WO2017167558A1 - Injektor zum einblasen eines gasförmigen brennstoffs in einen brennraum - Google Patents

Injektor zum einblasen eines gasförmigen brennstoffs in einen brennraum Download PDF

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WO2017167558A1
WO2017167558A1 PCT/EP2017/055408 EP2017055408W WO2017167558A1 WO 2017167558 A1 WO2017167558 A1 WO 2017167558A1 EP 2017055408 W EP2017055408 W EP 2017055408W WO 2017167558 A1 WO2017167558 A1 WO 2017167558A1
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WO
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injector
damper
space
damping device
hydraulic
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PCT/EP2017/055408
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Inventor
Michael Kurz
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Robert Bosch Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F02M2200/304—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • Injector for injecting a gaseous fuel into a combustion chamber
  • the invention relates to an injector for injecting a gaseous fuel into a combustion chamber, wherein the injector comprises a nozzle body and a
  • Holding body, and an actuator for the axial displacement of an injector needle for controlling a Einblasvorgangs is provided, and wherein a
  • Damping device for damping the adjustment of the Injektornadel is present.
  • Such an injector is known from DE 10 2014 212 549 AI.
  • This injector is designed as a gas injector for injecting a gaseous fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the gas injector has a nozzle body with an injector needle which is axially adjustable therein, the nozzle body being connected to a holding body which is axially adjacent to the nozzle body. Between the nozzle body and the holding body is a
  • Damping device for damping the adjustment of the Injektornadel available.
  • the damping device is designed as a gas damping device which has a gas-filled damping chamber.
  • the invention has for its object to provide an injector which is equipped with an improved damping device.
  • the damping device is filled with a hydraulic fluid hydraulic module.
  • a Hydraulic module With such a Hydraulic module, a permanently stable function of the damping device and thus of the entire injector can be achieved.
  • the hydraulic fluid for the representation of the permanently stable function is integrated into the construction in order to use a predetermined damping characteristic for the lifting movement of the injector needle and ultimately also a stroke stop for the injector needle.
  • the hydraulic module is a closed system that is permanently filled with hydraulic fluid designed for the life of the injector.
  • damper member in a frontal arrangement to the Injektornadel opposite to a cooperating with a nozzle seat needle tip with the Injektornadel cooperate force-transmitting and due to the following
  • the damper member has a
  • Damper sleeve is axially adjustable.
  • the hydraulic module is designed to replace a conventionally existing injector needle closing spring and, at the same time, the closing force of the injector needle can be adjusted with the hydraulic module during its mounting on the injector.
  • the damper member has a damper piston, which is adjustable in a damper cylinder recess of a damper sleeve.
  • a damper cylinder space is formed between the damper piston and the DämpferzylinderausEnglishung, which is the heart of the damping device.
  • a closing spring is arranged between the damper member and the damper sleeve, the force applied to the damper member in such a way that the damper piston to increase a formed between the damper piston and the DämpferzylinderausEnglishung Damper cylinder space is movable. At the same time, the closing spring exerts the closing force on the injector needle mentioned above via the hydraulic module.
  • the damper cylinder space is connected via a throttle with a closing spring hydraulic space and the
  • the closing spring hydraulic chamber via a connecting channel with a above the damper sleeve
  • Compensating hydraulic space provides an additional alternative space for
  • Hydraulic fluid is.
  • the compensation hydraulic space is formed by a compensating space membrane connected to the damping sleeve.
  • Compensation space membrane is cup-shaped and connected to the open pot end tightly connected to the damper sleeve, for example, welded.
  • the damping device is arranged above the actuator or arranged in an alternative embodiment between a needle tip and the actuator. Both versions can be implemented properly depending on the design of the injector.
  • the injector may be any injector for injecting a gaseous fuel into a combustion chamber
  • the injector is preferably installed on an internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is operated with a gaseous fuel.
  • Figure 1 is a sectional view of an injector with a
  • FIG. 2 is a detail view of a damping device, which in the
  • Figure 3 is a sectional view of an injector with a second
  • Figure 4 is a sectional view of an injector with a third
  • Embodiment of a damping device which is installed approximately centrally of the injector.
  • Figure 1 shows a longitudinal section through a schematically illustrated injector 1, which is designed for the direct injection of a gaseous fuel, in particular fuel gas, in a combustion chamber, preferably an internal combustion engine.
  • a gaseous fuel in particular fuel gas
  • the thus injected fuel in the form of fuel gas is ignited, for example, in a basic structure of the internal combustion engine as a self-igniting internal combustion engine or by means of an additionally injected self-igniting fuel, such as diesel.
  • the injector has a nozzle body 2 and an associated
  • Holding body 3 on.
  • a space 4 is arranged, which is flooded with a gaseous fuel, in particular fuel gas.
  • the fuel gas is stored, for example, in a tank 5 under a sufficient pressure for injection and via a
  • the Injektornadel 6 has a needle tip 8, which cooperates in the illustrated position of the Injektornadel 6 with a seat in the nozzle body 2. If the Injektornadel 6, however, with the needle tip 8 of the seat by an axial Displacement is moved upward, a flow connection between the space 4 and an injection opening 9 in front of the needle tip 8 in the
  • Nozzle body 2 is released and fuel gas supplied from the tank 5 is blown into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • an electromagnetic actuator is installed in the holding body 3 in the illustrated embodiment, which has a arranged in an outer pole 10 autismble coil.
  • an anchor plate 11 is connected, acts on the energizing of the coil, a magnetic force FM and the anchor plate
  • the damping device 13 is designed as a hydraulic module and has in the illustrated embodiment
  • Holding body 3 is braced. Between the damping housing 14 and the outer pole 10, a spring washer 16 is arranged, which optionally the outer pole 10 with the inclusion of a dial against a in the
  • the damping housing 14 has a cylindrical housing space 17, in which the injector needle 6 protrudes with a needle end face 8 opposite the needle tip 8. On the opposite side is a
  • the damping device 13 has as essential components a damper sleeve 21 and a damper cylinder 22 exhibiting damper member 23.
  • the damper member 23 rests with one end face on the needle end face 18, while the opposite damper cylinder 22 projects into a damper cylinder recess 24 in the damper sleeve 21.
  • Damper member 23 is a closing spring 29 is arranged, which clamps the damper member 23 against the needle end face 18.
  • a shim 26 is arranged between the damper sleeve 21 and the screw flange 20, said shim 26 being in
  • the needle stroke NH of the injector needle 6 sets.
  • Sch.federhydraulikraum 28 connects.
  • the closing spring hydraulic space 28 is separated from the housing space 17 by a membrane 30.
  • Closing force Fs is a Sch spakraftsstellin 31 between the closing spring 29 and the damper sleeve 21 is arranged.
  • a hydraulic fluid such as hydraulic oil, filled, which in an upward movement of the damper piston 22 from the
  • Damper cylinder space 25 is displaced by the throttle 27 in the closing spring hydraulic chamber 28.
  • the stroke speed of the damper piston 22 is decisively determined by the throttle 27.
  • the balance of forces can be summarized as follows: With a corresponding energization of the coil, the force FM exceeds the sum of the spring force Fs and the hydraulically resulting
  • This lifting movement is carried out until the energization of the coil is terminated or abuts a stop surface 32 of the damper member 23 on an end face 33 of the damper sleeve 21.
  • Balancing hydraulic chamber 34 arranged, which is formed by a balancing diaphragm 36 in the region of the screw 20.
  • Balancing hydraulic chamber 34 is connected to the closing spring hydraulic chamber 28 via a connecting channel 35, so that in the
  • Connecting passage 35 enters the compensation hydraulic chamber 34.
  • Housing space 17 is filled with gas, so that the pressure in the
  • Balancing hydraulic chamber 34 and the closing spring hydraulic chamber 28 during a stroke remains the same and corresponds substantially to the gas pressure in the surrounding part of the housing space 17. Due to the fluid pressure in the closing spring hydraulic chamber 28 bouncing on the stop surface 32 and a possible possible wear on this is avoided.
  • a screw flange connection channel 37 is embedded in the screw flange 20, which ensures that the same pressure prevails in the housing space 17 in the region of the part which surrounds the membrane 30 and the part which surrounds the equalizing membrane 36.
  • Damping device 13 is again similar to the embodiment of Figure 1 and 2, in which case the damping device 13 is arranged directly above the nozzle body 2 and below the actuator. As a result, the region above the nozzle body 2 can be decoupled from gas and its pressure. This results in the following advantages:
  • For the magnetically relevant components may be a sensitive
  • Damper member 23 which projects beyond the damper sleeve 21 clearly, has on its end face another peg-shaped extension 39, over which the compensation space membrane 36 is centered.
  • Damping device 13 the damping device 13 is used after the correct choice of the dial 26 and then pressed with the pre-assembled armature 40 of the actuator. In this case, the compensation space membrane 36 is pressed on its end face, so as to seal off the

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Injektor (1) zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs in einen Brennraum, wobei der Injektor (1) einen Düsenkörper (2) sowie einen Haltekörper (3) aufweist, und ein Aktor zur axialen Verstellung einer Injektornadel (6) zur Steuerung eines Einblasvorgangs vorgesehen ist, und wobei eine Dämpfungseinrichtung (13) zur Dämpfung der Verstellung der Injektornadel (6) vorhanden ist. Erfindungsgemäß wird ein Injektor (1) bereitgestellt, der mit einer verbesserten Dämpfungseinrichtung (13) ausgestattet ist. Erreicht wird dies dadurch, dass die Dämpfungseinrichtung (13) ein mit einem Hydraulikfluid gefülltes Hydraulikmodul ist.

Description

Beschreibung Titel:
Injektor zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs in einen Brennraum
Die Erfindung betrifft einen Injektor zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs in einen Brennraum, wobei der Injektor einen Düsenkörper sowie einen
Haltekörper aufweist, und ein Aktor zur axialen Verstellung einer Injektornadel zur Steuerung eines Einblasvorgangs vorgesehen ist, und wobei eine
Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der Verstellung der Injektornadel vorhanden ist.
Stand der Technik
Ein derartiger Injektor ist aus der DE 10 2014 212 549 AI bekannt. Dieser Injektor ist als Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Kraftstoffs in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine ausgebildet. Der Gasinjektor weist einen Düsenkörper mit einer darin axial verstellbaren Injektornadel auf, wobei der Düsenkörper mit einem Haltekörper verbunden ist, der axial an den Düsenkörper angrenzt. Zwischen dem Düsenkörper und dem Haltekörper ist eine
Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der Verstellung der Injektornadel vorhanden. Die Dämpfungseinrichtung ist als Gasdämpfungseinrichtung ausgebildet, die einen gasgefüllten Dämpfungsraum aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Injektor bereitzustellen, der mit einer verbesserten Dämpfungseinrichtung ausgestattet ist.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Dämpfungseinrichtung ein mit einem Hydraulikfluid gefülltes Hydraulikmodul ist. Mit einem derartigen Hydraulikmodul kann eine dauerhaft stabile Funktion der Dämpfungseinrichtung und somit des gesamten Injektors erreicht werden. Dabei ist das Hydraulikfluid für die Darstellung der dauerhaft stabilen Funktion in die Konstruktion mit integriert, um eine vorgegebene Dämpfungseigenschaft für die Hubbewegung der Injektornadel und letztendlich auch einen Hubanschlag für die Injektornadel zu nutzen. Das Hydraulikmodul ist ein geschlossenes System, das dauerhaft und auf die Lebensdauer des Injektors ausgelegt mit Hydraulikfluid gefüllt ist.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Hydraulikmodul ein mit der
Injektornadel zusammenwirkendes Dämpferglied auf. Dieses Dämpferglied ist mit der Injektornadel direkt oder indirekt verbunden. So kann das Dämpferglied bei einer stirnseitigen Anordnung an die Injektornadel gegenüberliegend zu einer mit einem Düsensitz zusammenwirkenden Nadelspitze mit der Injektornadel kraftübertragend zusammenwirken und bedingt durch die nachfolgend
beschriebene Funktion der Dämpfungseinrichtung die Injektornadel gleichzeitig mit der Düsennadelspitze in den Düsensitz drücken.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Dämpferglied einen
Dämpferkolben auf, der in einer Dämpferzylinderausnehmung einer
Dämpferhülse axial verstellbar ist. Das Hydraulikmodul ist so ausgebildet, dass es eine herkömmlich vorhandene Injektornadelschließfeder ersetzt und gleichzeitig kann mit dem Hydraulikmodul bei der Montage desselben an dem Injektor die Schließkraft der Injektornadel eingestellt werden.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Dämpferglied einen Dämpferkolben auf, der in einer Dämpferzylinderausnehmung einer Dämpferhülse verstellbar ist. Dabei wird zwischen dem Dämpferkolben und der Dämpferzylinderausnehmung ein Dämpferzylinderraum gebildet, der das Herzstück der Dämpfungseinrichtung ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Dämpferglied und der Dämpferhülse eine Schließfeder angeordnet, die das Dämpferglied in der Weise kraftbeaufschlagt, dass der Dämpferkolben zur Vergrößerung eines zwischen dem Dämpferkolben und der Dämpferzylinderausnehmung gebildeten Dämpferzylinderraums bewegbar ist. Gleichzeitig übt die Schließfeder über das Hydraulikmodul die eingangs erwähnte Schließkraft auf die Injektornadel aus.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Dämpferzylinderraum über eine Drossel mit einem Schließfederhydraulikraum verbunden und der
Schließfederhydraulikraum ist nach außen von einer die Dämpferhülse und das Dämpferglied verbindenden und die Schließfeder umfassenden Membran abgeschlossen. Der Schließfederhydraulikraum bildet somit den Ausgleichsraum für das aus dem Dämpferzylinderraum herausgeführte Hydraulikfluid.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Schließfederhydraulikraum über einen Verbindungskanal mit einem oberhalb der Dämpferhülse
angeordneten Ausgleichshydraulikraum verbunden. Dieser
Ausgleichshydraulikraum stellt einen zusätzlichen Ausweichraum für
Hydraulikfluid dar.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Ausgleichshydraulikraum von einer mit der Dämpferhülse verbundenen Ausgleichsraummembran gebildet. Diese
Ausgleichsraummembran ist topfförmig ausgebildet und mit dem offenen Topfende dicht mit der Dämpferhülse verbunden, beispielsweise verschweißt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Dämpfungseinrichtung oberhalb des Aktors angeordnet oder aber in einer alternativen Ausgestaltung zwischen einer Nadelspitze und dem Aktor angeordnet. Beide Ausführungen können je nach Ausgestaltung des Injektors sinnvoll umgesetzt werden.
Wenn auch der Injektor ein beliebiger Injektor zur Einblasung eines gasförmigen Brennstoffs in einen Brennraum sein kann, ist der Injektor vorzugsweise an einer Brennkraftmaschine verbaut, wobei die Brennkraftmaschine mit einem gasförmigen Brennstoff betrieben wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der
Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind. Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittdarstellung eines Injektors mit einer
erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung, die stirnseitig an dem Injektor verbaut ist,
Figur 2 eine Detailansicht einer Dämpfungseinrichtung, die bei dem
Injektor gemäß Figur 1 verbaut ist und
Figur 3 eine Schnittdarstellung eines Injektors mit einer zweiten
Ausführungsform einer Dämpfungseinrichtung, die stirnseitig an dem Injektor verbaut ist und
Figur 4 eine Schnittdarstellung eines Injektors mit einer dritten
Ausführungsform einer Dämpfungseinrichtung, die angenähert mittig an dem Injektor verbaut ist.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen schematisch dargestellten Injektor 1, der zur direkten Einblasung von einem gasförmigen Brennstoff, insbesondere Brenngas, in einen Brennraum vorzugsweise einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Der so eingeblasene Brennstoff in Form von Brenngas wird beispielsweise bei einem grundsätzlichen Aufbau der Brennkraftmaschine als selbstzündende Brennkraftmaschine elektrisch gezündet oder mittels eines zusätzlich eingespritzten selbstzündenden Brennstoff, beispielsweise Diesel.
Der Injektor weist einen Düsenkörper 2 und einen damit verbundenen
Haltekörper 3 auf. In dem Düsenkörper 2 und dem Haltekörper 3 ist ein Raum 4 angeordnet, der mit einem gasförmigen Brennstoff, insbesondere Brenngas, geflutet ist. Das Brenngas wird beispielsweise in einem Tank 5 unter einem für die Einspritzung genügenden Druck gespeichert und über eine
Versorgungsleitung in den Raum 4 eingebracht. In dem Raum 4 ist weiterhin eine Injektornadel 6 in Nadelführungen 7 axial beweglich geführt. Die Injektornadel 6 weist eine Nadelspitze 8 auf, die in der dargestellten Stellung der Injektornadel 6 mit einer Sitzfläche in dem Düsenkörper 2 zusammenwirkt. Wird die Injektornadel 6 dagegen mit der Nadelspitze 8 von der Sitzfläche durch eine axiale Verschiebung nach Oben wegbewegt, wird eine Strömungsverbindung zwischen dem Raum 4 und einer Einblasöffnung 9 vor der Nadelspitze 8 in dem
Düsenkörper 2 freigegeben und aus dem Tank 5 zugeführtes Brenngas wird in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingeblasen.
Für die zuvor beschriebene axiale Verstellung der Injektornadel 6 ist in dem Haltekörper 3 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein elektromagnetischer Aktor verbaut, der eine in einem Außenpol 10 angeordnete bestrombare Spule aufweist. Mit der Injektornadel 6 ist eine Ankerplatte 11 verbunden, auf die bei einer Bestromung der Spule eine Magnetkraft FM einwirkt und die die Ankerplatte
11 gegen eine obere Stirnfläche des Außenpols 10 bei einer Verringerung des Volumens eines Gasmagnetraums 12 verstellt. Oberhalb des Außenpols 10 des Aktors ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Dämpfungseinrichtung 13 mit dem Haltekörper 3 verbunden. Die Dämpfungseinrichtung 13 ist als Hydraulikmodul ausgebildet und weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein
Dämpfungsgehäuse 14 auf, das mittels einer Spannmutter 15 mit dem
Haltekörper 3 verspannt ist. Zwischen dem Dämpfungsgehäuse 14 und dem Außenpol 10 ist eine Federscheibe 16 angeordnet, die den Außenpol 10 gegebenenfalls unter Einbezug einer Einstellscheibe gegen einen in dem
Haltekörper 3 angeordneten innenliegenden Anlageflansch drückt.
Das Dämpfungsgehäuse 14 weist einen zylinderförmigen Gehäuseraum 17 auf, in dem die Injektornadel 6 mit einer der Nadelspitze 8 gegenüberliegenden Nadelstirnfläche 18 hineinragt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein
Verschlussstopfen 19 mit dem Dämpfungsgehäuse 14 den Gehäuseraum 17 nach außen verschließend verschraubt. Dazu weist der Verschlussstopfen 19 einen in den Gehäuseraum 17 hineinragenden Schraubflansch 20 auf. Die Dämpfungseinrichtung 13 weist als wesentliche Bauteile eine Dämpferhülse 21 und ein einen Dämpferzylinder 22 aufweisendes Dämpferglied 23 auf. Das Dämpferglied 23 liegt mit einer Stirnseite an der Nadelstirnfläche 18 an, während der gegenüberliegende Dämpferzylinder 22 in eine Dämpferzylinderausnehmung 24 in der Dämpferhülse 21 hineinragt. Bei einer Bestromung der Spule des Aktors und einer entsprechenden Aufwärtsbewegung der Injektornadel 6 wird der Dämpferzylinder 22 in die Dämpferzylinderausnehmung 24 hineingedrückt und das Volumen eines Dämpferzylinderraums 25 wird - worauf nachfolgend noch eingegangen wird - verkleinert. Zwischen der Dämpferhülse 21 und dem
Dämpferglied 23 ist eine Schließfeder 29 angeordnet, die das Dämpferglied 23 gegen die Nadelstirnfläche 18 verspannt. Zur Einstellung einer Schließkraft Fs (siehe auch die Detailansicht gemäß Figur 2) ist zwischen der Dämpferhülse 21 und dem Schraubflansch 20 eine Einstellscheibe 26 angeordnet, die in
Abhängigkeit ihrer Dicke den Nadelhub NH der Injektornadel 6 einstellt. In die Dämpferzylinderausnehmung 24 ist eine als Drosselbohrung ausgebildete Drossel 27 eingelassen, die den Dämpferzylinderraum 25 mit einem
Schließfederhydraulikraum 28 verbindet. Der Schließfederhydraulikraum 28 wird zu dem Gehäuseraum 17 von einer Membran 30 abgetrennt. Zur Einstellung der
Schließkraft Fs ist eine Schließkrafteinstellscheibe 31 zwischen der Schließfeder 29 und der Dämpferhülse 21 angeordnet.
In den Dämpferzylinderraum 25 ist ein Hydraulikfluid, beispielsweise Hydrauliköl, eingefüllt, das bei einer Aufwärtsbewegung des Dämpferkolbens 22 aus dem
Dämpferzylinderraum 25 durch die Drossel 27 in den Schließfederhydraulikraum 28 verdrängt wird. Dabei wird die Hubgeschwindigkeit des Dämpferkolbens 22 maßgeblich durch die Drossel 27 bestimmt. Die Kräftebilanz lässt sich wie folgt zusammenfassen: Bei einer entsprechenden Bestromung der Spule übersteigt die Kraft FM die Summe der Federkraft Fs und der hydraulisch resultierenden
Schließkraft FH. Die Injektornadel 6 wird nach oben bewegt.
Diese Hubbewegung wird solange ausgeführt, bis die Bestromung der Spule beendet wird oder aber eine Anschlagfläche 32 des Dämpferglieds 23 an einer Stirnfläche 33 der Dämpferhülse 21 anschlägt.
Bei dieser Ausführungsform ist oberhalb der Dämpferhülse 21 ein
Ausgleichshydraulikraum 34 angeordnet, der von einer Ausgleichsraummembran 36 im Bereich des Schraubflansches 20 gebildet ist. Der
Ausgleichshydraulikraum 34 ist mit dem Schließfederhydraulikraum 28 über einen Verbindungskanal 35 verbunden, so dass das in den
Schließfederhydraulikraum 28 gedrängte Hydraulikfluid über den
Verbindungskanal 35 in den Ausgleichshydraulikraum 34 gelangt. Der die Ausgleichsraummembran 36 und die Membran 30 umgebende Teil des
Gehäuseraums 17 ist gasgefüllt, so dass der Druck in den
Ausgleichshydraulikraum 34 und dem Schließfederhydraulikraum 28 während einer Hubbewegung gleich bleibt und im Wesentlichen dem Gasdruck in dem umgebenden Teil der Gehäuseraum 17 entspricht. Aufgrund des Fluiddrucks in dem Schließfederhydraulikraum 28 wird ein Prellen an der Anschlagfläche 32 und ein damit einhergehender möglicher Verschleiß an diesem vermieden. In den Schraubflansch 20 ist im übrigen ein Schraubflanschverbindungskanal 37 eingelassen, der sicherstellt, dass in dem Gehäuseraum 17 im Bereich des Teils, der die Membran 30 und des Teils, der die Ausgleichsraummembran 36 umgibt, der gleiche Druck herrscht.
Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Injektors 1 mit einer Dämpfungseinrichtung 13 unterscheidet sich von dem der Figur 1 bzw. 2 nur dadurch, dass hier kein Ausgleichshydraulikraum 34 vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung setzt voraus, dass die Membran 30, die aus einem dünnwandigen Blech gefertigt ist, nadelhubbedingte Volumenveränderungen in dem
Schließfederhydraulikraum 28 und in dem Dämpferzylinderraum 25 durch radiale Aufweitung bzw. Einengung ausgleichen kann.
Die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform des Injektors 1 mit der
Dämpfungseinrichtung 13 ist wiederum ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bzw. 2, wobei hier die Dämpfungseinrichtung 13 unmittelbar oberhalb des Düsenkörpers 2 und unterhalb des Aktors angeordnet ist. Dadurch kann der Bereich oberhalb des Düsenkörpers 2 von Gas und dessen Druck entkoppelt werden. Daraus ergeben sich folgende Vorteile:
- Die Abdichtung oberhalb der Dämpfungseinrichtung 13, speziell im Bereich des Magneten des Aktors kann komplett entfallen, da hier Luft und
Umgebungsdruck vorherrscht.
- Für die magnetisch relevanten Bauteile kann eventuell ein empfindlicher
Werkstoff verwendet werden, da keine Beeinflussung durch
beziehungsweise Beaufschlagung durch Brenngas erfolgt.
- Über den Zapfen 38 kann eine deutliche Kraftreduktion geschaffen werden und somit der Düsensitz (im Bereich der Nadelspitze 8) größer dimensioniert werden. Dadurch können größere Düsendurchflüsse bedient werden. Bei dieser Ausgestaltung ist das Dämpferglied 23, das die Dämpferhülse 21 im Zentrum durchdringt, fest mit der Injektornadel 6 gefügt beziehungsweise verbunden. Der die Dämpferhülse 21 durchdringende Zapfen 38 des
Dämpfergliedes 23, welcher die Dämpferhülse 21 deutlich überragt, hat an seiner Stirnfläche einen weiteren zapfenförmigen Fortsatz 39, über den die Ausgleichsraummembran 36 zentriert wird. Nach der Vormontage der
Dämpfungseinrichtung 13 wird nach der richtigen Wahl der Einstellscheibe 26 die Dämpfungseinrichtung 13 eingesetzt und anschließend mit der vormontierten Ankernadel 40 des Aktors verpresst. Dabei wird die Ausgleichsraummembran 36 an ihrer Stirnseite verpresst, um so eine Abdichtung von dem
Ausgleichhydraulikraum 34 gegenüber einem oberhalb liegenden und die Ankernadel 40 aufnehmenden Raum 41, in welchem nun Umgebungsdruck und Luft vorherrscht, zu erreichen.
Abschließend wird darauf hingewiesen, dass beliebige Teilmerkmale des Erfindungsgegenstandes untereinander und miteinander kombiniert sein können.

Claims

Ansprüche
1. Injektor (1) zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs in einen
Brennraum, wobei der Injektor (1) einen Düsenkörper (2) sowie einen Haltekörper (3) aufweist, und ein Aktor zur axialen Verstellung einer Injektornadel (6) zur Steuerung eines Einblasvorgangs vorgesehen ist, und wobei eine Dämpfungseinrichtung (13) zur Dämpfung der Verstellung der Injektornadel (6) vorhanden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (13) ein mit einem Hydraulikfluid gefülltes Hydraulikmodul ist.
2. Injektor (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikmodul ein mit der
Injektornadel (6) zusammenwirkendes Dämpferglied (23) aufweist.
3. Injektor (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferglied (23) einen
Dämpferkolben (22) aufweist, der in einer Dämpferzylinderausnehmung (24) einer Dämpferhülse (21) axial verstellbar ist.
4. Injektor (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dämpferglied (23) und der Dämpferhülse (21) eine Schließfeder (29) angeordnet ist, die das
Dämpferglied (23) in der Weise kraftbeaufschlagt, dass der Dämpferkolben (22) zur Vergrößerung eines zwischen dem Dämpferkolben (22) und der Dämpferzylinderausnehmung (24) gebildeten Dämpferzylinderraums (25) bewegbar ist.
5. Injektor (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpferzylinderraum (25) über eine Drossel (27) mit einem Schließfederhydraulikraum (28) verbunden ist, und dass der Schließfederhydraulikraum (28) nach außen von einer die
Dämpferhülse (21) und das Dämpferglied (23) verbindenden und die
Schließfeder (29) umfassenden Membran (30) abgeschlossen ist.
6. Injektor (1) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schließfederhydraulikraum (28) über einen Verbindungskanal (35) mit einem oberhalb der Dämpferhülse (21) angeordneten Ausgleichshydraulikraum (34) verbunden ist.
7. Injektor (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichshydraulikraum (34) von einer mit der Dämpferhülse (21) verbundenen Ausgleichsraummembran (36) gebildet ist.
8. Injektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (13) oberhalb des Aktors angeordnet ist.
9. Injektor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (13) zwischen einer Nadelspitze (8) der Injektornadel (6) und dem Aktor angeordnet ist.
10. Brennkraftmaschine mit einem Injektor (1) nach einem der vorherigen
Ansprüche.
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