WO2015028261A1 - Kraftstoffinjektor - Google Patents

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WO2015028261A1
WO2015028261A1 PCT/EP2014/066770 EP2014066770W WO2015028261A1 WO 2015028261 A1 WO2015028261 A1 WO 2015028261A1 EP 2014066770 W EP2014066770 W EP 2014066770W WO 2015028261 A1 WO2015028261 A1 WO 2015028261A1
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WO
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nozzle needle
blind hole
fuel injector
section
injection
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PCT/EP2014/066770
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English (en)
French (fr)
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Gerhard Suenderhauf
Andreas Koeninger
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector for internal combustion engines, as it can be used for fuel injection under high pressure in the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • German Offenlegungsschrift DE 29 20 100 A1 discloses a fuel injector or a fuel injector for internal combustion engines.
  • a nozzle needle is arranged longitudinally displaceable in an injector body and interacts with a sealing edge formed on it with a nozzle needle seat formed on the injector body and opens and closes by its longitudinal movement a plurality of first injection openings.
  • the nozzle needle On the combustion chamber side, the nozzle needle then has a journal region which projects into a blind bore formed in the injector body and thereby closes a plurality of second injection ports. Up to a partial stroke of the nozzle needle fuel flows through only the first injection openings in the combustion chamber of the
  • the fuel injector according to the invention has a lower wear with a similar injection characteristic and at the same time requires less high production accuracy.
  • the fuel injector has a form in an injector body
  • the injector body in which a nozzle needle is arranged longitudinally displaceable, which tapers at its combustion-chamber-side end in a combustion chamber direction Has cone portion and a pin portion with constant diameter d 2 .
  • the injector body also has a substantially conical nozzle needle seat, from which a first injection opening originates, and a blind hole, which adjoins the nozzle needle seat on the combustion chamber side, with a cylindrical section with the diameter d 3 i and with a bore bottom, of which a second Injection opening goes out.
  • the conical region of the nozzle needle cooperates with the nozzle needle seat and thereby opens and closes the first injection opening and the second injection opening with respect to the pressure chamber.
  • the first injection opening and the second injection opening are connected to each other via a throttle gap which is formed in the blind hole between the pin portion and the wall of the blind hole, and the throttle gap remains constant at least over the partial stroke. Due to the throttle gap, there is no contact or only a slight concern between Zapfenbe- rich and nozzle needle and thus no or little wear in these areas. Furthermore, the production can have greater tolerances than if the pin area would have to fulfill a sealing function.
  • Njektors is the difference of the diameter d 3 i of the blind hole and the diameter d 2 3 of the pin portion greater than 6 ⁇ and less than 30 ⁇ .
  • the throttle gap is on average greater than 3 ⁇ and the tolerance chain between the pin portion and wall of the blind hole can be selected comparatively large with up to 3 ⁇ as long as the nozzle needle is not burdened by lateral forces.
  • the gap width must be less than 15 ⁇ to a sufficient
  • Throttle function of the throttle gap to achieve.
  • one or more second injection openings are present, and the flow cross-section through the throttle gap is smaller than the summed flow cross-section through the or all the second injection openings.
  • the flow cross section through the throttle gap over the partial stroke 15% to 70% of the summed flow cross section through the or all the second injection openings.
  • the nozzle needle has an end region adjoining the journal region on the combustion chamber side.
  • the end region is designed as a cone.
  • the end region is designed substantially cylindrical and has at least one lateral recess.
  • the shape of the lateral recesses can be designed depending on the application, so that the fuel supplied to the second injection openings rises sharply or less strongly from the partial stroke.
  • the at least one recess is designed as a planar polished section.
  • the at least one recess is designed substantially semicircular in cross section.
  • the potential contact surface between the end region and the wall of the blind bore is increased, which leads to a better guidance of the nozzle needle in the blind bore and thus also to a lower risk of wear.
  • the flow cross section into the blind bore is greater than the summed flow cross section through all second injection openings.
  • the injection characteristic is determined essentially by the geometries of the first and the second injection openings at the maximum stroke; a throttling function between the injector body and the nozzle needle is virtually eliminated. For the maximum stroke so that the manufacturing accuracy of the two injection ports is crucial, while the tolerances of the throttle gap in this respect are of minor importance.
  • a plurality of first injection openings and / or a plurality of second injection openings are present.
  • a uniform injection of the fuel into the combustion chamber can be achieved.
  • FIG. 1 shows a section of the fuel injector according to the invention in longitudinal section, wherein only the essential areas are shown.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the fuel injector according to the invention in longitudinal section, wherein also only the essential areas are shown.
  • 3 shows a cross section through a further embodiment of the fuel according to the invention! njektors.
  • Njektors 100 shown, which protrudes in the installed position in the combustion chamber 110 of an internal combustion engine.
  • the injector 100 has an injector body 10 with a pressure chamber 30 which is connected via a high-pressure passage, not shown, to a fuel source (not shown) under high pressure, for example a common rail.
  • a nozzle needle 20 is arranged longitudinally displaceable.
  • the nozzle needle 20 has a central part 21 and a On the combustion chamber side arranged thereon cone portion 22, a pin portion 23 and an end portion 24.
  • the cone portion 22 and the end portion 24 are tapered in the direction of the combustion chamber 110 and the pin portion 23 is cylindrical with the diameter d 2 3 executed.
  • the injector body 10 has a cylindrical body 11 and, subsequent to the combustion chamber side, a conical nozzle needle seat 17 and a blind bore 31, which forms a partial region of the pressure chamber 30. From the nozzle needle seat 17, at least one first injection opening 1 with the diameter di and of the blind bore 31 leads at least one second injection opening 2 with the diameter d 2 into the combustion chamber 110.
  • the blind bore 31 has a cylindrical section with the diameter d 3 i and is located on the combustion chamber side then a bottom hole, which is rounded in the illustrated embodiment. In this case, there may be one or more both first injection openings 1 and second injection openings 2.
  • the nozzle needle 20 cooperates with the nozzle needle seat 17 at a sealing edge 22a formed at the transition from the middle part 21 to the conical region 22 and thus closes the hydraulic connection from the pressure chamber 30 to the first injection opening 1 and the second injection opening 2;
  • the blind hole 31 is thereby separated hydraulically from the rest of the pressure chamber 30.
  • Nozzle needle 20 by an unillustrated control, for example, the lowering of a pressure in a control chamber at the end remote from the combustion chamber end of the nozzle needle 20, moves in the opening direction 29, so that the cone portion 22 and the sealing edge 22a lifts from the nozzle needle seat 17 and the hydraulic raulische Connection from the pressure chamber 30 to the two injection ports 1, 2 and the blind hole 31 is released.
  • Up to a Sectionhub s of the nozzle needle 20 of the pin portion 23 projects into the blind hole 31, so that the throttle gap 32 in the blind hole 31 between pin portion 23 and wall of the blind hole 31 is made.
  • the throttle effect through the throttle gap 32 is stronger than the throttle effect by the second injection port 2 and the summed throttle effect through all the second injection ports 2;
  • the flow cross section through the throttle gap 32 is thus smaller than the summed flow cross section through all the second injection openings 2.
  • the width t 2 of the throttle gap 32 or the clearance t of the journal area 23 within the blind hole 31 is to be interpreted as follows:
  • a DS ⁇ - d 31 - t
  • the injection characteristic is thus determined essentially by the geometries of the first injection opening 1 and of the throttle gap 32.
  • the pin portion 23 emerges from the blind hole 31, but initially the end portion 24 still remains immersed in the blind hole 31. Due to the conical shape of the end portion 24, the flow area between blind hole 31 and nozzle needle 20 expands with increasing stroke. With a maximum stroke v, the journal region 23 and the end region 24 are so far out of the blind bore 31 that the flow cross section between the injector body 10 and the nozzle needle 20 is greater than the summed flow cross section through all the second injection openings 2. At the maximum stroke v, the injection characteristic is thus determined essentially by the geometries of the first and second injection openings 1, 2.
  • FIG. 2 shows the end region 24 of essentially cylindrical design, which has the same diameter d 2 3 as the journal region 23.
  • Holes 27 are formed laterally on the end region 24 so that the flow cross-section between the injector body 10 and the nozzle needle 20 is increased from the partial stroke s .
  • three recesses 27 - in the illustrated embodiment as a planar polished sections - distributed over the circumference, so that an approximately uniform flow of the second injection ports 2 is given at the same time good leadership of the end portion 24 in the blind hole 31.
  • the end region 24 can be dipped out of the blind bore 31.
  • 3 shows the section AA of Figure 2. The intersection lies in the plane of the transition from the journal region 23 to the end region 24.
  • the throttle gap 32 with the width t 2 is formed in the blind bore 31 of the injector body 10, which together with the lateral recesses 27 arranged on the end region 24 forms the flow area in the blind hole 31.
  • the illustrated embodiment there are three
  • Recesses 27 present and the recesses 27 designed semicircular in cross section.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen zur Einspritzung von Kraftstoff unter hohem Druck mit einem in einem Injektorkörper ausgebildeten Druckraum, in dem eine Düsennadel längsverschiebbar angeordnet ist, die an ihrem brennraumseitigen Ende einen sich in Brennraumrichtung verjüngenden Kegelbereich und einen Zapfenbereich mit konstantem Durchmesser d23 aufweist. Der Injektorkörper weist einen im Wesentlichen konischen Düsennadelsitz auf, von dem eine erste Einspritzöffnung ausgeht, und eine sich brennraumseitig an den Düsennadelsitz anschließende Sacklochbohrung mit einem zylindrischen Abschnitt mit dem Durchmesser d31 und mit einem Bohrungsgrund, von der eine zweite Einspritzöffnung ausgeht. Der Kegelbereich der Düsennadel wirkt mit dem Düsennadelsitz zusammen und öffnet und schließt dadurch die erste Einspritzöffnung und die zweite Einspritzöffnung gegenüber dem Druckraum. Während eines Teilhubs der Düsennadel sind die erste Einspritzoffnung und die zweite Einspritzöffnung über einen Drosselspalt, der in der Sacklochbohrung zwischen dem Zapfenbereich und der Wand der Sacklochbohrung ausgebildet ist, miteinander verbunden, und der Drosselspalt bleibt zumindest über den Teilhub der Düsennadel konstant.

Description

Kraftstoffinjektor
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen, wie er zur Kraftstoffeinspritzung unter hohem Druck in den Brennraum einer Brennkraftmaschine verwendet werden kann.
Stand der Technik
Aus der Offenlegungsschrift DE 29 20 100 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bzw. ein Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen bekannt. In dem bekannten Kraftstoffinjektor ist eine Düsennadel längsverschiebbar in einem Injektorkörper angeordnet und wirkt mit einer an ihr ausgebildeten Dichtkante mit einem am Injektorkörper ausgebildeten Düsennadelsitz zusammen und öffnet und schließt durch ihre Längsbewegung mehrere erste Einspritzöffnungen. Sich brennraum- seitig daran anschließend weist die Düsennadel einen Zapfenbereich auf, der in eine im Injektorkörper ausgebildete Sacklochbohrung ragt und dadurch mehrere zweite Einspritzöffnungen verschließt. Bis zu einem Teilhub der Düsennadel fließt Kraftstoff nur durch die ersten Einspritzöffnungen in den Brennraum der
Brennkraftmaschine, während der Zapfenbereich die zweiten Einspritzöffnungen abdichtet. Ab dem Teilhub taucht der Zapfenbereich aus der Sacklochbohrung aus und gibt so die zweiten Einspritzöffnungen frei. Dadurch kann eine treppen- förmige Einspritzcharakteristik inklusive guter Kleinstmengenfähigkeit erzielt werden. Die abdichtende Funktion des in die Sacklochbohrung eingetauchten Zapfenbereichs erfordert jedoch eine hohe Fertigungsgenauigkeit und eine hohe
Verschleißbeständigkeit.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor weist demgegenüber bei ähnlicher Einspritzcharakteristik einen geringeren Verschleiß auf und erfordert gleichzeitig eine weniger hohe Fertigungsgenauigkeit.
Dazu weist der Kraftstoffinjektor einen in einem Injektorkörper ausgebildeten
Druckraum auf, in dem eine Düsennadel längsverschiebbar angeordnet ist, die an ihrem brennraumseitigen Ende einen sich in Brennraumrichtung verjüngenden Kegelbereich und einen Zapfenbereich mit konstantem Durchmesser d23 aufweist. Der Injektorkörper weist außerdem einen im Wesentlichen konischen Dü- sennadelsitz auf, von dem eine erste Einspritzöffnung ausgeht, und eine sich brennraumseitig an den Düsennadelsitz anschließende Sacklochbohrung mit ei- nem zylindrischen Abschnitt mit dem Durchmesser d3i und mit einem Bohrungsgrund, von der eine zweite Einspritzöffnung ausgeht. Der Kegelbereich der Düsennadel wirkt mit dem Düsennadelsitz zusammen und öffnet und schließt dadurch die erste Einspritzöffnung und die zweite Einspritzöffnung gegenüber dem Druckraum. Zumindest während eines Teilhubs der Düsennadel sind die erste Einspritzöffnung und die zweite Einspritzöffnung über einen Drosselspalt, der in der Sacklochbohrung zwischen dem Zapfenbereich und der Wand der Sacklochbohrung ausgebildet ist, miteinander verbunden, und der Drosselspalt bleibt zumindest über den Teilhub konstant. Aufgrund des Drosselspalts kommt es zu keinem Kontakt bzw. nur zu einem geringfügigen Anliegen zwischen Zapfenbe- reich und Düsennadel und damit auch zu keinem oder nur geringem Verschleiß in diesen Bereichen. Weiterhin kann die Fertigung größere Toleranzen aufweisen als wenn der Zapfenbereich eine abdichtende Funktion erfüllen müsste.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Kraftstoff! njektors ist die Differenz des Durchmessers d3i der Sacklochbohrung und des Durchmessers d23 des Zapfenbereichs größer als 6 μηη und kleiner als 30 μηη. Damit ist der Drosselspalt im Mittel größer als 3 μηη und die Toleranzkette zwischen Zapfenbereich und Wand der Sacklochbohrung kann mit bis zu 3 μηη vergleichsweise groß gewählt werden solange die Düsennadel nicht durch Querkräfte belastet wird. Gleichzeitig muss die Spaltbreite kleiner als 15 μηη sein, um eine ausreichende
Drosselfunktion des Drosselspalts zu erreichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind eine oder mehrere zweite Einspritzöffnungen vorhanden, und der Durchflussquerschnitt durch den Drossel- spalt ist kleiner als der summierte Durchflussquerschnitt durch die oder alle zweiten Einspritzöffnungen. Vorzugsweise beträgt der Durchflussquerschnitt durch den Drosselspalt über den Teilhub 15% bis 70% des summierten Durchflussquerschnitts durch die oder alle zweiten Einspritzöffnungen. Dadurch wird die Kraftstoffzufuhr zu den zweiten Einspritzöffnungen gedrosselt, solange der Dros- selspalt vorhanden ist, was eine gute Kleinstmengenfähigkeit des Kraftstoff! njek- tors bedeutet. Vorteilhaft taucht bei Hüben, die größer als der Teilhub sind, der Zapfenbereich aus der Sacklochbohrung, und der Durchflussquerschnitt in die Sacklochbohrung vergrößert sich gegenüber dem Drosselspalt. Zu den zweiten Einspritzöffnungen wird dadurch mehr Kraftstoff zugeführt, was notwendig ist, um höhere Motorleistungen zu realisieren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist die Düsennadel einen sich brennraumseitig an den Zapfenbereich anschließenden Endbereich auf. Dadurch kann der Übergang von Teil- zu Volllast des Motors sanfter und damit verbrauchsärmer gestaltet werden, da in diesem Übergang die Kurve der Einspritzrate über der Zeit bzw. dem Hub flacher verläuft.
In einer vorteilhaften Ausführung ist der Endbereich als Kegel ausgeführt. Dadurch steigt die den zweiten Einspritzöffnungen zugeführte Kraftstoff menge ab dem Teilhub linear an, was applikationsabhängig zu einer vorteilhaften Einspritzcharakteristik führt.
In einer anderen vorteilhaften Ausführung ist der Endbereich im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt und weist wenigstens eine seitliche Ausnehmung auf. Dadurch ragt die Düsennadel mit einer Erweiterung des Zapfenbereichs auch noch ab dem Teilhub in die Sacklochbohrung, so dass es zu geringeren
Desachsierungen zwischen Injektorkörper und Düsennadel kommt und damit auch zu einem geringeren Verschleißrisiko während des Düsennadelschließens. Die Form der seitlichen Ausnehmungen kann applikationsabhängig gestaltet werden, so dass der den zweiten Einspritzöffnungen zugeführte Kraftstoff ab dem Teilhub stark oder weniger stark ansteigt.
Vorteilhaft ist die wenigstens eine Ausnehmung als planarer Anschliff ausgeführt. Dadurch kann die gewünschte Reduzierung der Drosselfunktion ab dem Teilhub fertigungstechnisch einfach erreicht werden.
In einer anderen vorteilhaften Ausführung ist die wenigstens eine Ausnehmung im Querschnitt im Wesentlichen halbkreisförmig ausgeführt. Dadurch wird die potenzielle Kontaktfläche zwischen Endbereich und Wand der Sacklochbohrung vergrößert, was zu einer besseren Führung der Düsennadel in der Sacklochbohrung führt und damit auch zu geringerem Verschleißrisiko. Vorteilhaft ist bei einem Maximalhub der Düsennadel, der größer als der Teilhub ist, der Durchflussquerschnitt in die Sacklochbohrung größer als der summierte Durchflussquerschnitt durch alle zweiten Einspritzöffnungen. Dadurch wird beim Maximalhub die Einspritzcharakteristik im Wesentlichen durch die Geometrien der ersten und der zweiten Einspritzöffnungen bestimmt; eine drosselnde Funktion zwischen dem Injektorkörper und der Düsennadel ist praktisch nicht mehr vorhanden. Für den Maximalhub ist damit die Fertigungsgenauigkeit der beiden Einspritzöffnungen ausschlaggebend, während die Toleranzen des Drosselspalts diesbezüglich von untergeordneter Bedeutung sind.
Vorteilhafterweise sind mehrere erste Einspritzöffnungen und/oder mehrere zweite Einspritzöffnungen vorhanden. Dadurch kann eine gleichmäßige Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum erzielt werden.
Zeichnungen
Fig.1 zeigt einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors im Längsschnitt, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.
Fig.2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors im Längsschnitt, wobei ebenfalls nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Fig.3 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoff! njektors.
Beschreibung
In Fig.1 ist das Ende eines Kraftstoff! njektors 100 dargestellt, das in Einbaulage in den Brennraum 110 einer Brennkraftmaschine ragt. Der Kraftstoff! njektor 100 weist einen Injektorkörper 10 mit einem Druckraum 30 auf, der über einen nicht dargestellten Hochdruckkanal mit einer nicht dargestellten, unter Hochdruck ste- henden Kraftstoffquelle, beispielsweise einem Common Rail, verbunden ist.
Im Druckraum 30 ist eine Düsennadel 20 längsverschiebbar angeordnet. Im dargestellten Ausschnitt weist die Düsennadel 20 einen Mittelteil 21 und einen brennraumseitig daran angeordneten Kegelbereich 22, einen Zapfenbereich 23 und einen Endbereich 24 auf. Der Kegelbereich 22 und der Endbereich 24 sind sich in Richtung des Brennraums 110 verjüngend und der Zapfenbereich 23 zylindrisch mit dem Durchmesser d23 ausgeführt.
Der Injektorkörper 10 weist im dargestellten Ausschnitt einen zylindrischen Körperschaft 11 und sich brennraumseitig daran anschließend einen konischen Dü- sennadelsitz 17 und eine Sacklochbohrung 31 auf, die einen Teilbereich des Druckraums 30 darstellt. Vom Düsennadelsitz 17 führt wenigstens eine erste Einspritzöffnung 1 mit dem Durchmesser di und von der Sacklochbohrung 31 wenigstens eine zweite Einspritzöffnung 2 mit dem Durchmesser d2 in den Brennraum 110. Die Sacklochbohrung 31 hat einen zylindrischen Abschnitt mit dem Durchmesser d3i und sich brennraumseitig daran anschließend einen Bohrungsgrund, der im dargestellten Ausführungsbeispiel verrundet ausgeführt ist. Dabei kann es eine oder mehrere sowohl erste Einspritzöffnungen 1 als auch zweite Einspritzöffnungen 2 geben.
Im dargestellten geschlossenen Betriebszustand wirkt die Düsennadel 20 an einer am Übergang vom Mittelteil 21 zum Kegelbereich 22 ausgebildeten Dichtkan- te 22a mit dem Düsennadelsitz 17 zusammen und verschließt so die hydraulische Verbindung vom Druckraum 30 zu der ersten Einspritzöffnung 1 und der zweiten Einspritzöffnung 2; die Sacklochbohrung 31 wird dadurch hydraulisch vom restlichen Druckraum 30 getrennt. Der zylindrische Zapfenbereich 23 mit dem Durchmesser d23 ragt in den zylindrischen Abschnitt der Sacklochbohrung 31 mit dem Durchmesser d3i und bildet so mit der Wand der Sacklochbohrung 31 einen Drosselspalt 32 mit der Breite t 2 aus, wobei t = d3i - d23- Über den Drosselspalt 32 sind die erste Einspritzöffnung 1 und die zweite Einspritzöffnung 2 ständig hydraulisch miteinander verbunden. Zur Einspritzung von Kraftstoff durch die beiden Einspritzöffnungen 1 , 2 wird die
Düsennadel 20 durch eine nicht dargestellte Steuerung, beispielsweise das Absenken eines Drucks in einem Steuerraum an dem dem Brennraum abgewandten Ende der Düsennadel 20, in Öffnungsrichtung 29 bewegt, so dass der Kegelbereich 22 bzw. die Dichtkante 22a vom Düsennadelsitz 17 abhebt und die hyd- raulische Verbindung vom Druckraum 30 zu den beiden Einspritzöffnungen 1 , 2 und der Sacklochbohrung 31 freigegeben wird. Bis zu einem Teilhub s der Düsennadel 20 ragt der Zapfenbereich 23 in die Sacklochbohrung 31 , so dass der Drosselspalt 32 in der Sacklochbohrung 31 zwischen Zapfenbereich 23 und Wand der Sacklochbohrung 31 besteht. Während dieses Teilhubs s ist die Drosselwirkung durch den Drosselspalt 32 stärker als die Drosselwirkung durch die zweite Einspritzöffnung 2 bzw. die summierte Drosselwirkung durch alle zweiten Einspritzöffnungen 2; der Durchflussquerschnitt durch den Drosselspalt 32 ist somit kleiner als der summierte Durchflussquerschnitt durch alle zweiten Einspritzöffnungen 2. Dazu ist die Breite t 2 des Drosselspalts 32 bzw. das Spiel t des Zapfenbereichs 23 innerhalb der Sacklochbohrung 31 folgendermaßen auszulegen:
Durchflussquerschnitt durch Drosselspalt ADS ergibt sich zu :
ADs = ^ d31 2 - ^ (d31 - t)2 = ^ (2 . d31 - t - t2 ) mit d31 » t : ADS = ^ - d31 - t
Durchflussquerschnitt durch alle x zweiten Einspritzöffnungen A 2.EO
Bis zum Teilhub (s) soll gelten : A
n , TT , d2 2
D.h. :— - d,, t < x —— · π
2 31 4 d31
Vorzugsweise soll bis zum Teilhub (s) gelten : 15% · A2 Eö < ADS < 70% · A2 EQ
1 d2 2 3 d2 2
=>— x ·—— < t <— x ·——
10 d 3,<1 1 l 0u u31
Bis zum Teilhub s wird die Einspritzcharakteristik somit im Wesentlichen durch die Geometrien der ersten Einspritzöffnung 1 und des Drosselspalts 32 bestimmt.
Ab dem Teilhub s taucht der Zapfenbereich 23 aus der Sacklochbohrung 31 , zunächst bleibt jedoch der Endbereich 24 noch in die Sacklochbohrung 31 eingetaucht. Aufgrund der konischen Form des Endbereichs 24 erweitert sich der Durchflussquerschnitt zwischen Sacklochbohrung 31 und Düsennadel 20 mit zunehmendem Hub. Bei einem Maximalhub v sind der Zapfenbereich 23 und der Endbereich 24 so weit aus der Sacklochbohrung 31 ausgetaucht, dass der Durchflussquerschnitt zwischen Injektorkörper 10 und Düsennadel 20 größer ist als der summierte Durchflussquerschnitt durch alle zweiten Einspritzöffnungen 2. Beim Maximalhub v wird die Einspritzcharakteristik somit im Wesentlichen durch die Geometrien der ersten und zweiten Einspritzöffnungen 1 , 2 bestimmt.
Das Ausführungsbeispiel der Fig.2 unterscheidet sich von dem der Fig.1 durch die Ausführung des Endbereichs 24. Alle übrigen Merkmale sich so ausgeführt wie im Ausführungsbeispiel der Fig.1 und werden daher nicht nochmals beschrieben.
Fig.2 zeigt den Endbereich 24 im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt, der den gleichen Durchmesser d23 aufweist wie der Zapfenbereich 23. Am Endbereich 24 sind seitlich Ausnehmungen 27 ausgebildet, so dass ab dem Teilhub s der Durchflussquerschnitt zwischen Injektorkörper 10 und Düsennadel 20 vergrößert wird. Üblicherweise werden dazu drei Ausnehmungen 27 - im dargestellten Ausführungsbeispiel als planare Anschliffe - über den Umfang verteilt, so dass eine annähernd gleichmäßige Anströmung der zweiten Einspritzöffnungen 2 bei gleichzeitig guter Führung des Endbereichs 24 in der Sacklochbohrung 31 gegeben ist. Beim Maximalhub v der Düsennadel 20 kann der Endbereich 24 jedoch aus der Sacklochbohrung 31 ausgetaucht sein. Fig.3 zeigt den Schnitt A-A aus Fig.2. Der Schnitt liegt in der Ebene des Übergangs vom Zapfenbereich 23 zum Endbereich 24. Zwischen Injektorkörper 10 und Düsennadel 20 ist in der Sacklochbohrung 31 des Injektorkörpers 10 der Drosselspalt 32 mit der Breite t 2 ausgebildet, der zusammen mit den am Endbereich 24 angeordneten seitlichen Ausnehmungen 27 den Durchflussquerschnitt in die Sacklochbohrung 31 bildet. In der dargestellten Ausführungsform sind drei
Ausnehmungen 27 vorhanden und die Ausnehmungen 27 im Querschnitt halbkreisförmig gestaltet.

Claims

Ansprüche
1 . Kraftstoffinjektor (100) für Brennkraftmaschinen zur Einspritzung von Kraft- stoff unter hohem Druck mit einem in einem Injektorkörper (10) ausgebildeten Druckraum (30), in dem eine Düsennadel (20) längsverschiebbar angeordnet ist, die an ihrem brennraumseitigen Ende einen sich in Brennraumrichtung verjüngenden Kegelbereich (22) und einen Zapfenbereich (23) mit konstantem Durchmesser d23 aufweist, wobei der Injektorkörper (10) einen im Wesentlichen konischen Düsennadelsitz (17) aufweist, von dem eine erste Einspritzöffnung (1 ) ausgeht, und eine sich brennraumseitig an den Düsennadelsitz (17) anschließende Sacklochbohrung (31 ) mit einem zylindrischen Abschnitt mit dem Durchmesser d3i und mit einem Bohrungsgrund, von der eine zweite Einspritzöffnung (2) ausgeht, wobei der Kegelbereich (22) der Düsennadel (20) mit dem Düsennadelsitz (17) zusammenwirkt und dadurch die erste Einspritzöffnung (1 ) und die zweite Einspritzöffnung (2) gegenüber dem Druckraum (30) öffnet und schließt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während eines Teilhubs (s) der Düsennadel (20) die erste Einspritzöffnung (1 ) und die zweite Einspritzöffnung (2) über einen Drosselspalt (32), der in der Sacklochbohrung (31 ) zwischen dem Zapfenbereich (23) und der Wand der Sacklochbohrung (31 ) ausgebildet ist, miteinander verbunden sind, und der Drosselspalt (32) zumindest über den Teilhub (s) der Düsennadel (20) konstant bleibt.
2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Differenz des Durchmessers d3i der Sacklochbohrung (31 ) und des
Durchmessers d23 des Zapfenbereichs (23) größer als 6 μηη und kleiner als 30 μηη ist.
3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine oder mehrere zweite Einspritzöffnungen (2) vorhanden sind und der Durchflussquerschnitt durch den Drosselspalt (32) kleiner ist als der summierte Durchflussquerschnitt durch die oder alle zweiten Einspritzöff- nungen (2), vorzugsweise beträgt der Durchflussquerschnitt durch den Drosselspalt (32) über den Teilhub (s) 15%...70% des summierten Durchflussquerschnitts durch die oder alle zweiten Einspritzöffnungen (2).
Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Hüben der Düsennadel (20), die größer als der Teilhub (s) sind, der Zapfenbereich (23) aus der Sacklochbohrung (31 ) taucht und sich der Durchflussquerschnitt in die Sacklochbohrung (31 ) gegenüber dem Drosselspalt (32) vergrößert.
Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsennadel (20) einen sich brennraumseitig an den Zapfenbereich (23) anschließenden Endbereich (24) aufweist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Endbereich (24) als Kegel ausgeführt ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Endbereich (24) im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt ist und wenigstens eine seitliche Ausnehmung (27) aufweist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Ausnehmung (27) als planarer Anschliff ausgeführt ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Ausnehmung (27) im Querschnitt im Wesentlichen halbkreisförmig ausgeführt ist.
0. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Maximalhub (v) der Düsennadel (20), der größer als der Teilhub (s) ist, der Durchflussquerschnitt in die Sacklochbohrung (31 ) größer ist als der summierte Durchflussquerschnitt durch alle zweiten Einspritzöffnungen (2). Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere erste Einspritzöffnungen (1 ) und/oder mehrere zweite Einspritzöffnungen (2) vorhanden sind.
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