of the series of injection valves, the second high-pressure port is closed by a plug.
  • each fuel injection valve preferably has a discrete storage chamber and a throttle device, as described above.
  • the mode of operation, design possibilities and dimensioning are disclosed in the document WO 2007/009279 Al, in order to enable optimal injection processes under all operating conditions.
  • the second high-pressure fuel line or the second high-pressure fuel lines are provided with in-plane curvatures - that is to say that the center line of the second high-pressure fuel line lies in the plane.
  • Such high-pressure fuel lines can be produced in a simple manner, and this is made possible by the fact that the identically designed injection valves are arranged parallel to each other and their high-pressure connections in the common pad, preferably in the connection plane lie.
  • all the second high pressure fuel lines - that is, their centerlines - lie in a single plane, and more preferably, the longitudinal axes of the fuel injectors and their connection axes lie in the same single plane as the second
  • Fuel injector the injection valve according to Figure 1 in a section along the line II-II of Figure 1; in the same representation as Figure 2, but enlarged, a first portion of the fuel injection valve; in the same representation as Figure 2, but enlarged, a second portion of the fuel injection valve; in plan view, a common two combustion chambers of an internal combustion engine
  • Cylinder head in which per combustion chamber a shown in Figures 1 to 4 injection valve is mounted, and
  • Fig. 7 is a plan view of a high pressure fuel line
  • FIG. 7 shows the one shown there
  • FIG. 9 shows a connection section of the high-pressure fuel lines shown in FIGS. 5 to 8.
  • Fuel injection valve and the device shown with such injectors are intended for an ignition system for large reciprocating engines, which are operated with gas and / or diesel, also called “dual fuel” engines. Since these are very high power engines, the injectors can have a large overall length, as shown in the drawing.
  • the injection valves serve, so to speak, as a pilot valve for igniting the main charge of fuel. Injectors and devices of the inventive type, however, can also be used - for engines of lower power - for injecting the main charge.
  • the fuel injection valve 10 for the intermittent injection of fuel under very high pressure into the combustion chamber of an internal combustion engine has a valve housing 12 which defines a longitudinal axis 14 and in which a high-pressure space 16 is present.
  • the valve housing 12 carries at its injection-side end a nozzle body 18 which defines a nozzle chamber connected to the high-pressure chamber 16.
  • the valve housing 12 has a connection part 20, which forms a connection head 20 'of the fuel injection valve 10.
  • the connection part 20 is formed by a connection body 20 '.
  • connection part 20 or connection head 20 ' two identically formed high-pressure connections 22, 24 are formed, which each define a connection axis 22' or 24 '.
  • High-pressure ports 22, 24 are the same direction and their connection axes 22 ', 24' are parallel to each other.
  • connection axis 22 'of the first high pressure port 22 is aligned with the longitudinal axis 14; the latter and the two connection axes 22 'and 24' lie in a common plane 26 which coincides with the sectional plane II-II of FIG. 1 and the plane of the drawing of FIG.
  • connection line 28 in particular in the connection head 20 ', formed on the connection part 20.
  • a first section 28 'of the connecting line 28 connects the first high-pressure port 22 to the high-pressure chamber 16.
  • a second section 28 "of the connecting line branches off from this first section 28' and leads to the second high-pressure port 24.
  • the connecting line 28 has no throttles; as well are the high pressure ports 22, 24 formed without throttles.
  • connection plane 30 forming connecting surface 30 ', which, seen in the direction of the longitudinal axis 14, the end face of the valve housing 12 forms.
  • the connection plane 30 extends at right angles to the longitudinal axis 14 and thus also at right angles to the connection axes 22 ', 24'.
  • the connection body 20 'forming the connection part 20 is L-shaped, the leg 32 extending in the direction of the longitudinal axis 14 having a circular cross-section and the connection leg 34 extending at right angles to it being parallelepiped-shaped; the latter forms the connection head 20 '.
  • a low-pressure fuel return port 36 is arranged, and at a side surface extending at right angles thereto, there is an electrical connection 38 designed in the manner of a socket.
  • Internal combustion engine 44 is attached. At the high pressure ports 22, 24 facing away from the end face of the leg 32 and thus of the connecting body 22 is a circular cylindrical storage body 46, which is held by a first union nut 48 in close contact.
  • the storage body 46 forms part of the valve housing 12.
  • connection body 20 At the connection body 20 'facing away from the end of the storage body 46 is located on this an intermediate body 50 of the valve housing 12 at. Its outer contour is circular cylindrical.
  • a valve body 52 On the side facing away from the storage body 46 of the intermediate body 50 is located on these a valve body 52 at. At this attacks a second union nut 54, which comprises the intermediate body 50 and the other end is threaded into an external thread of the storage body 46. By means of the second union nut 54, the valve body 52 on the intermediate body 50, and the latter on the storage body 46, held in sealing engagement.
  • valve body 52 of the nozzle body 18 At the free end of the valve body 52 of the nozzle body 18 abuts, which in turn is sealed by a third union nut 56 on the valve body 52.
  • the two high pressure ports 22, 24 are in cross section circular recesses 58 in the connector body 20 ⁇ concentric with the respective connection axes 22 ', 24 ⁇ formed.
  • the high-pressure connections 22, 24, or the recesses 58 forming them have a circular-cylindrical first section 60 adjoining the connection plane 30 after a chamfering.
  • the jacket wall of this first section 60 serves as a low-pressure sealing surface 60 ', as will be explained later in connection with FIGS. 7 to 10.
  • the first section 60 is followed, in the direction towards the interior of the connection body 20 ', by a conically tapering shoulder, to which a circular cylindrical second section 62 adjoins.
  • the jacket wall of this second section 62 is formed as an internal thread 62 1 .
  • each of the two high-pressure ports 22, 24 has a conically tapering high-pressure sealing surface 66 which extends from the bottom 64 and whose axis coincides with the relevant connecting shaft 22 ', 24'.
  • a blind hole 70 which opens into a transverse bore 72, which in turn opens into the longitudinal bore 68.
  • the transverse bore 72 extends at right angles to the longitudinal axis 14 and the connection axes 22 ', 24' and in the plane 26. It is formed by the second high-pressure port 24 closer side surface 74 of the connecting leg 34 forth to the longitudinal bore 68, where they, in a the side surface 74 adjacent end portion has a larger cross section, and stepwise tapered, is formed.
  • a sealing ball 76 is arranged, which is held by means of an indented and sealed in the end region Andrückstopfens 78 such that it seals the transverse bore 72 high pressure moderately.
  • the transverse bore 72 can subsequently have a conically tapered sealing surface against the end region, against which the sealing ball 76 is pressed.
  • a leakage longitudinal bore 80 extends parallel to the connection axis 24 'to the bottom 64 of the second High-pressure port 24, where it, seen in the radial direction, outside the respective high-pressure sealing surface 66, opens into the recess 58 and forms there a leakage monitoring opening.
  • the high-pressure connection-side openings of the leakage orifices 82 lie in the radial direction outside the high-pressure sealing surfaces 66 and likewise form leakage monitoring openings.
  • leakage bores such as the leakage longitudinal bore 80 and leakage orifices 82, are not necessary if leak monitoring is dispensed with.
  • the operation of the leakage monitoring will be explained in more detail below in connection with FIGS. 7 to 10.
  • the leakage longitudinal bore 80 in the exemplary embodiment shown serves to monitor the sealing of the connecting line 28 by means of the sealing ball 76.
  • the storage body 46 has a blind hole, which is produced from the end face facing the connection body 20 'in the mounted state, to the cross section of the connection line of larger diameter. In the illustrated embodiment, this diameter is about 1/3 of the outer diameter of the circular cylindrical storage body 46.
  • the blind hole serves to form a discrete storage chamber 84 for the fuel under high pressure. From the terminal body 20 ⁇ facing away from the end of the storage body 46, with respect to the longitudinal axis 14 obliquely, a connecting bore 86 to the bottom of the storage chamber 84th
  • the blind hole bore has a larger diameter
  • Check valve seat 92 is formed by an annular, around the mouth of the connecting line 28 extending around part of the storage body 46 facing the end face of the o connection body 20 '.
  • Check valve seat 92 operates a plate-shaped check valve body 94 together, which has centrally, on the longitudinal axis 14, a continuous throttle bore 96.
  • the check valve body 94 is acted upon by means of a closing spring 98 designed as a compression spring, which is supported at the other end on the valve carrier 88, with a closing force directed into the closed position of the check valve 90.
  • a closing spring 98 designed as a compression spring, which is supported at the other end on the valve carrier 88, with a closing force directed into the closed position of the check valve 90.
  • the check valve 90 which forms a throttle device, allows the flow of high pressure fuel from the high pressure ports 22, 24 into the storage chamber 84 at least approximately unhindered and throttles the flow in the opposite direction. If a plurality of fuel injection valves 10 are connected to each other and to a high-pressure fuel pump 166 by means of high-pressure fuel lines 164, 164 ', as is shown in FIGS. 5 and 6 and described in more detail below, the throttling action of the check valve 90 is designed such that each fuel injection valve 10 during a
  • a filter 102 in this case a cup-shaped hole filter, further attached, which protrudes from the valve carrier 88 into the interior of the storage chamber 84 and in which the passage 100 opens through the valve carrier 88.
  • the filter 102 and the check valve 90 can be designed differently, preferred embodiments are shown in the document WO 2009/033304 Al.
  • the filter 102 prevents solid particles from entering the high-pressure chamber 16 and impairing the function of the fuel injection valve 10.
  • a channel 104 runs through the wall of the storage body 46 defining the storage chamber 84 in the longitudinal direction.
  • a corresponding channel is also formed on the connection body 20 ', which communicates with the channel 104 is aligned and leads to the electrical connection 38. From this leads an electrical control line 106 through the channel 104 in the connector body 20 'and storage body 46 to terminal contacts 108, which protrude into the channel 104 in the assembled state.
  • the storage body 46 has a recess facing away from the connection body 20 'and facing the intermediate body 50 facing end face recess in which a compression spring 110 is arranged. This serves to hold an electrically controlled
  • Actuator 112 in a corresponding recess in the intermediate body 50.
  • the actuator 112 is electrically connected to the terminals 108 and via this and the electrical control line 106 to the electrical connection 38.
  • Such actuator arrangements 112 are generally known and in the present case designed as shown and described in detail in FIG. 5 of the document WO 2008/046238 A2.
  • the differently designed actuator arrangements, as disclosed in the cited document, can be found in the present
  • Fuel injector 10 are used. With regard to structure and mode of operation, reference is expressly made to the document WO 2008/046238 A. In the embodiment shown in Figures 2, 3 and 4, the actuator assembly 112 is in a
  • Aktuatorareaaus Principleung 113 of the intermediate body 50 is received, which, with respect to the longitudinal axis 14, is laterally offset. This provides space for another connection bore 86 'which communicates with the Connecting bore 86 is fluidly connected and parallel to the longitudinal axis 14 through the intermediate body 50 extends therethrough.
  • the actuator assembly 112 has an actuating shaft 114, which is biased by means of an actuator spring 116 in the closing direction of a pilot valve 118 and against the force of the actuator spring 116 by means of an electromagnet 120 in the opening direction of the pilot valve 118 is movable.
  • the solenoid 120 is driven by an electrical controller which supplies the control signals to the electrical connection 38.
  • valve body 52 has a circular cross-section, multi-stepped, continuous in the axial direction and concentric to this
  • Valve body recess 124 in which a needle-shaped injection valve member 126 slidably in the axial direction and a hydraulic control device 128 are included for controlling the movement of the injection valve member 126 in a known manner.
  • the injection valve member 126 protrudes into the cup-shaped nozzle body 18 and acts there in a known manner with an injection valve seat 130 together to connect through nozzle openings 132 with the high-pressure chamber 16 and separate from it.
  • a compression spring 134 is supported on the one hand in a known manner on the injection valve member 126 and acts on this with a directed in the direction against the injection valve seat 130 closing force.
  • the compression spring 134 is supported on a guide sleeve 136, which is thereby pressed sealingly against an intermediate plate 138.
  • control piston 140 In this side end region of the injection valve member is designed as a control piston 140 which is guided in the guide sleeve 136 in close sliding fit.
  • the control piston together with the guide sleeve, delimit a control arm 142 against the high-pressure chamber 16.
  • the control device 128 has an intermediate valve 145 with an intermediate valve member 146 which, in the open position, releases a high-pressure passage 148 which leads from the high-pressure chamber 16 into the control chamber 142 and closes it in the closed position in order to separate the control chamber 142 from the high-pressure chamber 116 ,
  • the intermediate valve member 146 permanently separates the control chamber 142 from a valve chamber 150, with the exception of a throttle passage 152, via which the control chamber 142 with the valve chamber 150 are permanently connected to one another via a small flow cross section.
  • the intermediate valve member 146 is mushroom-shaped, wherein the
  • Intermediate plate 138 is guided and arranged in the control chamber 142 mushroom head in the closed position against the intermediate plate 138 to close the arranged in this area the mouth of the high-pressure passage 148. Is the mushroom head lifted from the intermediate plate 138, the fuel between this and the
  • the further intermediate plate 154 In alignment with the axis of the actuator assembly 112, the further intermediate plate 154 has an outlet passage 158, which is tapered in a stepwise manner from the valve space 150 in the direction of the actuator arrangement 112.
  • the outlet passage 158 is closable by means of the pilot valve member 122 controlled by the actuator arrangement 112 or to
  • Low pressure fuel return 123 can be opened.
  • the further intermediate plate 154 forms a pilot valve seat of the pilot valve 118 which cooperates with the pilot valve member 122, with an annular region extending around the mouth of the outlet passage 158.
  • FIG. 5 shows part of a device for the intermittent injection of fuel into a number of combustion chambers of an internal combustion engine 44. Only one cylinder head 42 assigned to two combustion chambers is shown in FIG. In a known manner, the cylinder head 42 per combustion chamber on a fuel injection valve receiving passage, in each of which a fuel injection valve 10, as shown in Figures 1 to 4 and described above, is used.
  • connection part 20 or connection body 20 ' With their connection part 20 or connection body 20 ', the injection valves 10 project beyond the cylinder head 42 and the high-pressure connections 22, 24 are located on the connection plane 30 facing away from the cylinder head 42 and are thus freely accessible.
  • a first high-pressure fuel line 164 forms a high-pressure fuel feed line and is connected, on the one hand, to a high-pressure feed pump 166 and, on the other hand, to the first high-pressure port 22 of a first injection valve 10 of the series of injection valves.
  • FIGS. 5 and 6 show a further second high-pressure fuel line 164 ', which has the second high-pressure port 24 of the second
  • the second high pressure port 24 is closed by a plug.
  • FIG. 6 shows the same arrangement of FIG
  • the centerlines 168 of the second high pressure fuel lines 164 'forming fuel high pressure communication lines are also in the same plane 26. In the illustrated embodiment, this also applies to the first high pressure fuel line 164.
  • the connection levels 30 of all interconnected fuel injection valves 10 are also in one plane.
  • the second high-pressure fuel lines 164 ' and in the present case also the first high-pressure fuel line 164, only have to have two 90 ° bends lying in the plane 26 and can be assembled and disassembled in a simple manner.
  • the high-pressure fuel lines 164, 164 ' have a double-walled design for monitoring any leakage, as can be seen from FIGS. 7 and 8.
  • An inner tube 170 is designed to guide the under very high pressure fuel. It has at both ends a conically tapering towards the free end, in the radial direction outside lying high pressure sealing surface 172, which is intended in the assembled state to cooperate with the high pressure sealing surface 66 of the respective high pressure port 22, 24.
  • the inner tube 170 extends within a (thin-walled) outer tube 174, wherein between the outer tube 174 and the inner tube 170, a leakage return gap 176 is present. At their two ends, the
  • connection nut 178 on; In this regard, reference is also made to FIGS. 9 and 10.
  • the terminal nut 178 is in a free end of the high pressure fuel line 164, 164 'facing
  • connection nut 178 has a radially outwardly open circumferential groove into which an O-ring 182 is inserted, which in the assembled state with the sealing surface 60 'in the first section 60 of the respective high-pressure port 22, 24 cooperates to the interior of the recess 58 to seal against the environment.
  • the terminal nut 178 has a nut passage 184 extending therethrough in the axial direction, through which the inner tube 170 passes to form a gap 186.
  • the mother passage 184 In its two-sided end portions of the mother passage 184 is formed larger in diameter.
  • the external thread 180 facing away from the first end portion 190 engages the outer tube 174, on the outside of another O-ring 182 'sealingly applied, which on the other hand is received in an inner circumferential groove of the connecting nut 178.
  • a mounting sleeve 192 is arranged, the structure of which is particularly well apparent from Figure 10.
  • the fastening sleeve 194 has in the axial direction in a central portion of an internal thread 194, by means of which they on a corresponding external thread of the Inner tube 170 is threaded.
  • the fastening sleeve 194 has four cross-shaped, groove-shaped leakage recesses 196 extending in the radial direction.
  • the fastening sleeve 192 is provided on the outside with a cone taper 198, which cooperates with a corresponding cone support surface 200 on the utter trimlass 184.
  • connection parts 20 the gaps 186 and thus the leakage return gaps 176 of the high-pressure fuel lines 164, 164 'are flow-connected to one another by means of the leakage bevel bores 182.
  • Leckagellindsbohrung 80 which can be determined by a simple manner a possible leakage of fuel.
  • a single leakage sensor which is preferably arranged at the beginning or at the end of the line system, is sufficient thus, to monitor the entire device for leakage.
  • the fuel injection valves 10 are sequentially controlled in a predetermined order for injection of very high pressure fuel.
  • the pilot valve 180 in the closing and the intermediate valve 145 in the open position and the injection valve member 126 sealingly against the injection valve 130 at.
  • Fuel injector 10 is electrically energized, whereby the pilot valve member 122 is released.
  • the pilot valve member 122 is lifted from its attachment to the further intermediate plate 154, after which fuel from the valve chamber 150 into the low-pressure fuel return 123 flows.
  • the intermediate valve 145 is closed, so that in the control chamber 142 can not nachfHessen high-pressure fuel from the high-pressure chamber 16. Due to the outflow of fuel from the control chamber through the throttle bore 96 into the valve chamber, the pressure in the control chamber 142 decreases, which leads to the lifting of the injection valve member 126 from the injection valve seat 130.
  • the high-pressure connections 22, 24 can also be arranged such that their connection axes 22 ', 24 * have an angle of 90 ° with a longitudinal direction defined by the longitudinal axis 14 or enclose an angle between 0 ° and 90 °.

Abstract

Das Brennstoffeinspritzventil (10) zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine weist ein Ventilgehäuse (12) auf, welches eine Längsachse (14) definiert und mit einem Hochdruckraum (16) versehen ist. Der Anschlussteil (20) des Ventilgehäuses (12) weist zwei gleich ausgebildete Hochdruckanschlüsse (22, 24) für Hochdruckbrennstoffleitungen auf. Die beiden gleich ausgebildeten Hochdruckanschlüsse (22, 24) sind in einer gemeinsamen Anschlussfläche (30 ') derart angeordnet, dass sie gleichgerichtet sind und ihre Anschlussachsen (22·, 24') parallel zueinander verlaufen. Im Inneren des Ventilgehäuses (12) sind die Hochdruckanschlüsse (22, 24) miteinander und mit dem Hochdruckraum (16) verbunden.

Description

Brennstoffeinspritzventil und Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einspritzventil zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine gemäss Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in eine Anzahl Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine gemäss dem Anspruch 14.
Ein Brennstoffeinspritzventil ist aus dem Dokument WO 2009/033304 AI bekannt. Es weist ein eine Längsachse definierendes und einen Hochdruckraum begrenzendes Ventilgehäuse auf, welches einerends einen mit dem Hochdruckraum verbundenen Düsenkörper trägt. Ein das Ventilgehäuse bildender Gehäusekörper ist in seinem dem Düsenkörper abgewandten Endbereich kopfartig verdickt ausgebildet und weist zwei, bezüglich der Längsachse zueinander diametral gegenüber liegende
Hochdruckanschlüsse auf (Fig. 8) . Eine in Richtung der Längsachse verlaufende Bohrung ist mittels eines Dichtstopfens verschlossen, welcher eine umlaufende Verbindungsnut, eine in deren Bodenbereich mündende Radialbohrung sowie eine auf der Längsachse liegende Sacklochbohrung aufweist. Über die Verbindungsnut sind die beiden Hochdruckanschlüsse miteinander verbunden, und über die Radialbohrung sowie die Sacklochbohrung sind die Hochdruckanschlüsse mit dem Hochdruckraum verbunden.
BESTÄTIGUNGSKOPIE derartiger Brennstoffeinspritzventile mittels
Brennstoffhochdruckverbindungsleitungen miteinander zu verbinden und ein erstes der Reihe von Brennstoffeinspritzventilen über eine Brennstoffhochdruckspeiseleitung mit einer
Hochdruckförderpumpe zu verbinden. Eine derartige Vorrichtung zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine hat den Vorteil, dass auf sperrige und teure so genannte Common Rails verzichtet werden kann und trotzdem, bei platzsparendem Aufbau, ein zuverlässiges Arbeiten der Einspritzventile gewährleistet werden kann. Wie dies auf besonders einfache Art und Weise ermöglicht wird, geht aus den Dokumenten WO 2007/009279 AI und WO 2009/033304 AI hervor.
Das Dokument WO 2011/085058 AI offenbart eine Brennstoffeinspritzeinrichtung, die einen
Hochdruckeingang, ein erstes Brennstoffeinspritzventil und zumindest ein weiteres Brennstoffeinspritzventil aufweist. Hierbei ist über den Hochdruckeingang Brennstoff zumindest mittelbar in einen Brennstoffräum des ersten Brennstoffeinspritzventils führbar, wobei das weitere Brennstoffeinspritzventil über eine Leitung mit dem ersten Brennstoffeinspritzventil verbunden ist und wobei über die Leitungen Brennstoff aus dem Brennstoffräum des ersten Brennstoffeinspritzventils in einen Brennstoffräum des weiteren Brennstoffeinspritzventils führbar ist. Zur Dämpfung von Druckpulsationen nehmen die Brennstoffräume der Brennstoffeinspritzventile ein Brennstoffgesamtvolumen auf, das ein Teilvolumen zur Brennstoffeinspritzung und zumindest ein zusätzliches Teilvolumen zum Ermöglichen der Dämpfung umfasst. Weiter sind in die Leitungen oder Hochdruckanschlüsse der Brennstoffeinspritzventile
Drosseln eingebaut .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine und eine Vorrichtung zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in eine Anzahl Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine derart zu schaffen, dass Hochdruckbrennstoffleitungen auf besonders einfache Art und Weise ausgebildet und an das Brennstoffeinspritzventil beziehungsweise die
Brennstoffeinspritzventile angeschlossen werden können.
Diese Aufgabe wird mit einem Brennstoffeinspritzventil , welches die Merkmale des Anspruchs 1, und eine Vorrichtung, welche die Merkmale des Anspruchs 14 aufweist, gelöst.
Das erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine weist ein vorzugsweise längliches und vorzugsweise wenigstens annähernd zylinderförmiges Ventilgehäuse auf, welches eine Längsachse definiert, und in welchem ein eine diskrete Speicherkammer aufweisender Hochdruckraum angeordnet ist. Dieser Hochdruckraum erstreckt sich in das Innere eines Düsenkörpers, welcher an einem längsseitigen Ende des Ventilgehäuses angeordnet und von diesem getragen ist. In einem vom Düsenkörper abgewandten Endbereich des Ventilgehäuses weist dieses einen Anschlussteil mit zwei Hochdruckanschlüssen auf. Diese definieren je ihre Anschlussachse und sind miteinander ungedrosselt als auch mit dem Hochdruckraum strömungs erbunden.
Erfindungsgemäss sind die zwei Hochdruckanschlüsse in einer gemeinsamen Anschlussfläche des Anschlussteils angeordnet, wobei sie gleich gerichtet sind und ihre Anschlussachsen parallel zueinander verlaufen.
In anderen Worten sind an die zwei Hochdruckanschlüsse von derselben Seite her Hochdruckbrennstoffleitungen anschliessbar . Bevorzugt ist eine Verbindungsleitung vorhanden, welche im Ventilgehäuse ausgebildet ist und die Hochdruckanschlüsse miteinander und mit dem Hochdruckraum verbindet. Ein erster Abschnitt der Verbindungsleitung führt vom ersten Hochdruckanschluss zum Hochdruckraum. Ein zweiter Abschnitt der Verbindungsleitung zweigt vom ersten Abschnitt ab und verbindet diesen mit dem zweiten Hochdruckanschluss . Dadurch sind die Hochdruckanschlüsse über eine Leitung und nicht über den Hochdruckraum miteinander verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anschlussfläche eine Anschlussebene . Dies ermöglicht eine besonders einfache Ausgestaltung.
Besonders bevorzugt verläuft diese Anschlussebene rechtwinklig zur Längsachse des Brennstoffeinspritzventils . Die Hochdruckanschlüsse befinden sich dadurch - im eingebauten Zustand - auf einer dem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine abgewandten und somit frei zugänglichen Seite des
Brennstoffeinspritzventils . Besonders bevorzugt bildet die Anschlussebene eine Stirnseite des Ventilgehäuses. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Anschlussachsen der beiden Hochdruckanschlüsse und die Längsachse des Ventilgehäuses parallel zueinander.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegen die Längsachse und die Anschlussachse in einer gemeinsamen Ebene, wobei besonders bevorzugt die Längsachse und eine der Anschlussachsen miteinander fluchten.
Eine besonders einfache Ausgestaltung sowohl des Brennstoffeinspritzventils als auch der Hochdruckbrennstof fleitungen ergibt sich, wenn die Hochdruckanschlüsse identisch ausgebildet sind.
Die Hochdruckanschlüsse weisen üblicherweise, konzentrisch zur Anschlussachse, eine vorzugsweise gegen das Gehäuseinnere sich konisch verjüngende Hochdruckdichtfläche für die Hochdruckbrennstoffleitungen auf .
In gewissen Einsatzgebieten für erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzventile, insbesondere wenn sie in Schiffsmotoren eingesetzt werden, kann es notwendig sein, dass eine Leckageüberwachung stattfindet. Zu diesem Zweck weisen die Hochdruckanschlüsse, in radialer Richtung ausserhalb der Hochdruckdichtflächen,
Leckageüberwachungsöffnungen auf, welche im Anschlussteil miteinander strömungsverbunden sind. In diesen Fällen sind die Hochdruckbrennstoffleitungen doppelwandig ausgebildet, wobei das Innenrohr der Führung des unter Hochdruck stehenden Brennstoffs und der Mantelraum zwischen dem Innenrohr und dem Aussenrohr der Leckageüberwachung dient. Der Mantelraum ist dann, im montierten Zustand, mit den Leckageüberwachungsöffnungen strömungsverbunden und das Innenrohr liegt dann mit seiner Dichtfläche an der Hochdruckdichtfläche dichtend an.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des
Brennstoffeinspritzventils weist der Düsenkörper einen Einspritzventilsitz auf, welcher mit dem Hochdruckraum strömungsverbunden ist. Durch den Düsenkörper hindurchgehende Düsenöffnungen befinden sich in bekannter Art und Weise im Bereich des Einspritzventilsitzes oder zentrisch von diesen in einer Düsenspitze. Mit dem Einspritzventilsitz wirkt ein insbesondere nadeiförmig ausgebildetes Einspritzventilglied zusammen, welches im Ventilgehäuse in Richtung der Längsachse verstellbar angeordnet ist. Eine Druckfeder stützt sich am Einspritzventilglied ab und beaufschlagt dieses mit einer in Richtung gegen den Einspritzventilsitz gerichteten Schliesskraft . Andererseits stützt sich die Druckfeder an einer Führungshülse ab und drückt diese an eine Zwischenplatte dichtend an. Die Führungshülse zusammen mit einem in der Führungshülse geführten, am Einspritzventilglied ausgebildeten Steuerkolben grenzt einen Steuerraum gegen den Hochdruckraum ab. Eine Steuervorrichtung zur Steuerung der axialen Bewegung des Einspritzventilgliedes durch Veränderung des Drucks im Steuerraum weist ein Zwischenventil auf, dessen Zwischenventilglied in Offenstellung einen mit dem Hochdruckraum verbundenen Hochdruckdurchlass in den Steuerraum freigibt und in Schliessstellung den Steuerraum vom Hochdruckdurchlass abtrennt. Weiter trennt das, vorzugsweise pilzförmig ausgebildete Zwischenventilglied den Steuerraum von einem Ventilraum dauernd ab, wobei der Steuerraum und der Ventilraum einzig über einen Drosseldurchlass dauernd miteinander verbunden sind. Mittels einer elektrisch gesteuerten Aktuatoranordnung wird ein Pilotventil betätigt, welches den Ventilraum mit einem Niederdruckbrennstoffrücklauf verbindet beziehungsweise von diesem abtrennt.
Die Steuervorrichtung ist in bevorzugter Weise ausgebildet, wie dies im Dokument WO 2007/098621 AI offenbart ist.
Die Aktuatoranordnung ist bevorzugt ausgebildet, wie dies aus dem Dokument WO 2008/046238 A2 bekannt ist.
Die betreffende Offenbarung in diesen Druckschriften sei hiermit durch Referenzname in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gehört zum Hochdruckraum eine diskrete Speicherkammer. Diese erlaubt es, bei den Einspritzvorgängen den Druckabfall in Grenzen zu halten.
Weiter ist in bevorzugter Weise eine Drosselvorrichtung vorhanden, welche den Fluss des Brennstoffs von den Hochdruckanschlüssen in die Speicherkammer wenigstens annähernd ungehindert zulässt und in entgegengesetzter Richtung drosselt. Dies ermöglicht, dass jedem Brennstoffeinspritzventil während seines Einspritzvorgangs unter Hochdruck stehender Brennstoff sowohl aus der diskreten Speicherkammer anderer
Brennstoffeinspritzventile als auch von einer Hochdruckfördereinrichtung (Hochdruckförderpumpe) zufHessen kann. Diesbezüglich wird ausdrücklich auf das Dokument WO 2007/009279 AI verwiesen, aus welchem der Aufbau und die Funktionsweise sowie die Dimensionierung derartiger Brennstoffeinspritzventile und diskreten Speicherkammern (sowie deren Zusammenwirkung mit den Hochdruckbrennstoffleitungen) bekannt ist. Die betreffende Offenbarung sei durch Referenzname in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
Die Drosselvorrichtung ist vorzugsweise als Rückschlagventil ausgebildet, dessen Rückschlagventilglied mit einer Drosselbohrung versehen ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Anschlussteil einen Anschlusskörper auf oder ist durch diesen gebildet. Am Anschlusskörper sind die Hochdruckanschlüsse und die Verbindungsleitung ausgebildet, wobei die Verbindungsleitung die Hochdruckanschlüsse ungedrosselt miteinander und mit der diskreten Speicherkammer verbindet, welche in einem am Anschlusskörper anliegenden Speicherkörper des Ventilgehäuses ausgebildet ist. Bevorzugt sind weiter am Anschlusskörper ein Niederdruckbrennstoffrücklaufanschluss - welcher mit dem Niederdruckbrennstoffrücklauf verbunden ist - sowie ein Elektroanschluss angeordnet, welcher über eine elektrische Verbindungsleitung mit der Aktuatoranordnung verbunden ist. Bevorzugt liegt weiter am Speicherkörper ein Zwischenkörper an, in welchem die Aktuatoranordnung angeordnet ist. Überdies bevorzugt liegt am Zwischenkörper ein Ventilkörper des Ventilgehäuses an, welcher auf der dem Zwischenkörper abgewandten Seite den Düsenkörper trägt. Im Ventilgehäuse ist das Einspritzventilglied und die Steuervorrichtung angeordnet.
Diese Körper liegen bevorzugt der Reihe nach in Richtung der Längsachse aneinander an und sind vorzugsweise mittels Überwurfmuttern aneinander befestigt. In bevorzugter Weise weisen die genannten Körper eine wenigstens annähernd kreiszylinderförmige Aussenkontur auf, wobei diese sich (absatzartig) vom Zwischenkörper bis zum Düsenkörper im Durchmesser verringern kann.
Bevorzugt weist das Ventilgehäuse, insbesondere der Anschlusskörper, wenigstens einen Befestigungsflansch auf,
5 welcher in radialer Richtung gegen aussen vorsteht.
Insbesondere sind zwei diametral gegenüber liegende Befestigungsflansche vorgesehen. Bevorzugt ist der Befestigungsflansch, beziehungsweise sind die
Befestigungsflansche, mit einem Durchgangsloch versehen. o Zum Befestigen des Brennstoffeinspritzventils am Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine wird das Durchgangsloch von einer Spannschraube durchgriffen, welche sich dann mit ihrem Kopf am betreffenden Befestigungsflansch abstützt und andererseits in den
5 Zylinderkopf eingewindet ist.
Besonders bevorzugt befindet sich der Befestigungsflansch, beziehungsweise befinden sich die Befestigungsflansche, in Richtung der Längsachse, zwischen dem Anschlussteil und dem Düsenkörper, insbesondere an einem in Richtung der o Längsachse verlaufenden Schenkel des Anschlusskörpers .
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in eine Anzahl Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine weist pro Brennraum ein erf indungsgemässes Brennstoffeinspritzventil auf. Die
5 Brennstoffeinspritzventile sind baugleich ausgebildet. An einen ersten der beiden Hochdruckanschlüsse eines ersten dieser Brennstoffeinspritzventile ist eine erste Hochdruckbrennstoffleitung - eine
Brennstoffhochdruckspeiseleitung - angeschlossen, welche o zur Speisung der Brennstoffeinspritzventile mit unter Hochdruck stehendem Brennstoff andererseits mit einer Hochdruckförderpumpe verbunden ist. An einen zweiten der beiden Hochdruckanschlüsse dieses ersten
Brennstoffeinspritzventils ist eine zweite
Hochdruckbrennstoffleitung angeschlossen, welche andererseits am ersten Hochdruckanschluss der beiden Hochdruckanschlüsse des nächst folgenden
Brennstoffeinspritzventils angeschlossen ist. Diese zweite Hochdruckbrennstof fleitung bildet eine
Brennstoffhochverbindungsleitung . Die Brennstoffeinspritzventile sind ungedrosselt miteinander und bevorzugt auch ungedrosselt mit der
Hochdruckförderpumpe strömungsverbunden.
Sind nur zwei Brennstoffeinspritzventile vorhanden, ist der zweite Hochdruckanschluss des zweiten Brennstoffeinspritzventils mittels eines Stopfens verschlossen.
Ist jedoch mindestens ein weiteres
Brennstoffeinspritzventil vorhanden, so ist an den zweiten Hochdruckanschluss des zweiten Einspritzventils eine weitere zweite Hochdruckbrennstoffleitung angeschlossen, die ihrerseits mit ihrem anderen Ende an den ersten Hochdruckanschluss des nachfolgenden Einspritzventils angeschlossen ist. Auf diese Art und Weise können eine Anzahl Brennstoffeinspritzventile über die Hochdruckbrennstoffleitungen ungedrosselt gespeist werden, wobei beim letzten der Reihe von Einspritzventilen der zweite Hochdruckanschluss mittels eines Stopfens verschlossen ist.
Bei einer derartigen Vorrichtung können einerseits alle Brennstoffeinspritzventile baugleich ausgeführt sein und sind diese auf einfache Art und Weise mit unter Hochdruck stehendem Brennstoff ungedrosselt belieferbar. Es kann auf ein grosses Speichervolumen, wie es als "Common Rail" bekannt ist, verzichtet werden. Dazu weist in bevorzugter Weise jedes Brennstoffeinspritzventil eine diskrete Speicherkammer und eine Drosselvorrichtung auf, wie sie weiter oben beschrieben sind. Die Funktionsweise, Ausführungsmöglichkeiten und die Dimensionierung sind im Dokument WO 2007/009279 AI offenbart, um unter allen Betriebsbedingungen optimale Einspritzvorgänge zu ermöglichen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Hochdruckbrennstoffleitung beziehungsweise sind die zweiten Hochdruckbrennstoffleitungen mit in einer Ebene liegenden Krümmungen versehen - das heisst, dass die Mittellinie der zweiten Hochdruckbrennstoffleitung in der Ebene liegt. Derartige Hochdruckbrennstoffleitungen sind auf einfache Art und Weise herstellbar, und ermöglicht wird dies dadurch, dass die baugleich ausgebildeten Einspritzventile parallel zueinander angeordnet sind und deren Hochdruckanschlüsse in der gemeinsamen Anschlussfläche, bevorzugt in der Anschlussebene, liegen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegen sämtliche zweiten Hochdruckbrennstoffleitungen - das heisst deren Mittellinien - in einer einzigen Ebene, und besonders bevorzugt liegen die Längsachsen der Brennstoffeinspritzventile und deren Anschlussachsen in derselben einzigen Ebene, wie die zweiten
Hochdruckbrennstoffleitungen. Sind die
Brennstoffeinspritzventile äquidistant angeordnet, können alle zweiten Hochdruckbrennstoffleitungen baugleich ausgeführt werden. Die vorliegende Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:
Fig. 1 in Ansicht ein erfindungsgemässes
Brennstoffeinspritzventil; das Einspritzventil gemäss Figur 1 in einem Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 1; in gleicher Darstellung wie Figur 2, jedoch vergrössert, ein erster Abschnitt des Brennstoffeinspritzventils ; in gleicher Darstellung wie Figur 2, jedoch vergrössert, einen zweiten Abschnitt des Brennstoffeinspritzventils ; in Draufsicht einen zwei Brennkammern einer Verbrennungskraftmaschine gerneinsamen
Zylinderkopf, in welchem pro Brennraum ein in den Figuren 1 bis 4 gezeigtes Einspritzventil montiert ist, sowie
Hochdruckbrennstoffleitungen; in Ansicht die Brennstoffeinspritzventile sowie die Hochdruckbrennstoffleitungen gemäss Figur 5, ohne Zylinderkopf;
Fig. 7 in Draufsicht eine Hochdruckbrennstoffleitung ;
Fig. 8 in einem Schnitt entlang der Linie VIII -VIII der
Figur 7 die dort gezeigte
Hochdruckbrennstoffleitung; Fig. 9 ein Anschlussabschnitt, der in den Figuren 5 bis 8 gezeigten Hochdruckbrennstoffleitungen; und
Fig. 10 in perspektivischer Darstellung eine
Befestigungshülse für die
Hochdruckbrennstoffleitungen .
Das in der Zeichnung dargestellte
Brennstoffeinspritzventil und die gezeigte Vorrichtung mit derartigen Einspritzventilen sind für eine Zündanlage für grosse Hubkolbenmotoren vorgesehen, welche mit Gas und/oder Diesel betrieben werden, auch so genannte "dual fuel" Motoren. Da es sich dabei um Motoren sehr grosser Leistung handelt, können die Injektoren eine grosse Baulänge aufweisen, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Die Einspritzventile dienen sozusagen als Pilotventil zum Zünden der Hauptladung Brennstoff. Einspritzventile und Vorrichtungen der erfindungsgemässen Art können jedoch auch - bei Motoren kleinerer Leistung - zum Einspritzen der Hauptladung eingesetzt werden.
Wie dies den Figuren 1 und 2 entnehmbar ist, weist das erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzventil 10 zur intermittierenden Einspritzung von unter sehr hohem Druck stehendem Brennstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine ein Ventilgehäuse 12 auf, welches eine Längsachse 14 definiert und in welchem ein Hochdruckraum 16 vorhanden ist.
Das Ventilgehäuse 12 trägt an seinem einspritzseitigen Ende einen Düsenkörper 18, welcher einen mit dem Hochdruckraum 16 verbundenen Düsenraum begrenzt. Im dem Düsenkörper 18 in Richtung der Längsachse 14 abgewandten Endbereich weist das Ventilgehäuse 12 einen Anschlussteil 20 auf, welcher einen Anschlusskopf 20' des Brennstoffeinspritzventils 10 bildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Anschlussteil 20 durch einen Anschlusskörper 20' gebildet.
Am Anschlussteil 20 beziehungsweise Anschlusskopf 20' sind zwei gleich ausgebildete Hochdruckanschlüsse 22, 24 angeformt, welche je eine Anschlussachse 22' beziehungsweise 24' definieren. Die beiden
Hochdruckanschlüsse 22, 24 sind gleich gerichtet und ihre Anschlussachsen 22', 24' verlaufen parallel zueinander.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel fluchtet die Anschlussachse 22' des ersten Hochdruckanschlusses 22 mit der Längsachse 14; letztere und die beiden Anschlussachsen 22' und 24' liegen in einer gemeinsamen Ebene 26, welche mit der Schnittebene II-II der Figur 1 und der Zeichnungsebene der Figur 2 zusammenfällt.
Die beiden Hochdruckanschlüsse 22, 24 sind durch eine am Anschlussteil 20 ausgebildete Verbindungsleitung 28, im Speziellen im Anschlusskopf 20', untereinander ungedrosselt und mit dem Hochdruckraum 16 verbunden.
Ein erster Abschnitt 28' der Verbindungsleitung 28 verbindet den ersten Hochdruckanschluss 22 mit dem Hochdruckraum 16. Von diesem ersten Abschnitt 28' zweigt ein zweiter Abschnitt 28' ' der Verbindungsleitung ab, welcher zum zweiten Hochdruckanschluss 24 führt. Die Verbindungsleitung 28 weist keine Drosseln auf; ebenso sind die Hochdruckanschlüsse 22, 24 ohne Drosseln ausgebildet .
Die beiden Hochdruckanschlüsse 22 und 24 sind in einer, im vorliegenden Fall eine Anschlussebene 30 bildenden Anschlussfläche 30' ausgebildet, welche, in Richtung der Längsachse 14 gesehen, die Stirnseite des Ventilgehäuses 12 bildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft die Anschlussebene 30 rechtwinklig zur Längsachse 14 und somit auch rechtwinklig zu den Anschlussachsen 22', 24'. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der den Anschlussteil 20 bildende Anschlusskörper 20' L- förmig ausgebildet, wobei der in Richtung der Längsachse 14 verlaufende Schenkel 32 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der dazu rechtwinklig verlaufende Anschlussschenkel 34 quaderförmig ausgebildet ist; letzterer bildet den Anschlusskopf 20'.
An einer Seitenfläche des Anschlussschenkels 34 ist ein Niederdruckbrennstoffrücklaufanschluss 36 angeordnet, und an einer rechtwinklig dazu verlaufenden Seitenfläche befindet sich ein in der Art einer Steckdose ausgebildeter Elektroanschluss 38.
Vom Schenkel 32 stehen diametral gegenüber in radialer Richtung gegen aussen Befestigungsflansche 40 ab, deren Durchgangslöcher 40' dazu bestimmt sind, von Spannschrauben 40' 1 durchgriffen zu werden, mittels welcher das Brennstoffeinspritzventil an einem Zylinderkopf 42 (siehe Figur 5) der
Verbrennungskraftmaschine 44 befestigt wird. An der den Hochdruckanschlüssen 22 , 24 abgewandten Stirnseite des Schenkels 32 und somit des Anschlusskörpers 22 liegt ein kreiszylinderförmiger Speicherkörper 46 an, welcher mittels einer ersten Überwurfmutter 48 in dichter Anlage gehalten ist. Der Speicherkörper 46 bildet einen Teil des Ventilgehäuses 12.
An der dem Anschlusskörper 20 ' abgewandten Stirnseite des Speicherkörpers 46 liegt an diesem ein Zwischenkörper 50 des Ventilgehäuses 12 an. Seine Aussenkontur ist kreiszylinderförmig.
Auf der dem Speicherkörper 46 abgewandten Seite des Zwischenkörpers 50 liegt an diesen ein Ventilkörper 52 an. An diesem greift eine zweite Überwurfmutter 54 an, welche den Zwischenkörper 50 umfasst und andernends in ein Aussengewinde des Speicherkörpers 46 eingewindet ist. Mittels der zweiten Überwurfmutter 54 ist der Ventilkörper 52 am Zwischenkörper 50, und letzterer am Speicherkörper 46, in dichtender Anlage gehalten.
Am freien Ende des Ventilkörpers 52 liegt der Düsenkörper 18 an, welcher seinerseits mittels einer dritten Überwurfmutter 56 am Ventilkörper 52 dichtend befestigt ist .
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Mittelachsen des Speicherkörpers 46, des Zwischenkörpers 50, des Ventilkörpers 52 und des Düsenkörpers 18 in der Längsachse 14 liegen.
Wie dies den Figuren 2 und 3 entnehmbar ist, sind die beiden Hochdruckanschlüsse 22, 24 durch im Querschnitt kreisförmige Ausnehmungen 58 im Anschlusskörper 20 Λ konzentrisch zu den betreffenden Anschlussachsen 22' , 24 Λ ausgebildet.
Die Hochdruckanschlüsse 22, 24, beziehungsweise die sie bildenden Ausnehmungen 58, weisen einen, nach einer Anfasung, an die Anschlussebene 30 anschliessenden, kreiszylinderförmigen ersten Abschnitt 60 auf. Die Mantelwand dieses ersten Abschnittes 60 dient als Niederdruckdichtfläche 60', wie dies später im Zusammenhang mit den Figuren 7 bis 10 erläutert ist.
Dem ersten Abschnitt 60 folgt, in Richtung gegen das Innere des Anschlusskörpers 20', eine sich konisch verjüngende Schulter, an welche ein kreiszylinderförmiger zweiter Abschnitt 62 anschliesst. Die Mantelwand dieses zweiten Abschnitts 62 ist als Innengewinde 621 ausgebildet .
Der ebene, rechtwinklig zur betreffenden Anschlussachse 22', 24' verlaufende Boden der Ausnehmung 58 ist mit 64 bezeichnet . Weiter weist jeder der beiden Hochdruckanschlüsse 22, 24 eine vom Boden 64 ausgehende, sich konisch verjüngende Hochdruckdichtfläche 66 auf, deren Achse mit der betreffenden Anschlussachse 22', 24' zusammenfällt. Von der Hochdruckdichtfläche 66 des ersten Hochdruckanschlusses 22 verläuft konzentrisch zur Anschlussachse 22' und Längsachse 14 eine Längsbohrung 68 durch den Düsenkörper 18 hindurch bis zu dessen, den Hochdruckanschlüssen 22, 24 abgewandten Stirnseite. Von der Hochdruckdichtfläche 66 des zweiten Hochdruckanschlusses 24 verläuft in Richtung der Anschlussachse 24' eine Sacklochbohrung 70, welche in eine Querbohrung 72 mündet, welche ihrerseits in die Längsbohrung 68 mündet.
Die Querbohrung 72 verläuft rechtwinklig zur Längsachse 14 und den Anschlussachsen 22' , 24' sowie in der Ebene 26. Sie ist von der den zweiten Hochdruckanschluss 24 näher gelegenen Seitenfläche 74 des Anschlussschenkels 34 her bis zur Längsbohrung 68 ausgebildet, wobei sie, in einem an die Seitenfläche 74 angrenzenden Endbereich einen grösseren Querschnitt aufweist, und stufenartig sich verjüngend, ausgebildet ist. Im innenliegenden Ende dieses Endbereichs ist eine Dichtkugel 76 angeordnet, welche mittels eines in den Endbereich eingewindeten und abgedichteten Andrückstopfens 78 derart gehalten ist, dass sie die Querbohrung 72 hochdruckmässig abdichtet. Zu diesem Zweck kann die Querbohrung 72 anschliessend an den Endbereich eine sich konisch verjüngende Dichtfläche aufweisen, gegen welche die Dichtkugel 76 gepresst wird.
Ein vom Hochdruckanschluss 22 zum Hochdruckraum 16 führender Abschnitt 68 ' der Längsbohrung 68 (entsprechend dem ersten Leitungsabschnitt 281 ) , die Sacklochbohrung 70 und die Querbohrung 72 (entsprechend dem zweiten Leitungsabschnitt 28'') bilden die weiter oben erwähnte Verbindungsleitung 28.
Von einem um die Dichtkugel 76 herum verlaufenden Ringraum, auf der dem Andrückstopfen 78 zugewandten Seite, verläuft parallel zur Anschlussachse 24 ' eine Leckagelängsbohrung 80 zum Boden 64 des zweiten Hochdruckanschlusses 24, wo sie, in radialer Richtung gesehen, ausserhalb der betreffenden Hochdruckdichtfläche 66, in die Ausnehmung 58 mündet und dort eine Leckageüberwachungsöffnung bildet. Weiter verlaufen vom Boden 64 der Ausnehmungen 58 der beiden Hochdruckanschlüsse 22, 24 von den einander zugewandten Seiten her Leckageschrägbohrungen 82, welche ineinander münden. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die hochdruckanschlussseitigen Mündungen der Leckageschrägbohrungen 82 in radialer Richtung ausserhalb der Hochdruckdichtflächen 66 liegen und ebenfalls Leckageüberwachungsöffnungen bilden .
An dieser Stelle sei erwähnt, dass Leckagebohrungen, wie die Leckagelängsbohrung 80 und Leckageschrägbohrungen 82, nicht notwendig sind, falls auf eine Leckageüberwachung verzichtet wird. Die Funktionsweise der Leckageüberwachung wird weiter unten im Zusammenhang mit den Figuren 7 bis 10 näher erläutert. Die Leckagelängsbohrung 80 im gezeigten Ausführungsbeispiel dient der Überwachung der Abdichtung der Verbindungsleitung 28 mittels der Dichtkugel 76.
Der Speicherkörper 46 weist eine von der im montierten Zustand dem Anschlusskörper 20' zugewandten Stirnseite her gefertigte Sacklochbohrung zum Querschnitt der Verbindungsleitung grösseren Durchmessers auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Durchmesser ca. 1/3 des Aussendurchmessers des kreiszylinderförmigen Speicherkörpers 46. Die Sacklochbohrung dient der Bildung einer diskreten Speicherkammer 84 für den unter Hochdruck stehenden Brennstoff. Von der im Anschlusskörper 20 Λ abgewandten Stirnseite des Speicherkörpers 46 verläuft, bezüglich der Längsachse 14 schräg verlaufend, eine Verbindungsbohrung 86 zum Boden der Speicherkammer 84.
In einem dem Anschlusskörper 20' zugewandten Endabschnitt weist die Sacklochbohrung einen grösseren Durchmesser auf,
5 um eine Schulter zum Abstützen eines Ventilträgers 88 eines Rückschlagventils 90 abzustützen. Der
Rückschlagventilsitz 92 ist durch einen ringförmigen, um die Mündung der Verbindungsleitung 28 herum verlaufenden Teil der dem Speicherkörper 46 zugewandten Stirnseite des o Anschlusskörpers 20' gebildet. Mit dem
Rückschlagventilsitz 92 arbeitet ein plattenförmig ausgebildeter Rückschlagventilkörper 94 zusammen, welcher mittig, auf der Längsachse 14, eine durchgehende Drosselbohrung 96 aufweist.
5 Der Rückschlagventilkörper 94 wird mittels einer als Druckfeder ausgebildeten Schliessfeder 98, welche sich andernends am Ventilträger 88 abstützt, mit einer in Schliessstellung des Rückschlagventils 90 gerichteten Schliesskraft beaufschlagt. o Zentrisch durch den Ventilträger 88 hindurch verläuft ein Durchläse 100 wenigstens annähernd gleichen Querschnitts wie die Verbindungsleitung 28. Im Übrigen schliesst der Ventilträger 88 die Speicherkammer 84 in axialer Richtung zum Anschlusskörper 20' hin ab.
5 Das Rückschlagventil 90, das eine Drosselvorrichtung bildet, lässt den Fluss von Hochdruckbrennstoff von den Hochdruckanschlüssen 22, 24 in die Speicherkammer 84 wenigstens annähernd ungehindert zu und drosselt den Fluss in entgegengesetzter Richtung. Sind mehrere Brennstoffeinspritzventile 10 mittels Hochdruckbrennstoffleitungen 164, 164' miteinander und mit einer Brennstoffhochdruckpumpe 166 verbunden, wie dies in den Figuren 5 und 6 gezeigt und weiter unten näher beschrieben ist, ist die Drosselwirkung des Rückschlagventils 90 derart ausgelegt, dass jedem Brennstoffeinspritzventil 10 während eines
Einspritzvorgangs Hochdruckbrennstoff aus den
Speicherkammern 86 anderer Brennstoffeinspritzventile 10, aus den Brennstoffhochdruckleitungen 164, 164' und von der Hochdruckfördereinrichtung 166 zufliesst. Diese
Funktionsweise ist im Dokument WO 2007/009279 AI ausführlich und auch im Dokument WO 2009/033304 AI beschrieben. Es wird ausdrücklich auf diese Dokumente verwiesen.
Am Ventilträger 88 ist weiter ein Filter 102, im vorliegenden Fall ein becherförmiger Lochfilter, befestigt, welcher vom Ventilträger 88 in das Innere der Speicherkammer 84 vorsteht und in welchem der Durchläse 100 durch den Ventilträger 88 mündet. Der Filter 102 und das Rückschlagventil 90 können unterschiedlich ausgebildet sein, bevorzugte Ausführungsformen gehen aus dem Dokument WO 2009/033304 AI hervor.
Der Filter 102 verhindert, dass Festpartikel in den Hochdruckraum 16 eindringen und die Funktion des Brennstoffeinspritzventils 10 beeinträchtigen können.
Weiter verläuft durch die die Speicherkammer 84 begrenzende Wand des Speicherkörpers 46 in Längsrichtung hindurch ein Kanal 104. Ein entsprechender Kanal ist auch am Anschlusskörper 20' ausgebildet, welcher mit dem Kanal 104 fluchtet und zum Elektroanschluss 38 führt. Von diesem führt eine elektrische Steuerleitung 106 durch den Kanal 104 im Anschlusskörper 20' und Speicherkörper 46 zu Anschlusskontakten 108, welche im montiertem Zustand in den Kanal 104 hineinragen.
Schlussendlich weist der Speicherkörper 46 einen zur dem Anschlusskörper 20' abgewandten und dem Zwischenkörper 50 zugewandten Stirnseite hin offene Ausnehmung auf, in welcher eine Druckfeder 110 angeordnet ist. Diese dient dem Festhalten einer elektrisch gesteuerten
Aktuatoranordnung 112, in einer entsprechenden Ausnehmung im Zwischenkörper 50. Die Aktuatoranordnung 112 ist mit den Anschlusskontakten 108 und über diese und die elektrische Steuerleitung 106 mit dem Elektroanschluss 38 elektrisch verbunden.
Derartige Aktuatoranordnungen 112 sind allgemein bekannt und im vorliegenden Fall derart ausgebildet, wie in Figur 5 des Dokuments WO 2008/046238 A2 gezeigt und ausführlich beschrieben. Auch die unterschiedlich ausgebildeten Aktuatoranordnungen, wie sie im genannten Dokument offenbart werden, können im vorliegenden
Brennstoffeinspritzventil 10 eingesetzt werden. Bezüglich Aufbau und Funktionsweise wird ausdrücklich auf das Dokument WO 2008/046238 A verwiesen. Im in den Figuren 2, 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Aktuatoranordnung 112 in einer
Aktuatoraufnahmeausnehmung 113 des Zwischenkörpers 50 aufgenommen, welche, bezüglich der Längsachse 14, seitlich versetzt angeordnet ist. Dies verschafft Platz für eine weitere Verbindungsbohrung 86', welche mit der Verbindungsbohrung 86 strömungsverbunden ist und parallel zur Längsachse 14 durch den Zwischenkörper 50 hindurch verläuft .
Die Aktuatoranordnung 112 weist einen Betätigungsschaft 114 auf, welcher mittels einer Aktuatorfeder 116 in Schliessrichtung eines Pilotventils 118 vorgespannt und entgegen der Kraft der Aktuatorfeder 116 mittels eines Elektromagneten 120 in Öffnungsrichtung des Pilotventils 118 bewegbar ist. Der Elektromagnet 120 wird von einer elektrischen Steuerung her angesteuert, welche die Steuersignale an den Elektroanschluss 38 liefert.
Vom Boden der Aktuatoraufnahmeausnehmung 113 des Zwischenkörpers 50 verläuft durch diesen hindurch ein Durchlass, in welchem ein Pilotventilglied 122 in axialer Richtung verschiebbar aufgenommen ist. Dieses wird mittels des Betätigungsschafts 114 betätigt.
Vom Bodenbereich der Aktuatoraufnahmeausnehmung 113 verläuft durch den Zwischenkörper 50, dann den Speicherkörper 46 und den Anschlusskörper 20 Λ zum Niederdruckbrennstoffrücklaufanschluss 36 ein gestrichelt angedeuteter Niederdruckbrennstoffrücklauf 123. Der bei geöffnetem Pilotventil 118 ausfliessende Brennstoff wird damit zu einem Brennstoff ücklaufSammelbehälter geführt, wie dies allgemein bekannt ist. Wie dies insbesondere in der Figur 4 dargestellt ist, weist der Ventilkörper 52 eine im Querschnitt kreisförmige, mehrfach abgestufte, in axialer Richtung durchgehende und zu dieser konzentrische
Ventilkörperausnehmung 124 auf, in welcher ein nadeiförmiges Einspritzventilglied 126 in axialer Richtung verschiebbar sowie eine hydraulische Steuervorrichtung 128 zur Steuerung der Bewegung des Einspritzventilgliedes 126 in bekannter Art und Weise aufgenommen sind. Das Einspritzventilglied 126 ragt in den becherförmig ausgebildeten Düsenkörper 18 hinein und wirkt dort in bekannter Art und Weise mit einem Einspritzventilsitz 130 zusammen, um durchgehende Düsenöffnungen 132 mit dem Hochdruckraum 16 zu verbinden beziehungsweise von diesem abzutrennen. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass zwischen dem Einspritzventilglied 126 und dem Ventilkörper 52 sowie dem Düsenkörper 18 ein Spalt vorhanden ist, damit der unter Hochdruck stehende Brennstoff verlustarm dem Einspritzventilsitz 130 und den Düsenöffnungen 132 zufHessen kann.
Eine Druckfeder 134 stützt sich einerseits in bekannter Art und Weise am Einspritzventilglied 126 ab und beaufschlagt dieses mit einer in Richtung gegen den Einspritzventilsitz 130 gerichteten Schliesskraft . Andererseits stützt sich die Druckfeder 134 an einer Führungshülse 136 ab, welche dadurch an eine Zwischenplatte 138 dichtend angedrückt wird.
Im diesseitigen Endbereich ist das Einspritzventilglied als Steuerkolben 140 ausgebildet, welcher in der Führungshülse 136 in enger Gleitpassung geführt ist. Der Steuerkolben, zusammen mit der Führungshülse, grenzen einen Steuerarm 142 gegen den Hochdruckraum 16 ab.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird das nadeiförmige Einspritzventilglied 122 einerseits an der Führungshülse 136 und andererseits mit in radialer vorstehenden Führungslippen am Düsenkörper 18 geführt.
Zur Steuerung der Bewegung des Einspritzventilgliedes 126 in axialer Richtung wird mittels einer hydraulischen Steuervorrichtung 128 der Druck im Steuerraum 142 verändert .
Die Steuervorrichtung 128 weist ein Zwischenventil 145 mit einem Zwischenventilglied 146 auf, welches in Offenstellung einen an der Zwischenplatte 138 ausgebildeten Hochdruckdurchlass 148, welcher vom Hochdruckraum 16 in den Steuerraum 142 führt, freigibt und in Schliessstellung, um den Steuerraum 142 vom Hochdruckraum 116 abzutrennen, verschliesst .
Weiter trennt das Zwischenventilglied 146 den Steuerraum 142 von einem Ventilraum 150 permanent ab, mit der Ausnahme eines Drosseldurchlasses 152, über welchem der Steuerraum 142 mit dem Ventilraum 150 dauernd über einen kleinen Strömungsquerschnitt miteinander verbunden sind.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Zwischenventilglied 146 pilzförmig ausgebildet, wobei der
Stamm in Gleitpassung in einen Durchläse der
Zwischenplatte 138 geführt ist und der im Steuerraum 142 angeordnete Pilzkopf in Schliessstellung an der Zwischenplatte 138 anliegt, um die in diesem Bereich angeordnete Mündung des Hochdruckdurchlasses 148 zu verschliessen. Ist der Pilzkopf von der Zwischenplatte 138 abgehoben, kann der Brennstoff zwischen diesem und der
Führungshülse 136 hindurch in den Steuerraum 142 hineinfHessen. Auf der dem Steuerraum 142 abgewandten Seite liegt die Zwischenplatte 138 an einer weiteren Zwischenplatte 154 dichtend an, welche mittels eines Positionierstifts 156 in vordefinierter Drehlage im Ventilgehäuse 112 gehalten ist und welche, zusammen mit der Zwischenplatte 138 und dem Zwischenventilglied 146 beziehungsweise dem Pilzstamm davon, den Ventilraum 150 begrenzt.
In Flucht mit der Achse der Aktuatoranordnung 112 weist die weitere Zwischenplatte 154 einen Auslassdurchlass 158 auf, welcher vom Ventilraum 150 in Richtung zur Aktuatoranordnung 112 stufenartig verjüngend ausgebildet ist .
Der Auslassdurchlass 158 ist mittels des von der Aktuatoranordnung 112 gesteuerten Pilotventilglieds 122 verschliessbar beziehungsweise zum
Niederdruckbrennstoffrücklauf 123 hin freigebbar. Die weitere Zwischenplatte 154 bildet mit einem um die Mündung des Auslassdurchlasses 158 herum verlaufenden Ringbereich einen mit dem Pilotventilglied 122 zusammenwirkenden Pilotventilsitz des Pilotventils 118.
Der detaillierte Aufbau und die Funktionsweise von Brennstoffeinspritzventilen 10 mit einer derartigen Steuervorrichtung 128, mit dem Pilotventil 118 und der Aktuatoranordnung 112, ist in den Druckschriften WO 2007/098621 A und WO 2008/046238 A ausführlich beschrieben. Die in diesen Dokumenten offenbarten anderen Ausführungsformen sind ebenfalls im erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventil 10 einsetzbar. Figur 5 zeigt einen Teil einer Vorrichtung zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in eine Anzahl Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine 44. Von dieser ist in der Figur 5 nur ein zwei Brennräumen zugeordneter Zylinderkopf 42 gezeigt. In bekannter Art und Weise weist der Zylinderkopf 42 pro Brennraum einen Brennstoffeinspritzventilaufnahmedurchlass auf, in welchem je ein Brennstoffeinspritzventil 10, wie es in den Figuren 1 bis 4 gezeigt und weiter oben beschrieben ist, eingesetzt ist.
Mittels Spannschrauben 40'' sind die Einspritzventile 10 am Zylinderkopf 42 befestigt.
Mit ihrem Anschlussteil 20 beziehungsweise Anschlusskörper 20' stehen die Einspritzventile 10 über den Zylinderkopf 42 vor und die Hochdruckanschlüsse 22, 24 befinden sich auf der den Zylinderkopf 42 abgewandten Anschlussebene 30 und sind somit frei zugänglich.
Eine erste Hochdruckbrennstoffleitung 164 bildet eine Brennstoffhochdruckspeiseleitung und ist einerseits an eine Hochdruckförderpumpe 166 und andererseits an den ersten Hochdruckanschluss 22 eines ersten Einspritzventils 10 der Reihe von Einspritzventilen angeschlossen.
An dem zweiten Hochdruckanschluss 24 dieses Brennstoffeinspritzventils 10 ist eine zweite Hochdruckbrennstoffleitung 164' angeschlossen, welche andererseits an den ersten Hochdruckanschluss 22 des nächst folgenden Brennstoffeinspritzventils 10 angeschlossen ist. In den Figuren 5 und 6 ist eine weitere zweite Hochdruckbrennstoffleitung 164' gezeigt, welche den zweiten Hochdruckanschluss 24 des zweiten
Brennstoffeinspritzventils 10 mit dem ersten Hochdruckanschluss 22 eines nicht gezeigten, nächst folgenden Brennstoffeinspritzventils 10 verbindet.
Die zweiten Hochdruckbrennstoffleitungen bilden
Brennstoffhochdruckverbindungsleitungen.
Beim letzten der Reihe von Einspritzventilen 130 ist der zweite Hochdruckanschluss 24 mittels eines Stopfens verschlossen.
Figur 6 zeigt dieselbe Anordnung von
Brennstoffeinspritzventilen 10 und
Hochdruckbrennstoffleitungen 164, 164', wie Figur 5, jedoch ohne Zylinderkopf 42.
Bevorzugt liegen, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel, die Längsachsen 14 der Brennstoffeinspritzventile 10 der Reihe von Brennstoffeinspritzventilen 10, als auch deren Anschlussachsen 22', 24' der Hochdruckanschlüsse 22, 24 in der gemeinsamen Ebene 26.
Weiter liegen im gezeigten Ausführungsbeispiel die Mittellinien 168 der zweiten Hochdruckbrennstoffleitungen 164 ' , welche Brennstoffhochdruckverbindungsleitungen bilden, ebenfalls in derselben Ebene 26. Im gezeigten Ausführungsbeispiel trifft dies auch für die erste Hochdruckbrennstoffleitung 164 zu. Die Anschlussebenen 30 aller miteinander verbundenen Brennstoffeinspritzventile 10 liegen ebenfalls in einer Ebene .
Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass die zweiten Hochdruckbrennstoffleitungen 164', und im vorliegenden Fall auch die erste Hochdruckbrennstoffleitung 164, nur je zwei in der Ebene 26 liegende 90° -Bogen aufweisen müssen und auf einfache Art und Weise montierbar und demontierbar sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Hochdruckbrennstoffleitungen 164, 164' zur Überwachung von allfälliger Leckage doppelwandig ausgebildet, wie dies aus den Figuren 7 und 8 hervorgeht. Ein Innenrohr 170 ist zur Führung des unter sehr hohem Druck stehenden Brennstoffs bestimmt. Es weist an beiden Enden eine sich zum freien Ende hin konisch verjüngende, in radialer Richtung aussen liegende Hochdruckdichtfläche 172 auf, welche im montierten Zustand dazu bestimmt ist, mit der Hochdruckdichtfläche 66 des betreffenden Hochdruckanschlusses 22, 24 zusammenzuwirken.
Das Innenrohr 170 verläuft innerhalb eines (dünnwandigen) Aussenrohres 174, wobei zwischen dem Aussenrohr 174 und dem Innenrohr 170 ein Leckagerückführspalt 176 vorhanden ist . An ihren beiden Enden weisen die
Hochdruckbrennstoffleitungen 164, 164' eine
Anschlussmutter 178 auf; diesbezüglicOh wird auch auf die Figuren 9 und 10 verwiesen. Die Anschlussmutter 178 ist in einem dem freien Ende der Hochdruckbrennstoffleitung 164, 164' zugewandten
Endbereich mit einem Aussengewinde 180 versehen, welche dazu bestimmt ist, in das Innengewinde 62' des zweiten Abschnitts 62 des betreffenden Hochdruckanschlusses 22, 24 eingewindet zu werden.
Weiter weist die Anschlussmutter 178 eine in radialer Richtung aussen offene Umfangsnut auf, in welche ein O-Ring 182 eingesetzt ist, welcher im montierten Zustand mit der Dichtfläche 60' im ersten Abschnitt 60 des betreffenden Hochdruckanschlusses 22, 24 zusammenwirkt, um das Innere der Ausnehmung 58 gegen die Umgebung hin abzudichten.
Weiter weist die Anschlussmutter 178 einen in axialer Richtung durch sie hindurch verlaufenden Mutterdurchlass 184 auf, durch welchen hindurch das Innenrohr 170 unter Bildung eines Spalts 186 hindurch verläuft. In seinen beidseitigen Endbereichen ist der Mutterdurchlass 184 im Durchmesser grösser ausgebildet. In dem dem Aussengewinde 180 abgewandten ersten Endbereich 190 greift das Aussenrohr 174 ein, an dessen Aussenseite ein weiterer O-Ring 182' dichtend anliegt, welcher andererseits in einer innen liegenden Umfangsnut der Anschlussmutter 178 aufgenommen ist. In dem freien Ende der Hochdruckbrennstoffleitung 64, 64' zugewandten zweiten Endbereich 190' ist eine Befestigungshülse 192 angeordnet, deren Aufbau besonders gut aus Figur 10 hervorgeht. Sie weist in axialer Richtung in einem Mittenabschnitt ein Innengewinde 194 auf, mittels welchem sie auf ein entsprechendes Aussengewinde des Innenrohres 170 aufgewindet ist. In ihrem dem freien Ende der Hochdruckbrennstoffleitung 164, 164' abgewandten Endbereich weist die Befestigungshülse 194 vier kreuzweise gegenüberliegende, in radialer Richtung durchgehende nutenförmige Leckageausnehmungen 196 auf. Hier ist die Befestigungshülse 192 aussenseitig mit einer Konusverjüngung 198 versehen, welche mit einer entsprechenden Konusstützfläche 200 am utterdurchlass 184 zusammenwirkt . Im montierten Zustand wird die Hochdruckdichtfläche 172 des Innenrohres 170 mittels der Anschlussmutter 178 über die Befestigungshülse 192 in dichter Anlage an der Hochdruckdichtfläche 66 des betreffenden
Hochdruckanschlusses 22, 24 gehalten. Sollte die von den beiden Dichtflächen 66 und 172 gebildete Dichtung lecken, kann der Leckagebrennstoff durch die Leckageausnehmungen 196 in den radial aussen von der Anschlussmutter 178 begrenzten Spalt 186 gelangen. Dieser ist mit dem Leckagerückführspalt 176 zwischen dem Innenrohr 170 und dem Aussenrohr 174 strömungsverbunden . Sollte das Innenrohr 170 selber lecken, wird auch der betreffende Leckagebrennstoff im Aussenrohr 174 aufgefangen.
Weiter sind in den Anschlussteilen 20 mittels der Leckageschrägbohrungen 182 die Spalte 186 und somit die Leckagerückführspalte 176 der Hochdruckbrennstoffleitungen 164, 164' miteinander strömungsverbunden. In diese Verbindung hinein führt auch die Leckagelängsbohrung 80, wodurch über einfache Art und Weise eine allfällige Leckage von Brennstoff festgestellt werden kann. Ein einziger Leckagesensor, welcher vorzugsweise am Anfang oder am Ende des Leitungssystems angeordnet ist, reicht somit aus, die gesamte Vorrichtung auf Leckage zu überwachen .
In bekannter Art und Weise werden die Brennstoffeinspritzventile 10 in einer vorgegebenen Reihenfolge nacheinander für eine Einspritzung von unter sehr hohem Druck stehendem Brennstoff angesteuert. Im Ruhezustand sind das Pilotventil 180 in Schliess- und das Zwischenventil 145 in Offenstellung und liegt das Einspritzventilglied 126 dichtend am Einspritzventil 130 an.
Zum Auslösen eines Einspritzvorgangs wird die Aktuatoranordnung 112 des betreffenden
Brennstoffeinspritzventils 10 elektrisch erregt, wodurch das Pilotventilglied 122 frei gegeben wird. In Folge des im Ventilraum 150 anstehenden Hochdrucks wird das Pilotventilglied 122 von seiner Anlage an der weiteren Zwischenplatte 154 abgehoben, wonach Brennstoff aus dem Ventilraum 150 in den Niederdruckbrennstoffrücklauf 123 abfliesst. In Folge der dadurch entstehenden Druckdifferenz zwischen dem Druck im Steuerraum 142 und im Ventilraum 150 wird das Zwischenventil 145 geschlossen, so dass in den Steuerraum 142 kein unter Hochdruck stehender Brennstoff aus dem Hochdruckraum 16 nachfHessen kann. Durch das Ausfliessen von Brennstoff aus dem Steuerraum durch die Drosselbohrung 96 in den Ventilraum sinkt der Druck im Steuerraum 142, was zum Abheben des Einspritzventilgliedes 126 ab dem Einspritzventilsitz 130 führt . Dadurch wird unter Hochdruck stehender Brennstoff durch die Düsenöffnungen 132 in den Brennraum eingespritzt. Zur Beendigung des Einspritzvorgangs wird die Aktuatoranordnung 112 entregt, was zur Schliessung des Pilotventils 118 führt. Dadurch steigt im Ventilraum 150 der Druck, indem durch die <Drosselbohrung 96 aus dem Steuerraum 142 Brennstoff hinein fliessen kann. Diese Druckerhöhung hat zur Folge, dass das Zwischenventil 145 öffnet und das Nachfliessen von unter Hochdruck stehendem Brennstoff aus dem Hochdruckraum 16 in den Steuerraum 142 frei gibt. Dies führt zu einer raschen Druckerhöhung im Steuerraum 142, was zur Bewegung des Einspritzventilglieds 162 auf den Einspritzventilsitz 130 zu und die Beendigung des Einspritzvorgangs führt.
Während des Einspritzvorgangs sinkt der Druck im Hochdruckraum 16. In Folge der diskreten Speicherkämmern 84 und des mit der Drosselbohrung 96 versehenen Rückschlagventils 90 kann nun während eines Einspritzvorgangs Brennstoff von der Hochdruckförderpumpe 166, den Hochdruckbrennstoffleitungen 164, 164' und weiteren Brennstoffeinspritzventilen 10 in das einspritzende Brennstoffeinspritzventil 10 nachfliessen. Dies gewährleistet optimale Einspritzvorgänge bei kleineren diskreten Speicherkammern 46 und somit wenig Raum beanspruchenden Brennstoffeinspritzventilen 10, ohne dass eine grosse Speicherkammer in der Form eines "Common Rail" vorhanden ist.
Die Hochdruckanschlüsse 22, 24 können, im Unterschied zu der in den Figuren 2, 3, 5 und 6 gezeigten Ausführungsform, auch derart angeordnet sein, dass ihre Anschlussachsen 22', 24* mit einer von der Längsachse 14 definierten Längsrichtung einen Winkel von 90° oder einen zwischen 0° und 90° liegenden Winkel einschliessen.

Claims

Patentansprüche
Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem einen Hochdruckraum (16) mit einer diskreten Speicherkammer (84) aufweisenden und eine Längsachse (14) definierenden Ventilgehäuse (12), welches einerseits einen mit dem Hochdruckraum (16) verbundenen Düsenkörper (18) trägt und andererseits einen Anschlussteil (20) mit zwei, je eine Anschlussachse (22 ', 24') definierenden, mit dem Hochdruckraum (16) und ungedrosselt miteinander verbundenen Hochdruckanschlüssen (22, 24) für Hochdruckbrennstoffleitungen (164, 164') aufweist, wobei die Hochdruckanschlüsse (22, 24) in einer gemeinsamen Anschlussfläche (30 ') des
Anschlussteils (20) derart angeordnet sind, dass sie gleichgerichtet sind und ihre Anschlussachsen (22 ', 24') parallel verlaufen.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Hochdruckanschlüsse
(22, 24) miteinander und mit dem Hochdruckraum (16) verbindende Verbindungsleitung (28) , welche einen vom ersten Hochdruckanschluss (22) zum Hochdruckraum (16) , insbesondere zur diskreten Speicherkammer (84) , führenden ersten Abschnitt
(28') und einen von diesem abzweigenden zweiten Abschnitt (281') aufweist, welcher zum zweiten Hochdruckanschluss (24) führt. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Drosselvorrichtung (90) , welche den Fluss des Brennstoffs von den Hochdruckanschlüssen (22, 24) in die diskrete Speicherkammer (84) wenigstens annähernd ungehindert zulässt und in entgegengesetzter Richtung drosselt.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (12) wenigstens einen, in radialer Richtung gegen aussen abstehenden
Befestigungsflansch (40) , vorzugsweise diametral von Ventilgehäuse (12) abstehende
Befestigungsflansche (40) aufweist, und bevorzugt jeder Befestigungsflansch (40) mit einem Durchgangsloch (40') versehen ist, welches dazu bestimmt ist - zum Befestigen des Brennstoffeinspritzventils an einem Zylinderkopf (42) der Verbrennungskraftmaschine (44) - von einer Spannschraube (40'') durchgriffen zu sein.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (40) beziehungsweise die Befestigungsflasche (40) , in Richtung der Längsachse (14), zwischen einem Anschlusskopf 20' des Anschlussteils (20) und dem Düsenkörper (18) angeordnet ist beziehungsweise sind.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfläche (30') eine Anschlussebene (30) ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussebene (30) rechtwinklig zur Längsachse (14) verläuft.
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Anschlussachsen (22', 24') parallel zur Längsachse (14) verlaufen.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (14) und die Anschlussachsen (22', 24') in einer gemeinsamen
Ebene (26) verlaufen.
10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckanschlüsse (22, 24) gleich ausgebildet sind.
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckanschlüsse (22, 24) mittig eine vorzugsweise konische Anschlussdichtflache (66) für die Hochdruckbrennstoffleitungen (164, 164') und, in radialer Richtung ausserhalb der
Anschlussdichtflächen (66) , miteinander verbundene Leckageüberwachungsöffnungen (82) aufweisen.
12. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (18) einen mit dem Hochdruckraum (16) verbundenen Einspritzventilsitz (130) aufweist, mit welchem ein im Ventilgehäuse (12) in Richtung der Längsachse (14) verstellbar angeordnetes Einspritzventilglied (126) zusammenwirkt, eine Druckfeder (134) sich einerseits an Einspritzventilglied (126) abstützt und dieses mit einer in Richtung gegen den Einspritzventilsitz (130) gerichteten Schliesskraft beaufschlagt und sich andererseits an einer Führungshülse (136) abstützt und dabei die Führungshülse (136) an eine Zwischenplatte (138) dichtend andrückt, die Führungshülse (136) zusammen mit einem in der Führungshülse (136) geführten Steuerkolben (140) des Einspritzventilglieds (126) einen Steuerraum (142) gegen den Hochdruckraum (16) abgrenzt, eine Steuervorrichtung (128) zur Steuerung der axialen Bewegung des
Einspritzventilglieds (126) durch Veränderung des Drucks im Steuerraum (142) ein Zwischenventil (145) aufweist, dessen Zwischenventilglied (146) in Offenstellung einen mit dem Hochdruckraum (16) verbundenen Hochdruckdurchlass (148) in den Steuerraum (142) freigibt und in Schliessstellung den Steuerraum (142) vom Hochdruckdurchlass (148) abtrennt sowie den Steuerraum (142) von einem Ventilraum (150) dauernd - bis auf einen Drosseldurchlass (152) - abtrennt, und mittels einer elektrisch betätigten Aktuatoranordnung (112) der Ventilraum (150) mit einem
Niederdruckbrennstoffrücklauf (123) verbindbar und von diesem abtrennbar ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussteil (20) einen Anschlusskörper (20') aufweist, an welchem die Hochdruckanschlüsse (22, 24) und gegebenenfalls die Verbindungsleitung (28) ausgebildet sind, wobei die Verbindungsleitung (28) die Hochdruckanschlüsse (22, 24) miteinander ungedrosselt und mit der in einem am Anschlusskörper (20') anliegenden Speicherkörper (46) des Ventilgehäuses (12) ausgebildeten diskreten Speicherkammer (84) verbindet, am Anschlusskörper (20') ein Niederdruckbrennstoffrücklaufanschluss (36) sowie ein mit der Aktuatoranordnung (112) verbundener Elektroanschluss (38) angeordnet sind, am Speicherkörper (46) ein Zwischenkörper (50) des Ventilgehäuses (12) anliegt, in welchem die Aktuatoranordnung (112) angeordnet ist, und am Zwischenkörper (50) ein Ventilkörper (52) des Ventilgehäuses (12) anliegt, welcher andererseits den Düsenkörper (18) trägt und in welchem das Einspritzventilglied (126) und die
Steuervorrichtung (128) angeordnet sind.
Vorrichtung zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in eine Anzahl Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine, mit pro Brennraum einem Brennstoffeinspritzventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die
Brennstoffeinspritzventile (10) baugleich ausgebildet sind, an einen ersten der beiden Hochdruckanschlüsse (22, 24) eines ersten der Brennstoffeinspritzventile (10) eine erste Hochdruckbrennstoffleitung (164) - eine
Brennstoffhochdruckspeiseleitung - angeschlossen ist, welche zur Speisung der
Brennstoffeinspritzventile (10) mit Brennstoff andererseits mit einer Hochdruckförderpumpe (166) verbunden ist, und an jeweils den zweiten der beiden Hochdruckanschlüsse (22, 24) der Brennstoffeinspritzventile (10) eine zweite Hochdruckbrennstoffleitung (164·) - eine
Brennstoffhochdruckverbindungsleitung
angeschlossen ist, welche andererseits an einen ersten Hochdruckanschluss (22) eines jeweils nachfolgenden Brennstoffeinspritzventils (10) angeschlossen ist, wobei jedoch beim letzten der Brennstoffeinspritzventile (10) der zweite Hochdruckanschluss (24) mittels eines Stopfens verschlossen ist und wobei die
Brennstoffeinspritzventile miteinander und bevorzugt mit der Hochdruckförderpumpe (166) ungedrosselt verbunden sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hochdruckbrennstoffleitung (1641), beziehungsweise alle zweiten Hochdruckbrennstoffleitungen (1641), in einer einzigen Ebene (26) liegende Krümmungen aufweist beziehungsweise aufweisen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Hochdruckbrennstoffleitungen (164') in einer einzigen Ebene (26) liegen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen (14) der Brennstoffeinspritzventile (10) und deren Anschlussachsen (22', 24') in derselben Ebene (26) liegen wie die zweiten Hochdruckbrennstoffleitungen (164 ' ) .
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