WO2014000961A1 - Fuel injector having a magnetic actuator - Google Patents

Fuel injector having a magnetic actuator Download PDF

Info

Publication number
WO2014000961A1
WO2014000961A1 PCT/EP2013/060109 EP2013060109W WO2014000961A1 WO 2014000961 A1 WO2014000961 A1 WO 2014000961A1 EP 2013060109 W EP2013060109 W EP 2013060109W WO 2014000961 A1 WO2014000961 A1 WO 2014000961A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bore
fuel
magnetic
injector
armature
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/060109
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Christoph Magel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2014000961A1 publication Critical patent/WO2014000961A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0614Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of electromagnets or fixed armature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/008Arrangement of fuel passages inside of injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0017Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means
    • F02M63/0019Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means characterised by the arrangement of electromagnets or fixed armatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/08Fuel-injection apparatus having special means for influencing magnetic flux, e.g. for shielding or guiding magnetic flux
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/701Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger mechanical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2547/00Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M2547/001Control chambers formed by movable sleeves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding

Definitions

  • the invention relates to a fuel! Injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.
  • a fuel! Njektor a nozzle needle, which is guided in a high-pressure bore of a nozzle body for releasing and closing at least one injection opening and preferably acted upon in the direction of a sealing seat of the spring force of a spring, and a magnetic actuator for direct or indirect control of the lifting movement of the nozzle needle.
  • the magnet actuator comprises an annular magnet coil and an armature cooperating with the magnet coil and designed as a plunger armature.
  • the magnetic actuator can be designed as a solenoid valve and control the lifting movement of the nozzle needle indirectly via a servo control chamber.
  • the direct actuation of the nozzle needle via a magnetic actuator is possible. When operated directly, however, it must be ensured that sufficient force for opening the nozzle needle can be provided via the magnetic actuator. Because at the currently required system pressures of up to 3,000 bar, very high switching forces occur at fuel injectors on the nozzle needle.
  • it may be constructed according to the plunger-type armature principle, the injector body forming part of the magnetic circuit.
  • the Inclusion of the injector body in the magnetic circuit of the magnetic actuator requires the use of a material having good magnetic properties. Disadvantage of these materials, however, is that they regularly do not have sufficient mechanical strength.
  • the wall thickness of the injector body must be greatly reduced and thus the high pressure resistance of the injector body is further limited. It is therefore the high pressure resistance of
  • a fuel! njek- gate with a solenoid actuator for direct control of the lifting movement of a nozzle needle wherein the magnetic actuator comprises an at least partially received in the injector, annular magnetic coil and a trained as a plunger anchor annular armature.
  • a sealing body is arranged between the armature and the coil, which prevents the injector body from being subjected to high pressure. This reduces the stress on the injector body, so that the walls can be made relatively thin-walled.
  • another body may be used, which serves as an inner pole.
  • the additional body inserted into the injector body has an outer diameter which largely corresponds to the outer diameter of the armature, so that on the one hand the wall thickness of the injector body is greatly reduced, on the other hand, however, the additional body inserted into the injector body simultaneously serves as a separating body, which also acts as a high pressure prevents the injector body.
  • the present invention seeks to provide a fuel injector whose high pressure resistance is further increased.
  • the stated fuel injector should be usable for injection pressures of up to 3,000 bar.
  • a fuel injector with the features of claim 1 is proposed.
  • Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. Disclosure of the invention
  • the injector includes a nozzle needle, which is guided in a high-pressure bore of a nozzle body for releasing and closing at least one injection opening and preferably acted upon in the direction of a sealing seat by the spring force of a spring, and a
  • the magnet actuator for direct or indirect control of the lifting movement of the nozzle needle.
  • the magnet actuator comprises an annular magnet coil and an armature cooperating with the magnet coil and designed as a plunger armature.
  • at least a portion of the annular magnet coil surrounds an injector body which has a section with a reduced outside diameter for receiving the magnet coil.
  • the injector body is also penetrated by an inlet bore, which expands in the direction of the sealing seat in the region of the reduced outer diameter section and receives an inner pole body.
  • Injector body but taken over by a used in the inlet bore of the injector body Certainlypolharmonic effect.
  • This has the advantage that the respective material properties can be adapted to the respective functions of the body.
  • a material with high mechanical strength can be selected for the injector body, while the material of the inner pole body is chosen such that the inner pole body has good magnetic properties.
  • the strength of the injector according to the invention is further increased by the fact that the additional hole passing through it is designed such that the inner pole body can be used here.
  • the inlet bore thus forms at the same time a receiving space for the réellepol emotions.
  • the inner contour of the receiving space bounding the bore wall is selected such that the receiving space widens towards the armature.
  • the receiving space can thus accommodate a mecanical phenomenon, which has a large surface area or pole face to the armature, so that a sufficiently high magnetic force is ensured, whereas the cross-sectional area of the mecanical areas decreases with distance to the armature to increase the
  • the inlet bore for expansion in the direction of the sealing seat is at least partially conical.
  • the conical shape can be continuous or unsteady, so that the inlet bore in the area of the extension can also have curved wall surfaces.
  • the inflow bore is formed at least partially stepped for expansion in the direction of the sealing seat. For example, the inlet bore via a step in a conical
  • further embodiments of the inlet bore are possible, which comprise at least one conical section and / or one step.
  • the inner contour of the inlet bore can be produced in a simple manner by means of chip-removing processes.
  • the inner pole body accommodated in the inlet bore has an outer contour adapted to the inner contour of the inlet bore.
  • the inner pole body is also at least partially conical and / or stepped, so that the inner pole body can be inserted into the injector body as gap-free as possible.
  • a seal is furthermore ensured via the inner pole body inserted into the injector body, which effectively prevents high pressure loading of the injector body in the region of the coil receptacle.
  • the schipolianu has at least one cylindrical portion which is pressed into the inlet bore. That is, before assembly, the cylindrical portion of the réellepolianus has at least a slight excess over the inner diameter of the inlet bore of the injector body.
  • the interference fit can be realized in a simple manner and therefore the preferred connection.
  • other connection methods can be used additionally or alternatively.
  • the inner pole body is penetrated by a bore, via which at least indirectly the inlet bore is connectable to the high-pressure bore of the nozzle body.
  • the bore of the inner pole body is formed concentrically to the inlet bore.
  • the inner pole body is penetrated centrally by a bore.
  • the armature has a bore, via which at least indirectly, the inlet bore with the high-pressure bore of the nozzle body is connectable.
  • the bore of the armature is preferably guided obliquely through the armature.
  • the inlet opening may, for example, be arranged centrally with respect to the anchor surface, which lies opposite the pole face of the inner pole body, while the outlet opening is further radially outward, for example to avoid a bolt or piston connected to the anchor.
  • a bolt inserted into the armature can act as a push pin and a piston connected to the armature as a coupler piston.
  • the coupler piston can also limit a coupler volume and thus cause a force and / or stroke amplification of the magnetic actuator.
  • mechanical coupling elements for force and / or lifting amplification may be connected to the armature, which also require a deflection of the fuel inlet.
  • the armature is received in a liftable manner in a high-pressure bore of a magnet body, wherein the high-pressure bore preferably also serves to guide the armature.
  • the fuel inlet can be secured in this case via at least one bore and / or outer circumferential side arranged longitudinal groove.
  • the armature receiving magnetic body is separated by an annular separator made of a non-magnetic material from the magnetic coil.
  • the magnetic actuator of the direct control of the lifting movement of the nozzle needle is used.
  • the magnetic actuator preferably cooperates with hydraulic and / or mechanical means for increasing the force and / or stroke.
  • the force and / or stroke amplification allows the use of small-volume actuators with at the same time low power. As a result, the space requirement can be further reduced.
  • hydraulic means for force and / or stroke amplification comprise a hydraulic coupler volume and a coupler piston delimiting the coupler volume.
  • the coupler piston is connected to the armature and acted upon in the direction of the sealing seat by the spring force of a spring.
  • Hydraulic power and / or Hubverstärkungsmittel have the advantage over mechanical advantage that wear-related tolerances have no effect on the functioning of the device. In this respect, a sufficient force and / or stroke amplification over the entire life of the fuel injector is ensured.
  • the spring acting on the coupler piston preferably serves to return the coupler piston and the armature connected thereto.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a first embodiment of a fuel according to the invention! njektors and
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal section through a second embodiment of a fuel injector according to the invention.
  • the fuel injectors illustrated in FIGS. 1 and 2 have the common feature that the lifting movement of a nozzle needle 1 received in a lift-capable manner in a high-pressure bore 2 of a nozzle body 3 is directly controlled in each case via a magnetic actuator 7.
  • the magnetic actuator 7 has in each case a magnetic coil 8 and an armature 9 cooperating with the magnetic coil 8, which is designed as a plunger armature.
  • the armature 9 is pulled in the direction of the coil 8, wherein it moves away from a sealing seat 5 of the nozzle needle 1.
  • a connected to the armature 9 coupler piston 21 is carried against the spring force of a spring 22, wherein a hydraulic coupler volume 20 limited by the coupler piston 21 undergoes an increase in volume.
  • the increase in volume has the consequence that the pressure in the hydraulic coupler volume 20 drops, so that a closing pressure acting on the nozzle needle 1 is reduced and the nozzle needle 1 lifts off from the sealing seat 5. Because next to the coupler piston 21 is the hydraulic
  • the hydraulic active surfaces on the nozzle needle 1 and the coupler piston 21 are chosen such that a force amplification is effected via the size ratio. Accordingly, with a comparatively small actuator force, the lifting of the nozzle needle 1 from the sealing seat 4 can be effected.
  • the lifting movement of the nozzle needle 1 releases at least one injection opening 4, which is formed downstream of the sealing seat 5. Via the at least one injection opening 4 then fuel under high pressure is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine (not shown).
  • the hydraulic coupler volume 20 experiences a reduction in volume, wherein, in addition, the pressure in the hydraulic coupler volume 20 increases and the nozzle needle 1 is acted upon in the direction of the sealing seat 5 by a closing force.
  • the closing of the nozzle needle 1 is assisted by a spring 6, which is supported on the one hand on a collar of the nozzle needle 1 and on the other hand on the sealing sleeve 23.
  • the spring force of the spring 6 in particular the nozzle needle 1 is held in contact with the sealing seat 5.
  • the two fuel injectors shown in Figures 1 and 2 differ only with respect to the specific embodiment of a mecanicpol stresses 13, which is inserted into an inlet bore 12 of an injector body 10. Since in the region of the inserted mecanicpol stresses 13 of the injector body 10 has a portion having a reduced outer diameter 11 to form a receiving space for the solenoid 8, to increase the high pressure resistance of the injector body 10, the inlet bore 12 is designed such that it widens towards the armature 9 out. The same applies with respect to the inner pole body 13 inserted into the inlet bore 12, whose outer contour matches the inner contour of the inner Running bore 12 is adjusted.
  • the cross-sectional area of the inner pole body 13 is therefore the largest towards the armature 9, so that the largest possible pole surface results, which lies opposite the armature 9.
  • the end of the inner pole body 13 opposite the pole face is preferably designed as a cylindrical section 14, via which the inner pole body 13 into the inlet bore
  • the réellepolelasticity 13 is penetrated by a central bore 15, which via an obliquely through the armature 9 extending bore 16 and at least one high-pressure bore 17 in the armature 9 receiving magnetic body 18 with the high-pressure bore 2 of the nozzle body 3 is connected.
  • the oblique course of the bore 16 through the armature 9 allows the fuel to pass laterally past the coupler piston 21.
  • the injector is adapted to a conically widening inlet bore 12, the inner pole body 13 is designed in a stepped manner in accordance with the feed belt 12 of the fuel injector shown in FIG.
  • the inner pole body 13 of the fuel injector shown in Figure 2 has three circumferential steps, so that a total of three sections are formed with different outer diameters.
  • the section with the smallest outer diameter can serve as a cylindrical section 14, via which the inner pole body 13 is pressed into the inlet bore 12 of the injector body 10.
  • the inner pole body 13 of the injector of FIG. 2 is penetrated by a bore 15, which has the same diameter as the inlet bore 12.
  • FIGS. 1 and 2 make it clear that further embodiments of a design according to the invention
  • annular separating body 19 is arranged between the coil 8 and the magnetic body 18, which consists of a non-magnetic material.
  • the ring shape of the separating body 19 ensures that the movement space of the armature 9 is not restricted. Furthermore, the annular shape of the separating body 19 allows the formation of a working air gap 26 between the armature 9 and the inner pole body 13.
  • the injector body 10, the annular separating body 19, the magnetic body 18 and the nozzle body 3, are present concentrically arranged to each other and braced by means of a clamping nut 24 against each other in the axial direction.
  • the electrical connection 25 takes place in each case via the end of the injector body 10 facing away from the nozzle body 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

The invention relates to a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, comprising a nozzle needle (1) which is guided with a reciprocating movement in a high pressure bore (2) of a nozzle body (3) in order to open and close at least one injection opening (4) and is preferably loaded in the direction of a sealing seat (5) by the spring force of a spring (6), and a magnetic actuator (7) for the direct or indirect control of the reciprocating movement of the nozzle needle (1), wherein the magnetic actuator (7) comprises an annular solenoid (8) and an armature (9) which interacts with the solenoid (8) and is configured as a solenoid plunger. According to the invention, at least one section of the annular solenoid (8) surrounds an injector body (10) which has a section (11) with a reduced external diameter for receiving the solenoid (8). The injector body (10) is penetrated by an inlet bore (12) which widens towards the sealing seat (5) in the region of the section (11) and receives an internal pole body (13).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Kraftstoff! njektor mit Magnetaktor  Fuel! Neoprene with magnetic actuator
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff! njektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. The invention relates to a fuel! Injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.
Demnach umfasst ein solcher Kraftstoff! njektor eine Düsennadel, die in einer Hochdruckbohrung eines Düsenkörpers zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung hubbeweglich geführt und vorzugsweise in Richtung eines Dichtsitzes von der Federkraft einer Feder beaufschlagt ist, sowie einen Magnetaktor zur direkten oder indirekten Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel. Der Magnetaktor umfasst hierzu eine ringförmige Magnetspule sowie einen mit der Magnetspule zusammenwirkenden, als Tauchanker ausgebildeten Anker. Accordingly, such a fuel! Njektor a nozzle needle, which is guided in a high-pressure bore of a nozzle body for releasing and closing at least one injection opening and preferably acted upon in the direction of a sealing seat of the spring force of a spring, and a magnetic actuator for direct or indirect control of the lifting movement of the nozzle needle. For this purpose, the magnet actuator comprises an annular magnet coil and an armature cooperating with the magnet coil and designed as a plunger armature.
Stand der Technik State of the art
Die Verwendung von Magnetaktoren zur Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel eines Kraftstoff! njektors ist allgemein bekannt. Dabei kann der Magnetaktor als Magnetventil ausgelegt sein und die Hubbewegung der Düsennadel indirekt über einen Servo-Steuerraum steuern. Darüber hinaus ist die direkte Betätigung der Düsennadel über einen Magnetaktor möglich. Bei direkter Betätigung ist jedoch sicherzustellen, dass über den Magnetaktor eine ausreichende Kraft zum Öffnen der Düsennadel bereitgestellt werden kann. Denn bei den derzeit geforderten Systemdrücken von bis zu 3000 bar treten bei Kraftstoffinjektoren sehr hohe Schaltkräfte an der Düsennadel auf. Zur Vergrößerung der Magnetkraft eines Magnetaktors kann dieser nach dem Tauchankerprinzip aufgebaut sein, wobei der Injektorkörper einen Teil des Magnetkreises bildet. Die Einbeziehung des Injektorkörpers in den Magnetkreis des Magnetaktors erfordert die Verwendung eines Werkstoffs, welcher gute magnetische Eigenschaften aufweist. Nachteil dieser Werkstoffe ist jedoch, dass diese regelmäßig keine ausreichende mechanische Festigkeit besitzen. Hinzu kommt, dass zur Aufnahme einer Magnetspule des Magnetaktors die Wandstärke des Injektorkörpers stark verringert werden muss und damit die Hochdruckfestigkeit des Injektorkörpers weiter eingeschränkt wird. Es gilt demnach die Hochdruckfestigkeit des The use of magnetic actuators to control the lifting movement of the nozzle needle of a fuel! Njektors is well known. In this case, the magnetic actuator can be designed as a solenoid valve and control the lifting movement of the nozzle needle indirectly via a servo control chamber. In addition, the direct actuation of the nozzle needle via a magnetic actuator is possible. When operated directly, however, it must be ensured that sufficient force for opening the nozzle needle can be provided via the magnetic actuator. Because at the currently required system pressures of up to 3,000 bar, very high switching forces occur at fuel injectors on the nozzle needle. To increase the magnetic force of a magnetic actuator, it may be constructed according to the plunger-type armature principle, the injector body forming part of the magnetic circuit. The Inclusion of the injector body in the magnetic circuit of the magnetic actuator requires the use of a material having good magnetic properties. Disadvantage of these materials, however, is that they regularly do not have sufficient mechanical strength. In addition, to accommodate a magnetic coil of the magnetic actuator, the wall thickness of the injector body must be greatly reduced and thus the high pressure resistance of the injector body is further limited. It is therefore the high pressure resistance of
Injektorkörpers zu verbessern. Injector body to improve.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2010 002 646 A1 wird daher ein Kraftstoff! njek- tor mit einem Magnetaktor zur direkten Steuerung der Hubbewegung einer Düsennadel vorgeschlagen, wobei der Magnetaktor eine im Injektorkörper zumindest teilweise aufgenommene, ringförmige Magnetspule sowie einen als Tauchanker ausgebildeten ringförmigen Anker umfasst. Um die Robustheit des Injektors zu erhöhen, ist zwischen dem Anker und der Spule ein Dichtkörper angeordnet, welcher verhindert, dass der Injektorkörper von Hochdruck beaufschlagt wird. Dadurch sinkt die Beanspruchung des Injektorkörpers, so dass die Wandungen relativ dünnwandig ausgeführt werden können. Beispielsweise kann in dem Injektorkörper ein weiterer Körper eingesetzt sein, welcher als Innenpol dient. Vorliegend besitzt der in den Injektorkörper eingesetzte weitere Körper einen Außendurchmesser, welcher weitgehend dem Außendurchmesser des Ankers entspricht, so dass einerseits zwar die Wandungsstärke des Injektorkörpers stark verringert wird, andererseits der in den Injektorkörper eingesetzte weitere Körper jedoch zugleich als Trennkörper dient, welcher ebenfalls eine Hochdruckbeaufschlagung des Injektorkörpers verhindert. In the published patent application DE 10 2010 002 646 A1, therefore, a fuel! njek- gate with a solenoid actuator for direct control of the lifting movement of a nozzle needle proposed, wherein the magnetic actuator comprises an at least partially received in the injector, annular magnetic coil and a trained as a plunger anchor annular armature. In order to increase the robustness of the injector, a sealing body is arranged between the armature and the coil, which prevents the injector body from being subjected to high pressure. This reduces the stress on the injector body, so that the walls can be made relatively thin-walled. For example, in the injector body another body may be used, which serves as an inner pole. In the present case, the additional body inserted into the injector body has an outer diameter which largely corresponds to the outer diameter of the armature, so that on the one hand the wall thickness of the injector body is greatly reduced, on the other hand, however, the additional body inserted into the injector body simultaneously serves as a separating body, which also acts as a high pressure prevents the injector body.
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor anzugeben, dessen Hochdruckfestigkeit weiter gesteigert ist. Insbesondere soll der angege- bene Kraftstoffinjektor für Einspritzdrücke bis 3000 bar einsetzbar sein. Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Offenbarung der Erfindung Based on the aforementioned prior art, the present invention seeks to provide a fuel injector whose high pressure resistance is further increased. In particular, the stated fuel injector should be usable for injection pressures of up to 3,000 bar. To solve the problem, a fuel injector with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. Disclosure of the invention
Der zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine vorgeschlagene Kraftstoff! njektor umfasst eine Düsennadel, die in einer Hochdruckbohrung eines Düsenkörpers zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung hubbeweglich geführt und vorzugsweise in Richtung eines Dichtsitzes von der Federkraft einer Feder beaufschlagt ist, sowie einen The proposed for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine fuel! The injector includes a nozzle needle, which is guided in a high-pressure bore of a nozzle body for releasing and closing at least one injection opening and preferably acted upon in the direction of a sealing seat by the spring force of a spring, and a
Magnetaktor zur direkten oder indirekten Steuerung der Hubbewegung der Dü- sennadel. Der Magnetaktor umfasst hierzu eine ringförmige Magnetspule sowie einen mit der Magnetspule zusammenwirkenden, als Tauchanker ausgebildeten Anker. Erfindungsgemäß umgibt zumindest ein Abschnitt der ringförmigen Magnetspule einen Injektorkörper, der zur Aufnahme der Magnetspule einen Abschnitt mit verringertem Außendurchmesser aufweist. Der Injektorkörper ist fer- ner von einer Zulaufbohrung durchsetzt, die sich im Bereich des Abschnitts mit verringertem Außendurchmesser in Richtung des Dichtsitzes erweitert und einen Innenpolkörper aufnimmt. Magnetic actuator for direct or indirect control of the lifting movement of the nozzle needle. For this purpose, the magnet actuator comprises an annular magnet coil and an armature cooperating with the magnet coil and designed as a plunger armature. According to the invention, at least a portion of the annular magnet coil surrounds an injector body which has a section with a reduced outside diameter for receiving the magnet coil. The injector body is also penetrated by an inlet bore, which expands in the direction of the sealing seat in the region of the reduced outer diameter section and receives an inner pole body.
Die Funktion des Innenpols wird vorliegend demnach nicht von dem The function of the inner pole is presently not of the
Injektorkörper, sondern von einem in die Zulaufbohrung des Injektorkörpers eingesetzten Innenpolkörper übernommen. Dies hat den Vorteil, dass die jeweiligen Materialeigenschaften den jeweiligen Funktionen der Körper angepasst werden können. So kann beispielsweise für den Injektorkörper ein Werkstoff mit hoher mechanischer Festigkeit gewählt werden, während der Werkstoff des Innenpol- körpers derart gewählt wird, dass der Innenpolkörper gute magnetische Eigenschaften aufweist. Die Festigkeit des Injektorkörpers wird erfindungsgemäß ferner dadurch erhöht, dass die ihn durchsetzende Zusatzbohrung derart gestaltet ist, dass hierin der Innenpolkörper eingesetzt werden kann. Die Zulaufbohrung bildet demnach zugleich einen Aufnahmeraum für den Innenpolkörper aus. Dabei ist die Innenkontur der den Aufnahmeraum begrenzenden Bohrungswandung derart gewählt, dass sich der Aufnahmeraum zum Anker hin erweitert. Der Aufnahmeraum kann somit einen Innenpolkörper aufnehmen, welcher zum Anker hin eine großflächige Oberfläche bzw. Polfläche besitzt, so dass eine ausreichend hohe Magnetkraft gewährleistet ist, wohingegen die Querschnittsfläche des Innenpolkörpers mit Entfernung zum Anker abnimmt, um eine Zunahme derInjector body, but taken over by a used in the inlet bore of the injector body Innenpolkörper. This has the advantage that the respective material properties can be adapted to the respective functions of the body. Thus, for example, a material with high mechanical strength can be selected for the injector body, while the material of the inner pole body is chosen such that the inner pole body has good magnetic properties. The strength of the injector according to the invention is further increased by the fact that the additional hole passing through it is designed such that the inner pole body can be used here. The inlet bore thus forms at the same time a receiving space for the Innenpolkörper. In this case, the inner contour of the receiving space bounding the bore wall is selected such that the receiving space widens towards the armature. The receiving space can thus accommodate a Innenpolkörper, which has a large surface area or pole face to the armature, so that a sufficiently high magnetic force is ensured, whereas the cross-sectional area of the Innenpolkörpers decreases with distance to the armature to increase the
Wandstärken des Injektorkörpers zu ermöglichen. Durch die Bereiche mit erhöh- ter Wandstärke wird die mechanische Festigkeit des Injektorkörpers erhöht, so dass der Injektor für höhere Systemdrücke ausgelegt ist. To allow wall thicknesses of the injector body. Through the areas with increased wall thickness, the mechanical strength of the injector body is increased, so that the injector is designed for higher system pressures.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zulaufbohrung zur Erweiterung in Richtung des Dichtsitzes zumindest teilweise konisch ausgebildet. Der konische Verlauf kann stetig oder unstetig sein, so dass die Zulaufbohrung im Bereich der Erweiterung auch gewölbte Wandungsflächen besitzen kann. Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass zur Erweiterung in Richtung des Dichtsitzes die Zulaufbohrung zumindest teilweise gestuft ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Zulaufbohrung über eine Stufe in einen konischenAccording to a preferred embodiment of the invention, the inlet bore for expansion in the direction of the sealing seat is at least partially conical. The conical shape can be continuous or unsteady, so that the inlet bore in the area of the extension can also have curved wall surfaces. Alternatively or additionally, it is provided that the inflow bore is formed at least partially stepped for expansion in the direction of the sealing seat. For example, the inlet bore via a step in a conical
Abschnitt übergehen oder mehrfach gestuft sein, d.h. mehrere in axialer Richtung aufeinanderfolgende Stufen aufweisen. Darüber hinaus sind weitere Ausgestaltungen der Zulaufbohrung möglich, welche wenigstens einen konischen Abschnitt und/oder eine Stufe umfassen. Indem sich die Zulaufbohrung nach außen hin erweitert, sind derartige Ausgestaltungen der Innenkontur in einfacher Weise durch spannabtragende Verfahren herstellbar. Um dies zu gewährleisten, wird weiterhin bevorzugt auf eine Innenkontur der Zulaufbohrung verzichtet, welche Hinterschneidungen aufweist. Vorteilhafterweise besitzt der in der Zulaufbohrung aufgenommene Innenpolkörper eine an die Innenkontur der Zulaufbohrung angepasste Außenkontur. D.h., dass auch der Innenpolkörper zumindest teilweise konisch und/oder gestuft ausgebildet ist, so dass der Innenpolkörper möglichst spaltfrei in den Injektorkörper einsetzbar ist. Dadurch ist über den in den Injektorkörper eingesetzten Innenpol- körper ferner eine Abdichtung gewährleistet, welche eine Hochdruckbeaufschlagung des Injektorkörpers im Bereich der Spulenaufnahme wirksam verhindert. Pass section or be multi-stepped, i. have a plurality of successive stages in the axial direction. In addition, further embodiments of the inlet bore are possible, which comprise at least one conical section and / or one step. By widening the inlet bore to the outside, such embodiments of the inner contour can be produced in a simple manner by means of chip-removing processes. To ensure this, it is further preferred to dispense with an inner contour of the inlet bore, which has undercuts. Advantageously, the inner pole body accommodated in the inlet bore has an outer contour adapted to the inner contour of the inlet bore. This means that the inner pole body is also at least partially conical and / or stepped, so that the inner pole body can be inserted into the injector body as gap-free as possible. As a result, a seal is furthermore ensured via the inner pole body inserted into the injector body, which effectively prevents high pressure loading of the injector body in the region of the coil receptacle.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besitzt der Innenpolkörper wenigstens einen zylinderförmigen Abschnitt, welcher in die Zulaufbohrung eingepresst ist. D.h., dass vor der Montage der zylinderförmige Abschnitt des Innenpolkörpers zumindest ein geringfügiges Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser der Zulaufbohrung des Injektorkörpers besitzt. Die Presspassung ist in einfacher Weise realisierbar und daher die bevorzugte Verbindungsart. Darüber hinaus sind aber auch weitere Verbindungsmethoden ergänzend oder alternativ einsetz- bar. Um den Zulauf von Kraftstoff zu gewährleisten, wird ferner vorgeschlagen, dass der Innenpolkörper von einer Bohrung durchsetzt ist, über welche zumindest mittelbar die Zulaufbohrung mit der Hochdruckbohrung des Düsenkörpers verbindbar ist. Vorzugsweise ist die Bohrung des Innenpolkörpers konzentrisch zur Zulaufbohrung ausgebildet. Vorzugsweise wird daher der Innenpolkörper mittig von einer Bohrung durchsetzt. According to one embodiment of the invention, the Innenpolkörper has at least one cylindrical portion which is pressed into the inlet bore. That is, before assembly, the cylindrical portion of the Innenpolkörpers has at least a slight excess over the inner diameter of the inlet bore of the injector body. The interference fit can be realized in a simple manner and therefore the preferred connection. In addition, however, other connection methods can be used additionally or alternatively. In order to ensure the supply of fuel, it is further proposed that the inner pole body is penetrated by a bore, via which at least indirectly the inlet bore is connectable to the high-pressure bore of the nozzle body. Preferably, the bore of the inner pole body is formed concentrically to the inlet bore. Preferably, therefore, the inner pole body is penetrated centrally by a bore.
Weiterhin bevorzugt weist auch der Anker eine Bohrung auf, über welche zumindest mittelbar die Zulaufbohrung mit der Hochdruckbohrung des Düsenkörpers verbindbar ist. Die Bohrung des Ankers ist vorzugsweise schräg verlaufend durch den Anker geführt. Die Einlassöffnung kann beispielsweise mittig in Bezug auf die Ankeroberfläche angeordnet sein, welche der Polfläche des Innenpolkörpers gegenüber liegt, während die Austrittsöffnung weiter radial außen liegt, um beispielsweise einen mit dem Anker verbundenen Bolzen oder Kolben zu umgehen. Ein in den Anker eingesetzter Bolzen kann zum Beispiel als Druckstift und ein mit dem Anker verbundener Kolben als Kopplerkolben dienen. Der Kopplerkolben kann zudem ein Kopplervolumen begrenzen und somit eine Kraft- und/oder Hubverstärkung des Magnetaktors bewirken. Ferner können mechanische Kopplungselemente zur Kraft- und/oder Hubverstärkung mit dem Anker verbunden sein, welche ebenfalls eine Umlenkung des Kraftstoffzulaufs erfordern. Further preferably, the armature has a bore, via which at least indirectly, the inlet bore with the high-pressure bore of the nozzle body is connectable. The bore of the armature is preferably guided obliquely through the armature. The inlet opening may, for example, be arranged centrally with respect to the anchor surface, which lies opposite the pole face of the inner pole body, while the outlet opening is further radially outward, for example to avoid a bolt or piston connected to the anchor. For example, a bolt inserted into the armature can act as a push pin and a piston connected to the armature as a coupler piston. The coupler piston can also limit a coupler volume and thus cause a force and / or stroke amplification of the magnetic actuator. Furthermore, mechanical coupling elements for force and / or lifting amplification may be connected to the armature, which also require a deflection of the fuel inlet.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Anker in einer Hochdruckbohrung eines Magnetkörpers hubbeweglich aufgenommen ist, wobei die Hochdruckbohrung vorzugsweise zugleich der Führung des Ankers dient. Der Kraftstoffzulauf kann in diesem Fall über wenigstens eine Bohrung und/oder außenumfangseitig angeordnete Längsnut gesichert sein. Weiterhin bevorzugt ist der den Anker aufnehmende Magnetkörper durch einen ringförmigen Trennkörper aus einem nicht magnetischen Werkstoff von der Magnetspule getrennt. Um einen schnell schaltenden Kraftstoffinjektor bereitzustellen, der zudem wenigFurthermore, it is proposed that the armature is received in a liftable manner in a high-pressure bore of a magnet body, wherein the high-pressure bore preferably also serves to guide the armature. The fuel inlet can be secured in this case via at least one bore and / or outer circumferential side arranged longitudinal groove. Further preferably, the armature receiving magnetic body is separated by an annular separator made of a non-magnetic material from the magnetic coil. To provide a fast-switching fuel injector, which also little
Bauraum bedarf, wird ferner vorgeschlagen, dass der Magnetaktor der direkten Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel dient. Zur Kraft- und/oder Hubverstärkung wirkt der Magnetaktor vorzugsweise mit hydraulischen und/oder mechanischen Mitteln zur Kraft- und/oder Hubverstärkung zusammen. Die Kraft- und/oder Hubverstärkung ermöglicht den Einsatz kleinvolumiger Aktoren mit ver- gleichsweise geringer Leistung. Dadurch kann der Bauraumbedarf weiter reduziert werden. Requires installation space, it is also proposed that the magnetic actuator of the direct control of the lifting movement of the nozzle needle is used. For force and / or stroke amplification, the magnetic actuator preferably cooperates with hydraulic and / or mechanical means for increasing the force and / or stroke. The force and / or stroke amplification allows the use of small-volume actuators with at the same time low power. As a result, the space requirement can be further reduced.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind hydraulische Mittel zur Kraft- und/oder Hubverstärkung vorgesehen, welche ein hydraulisches Kopplervolumen und einen das Kopplervolumen begrenzenden Kopplerkolben umfassen. Der Kopplerkolben ist dabei mit dem Anker verbunden und in Richtung des Dichtsitzes von der Federkraft einer Feder beaufschlagt. Hydraulische Kraft- und/oder Hubverstärkungsmittel weisen gegenüber mechanischen den Vorteil auf, dass verschleißbedingte Toleranzen keine Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit der Einrichtung haben. Insofern ist eine ausreichende Kraft- und/oder Hubverstärkung über die gesamte Lebensdauer des Kraftstoffinjektors sichergestellt. Die den Kopplerkolben beaufschlagende Feder dient vorzugsweise der Rückstellung des Kopplerkolbens sowie des hiermit verbundenen Ankers. According to a preferred embodiment of the invention, hydraulic means for force and / or stroke amplification are provided, which comprise a hydraulic coupler volume and a coupler piston delimiting the coupler volume. The coupler piston is connected to the armature and acted upon in the direction of the sealing seat by the spring force of a spring. Hydraulic power and / or Hubverstärkungsmittel have the advantage over mechanical advantage that wear-related tolerances have no effect on the functioning of the device. In this respect, a sufficient force and / or stroke amplification over the entire life of the fuel injector is ensured. The spring acting on the coupler piston preferably serves to return the coupler piston and the armature connected thereto.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen: Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. These show:
Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoff! njektors und 1 shows a schematic longitudinal section through a first embodiment of a fuel according to the invention! njektors and
Figur 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors. 2 shows a schematic longitudinal section through a second embodiment of a fuel injector according to the invention.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Detailed description of the drawings
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Kraftstoffinjektoren weisen die Gemeinsamkeit auf, dass die Hubbewegung einer in einer Hochdruckbohrung 2 eines Düsenkörpers 3 hubbeweglich aufgenommenen Düsennadel 1 jeweils über einen Magnetaktor 7 direkt gesteuert wird. Der Magnetaktor 7 weist hierzu jeweils eine Magnetspule 8 sowie einen mit der Magnetspule 8 zusammenwirkenden Anker 9 auf, welcher als Tauchanker ausgebildet ist. Bei einer Bestromung der Magnetspule 8 wird der Anker 9 in Richtung der Spule 8 gezogen, wobei er sich von einem Dichtsitz 5 der Düsennadel 1 wegbewegt. Ein mit dem Anker 9 verbundener Kopplerkolben 21 wird dabei entgegen der Federkraft einer Feder 22 mitgeführt, wobei ein von dem Kopplerkolben 21 begrenztes hydraulisches Kopplervolumen 20 eine Volumenvergrößerung erfährt. Die Volumenvergrößerung hat zur Folge, dass der Druck im hydraulischen Kopplervolumen 20 abfällt, so dass ein auf die Düsennadel 1 wirkender Schließdruck verringert wird und die Düsennadel 1 vom Dichtsitz 5 abhebt. Denn neben dem Kopplerkolben 21 wird das hydraulischeThe fuel injectors illustrated in FIGS. 1 and 2 have the common feature that the lifting movement of a nozzle needle 1 received in a lift-capable manner in a high-pressure bore 2 of a nozzle body 3 is directly controlled in each case via a magnetic actuator 7. For this purpose, the magnetic actuator 7 has in each case a magnetic coil 8 and an armature 9 cooperating with the magnetic coil 8, which is designed as a plunger armature. When energizing the solenoid 8, the armature 9 is pulled in the direction of the coil 8, wherein it moves away from a sealing seat 5 of the nozzle needle 1. A connected to the armature 9 coupler piston 21 is carried against the spring force of a spring 22, wherein a hydraulic coupler volume 20 limited by the coupler piston 21 undergoes an increase in volume. The increase in volume has the consequence that the pressure in the hydraulic coupler volume 20 drops, so that a closing pressure acting on the nozzle needle 1 is reduced and the nozzle needle 1 lifts off from the sealing seat 5. Because next to the coupler piston 21 is the hydraulic
Kopplervolumen 20 von einer Stirnfläche der Düsennadel 1 sowie einer die Düsennadel 1 umgebenden Dichthülse 23 begrenzt. Die hydraulischen Wirkflächen an der Düsennadel 1 und am Kopplerkolben 21 sind dabei derart gewählt, dass über das Größenverhältnis eine Kraftverstärkung bewirkt wird. Mit vergleichswei- se geringer Aktorkraft kann demnach das Anheben der Düsennadel 1 vom Dichtsitz 4 bewirkt werden. Die Hubbewegung der Düsennadel 1 gibt wenigstens eine Einspritzöffnung 4 frei, welche stromabwärts des Dichtsitzes 5 ausgebildet ist. Über die wenigstens eine Einspritzöffnung 4 wird dann unter hohem Druck stehender Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) eingespritzt. Coupler volume 20 of an end face of the nozzle needle 1 and a nozzle sleeve 1 surrounding sealing sleeve 23 limited. The hydraulic active surfaces on the nozzle needle 1 and the coupler piston 21 are chosen such that a force amplification is effected via the size ratio. Accordingly, with a comparatively small actuator force, the lifting of the nozzle needle 1 from the sealing seat 4 can be effected. The lifting movement of the nozzle needle 1 releases at least one injection opening 4, which is formed downstream of the sealing seat 5. Via the at least one injection opening 4 then fuel under high pressure is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine (not shown).
Um den Einspritzvorgang zu beenden, wird die Bestromung des Magnetaktors 7 bzw. der Magnetspule 8 beendet, so dass die Federkraft der Feder 22 die Rückstellung des Kopplerkolbens 21 einschließlich des Ankers 9 bewirkt. Das hydrau- lische Kopplervolumen 20 erfährt dabei eine Volumenverkleinerung, wobei ferner der Druck im hydraulischen Kopplervolumen 20 ansteigt und die Düsennadel 1 in Richtung des Dichtsitzes 5 mit einer Schließkraft beaufschlagt. Das Schließen der Düsennadel 1 wird von einer Feder 6 unterstützt, welche einerseits an einem Bund der Düsennadel 1 und andererseits an der Dichthülse 23 abgestützt ist. Über die Federkraft der Feder 6 wird insbesondere die Düsennadel 1 in Anlage mit dem Dichtsitz 5 gehalten. To end the injection process, the energization of the solenoid actuator 7 and the solenoid 8 is stopped, so that the spring force of the spring 22 causes the return of the coupler piston 21 including the armature 9. The hydraulic coupler volume 20 experiences a reduction in volume, wherein, in addition, the pressure in the hydraulic coupler volume 20 increases and the nozzle needle 1 is acted upon in the direction of the sealing seat 5 by a closing force. The closing of the nozzle needle 1 is assisted by a spring 6, which is supported on the one hand on a collar of the nozzle needle 1 and on the other hand on the sealing sleeve 23. By way of the spring force of the spring 6, in particular the nozzle needle 1 is held in contact with the sealing seat 5.
Die beiden in den Figuren 1 und 2 dargestellten Kraftstoffinjektoren unterscheiden sich lediglich in Bezug auf die konkrete Ausgestaltung eines Innenpolkörpers 13, welcher in eine Zulaufbohrung 12 eines Injektorkörpers 10 eingesetzt ist. Da im Bereich des eingesetzten Innenpolkörpers 13 der Injektorkörper 10 einen Abschnitt mit verringertem Außendurchmesser 11 aufweist, um einen Aufnahmeraum für die Magnetspule 8 auszubilden, ist zur Erhöhung der Hochdruckfestigkeit des Injektorkörpers 10 die Zulaufbohrung 12 derart gestaltet, dass sie sich zum Anker 9 hin erweitert. Gleiches gilt in Bezug auf den in die Zulaufbohrung 12 eingesetzten Innenpolkörper 13, dessen Außenkontur an die Innenkontur der Zu- laufbohrung 12 angepasst ist. Die Querschnittsfläche des Innenpolkörpers 13 ist demnach zum Anker 9 hin am größten, so dass sich eine möglichst große Polfläche ergibt, welche dem Anker 9 gegenüberliegt. Das der Polfläche gegenüberliegende Ende des Innenpolkörpers 13 ist vorzugsweise als zylinderförmiger Ab- schnitt 14 ausgebildet, über welchen der Innenpolkörper 13 in die ZulaufbohrungThe two fuel injectors shown in Figures 1 and 2 differ only with respect to the specific embodiment of a Innenpolkörpers 13, which is inserted into an inlet bore 12 of an injector body 10. Since in the region of the inserted Innenpolkörpers 13 of the injector body 10 has a portion having a reduced outer diameter 11 to form a receiving space for the solenoid 8, to increase the high pressure resistance of the injector body 10, the inlet bore 12 is designed such that it widens towards the armature 9 out. The same applies with respect to the inner pole body 13 inserted into the inlet bore 12, whose outer contour matches the inner contour of the inner Running bore 12 is adjusted. The cross-sectional area of the inner pole body 13 is therefore the largest towards the armature 9, so that the largest possible pole surface results, which lies opposite the armature 9. The end of the inner pole body 13 opposite the pole face is preferably designed as a cylindrical section 14, via which the inner pole body 13 into the inlet bore
12 eingepresst ist. Um weiterhin den Zulauf von Kraftstoff zu gewährleisten, ist der Innenpolkörper 13 von einer zentralen Bohrung 15 durchsetzt, welche über eine schräg durch den Anker 9 verlaufende Bohrung 16 sowie wenigstens eine Hochdruckbohrung 17 in einem den Anker 9 aufnehmenden Magnetkörper 18 mit der Hochdruckbohrung 2 des Düsenkörpers 3 verbunden ist. Der schräge Verlauf der Bohrung 16 durch den Anker 9 ermöglicht den Kraftstoff seitlich an dem Kopplerkolben 21 vorbei zu führen. 12 is pressed. In order to continue to ensure the inflow of fuel, the Innenpolkörper 13 is penetrated by a central bore 15, which via an obliquely through the armature 9 extending bore 16 and at least one high-pressure bore 17 in the armature 9 receiving magnetic body 18 with the high-pressure bore 2 of the nozzle body 3 is connected. The oblique course of the bore 16 through the armature 9 allows the fuel to pass laterally past the coupler piston 21.
Während die Außenkontur des Innenpolkörpers 13 bei dem in der Figur 1 dargestellten erfindungsgemäßen Kraftstoff! njektor an eine sich konisch erweiternde Zulaufbohrung 12 angepasst ist, ist der Innenpolkörper 13 entsprechend der Zu- laufborhung 12 des in der Figur 2 dargestellten Kraftstoffinjektors gestuft ausgeführt. Der Innenpolkörper 13 des in der Figur 2 dargestellten Kraftstoffinjektors weist drei umlaufende Stufen auf, so dass insgesamt drei Abschnitte mit unterschiedlichen Außendurchmessern ausgebildet werden. Der Abschnitt mit dem geringsten Außendurchmesser kann als zylinderförmiger Abschnitt 14 dienen, über welchen der Innenpolkörper 13 in die Zulaufbohrung 12 des Injektorkörpers 10 eingepresst ist. Zugleich ist der Innenpolkörper 13 des Injektors der Figur 2 von einer Bohrung 15 durchsetzt, welche denselben Durchmesser wie die Zulaufbohrung 12 besitzt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 dagegen ist der zylinderförmige Abschnitt 14 des Innenpolkörpers 13 derart in die Zulaufbohrung 12 eingepresst, dass der Querschnitt des Kraftstoffzulaufs verringert wird. Eine Verringerung des Querschnitts ist jedoch nicht zwingend erforderlich, da auch in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 durch Ausbildung einer einzigen Stufe ein Aufnahmebereich für den Zylinderförmigen Abschnitt 14 des Innenpolkörpers 13 geschaffen werden kann, welcher einen Durchmesser der Bohrung 15 ermöglicht, der gleichgroß dem Durchmesser der Zulaufbohrung 12 ist. While the outer contour of Innenpolkörpers 13 in the inventive fuel shown in Figure 1! The injector is adapted to a conically widening inlet bore 12, the inner pole body 13 is designed in a stepped manner in accordance with the feed belt 12 of the fuel injector shown in FIG. The inner pole body 13 of the fuel injector shown in Figure 2 has three circumferential steps, so that a total of three sections are formed with different outer diameters. The section with the smallest outer diameter can serve as a cylindrical section 14, via which the inner pole body 13 is pressed into the inlet bore 12 of the injector body 10. At the same time, the inner pole body 13 of the injector of FIG. 2 is penetrated by a bore 15, which has the same diameter as the inlet bore 12. In the embodiment of Figure 1, however, the cylindrical portion 14 of the Innenpolkörpers 13 is so pressed into the inlet bore 12 that the cross section of the fuel inlet is reduced. However, a reduction of the cross section is not absolutely necessary, since in the embodiment of Figure 1 by forming a single stage, a receiving area for the cylindrical portion 14 of the Innenpolkörpers 13 can be created, which allows a diameter of the bore 15, the same size as the diameter of Inlet bore 12 is.
Insofern machen die beiden in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungs- beispiele deutlich, dass weitere Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßenIn this respect, the two exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 and 2 make it clear that further embodiments of a design according to the invention
Kraftstoff! njektors möglich sind, indem die Außenkontur des Innenpolkörpers 13 bzw. der Innenkontur der Zulaufbohrung 12 im Bereich des Abschnitts 1 1 des Injektorkörpers 10 variiert werden kann. Fuel! Njektors are possible by the outer contour of Innenpolkörpers 13 or the inner contour of the inlet bore 12 in the region of the portion 1 1 of the injector body 10 can be varied.
Um den Magnetkörper 18, welcher den Anker 9 aufnimmt, von der Magnetspule 8 zu trennen, ist zwischen der Spule 8 und dem Magnetkörper 18 ein ringförmiger Trennkörper 19 angeordnet, welcher aus einem nicht magnetischen Werkstoff besteht. Die Ringform des Trennkörpers 19 gewährleistet, dass der Bewegungsraum des Ankers 9 nicht eingeschränkt wird. Ferner ermöglicht die Ringform des Trennkörpers 19 die Ausbildung eines Arbeitsluftspalts 26 zwischen dem Anker 9 und dem Innenpolkörper 13. In order to separate the magnetic body 18, which accommodates the armature 9, from the magnetic coil 8, an annular separating body 19 is arranged between the coil 8 and the magnetic body 18, which consists of a non-magnetic material. The ring shape of the separating body 19 ensures that the movement space of the armature 9 is not restricted. Furthermore, the annular shape of the separating body 19 allows the formation of a working air gap 26 between the armature 9 and the inner pole body 13.
Der Injektorkörper 10, der ringförmige Trennkörper 19, der Magnetkörper 18 sowie der Düsenkörper 3, sind vorliegend konzentrisch zueinander angeordnet und mittels einer Spannmutter 24 gegeneinander in axialer Richtung verspannt. Der elektrische Anschluss 25 erfolgt jeweils über das dem Düsenkörper 3 abgewandte Ende des Injektorkörpers 10. The injector body 10, the annular separating body 19, the magnetic body 18 and the nozzle body 3, are present concentrically arranged to each other and braced by means of a clamping nut 24 against each other in the axial direction. The electrical connection 25 takes place in each case via the end of the injector body 10 facing away from the nozzle body 3.

Claims

Ansprüche claims
1. Kraftstoff! njektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine umfassend eine Düsennadel (1), die in einer Hoch- druckbohrung (2) eines Düsenkörpers (3) zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung (4) hubbeweglich geführt und vorzugsweise in Richtung eines Dichtsitzes (5) von der Federkraft einer Feder (6) beaufschlagt ist, sowie einen Magnetaktor (7) zur direkten oder indirekten Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel (1), wobei der Magnetaktor (7) eine ringförmige Mag- netspule (8) sowie einen mit der Magnetspule (8) zusammenwirkenden, als1. Fuel! Injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine comprising a nozzle needle (1), which in a high pressure bore (2) of a nozzle body (3) for releasing and closing at least one injection port (4) guided in a liftable manner and preferably in the direction of a sealing seat ( 5) of the spring force of a spring (6) is acted upon, and a magnetic actuator (7) for direct or indirect control of the lifting movement of the nozzle needle (1), wherein the magnetic actuator (7) an annular magnet coil (8) and one with the Magnetic coil (8) cooperating as
Tauchanker ausgebildeten Anker (9) umfasst, Plunger includes trained anchor (9),
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt der ringförmigen Magnetspule (8) einen Injektorkörper (10) umgibt, der zur Aufnahme der Magnetspule (8) einen Abschnitt (1 1) mit verringertem Außendurchmesser aufweist, wobei der Injektorkörper (10) von einer Zulaufbohrung (12) durchsetzt ist, die sich imcharacterized in that at least a portion of the annular magnetic coil (8) surrounds an injector body (10) having a portion (1 1) with a reduced outer diameter for receiving the magnetic coil (8), wherein the injector body (10) from an inlet bore (12 ) interspersed in the
Bereich des Abschnitts (11) in Richtung des Dichtsitzes (5) erweitert und einen Innenpolkörper (13) aufnimmt. Expands portion of the section (11) in the direction of the sealing seat (5) and a Innenpolkörper (13) receives.
2. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 1 , 2. Fuel! A nudger according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Erweiterung in Richtung des Dichtsitzes (5) die Zulaufbohrung (12) zumindest teilweise konisch und/oder gestuft ausgebildet ist. characterized in that for expansion in the direction of the sealing seat (5), the inlet bore (12) is at least partially conical and / or stepped.
3. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 1 oder 2, 3. Fuel! Ajector according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der in der Zulaufbohrung (12) aufgenommenecharacterized in that in the inlet bore (12) received
Innenpolkörper (13) eine an die Innenkontur der Zulaufbohrung (12) angepasste Außenkontur besitzt. Inner pole body (13) has a to the inner contour of the inlet bore (12) adapted outer contour.
4. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenpolkörper (13) wenigstens einen zylinderförmigen Abschnitt (14) besitzt, welcher in die Zulaufbohrung (12) eingepresst ist. 4. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the Innenpolkörper (13) has at least one cylindrical portion (14) which is pressed into the inlet bore (12).
5. Kraftstoff! njektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Fuel! Ajector according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass der Innenpolkörper (13) von einer Bohrung (15) durchsetzt ist, über welche zumindest mittelbar die Zulaufbohrung (12) mit der Hochdruckbohrung (2) des Düsenkörpers (3) verbindbar ist, wobei vorzugsweise die Bohrung (15) konzentrisch zur Zulaufbohrung (12) ausgebildet ist. characterized in that the Innenpolkörper (13) of a bore (15) is interspersed, via which at least indirectly the inlet bore (12) with the high pressure bore (2) of the nozzle body (3) is connectable, wherein preferably the bore (15) concentric with Inlet bore (12) is formed.
6. Kraftstoff! njektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Fuel! Ajector according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (9) eine Bohrung (16) aufweist, über welche zumindest mittelbar die Zulaufbohrung (12) mit der Hochdruckbohrung (2) des Düsenkörpers (3) verbindbar ist, wobei vorzugsweise die Bohrung (16) schräg verlaufend durch den Anker (9) geführt ist. characterized in that the armature (9) has a bore (16) via which at least indirectly the inlet bore (12) with the high pressure bore (2) of the nozzle body (3) is connectable, preferably the bore (16) extending obliquely through the Anchor (9) is guided.
7. Kraftstoff! njektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Fuel! Ajector according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (9) in einer Hochdruckbohrung (17) eines Magnetkörpers (18) hubbeweglich aufgenommen ist, wobei ein ringförmiger Trennkörper (19) aus einem nichtmagnetischen Werkstoff den Magnetkörper (18) von der Magnetspule (8) trennt. characterized in that the armature (9) is received in a liftable manner in a high-pressure bore (17) of a magnetic body (18), wherein an annular separating body (19) of a non-magnetic material separates the magnetic body (18) from the magnetic coil (8).
8. Kraftstoff! njektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Fuel! Ajector according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetaktor (7) der direkten Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel (1) dient, wobei er mit hydraulischen und/oder mechanischen Mitteln zur Kraft- und/oder Hubverstärkung zusammenwirkt. characterized in that the magnetic actuator (7) of the direct control of the lifting movement of the nozzle needle (1), wherein it cooperates with hydraulic and / or mechanical means for force and / or lifting amplification.
9. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 8, 9. Fuel! A nudger according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass hydraulische Mittel zur Kraft- und/oder Hubverstärkung vorgesehen sind, welche ein hydraulisches Kopplervolumen (20) und einen das Kopplervolumen (20) begrenzenden Kopplerkolben (21) umfassen, wobei der Kopplerkolben (21) mit dem Anker (9) verbunden ist und in Richtung des Dichtsitzes (5) von der Federkraft einer Feder (22) beaufschlagt ist. characterized in that hydraulic means for force and / or stroke amplification are provided, which comprise a hydraulic coupler volume (20) and a coupler volume (20) defining the coupler piston (21), wherein the coupler piston (21) connected to the armature (9) is and is acted upon in the direction of the sealing seat (5) by the spring force of a spring (22).
PCT/EP2013/060109 2012-06-29 2013-05-15 Fuel injector having a magnetic actuator WO2014000961A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012211264 2012-06-29
DE102012211264.2 2012-06-29
DE201210220860 DE102012220860A1 (en) 2012-06-29 2012-11-15 Fuel injector with magnetic actuator
DE102012220860.7 2012-11-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014000961A1 true WO2014000961A1 (en) 2014-01-03

Family

ID=49754200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/060109 WO2014000961A1 (en) 2012-06-29 2013-05-15 Fuel injector having a magnetic actuator

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102012220860A1 (en)
WO (1) WO2014000961A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10801456B2 (en) 2015-10-27 2020-10-13 Delphi Technologies Ip Limited Control valve arrangement of a fuel injector

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014200771A1 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh fuel injector
DE102014200884A1 (en) * 2014-01-20 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh fuel injector
DE102015209733A1 (en) 2015-05-27 2016-12-01 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve for internal combustion engines
FR3053409A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-05 Delphi International Operations Luxembourg S.A R.L. FUEL INJECTOR

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3544575A1 (en) * 1984-12-26 1986-07-03 Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi ELECTROMAGNETICALLY ACTUATED FUEL INJECTION VALVE
JPH06221246A (en) * 1993-01-26 1994-08-09 Keihin Seiki Mfg Co Ltd Fuel injection valve
US6186421B1 (en) * 1999-12-06 2001-02-13 Delphi Technologies, Inc. Fuel Injector
US6260537B1 (en) * 1998-02-20 2001-07-17 Delphi Technologies, Inc. Side feed fuel injector and integrated fuel rail/intake manifold
US20030127544A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-10 Demere Sims B. Fuel injector having a ferromagnetic coil bobbin
US20030201346A1 (en) * 2002-04-24 2003-10-30 Yukinori Kato Fuel injection valve
WO2005001279A1 (en) * 2003-06-10 2005-01-06 Siemens Vdo Automotive Corporation Modular fuel injector with di-pole magnetic circuit
DE102005061410A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Electromagnetically operated valve comprises axle together with core and plastic coil body in which coil is wound
US20100123030A1 (en) * 2008-11-18 2010-05-20 Continental Automotive Systems Us, Inc. Modular outward opening solenoid direct fuel injector
DE102010002646A1 (en) 2010-03-08 2011-09-08 Robert Bosch Gmbh fuel injector

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3544575A1 (en) * 1984-12-26 1986-07-03 Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi ELECTROMAGNETICALLY ACTUATED FUEL INJECTION VALVE
JPH06221246A (en) * 1993-01-26 1994-08-09 Keihin Seiki Mfg Co Ltd Fuel injection valve
US6260537B1 (en) * 1998-02-20 2001-07-17 Delphi Technologies, Inc. Side feed fuel injector and integrated fuel rail/intake manifold
US6186421B1 (en) * 1999-12-06 2001-02-13 Delphi Technologies, Inc. Fuel Injector
US20030127544A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-10 Demere Sims B. Fuel injector having a ferromagnetic coil bobbin
US20030201346A1 (en) * 2002-04-24 2003-10-30 Yukinori Kato Fuel injection valve
WO2005001279A1 (en) * 2003-06-10 2005-01-06 Siemens Vdo Automotive Corporation Modular fuel injector with di-pole magnetic circuit
DE102005061410A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Electromagnetically operated valve comprises axle together with core and plastic coil body in which coil is wound
US20100123030A1 (en) * 2008-11-18 2010-05-20 Continental Automotive Systems Us, Inc. Modular outward opening solenoid direct fuel injector
DE102010002646A1 (en) 2010-03-08 2011-09-08 Robert Bosch Gmbh fuel injector

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10801456B2 (en) 2015-10-27 2020-10-13 Delphi Technologies Ip Limited Control valve arrangement of a fuel injector

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012220856A1 (en) 2014-01-02
DE102012220860A1 (en) 2014-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017144185A1 (en) Electromagnetically actuatable inlet valve and high-pressure pump comprising an inlet valve
WO2014000961A1 (en) Fuel injector having a magnetic actuator
EP1865192B1 (en) Fuel injector with servo assistance
EP2715103A1 (en) Nozzle assembly for a fuel injector, and fuel injector
WO2009037095A1 (en) Control valve for a fuel injector
EP2813698B1 (en) Fuel injector valve
EP3384149A1 (en) Fuel injector having a control valve
WO2011023473A1 (en) Injector for injecting fuel
EP3387247B1 (en) Electromagnetically actuatable inlet valve and high-pressure pump having an inlet valve
EP3365551B1 (en) Electromagnetically operable inlet valve and high-pressure pump having an inlet valve
EP2957760B1 (en) Nozzle assembly for a fuel injector and fuel injector
EP2905458B1 (en) Nozzle assembly for a fuel injector and fuel injector
EP2256332B1 (en) Fuel injector with pressure intensifier piston
WO2018028865A1 (en) Electromagnetically actuable intake valve and high-pressure fuel pump
EP3423717B1 (en) Electromagnetically actuatable inlet valve and high-pressure pump comprising an inlet valve
WO2017012730A1 (en) Fuel injector and method for producing a fuel injector
WO2017108343A1 (en) Electromagnetically actuatable inlet valve and high-pressure pump having an inlet valve
WO2017050463A1 (en) Electromagnetically actuable inlet valve and high-pressure pump having an inlet valve
DE102019220172A1 (en) Fuel injector for an internal combustion engine
WO2019115057A1 (en) Electromagnetically actuatable intake valve and high-pressure fuel pump
DE102013209260A1 (en) Fuel injector with directly controlled nozzle needle
DE102017201803A1 (en) Electromagnetically actuated inlet valve and high-pressure pump with inlet valve
DE102016223960A1 (en) Electromagnetically actuated inlet valve and high-pressure pump with inlet valve
DE102012222076A1 (en) Fuel injector for injecting fuel into combustion chamber of internal combustion engine, has armature stroke-movably guided in hole of magnet body, and guide surfaces formed at armature and magnet body and limiting auxiliary air gap
WO2016206850A1 (en) Fuel injector with control valve

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13722473

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13722473

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1