WO2017194260A1 - Fuel injection valve for internal combustion engines - Google Patents

Fuel injection valve for internal combustion engines Download PDF

Info

Publication number
WO2017194260A1
WO2017194260A1 PCT/EP2017/058787 EP2017058787W WO2017194260A1 WO 2017194260 A1 WO2017194260 A1 WO 2017194260A1 EP 2017058787 W EP2017058787 W EP 2017058787W WO 2017194260 A1 WO2017194260 A1 WO 2017194260A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nozzle needle
nozzle
sleeve
fuel injection
chamber
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/058787
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinrich Werger
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 WO2017194260A1 publication Critical patent/WO2017194260A1/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
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
    • 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
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08Injectors peculiar thereto
    • F02M45/086Having more than one injection-valve controlling discharge orifices
    • 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
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/12Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship providing a continuous cyclic delivery with variable pressure
    • 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
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1866Valve seats or member ends having multiple cones
    • 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
    • F02M63/007Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0075Stop members in valves, e.g. plates or disks limiting the movement of armature, valve or spring
    • 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
    • F02M2200/46Valves, e.g. injectors, with concentric valve bodies
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve for internal combustion engines, as it is used for fuel injection into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • Fuel injection valves as they are preferably used for fuel injection into a combustion chamber of an internal combustion engine, are known from the prior art.
  • compressed fuel is made available in a rail by means of a high-pressure pump and by means of injectors or
  • the injection is by means of a pressure chamber in the
  • Fuel injector arranged nozzle needle controlled, the one
  • Nozzle needle seat close sleeve are formed. This will be a first
  • Throttle connection used, whose effect permanently over the Nozzle needle stroke remains constant.
  • a second throttle connection is used, whose effect depends on the stroke of the nozzle needle, so that it is switched on during the opening stroke of the nozzle needle only from a certain stroke of the nozzle needle.
  • the fuel injection valve according to the invention for injecting high-pressure fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine in contrast, has the advantages that it has a robust injection behavior compared with manufacturing tolerances.
  • Nozzle needle seat and the injection openings reduced or prevented and thus significantly increases the life.
  • the fuel injection valve has a nozzle body with a nozzle chamber formed therein.
  • a nozzle needle is arranged longitudinally displaceable, wherein a nozzle needle tip of the nozzle needle by the longitudinal movement cooperates with a formed on the nozzle body nozzle needle seat and thereby opens at least one injection port and closes.
  • a sleeve is arranged longitudinally displaceable on the nozzle needle. Between the sleeve, the nozzle needle tip and the nozzle needle seat is a pressure chamber formed. A throttle point formed in the sleeve connects the nozzle chamber with the pressure chamber hydraulically.
  • the sleeve is guided longitudinally displaceably on the nozzle needle, wherein a closing surface of the sleeve cooperates with the nozzle needle seat.
  • a closing surface of the sleeve cooperates with the nozzle needle seat.
  • the closing surface is braced against the nozzle needle seat.
  • a driver is arranged on the nozzle needle.
  • the driver can be brought into engagement with the sleeve, so that the closing surface lifts off from the nozzle needle seat and thereby opens a gap throttle between the closing surface and the nozzle needle seat.
  • the gap choke hydraulically connects the nozzle chamber with the pressure chamber.
  • the flow cross section can be greatly increased at the gap throttle during the opening stroke of the nozzle needle from the time of engagement of driver to sleeve.
  • the nozzle needle seat and the injection openings are downstream of the throttle point and the
  • Cleavage choke arranged.
  • the flow rate of the fuel to the injection openings can thus be throttled so that a vapor formation of the fuel is reduced or even prevented. This also reduces or avoids potential cavitation damage.
  • injection rate shaping can be achieved with large flow rates at the end of the opening process of the nozzle needle.
  • the throttle point has a constant
  • the fuel injection valve is designed so that from an opening stroke hi of the nozzle needle, the sleeve is in a positive engagement with the driver. From strokes greater than or equal to
  • Opening stroke hi thus has the sleeve on the same axial movement as the nozzle needle. Up to the opening stroke hi, however, is an axial
  • the opening stroke hi of the nozzle needle during the opening stroke, to which the driver is to come into engagement with the sleeve can be adjusted during assembly of the fuel injection valve.
  • the driver is positioned exactly on the nozzle needle. Any manufacturing tolerances can be compensated during assembly.
  • the sleeve is clamped by the retaining spring against the driver from the opening stroke hi.
  • the sleeve is virtually fixedly connected to the driver and thus also fixed to the nozzle needle.
  • Sleeve and nozzle needle thus perform the same movement in these states.
  • Gap throttle thus changes proportionally with the stroke of the nozzle needle.
  • the retaining spring is arranged in the nozzle chamber.
  • the retaining spring is arranged so that it surrounds the nozzle needle.
  • a particularly space-saving arrangement of the spring is achieved.
  • the flow cross section of the gap throttle is a multiple of the flow cross section of the throttle point. This can be a very good one
  • Injection characteristic of the fuel injection valve can be achieved. In particular, both very small and very large injection quantities can be realized without simultaneously causing cavitation damage.
  • the nozzle needle seat has a conical shape.
  • Closing surface preferably with a slightly different
  • Opening angle of about ⁇ 0.5 ° designed so that when plant without
  • the driver is arranged in a groove of the nozzle needle. In a simple way, the driver is thus very stable connected to the nozzle needle.
  • the driver has a conical shape. This allows the positive engagement between the driver and the sleeve as a kind of conical compression bandage are performed, whereby relatively high forces can be transmitted.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through an inventive
  • Fuel injection valve with only the essential areas are shown schematically.
  • Fig. 1 shows schematically a fuel injection valve 1 according to the invention in longitudinal section.
  • the fuel insp ritz valve 1 has a nozzle body 2 formed in a nozzle chamber 22 in which a piston-shaped nozzle needle 3 is arranged longitudinally displaceable.
  • the nozzle needle 3 acts on her the
  • Combustion chamber facing the end of the nozzle needle tip 35, together with a formed on the nozzle body 2 nozzle needle 21 and can thereby open or close one or more injection openings 20 in the nozzle body 2, can be injected via the fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, not shown.
  • the nozzle chamber 22 is connected via a formed in the nozzle body 2 high-pressure passage 23 with a high-pressure fuel source, not shown, usually a common rail, which provides fuel at high pressure available.
  • Control chamber 6 is formed, on the pressure of the opening and
  • Closing movement of the nozzle needle 3 is controlled in such a way that at pressure reduction in the control chamber 6, the nozzle needle 3 lifts off from the nozzle needle seat 21 and so the injection ports 20 releases and pressure increase in the control chamber 6, the nozzle needle 3 is pressed against the nozzle needle seat 21 and the injection openings 20 closes.
  • the pressure change of the control chamber 6 is effected by a formed in a valve plate 4 control bore 40, via which, under the control of a control valve, not shown, under high pressure fuel supply or can be removed.
  • the control chamber 6 is bounded radially by a control chamber sleeve 5, and axially through the valve plate 4 and the nozzle needle 3.
  • the control chamber sleeve 5 continues to perform the longitudinal movement of the nozzle needle 3.
  • the control chamber sleeve 5 is stretched by a nozzle spring 17 against the valve plate 4.
  • the nozzle spring 17 continues to cooperate with a shoulder 30 of the nozzle needle 3; As a result, the nozzle needle 3 is pressed by the nozzle spring 17 against the nozzle needle seat 21.
  • a throttle assembly is arranged in the combustion chamber near area of the nozzle chamber 22 in the combustion chamber near area of the nozzle chamber 22, a throttle assembly is arranged.
  • the throttle assembly comprises a sleeve 10, a driver 11 and a retaining spring 12.
  • the driver 11 is fixedly arranged on the nozzle needle 3 and the nozzle needle tip 35; the driver 11 can also be designed in one piece with the nozzle needle 3.
  • the driver comes into positive engagement with the sleeve 10. This intervention takes place in the opening direction of the nozzle needle 3, ie in the illustration of Fig.l upwards, from an opening stroke hi 13.
  • the sleeve 10 is longitudinally displaceable arranged on the nozzle needle 3, forms with this until the opening stroke hi 13 so a kind of axial slide bearing.
  • the retaining spring 12 is arranged radially surrounding the nozzle needle 3.
  • Retaining spring 12 is supported on a shoulder 31 of the nozzle needle 3 and biases the sleeve 10 against the nozzle needle seat 21 so that a closing surface 10a formed on the sleeve 10 cooperates with the nozzle needle seat 21. If the stroke of the nozzle needle 3 is greater than or equal to the opening stroke hi 13, then the retaining spring 12 biases the sleeve 10 against the driver 11, since from this stroke the positive engagement between the driver 11 and the sleeve 10 is formed, for example via conical contact surfaces from driver 11 and sleeve 10. If the stroke of the nozzle needle 3 is greater than the opening stroke hi 13, then the closing surface 10a and thus the sleeve 10 is lifted from the nozzle needle seat 21.
  • a pressure chamber 14 is formed between the sleeve 10, the nozzle needle tip 35 and the nozzle needle seat 21, a pressure chamber 14 is formed.
  • the pressure chamber 14 is hydraulically connected by a formed in the sleeve 10 throttle body 15 with the nozzle chamber 22.
  • the throttle point 15 is preferably one or more radial bores in the sleeve 10. If the closing surface 10a is lifted from the nozzle needle seat 21, then a stroke-variable gap throttle 16 is formed between the closing surface 10a and the nozzle needle seat 21, which also the nozzle chamber 22 with the pressure chamber 14th connects hydraulically.
  • the operation of the fuel injection valve 1 is as follows.
  • the nozzle needle 3 starts its opening stroke movement, lifts off the nozzle needle seat 21 and releases the injection openings 20; the injection process of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine begins. Up to an opening stroke hi 13 of the nozzle needle 3, the sleeve 10 is pressed by the biasing force of the nozzle spring 17 against the nozzle needle seat 21. The pressure in the pressure chamber 14, ie between the throttle point 15 and the nozzle needle seat 12 or the annular throttle 17 is thus lowered immediately after the opening of the nozzle needle 3.
  • the sleeve 10 Before the beginning of the closing movement at the end of the injection process, the sleeve 10 is fixed by the driver 11 and the retaining spring 12; between the
  • Closing surface 10a and the nozzle needle seat 21 is the open gap throttle 16.
  • the gap throttle 16 has a maximum opening stroke hi2 18 compared to the throttle point 15 comparatively large flow rate. Flow cross-section on. In this position, more fuel flows from the nozzle chamber 22 via the gap throttle 16 into the pressure chamber 14 than via the throttle point 15.
  • the closing movement of the nozzle needle 3 is initiated by the control valve increases the pressure in the control chamber 6. Due to the resulting resulting hydraulic force, the nozzle needle 3 then moves in the direction of the nozzle needle seat 21. This reduces again the flow cross section through the gap throttle 16. Until the opening stroke hi 13 of the driver 11 is in engagement with the sleeve 10. During the opening stroke hi 13, it comes to contact between the closing surface 10a and the nozzle needle seat 21. The gap throttle 16 is thereby closed, so that only the flow cross section through the throttle body 15 remains. At the same time the engagement between the driver 11 and sleeve 10 is released, so that the sleeve 10 is clamped between the nozzle needle seat 21 and the retaining spring 12. At the end of the closing movement, the nozzle needle 3 with her
  • Nozzle needle tip 35 is pressed against the nozzle needle seat 21 and thus closes the injection openings 20 again. There is no more fuel in the
  • Nozzle needle 3 the system pressure, so the pressure of the nozzle chamber 22, and is sealed from the nozzle needle tip 35 to the combustion chamber.
  • Pressure chamber 14 causes a decrease in the local absolute pressure below the vapor pressure in this area. This leads to vapor formation of the
  • Fuel which subsequently condenses in areas of higher pressures (or lower local velocities) and causes cavitation damage. These cavitation damages are usually life-time specific for fuel injection valves 1 or nozzle body 2.
  • the pressure in the pressure chamber 14 drops proportionally to the flow or inflow cross section at the throttle point 15 or to the outflow cross section through the injection openings 20.
  • Gap throttle 16 is still closed in this state. Upon further opening of the nozzle needle 3, the gap throttle 16 is now opened. First, however, the summed inflow cross section through throttle point 15 and gap throttle 16 is still lower than the outflow cross section through the injection openings 20.
  • the stroke-dependent throttling of the inflow to the injection openings 20 the flow velocity in the pressure chamber 14, in particular in the region of the nozzle needle seat 21, so far lowered, that the formation of vapor of the fuel is reduced or prevented. Cavitation damage is avoided and the life of the nozzle body 2, nozzle needle 3, etc. increased.
  • the illustrated embodiment describes a variable stroke gap throttle 16 between closing surface 10a and nozzle needle seat 21, which has the following ranges: Area 1: Opening stroke of the nozzle needle 3 from its attachment to the nozzle needle seat 21 to a defined opening stroke hi 13: the sleeve 10 is with its closing surface 10a in contact with the nozzle needle seat 21. The sleeve 10 is clamped by the retaining spring 12 with the nozzle needle seat 21. There is no fuel flow through the gap throttle 16 instead.
  • Range 2 Opening stroke of the nozzle needle 3 from the opening stroke hi 13 to its maximum opening stroke hi2 18: the gap of the gap throttle 16 is opened and thus defines the flow cross-section through the gap throttle 16, which becomes larger with increasing stroke.
  • the retaining spring 12 clamps the sleeve 10 against the driver 11. Fuel flows through the gap throttle 16th

Abstract

The invention relates to a fuel injection valve (1) for internal combustion engines for injecting fuel under high pressure into the combustion chamber of an internal combustion engine. The fuel injection valve has a nozzle body (2) having a nozzle chamber (22) formed therein. A nozzle needle (3) is arranged in a longitudinally movable manner in the nozzle chamber (22), wherein a nozzle needle tip (35) of the nozzle needle (3) interacts with a nozzle needle seat (21) formed on the nozzle body (2) by means of the longitudinal movement and thereby opens and closes at least one injection opening (20). A sleeve (10) is arranged in a longitudinally movable manner on the nozzle needle (3). A pressure chamber (14) is formed between the sleeve (10), the nozzle needle tip (35), and the nozzle needle seat (21). A throttle point (15) formed in the sleeve (10) connects the nozzle chamber (22) to the pressure chamber (14) hydraulically. The sleeve (10) is guided in a longitudinally movable manner on the nozzle needle (3), wherein a closing surface (10a) of the sleeve (10) interacts with the nozzle needle seat (21). When the nozzle needle tip (35) lies against the nozzle needle seat (21), the closing surface (10a) is loaded against the nozzle needle seat (21). A driver (11) is arranged on the nozzle needle (3). During the opening stroke motion of the nozzle needle (3), the driver (11) can be brought into engagement with the sleeve (10) such that the closing surface (10a) lifts off from the nozzle needle seat (21) and thereby opens a gap throttle (16) between the closing surface (10a) and the nozzle needle seat (21). The gap throttle (16) connects the nozzle chamber (22) to the pressure chamber (14) hydraulically.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen Fuel injection valve for internal combustion engines
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, wie es zur Kraftstoffeinspritzung in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine verwendet wird. The invention relates to a fuel injection valve for internal combustion engines, as it is used for fuel injection into a combustion chamber of an internal combustion engine.
Stand der Technik State of the art
Kraftstoffeinspritzventile, wie sie vorzugsweise zur Kraftstoffeinspritzung in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine verwendet werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei Einspritzsystemen, die nach dem sogenannten Common-Rail-Prinzip arbeiten, wird mittels einer Hochdruckpumpe verdichteter Kraftstoff in einem Rail zur Verfügung gestellt und mittels Injektoren bzw. Fuel injection valves, as they are preferably used for fuel injection into a combustion chamber of an internal combustion engine, are known from the prior art. In injection systems that operate according to the so-called common rail principle, compressed fuel is made available in a rail by means of a high-pressure pump and by means of injectors or
Kraftstoffeinspritzventilen in die jeweiligen Brennräume einer Brennkraftmaschine eingespritzt. Die Einspritzung wird mittels einer in einem Druckraum des Fuel injection valves injected into the respective combustion chambers of an internal combustion engine. The injection is by means of a pressure chamber in the
Kraftstoffeinspritzventils angeordneten Düsennadel gesteuert, die eine Fuel injector arranged nozzle needle controlled, the one
Längsbewegung ausführt und dadurch eine oder mehrere Einspritzöffnungen öffnet und schließt, die in den Brennraum der Brennkraftmaschine münden. Performs longitudinal movement and thereby opens and closes one or more injection openings, which open into the combustion chamber of the internal combustion engine.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2004 060 552 AI ist bekannt, dass der Einspritzverlauf von Kraftstoffeinspritzventilen abhängig vom Düsennadelhub im Hinblick auf eine optimale Verbrennung durch die Verwendung von zwei Drosselverbindungen geformt werden kann, die beide in einer It is known from the published patent application DE 10 2004 060 552 A1 that the injection profile of fuel injection valves can be formed depending on the nozzle needle stroke with regard to optimum combustion through the use of two throttle connections, both in one
düsennadelsitznahen Hülse ausgebildet sind. Dazu wird eine erste Nozzle needle seat close sleeve are formed. This will be a first
Drosselverbindung verwendet, deren Wirkung dauerhaft über den Düsennadelhub konstant bleibt. Zusätzlich wird eine zweite Drosselverbindung verwendet, deren Wirkung abhängig vom Hub der Düsennadel ist, so dass sie bei der Öffnungshubbewegung der Düsennadel erst ab einem bestimmten Hub der Düsennadel zugeschaltet wird. Throttle connection used, whose effect permanently over the Nozzle needle stroke remains constant. In addition, a second throttle connection is used, whose effect depends on the stroke of the nozzle needle, so that it is switched on during the opening stroke of the nozzle needle only from a certain stroke of the nozzle needle.
Die hubabhängige Drosselwirkung des bekannten Kraftstoffeinspritzventils ist vergleichsweise anfällig gegenüber Fertigungstoleranzen innerhalb der The stroke-dependent throttle effect of the known fuel injection valve is relatively susceptible to manufacturing tolerances within the
Toleranzkette von Düsenkörper, Düsennadel, Hülse und zweiter Tolerance chain of nozzle body, nozzle needle, sleeve and second
Drosselverbindung. Throttle connection.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine weist demgegenüber die Vorteile auf, dass es ein robustes Einspritzverhalten gegenüber Fertigungstoleranzen besitzt. The fuel injection valve according to the invention for injecting high-pressure fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, in contrast, has the advantages that it has a robust injection behavior compared with manufacturing tolerances.
Weiterhin wird durch Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Düsennadelsitzes und damit einhergehend der Dampfbildung der wichtigste Verschleißmechanismus, nämlich Kavitationsschäden im Bereich des Furthermore, by reducing the flow velocity in the region of the nozzle needle seat and, consequently, the formation of steam, the most important wear mechanism, namely cavitation damage in the area of the
Düsennadelsitzes und der Einspritzöffnungen, reduziert bzw. unterbunden und damit die Lebensdauer signifikant erhöht. Nozzle needle seat and the injection openings, reduced or prevented and thus significantly increases the life.
Dazu weist das Kraftstoffeinspritzventil einen Düsenkörper mit einem darin ausgebildeten Düsenraum auf. In dem Düsenraum ist eine Düsennadel längsverschiebbar angeordnet, wobei eine Düsennadelspitze der Düsennadel durch die Längsbewegung mit einem an dem Düsenkörper ausgebildeten Düsennadelsitz zusammenwirkt und dadurch wenigstens eine Einspritzöffnung öffnet und schließt. Eine Hülse ist auf der Düsennadel längsverschiebbar angeordnet. Zwischen der Hülse, der Düsennadelspitze und dem Düsennadelsitz ist ein Druckraum ausgebildet. Eine in der Hülse ausgebildete Drosselstelle verbindet den Düsenraum mit dem Druckraum hydraulisch. Die Hülse ist auf der Düsennadel längsverschiebbar geführt, wobei eine Schließfläche der Hülse mit dem Düsennadelsitz zusammenwirkt. Bei Anlage der Düsennadelspitze an den Düsennadelsitz ist die Schließfläche gegen den Düsennadelsitz verspannt. Auf der Düsennadel ist ein Mitnehmer angeordnet. Bei der Öffnungshubbewegung der Düsennadel ist der Mitnehmer mit der Hülse in Eingriff bringbar, so dass die Schließfläche von dem Düsennadelsitz abhebt und dadurch eine Spaltdrossel zwischen der Schließfläche und dem Düsennadelsitz aufsteuert. Die Spaltdrossel verbindet den Düsenraum mit dem Druckraum hydraulisch. For this purpose, the fuel injection valve has a nozzle body with a nozzle chamber formed therein. In the nozzle chamber, a nozzle needle is arranged longitudinally displaceable, wherein a nozzle needle tip of the nozzle needle by the longitudinal movement cooperates with a formed on the nozzle body nozzle needle seat and thereby opens at least one injection port and closes. A sleeve is arranged longitudinally displaceable on the nozzle needle. Between the sleeve, the nozzle needle tip and the nozzle needle seat is a pressure chamber formed. A throttle point formed in the sleeve connects the nozzle chamber with the pressure chamber hydraulically. The sleeve is guided longitudinally displaceably on the nozzle needle, wherein a closing surface of the sleeve cooperates with the nozzle needle seat. When planting the nozzle needle tip to the nozzle needle seat, the closing surface is braced against the nozzle needle seat. On the nozzle needle, a driver is arranged. During the opening stroke movement of the nozzle needle, the driver can be brought into engagement with the sleeve, so that the closing surface lifts off from the nozzle needle seat and thereby opens a gap throttle between the closing surface and the nozzle needle seat. The gap choke hydraulically connects the nozzle chamber with the pressure chamber.
Durch diese Ausführung kann der Strömungsquerschnitt an der Spaltdrossel während der Öffnungshubbewegung der Düsennadel ab dem Zeitpunkt des Eingriffs von Mitnehmer zu Hülse stark vergrößert werden. Der Düsennadelsitz und die Einspritzöffnungen sind stromabwärts der Drosselstelle und der By this embodiment, the flow cross section can be greatly increased at the gap throttle during the opening stroke of the nozzle needle from the time of engagement of driver to sleeve. The nozzle needle seat and the injection openings are downstream of the throttle point and the
Spaltdrossel angeordnet. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs zu den Einspritzöffnungen kann damit so gedrosselt werden, dass eine Dampfbildung des Kraftstoffs verringert oder sogar unterbunden wird. Damit werden auch potenzielle Kavitationsschäden verringert bzw. vermieden. Gleichzeitig können trotzdem Einspritzverlaufsformungen mit großen Durchflussmengen am Ende des Öffnungsvorgangs der Düsennadel erzielt werden. Cleavage choke arranged. The flow rate of the fuel to the injection openings can thus be throttled so that a vapor formation of the fuel is reduced or even prevented. This also reduces or avoids potential cavitation damage. At the same time, however, injection rate shaping can be achieved with large flow rates at the end of the opening process of the nozzle needle.
In vorteilhaften Ausführungen weist die Drosselstelle einen konstanten In advantageous embodiments, the throttle point has a constant
Durchflussquerschnitt auf. Dadurch wird, insbesondere bei kleinen Hüben der Düsennadel, ein vorteilhafter Einspritzverlauf erzielt. Flow area on. As a result, an advantageous course of injection is achieved, in particular with small strokes of the nozzle needle.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Kraftstoffeinspritzventil so ausgebildet, dass ab einem Öffnungshub hi der Düsennadel die Hülse mit dem Mitnehmer in einem formschlüssigen Eingriff steht. Ab Hüben größer oder gleich dem In an advantageous development, the fuel injection valve is designed so that from an opening stroke hi of the nozzle needle, the sleeve is in a positive engagement with the driver. From strokes greater than or equal to
Öffnungshub hi weist die Hülse also die gleiche Axialbewegung auf wie die Düsennadel. Bis zu dem Öffnungshub hi dagegen liegt eine axiale Opening stroke hi thus has the sleeve on the same axial movement as the nozzle needle. Up to the opening stroke hi, however, is an axial
Relativbewegung zwischen der an dem Düsennadelsitz anliegenden Hülse und der Düsennadel vor. So wird ab dem Öffnungshub hi eine zweite zusätzliche Drossel realisiert, welche einen hubabhängigen Durchflussquerschnitt aufweist. Die Einspritzcharakteristik kann dadurch sehr flexibel und vorteilhaft gestaltet werden. Durch die hubabhängige Drosselung der Kraftstoffströmung in Richtung des Düsennadelsitzes wird die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs im Bereich des Düsennadelsitzes so weit abgesenkt, dass eine Dampfbildung des Kraftstoffs verringert oder sogar unterbunden wird. Relative movement between the voltage applied to the nozzle needle seat sleeve and the nozzle needle before. Thus, from the opening stroke hi a second additional throttle is realized, which has a stroke-dependent flow cross-section. The injection characteristic can be made very flexible and advantageous. By the stroke-dependent throttling of the fuel flow in the direction of the nozzle needle seat, the flow velocity of the fuel in the region of the nozzle needle seat is lowered so far that a vapor formation of the fuel is reduced or even prevented.
Vorteilhafterweise ist bis zu dem Öffnungshub hi die Hülse von einer Haltefeder gegen den Düsennadelsitz verspannt. Dadurch erfolgt die Verspannung der Hülse auf kostengünstige und einfache Weise. Vorteilhafterweise kann der Öffnungshub hi der Düsennadel während der Öffnungshubbewegung, zu dem der Mitnehmer in Eingriff mit der Hülse kommen soll, während der Montage des Kraftstoffeinspritzventils eingestellt werden. Dazu wird der Mitnehmer exakt auf der Düsennadel positioniert. Etwaige Fertigungstoleranzen können so bereits während der Montage ausgeglichen werden. Advantageously, until the opening stroke hi the sleeve is braced by a retaining spring against the nozzle needle seat. As a result, the bracing of the sleeve takes place in a cost effective and simple manner. Advantageously, the opening stroke hi of the nozzle needle during the opening stroke, to which the driver is to come into engagement with the sleeve, can be adjusted during assembly of the fuel injection valve. For this purpose, the driver is positioned exactly on the nozzle needle. Any manufacturing tolerances can be compensated during assembly.
In vorteilhaften Weiterbildungen ist ab dem Öffnungshub hi die Hülse von der Haltefeder gegen den Mitnehmer verspannt. Dadurch ist bei Hüben größer dem Öffnungshub hi die Hülse quasi fest mit dem Mitnehmer verbunden und damit auch fest mit der Düsennadel. Hülse und Düsennadel führen also in diesen Zuständen die gleiche Bewegung aus. Der Durchflussquerschnitt der In advantageous developments, the sleeve is clamped by the retaining spring against the driver from the opening stroke hi. As a result, in hubs greater than the opening stroke hi the sleeve is virtually fixedly connected to the driver and thus also fixed to the nozzle needle. Sleeve and nozzle needle thus perform the same movement in these states. The flow area of the
Spaltdrossel ändert sich damit proportional mit dem Hub der Düsennadel. Gap throttle thus changes proportionally with the stroke of the nozzle needle.
Durch die Verspannung der Hülse mit dem Düsennadelsitz bzw. mit dem Mitnehmer ist zu jedem Zeitpunkt der Hubbewegung der Düsennadel eine definierte und fixierte Lage der Hülse gewährleistet. In vorteilhaften Ausführungen ist die Haltefeder in dem Düsenraum angeordnet. Dadurch ist die Ausführung bauraumschonend und leicht montierbar. Due to the tension of the sleeve with the nozzle needle seat or with the driver a defined and fixed position of the sleeve is guaranteed at any time of the lifting movement of the nozzle needle. In advantageous embodiments, the retaining spring is arranged in the nozzle chamber. As a result, the design is space-saving and easy to install.
Vorzugsweise wird die Haltefeder dabei so angeordnet, dass sie die Düsennadel umgibt. Dadurch wird eine besonders bauraumsparende Anordnung der Feder erzielt. Preferably, the retaining spring is arranged so that it surrounds the nozzle needle. As a result, a particularly space-saving arrangement of the spring is achieved.
In vorteilhaften Ausführungen beträgt bei einem maximalen Öffnungshub hi2 der Düsennadel der Durchflussquerschnitt der Spaltdrossel ein Vielfaches des Durchflussquerschnitts der Drosselstelle. Dadurch kann eine sehr gute In advantageous embodiments, with a maximum opening stroke hi2 of the nozzle needle, the flow cross section of the gap throttle is a multiple of the flow cross section of the throttle point. This can be a very good one
Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils erzielt werden. Insbesondere können dadurch sowohl sehr kleine als auch sehr große Einspritzmengen realisiert werden, ohne gleichzeitig Kavitationsschäden hervorzurufen. Injection characteristic of the fuel injection valve can be achieved. In particular, both very small and very large injection quantities can be realized without simultaneously causing cavitation damage.
In vorteilhaften Ausführungen weist der Düsennadelsitz eine konische Form auf. So wird zum einen bei Anlage der Düsennadel und der Schließfläche an dem Düsennadelsitz eine gute Dichtwirkung erzielt, zum anderen ergibt sich bei abgehobener Schließfläche eine vorteilhafte Strömungsgeometrie durch die Spaltdrossel. Die entsprechende Kontaktfläche an der Hülse, also die In advantageous embodiments, the nozzle needle seat has a conical shape. Thus, on the one hand, a good sealing effect is achieved when the nozzle needle and the closing surface on the nozzle needle seat abut, on the other hand, when the closing surface is lifted, an advantageous flow geometry results through the gap throttle. The corresponding contact surface on the sleeve, so the
Schließfläche, ist vorzugsweise mit einem geringfügig abweichenden Closing surface, preferably with a slightly different
Öffnungswinkel von ca. ± 0,5° ausgeführt, so dass sich bei Anlage ohne Opening angle of about ± 0.5 ° designed so that when plant without
Krafteinwirkung eine umlaufende Dichtkante zwischen Hülse bzw. Schließfläche und Düsennadelsitz ergibt. Force a circumferential sealing edge between sleeve or closing surface and nozzle needle seat results.
In vorteilhaften Ausführungen ist der Mitnehmer in einer Nut der Düsennadel angeordnet. Auf einfach Art und Weise ist der Mitnehmer dadurch sehr stabil mit der Düsennadel verbunden. In advantageous embodiments, the driver is arranged in a groove of the nozzle needle. In a simple way, the driver is thus very stable connected to the nozzle needle.
In vorteilhaften Weiterbildungen weist der Mitnehmer eine konische Form auf. Dadurch kann der formschlüssige Eingriff zwischen Mitnehmer und Hülse als eine Art Kegelpressverband ausgeführt werden, wodurch vergleichsweise hohe Kräfte übertragen werden können. In advantageous developments, the driver has a conical shape. This allows the positive engagement between the driver and the sleeve as a kind of conical compression bandage are performed, whereby relatively high forces can be transmitted.
Zeichnung drawing
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Fig. 1 shows a longitudinal section through an inventive
Kraftstoffeinspritzventil, wobei nur die wesentlichen Bereiche schematisch gezeigt sind. Fuel injection valve, with only the essential areas are shown schematically.
Beschreibung description
Fig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil 1 im Längsschnitt. Das Kraftstoffe insp ritz ventil 1 weist einen in einem Düsenkörper 2 ausgebildeten Düsenraum 22 auf, in dem eine kolbenförmige Düsennadel 3 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Düsennadel 3 wirkt an ihrem dem Fig. 1 shows schematically a fuel injection valve 1 according to the invention in longitudinal section. The fuel insp ritz valve 1 has a nozzle body 2 formed in a nozzle chamber 22 in which a piston-shaped nozzle needle 3 is arranged longitudinally displaceable. The nozzle needle 3 acts on her the
Brennraum zugewandten Ende, der Düsennadelspitze 35, mit einem an dem Düsenkörper 2 ausgebildeten Düsennadelsitz 21 zusammen und kann dadurch eine oder mehrere Einspritzöffnungen 20 im Düsenkörper 2 öffnen oder verschließen, über die Kraftstoff in den Brennraum einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Der Düsenraum 22 ist über einen im Düsenkörper 2 ausgebildeten Hochdruckkanal 23 mit einer nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckquelle, üblicherweise einem Common Rail, verbunden, die unter Hochdruck stehenden Kraftstoff zur Verfügung stellt. Combustion chamber facing the end of the nozzle needle tip 35, together with a formed on the nozzle body 2 nozzle needle 21 and can thereby open or close one or more injection openings 20 in the nozzle body 2, can be injected via the fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, not shown. The nozzle chamber 22 is connected via a formed in the nozzle body 2 high-pressure passage 23 with a high-pressure fuel source, not shown, usually a common rail, which provides fuel at high pressure available.
An dem Brennraum entgegengesetzten Ende der Düsennadel 3 ist ein At the combustion chamber opposite end of the nozzle needle 3 is a
Steuerraum 6 ausgebildet, über dessen Druck die Öffnungs- und Control chamber 6 is formed, on the pressure of the opening and
Schließbewegung der Düsennadel 3 gesteuert wird in der Weise, dass bei Druckabsenkung im Steuerraum 6 die Düsennadel 3 vom Düsennadelsitz 21 abhebt und so die Einspritzöffnungen 20 freigibt und bei Druckanstieg im Steuerraum 6 die Düsennadel 3 gegen den Düsennadelsitz 21 gedrückt wird und die Einspritzöffnungen 20 verschließt. Die Druckänderung des Steuerraums 6 erfolgt durch eine in einer Ventilplatte 4 ausgebildete Steuerbohrung 40, über die, gesteuert von einem nicht dargestellten Steuerventil, unter Hochdruck stehender Kraftstoff zu- oder abgeführt werden kann. Closing movement of the nozzle needle 3 is controlled in such a way that at pressure reduction in the control chamber 6, the nozzle needle 3 lifts off from the nozzle needle seat 21 and so the injection ports 20 releases and pressure increase in the control chamber 6, the nozzle needle 3 is pressed against the nozzle needle seat 21 and the injection openings 20 closes. The pressure change of the control chamber 6 is effected by a formed in a valve plate 4 control bore 40, via which, under the control of a control valve, not shown, under high pressure fuel supply or can be removed.
Der Steuerraum 6 wird radial durch eine Steuerraumhülse 5 begrenzt, sowie axial durch die Ventilplatte 4 und die Düsennadel 3. Die Steuerraumhülse 5 führt weiterhin die Längsbewegung der Düsennadel 3. Die Steuerraumhülse 5 ist von einer Düsenfeder 17 gegen die Ventilplatte 4 gespannt. Die Düsenfeder 17 wirkt weiterhin mit einer Schulter 30 der Düsennadel 3 zusammen; dadurch wird die Düsennadel 3 von der Düsenfeder 17 gegen den Düsennadelsitz 21 gedrückt. The control chamber 6 is bounded radially by a control chamber sleeve 5, and axially through the valve plate 4 and the nozzle needle 3. The control chamber sleeve 5 continues to perform the longitudinal movement of the nozzle needle 3. The control chamber sleeve 5 is stretched by a nozzle spring 17 against the valve plate 4. The nozzle spring 17 continues to cooperate with a shoulder 30 of the nozzle needle 3; As a result, the nozzle needle 3 is pressed by the nozzle spring 17 against the nozzle needle seat 21.
Im dem Brennraum nahen Bereich des Düsenraums 22 ist ein Drosselverbund angeordnet. Der Drosselverbund umfasst eine Hülse 10, einen Mitnehmer 11 und eine Haltefeder 12. Der Mitnehmer 11 ist dabei fest auf der Düsennadel 3 bzw. der Düsennadelspitze 35 angeordnet; der Mitnehmer 11 kann dabei auch einstückig mit der Düsennadel 3 ausgeführt sein. In Abhängigkeit des Hubs der Düsennadel 3 kommt der Mitnehmer in einen formschlüssigen Eingriff mit der Hülse 10. Dieser Eingriff geschieht in Öffnungsrichtung der Düsennadel 3, also in der Darstellung der Fig.l nach oben, ab einem Öffnungshub hi 13. Die Hülse 10 ist längsverschiebbar auf der Düsennadel 3 angeordnet, bildet mit dieser bis zum Öffnungshub hi 13 also eine Art axiales Gleitlager aus. In the combustion chamber near area of the nozzle chamber 22, a throttle assembly is arranged. The throttle assembly comprises a sleeve 10, a driver 11 and a retaining spring 12. The driver 11 is fixedly arranged on the nozzle needle 3 and the nozzle needle tip 35; the driver 11 can also be designed in one piece with the nozzle needle 3. Depending on the stroke of the nozzle needle 3, the driver comes into positive engagement with the sleeve 10. This intervention takes place in the opening direction of the nozzle needle 3, ie in the illustration of Fig.l upwards, from an opening stroke hi 13. The sleeve 10 is longitudinally displaceable arranged on the nozzle needle 3, forms with this until the opening stroke hi 13 so a kind of axial slide bearing.
Die Haltefeder 12 ist die Düsennadel 3 radial umgebend angeordnet. Die The retaining spring 12 is arranged radially surrounding the nozzle needle 3. The
Haltefeder 12 stützt sich an einem Absatz 31 der Düsennadel 3 ab und spannt die Hülse 10 gegen den Düsennadelsitz 21, so dass eine an der Hülse 10 ausgebildete Schließfläche 10a mit dem Düsennadelsitz 21 zusammenwirkt. Ist der Hub der Düsennadel 3 größer bzw. gleich dem Öffnungshub hi 13, dann spannt die Haltefeder 12 die Hülse 10 gegen den Mitnehmer 11, da ab diesem Hub der formschlüssige Eingriff zwischen dem Mitnehmer 11 und der Hülse 10 ausgebildet ist, beispielsweise über konische Kontaktflächen von Mitnehmer 11 und Hülse 10. Ist der Hub der Düsennadel 3 größer als der Öffnungshub hi 13, dann ist die Schließfläche 10a und somit die Hülse 10 von dem Düsennadelsitz 21 abgehoben. Retaining spring 12 is supported on a shoulder 31 of the nozzle needle 3 and biases the sleeve 10 against the nozzle needle seat 21 so that a closing surface 10a formed on the sleeve 10 cooperates with the nozzle needle seat 21. If the stroke of the nozzle needle 3 is greater than or equal to the opening stroke hi 13, then the retaining spring 12 biases the sleeve 10 against the driver 11, since from this stroke the positive engagement between the driver 11 and the sleeve 10 is formed, for example via conical contact surfaces from driver 11 and sleeve 10. If the stroke of the nozzle needle 3 is greater than the opening stroke hi 13, then the closing surface 10a and thus the sleeve 10 is lifted from the nozzle needle seat 21.
Zwischen der Hülse 10, der Düsennadelspitze 35 und dem Düsennadelsitz 21 ist ein Druckraum 14 ausgebildet. Der Druckraum 14 ist durch eine in der Hülse 10 ausgebildete Drosselstelle 15 hydraulisch mit dem Düsenraum 22 verbunden. Die Drosselstelle 15 ist bevorzugt eine oder mehrere radiale Bohrungen in der Hülse 10. Ist die Schließfläche 10a von dem Düsennadelsitz 21 abgehoben, dann ist zwischen der Schließfläche 10a und dem Düsennadelsitz 21 eine hubvariable Spaltdrossel 16 ausgebildet, welche ebenfalls den Düsenraum 22 mit dem Druckraum 14 hydraulisch verbindet. Between the sleeve 10, the nozzle needle tip 35 and the nozzle needle seat 21, a pressure chamber 14 is formed. The pressure chamber 14 is hydraulically connected by a formed in the sleeve 10 throttle body 15 with the nozzle chamber 22. The throttle point 15 is preferably one or more radial bores in the sleeve 10. If the closing surface 10a is lifted from the nozzle needle seat 21, then a stroke-variable gap throttle 16 is formed between the closing surface 10a and the nozzle needle seat 21, which also the nozzle chamber 22 with the pressure chamber 14th connects hydraulically.
Bei geöffneter Düsennadel 3 ist zwischen der Düsennadelspitze 35 und dem Düsennadelsitz 21 eine weitere Drossel ausgebildet, die Ringdrossel 17. Diese spielt für die Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 1 jedoch nur eine untergeordnete Rolle, da ihr Strömungsquerschnitt schon bei kleinen Hüben der Düsennadel 3 größer als diejenigen von Drosselstelle 15, Spaltdrossel 16 und Einspritzöffnungen 20 ist. When the nozzle needle 3 is open, a further throttle is formed between the nozzle needle tip 35 and the nozzle needle seat 21, the ring throttle 17. However, this plays only a minor role for the injection characteristics of the fuel injection valve 1, since their flow cross-section even at small strokes of the nozzle needle 3 is greater than those of Throttle 15, gap throttle 16 and injection ports 20 is.
Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils 1 ist wie folgt: The operation of the fuel injection valve 1 is as follows.
Wird der Druck im Steuerraum 6 durch das Steuerventil abgesenkt, beginnt die Düsennadel 3 mit ihrer Öffnungshubbewegung, hebt vom Düsennadelsitz 21 ab und gibt die Einspritzöffnungen 20 frei; der Einspritzprozess von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine beginnt. Bis zu einem Öffnungshub hi 13 der Düsennadel 3 wird die Hülse 10 durch die Vorspannkraft der Düsenfeder 17 gegen den Düsennadelsitz 21 gedrückt. Der Druck im Druckraum 14, also zwischen der Drosselstelle 15 und dem Düsennadelsitz 12 bzw. der Ringdrossel 17 wird somit unmittelbar nach dem Öffnen der Düsennadel 3 abgesenkt. Der Zuströmquerschnitt zur Ringdrossel 17 bleibt konstant, nämlich definiert durch den Durchflussquerschnitt der Drosselstelle 15, bis der Öffnungshub hi 13 der Düsennadel 3 überschritten ist, also bis der Mitnehmer 11 vom Düsennadelsitz 21 abhebt und so zusätzlich die hubvariable Spaltdrossel 16 freigibt. Nun ändert sich der Druck im Druckraum 14 einer Funktion folgend, welche durch den stetig zunehmenden Zuströmquerschnitt in den Druckraum 14 durch die beiden Drosseln Drosselstelle 15 und Spaltdrossel 16 definiert ist. If the pressure in the control chamber 6 is lowered by the control valve, the nozzle needle 3 starts its opening stroke movement, lifts off the nozzle needle seat 21 and releases the injection openings 20; the injection process of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine begins. Up to an opening stroke hi 13 of the nozzle needle 3, the sleeve 10 is pressed by the biasing force of the nozzle spring 17 against the nozzle needle seat 21. The pressure in the pressure chamber 14, ie between the throttle point 15 and the nozzle needle seat 12 or the annular throttle 17 is thus lowered immediately after the opening of the nozzle needle 3. Of the Inflow cross section to the annular throttle 17 remains constant, namely defined by the flow cross section of the throttle point 15 until the opening stroke hi 13 of the nozzle needle 3 is exceeded, ie until the driver 11 lifts off the nozzle needle seat 21 and thus additionally releases the variable stroke gap throttle 16. Now, the pressure in the pressure chamber 14 following a function changes, which is defined by the steadily increasing inflow cross section into the pressure chamber 14 through the two throttles throttle 15 and gap throttle 16.
Vor Beginn der Schließbewegung am Ende des Einspritzprozesses ist die Hülse 10 durch den Mitnehmer 11 und die Haltefeder 12 fixiert; zwischen der Before the beginning of the closing movement at the end of the injection process, the sleeve 10 is fixed by the driver 11 and the retaining spring 12; between the
Schließfläche 10a und dem Düsennadelsitz 21 befindet sich die geöffnete Spaltdrossel 16. Die Spaltdrossel 16 weist bei einem maximalen Öffnungshub hi2 18 einen gegenüber der Drosselstelle 15 vergleichsweise großen Durchflussbzw. Strömungsquerschnitt auf. In dieser Stellung strömt vom Düsenraum 22 mehr Kraftstoff über die Spaltdrossel 16 in den Druckraum 14 als über die Drosselstelle 15. Closing surface 10a and the nozzle needle seat 21 is the open gap throttle 16. The gap throttle 16 has a maximum opening stroke hi2 18 compared to the throttle point 15 comparatively large flow rate. Flow cross-section on. In this position, more fuel flows from the nozzle chamber 22 via the gap throttle 16 into the pressure chamber 14 than via the throttle point 15.
Die Schließbewegung der Düsennadel 3 wird eingeleitet, indem das Steuerventil den Druck im Steuerraum 6 erhöht. Aufgrund der daraus ansteigenden resultierenden hydraulischen Kraft bewegt sich die Düsennadel 3 daraufhin in Richtung des Düsennadelsitzes 21. Damit verringert sich auch wieder der Strömungsquerschnitt durch die Spaltdrossel 16. Bis zum Öffnungshub hi 13 steht der Mitnehmer 11 in Eingriff mit der Hülse 10. Beim Öffnungshub hi 13 kommt es zum Kontakt zwischen der Schließfläche 10a und dem Düsennadelsitz 21. Die Spaltdrossel 16 wird dadurch geschlossen, so dass nur noch der Strömungsquerschnitt durch die Drosselstelle 15 bestehen bleibt. Gleichzeitig wird der Eingriff zwischen Mitnehmer 11 und Hülse 10 aufgehoben, so dass die Hülse 10 zwischen dem Düsennadelsitz 21 und der Haltefeder 12 verspannt ist. Am Ende der Schließbewegung wird die Düsennadel 3 mit ihrer The closing movement of the nozzle needle 3 is initiated by the control valve increases the pressure in the control chamber 6. Due to the resulting resulting hydraulic force, the nozzle needle 3 then moves in the direction of the nozzle needle seat 21. This reduces again the flow cross section through the gap throttle 16. Until the opening stroke hi 13 of the driver 11 is in engagement with the sleeve 10. During the opening stroke hi 13, it comes to contact between the closing surface 10a and the nozzle needle seat 21. The gap throttle 16 is thereby closed, so that only the flow cross section through the throttle body 15 remains. At the same time the engagement between the driver 11 and sleeve 10 is released, so that the sleeve 10 is clamped between the nozzle needle seat 21 and the retaining spring 12. At the end of the closing movement, the nozzle needle 3 with her
Düsennadelspitze 35 gegen den Düsennadelsitz 21 gedrückt und verschließt so die Einspritzöffnungen 20 wieder. Es gelangt kein Kraftstoff mehr in den Nozzle needle tip 35 is pressed against the nozzle needle seat 21 and thus closes the injection openings 20 again. There is no more fuel in the
Brennraum. Erfindungsgemäß sind die Anordnungen der Drosselstelle 15 und der Combustion chamber. According to the arrangements of the throttle body 15 and the
Spaltdrossel 16 benachbart zum Düsennadelsitz 21, stromaufwärts der Gap throttle 16 adjacent to the nozzle needle seat 21, upstream of the
Einspritzöffnungen 20. Dort steht im Druckraum 14 bei geschlossener Injection openings 20. There is in the pressure chamber 14 when closed
Düsennadel 3 der Systemdruck, also der Druck des Düsenraums 22, an und wird von der Düsennadelspitze 35 zum Brennraum abgedichtet. Der volle Nozzle needle 3, the system pressure, so the pressure of the nozzle chamber 22, and is sealed from the nozzle needle tip 35 to the combustion chamber. The full one
Systemdruck wird beim Öffnen und Schließen der Düsennadel 3 in System pressure is in opening and closing the nozzle needle 3 in
Geschwindigkeit umgesetzt. Diese hohe Geschwindigkeit im Bereich des Speed implemented. This high speed in the area of
Druckraums 14 verursacht ein Absinken des lokalen Absolutdruckes unter den Dampfdruck in diesem Bereich. Dadurch kommt es zu Dampfbildung des Pressure chamber 14 causes a decrease in the local absolute pressure below the vapor pressure in this area. This leads to vapor formation of the
Kraftstoffs, welcher in weiterer Folge in Gebieten mit höheren Drücken (bzw. geringeren lokalen Geschwindigkeiten) kondensiert und Kavitationsschäden verursacht. Diese Kavitationsschäden sind in der Regel lebensdauerbestimmend für Kraftstoffeinspritzventile 1 bzw. Düsenkörper 2. Fuel, which subsequently condenses in areas of higher pressures (or lower local velocities) and causes cavitation damage. These cavitation damages are usually life-time specific for fuel injection valves 1 or nozzle body 2.
Unmittelbar nach Beginn der Düsennadelöffnung fällt der Druck im Druckraum 14 proportional zum Durchfluss- bzw. Zuströmquerschnitt an der Drosselstelle 15 bzw. zum Abströmquerschnitt durch die Einspritzöffnungen 20 ab. Die Immediately after the start of the nozzle needle opening, the pressure in the pressure chamber 14 drops proportionally to the flow or inflow cross section at the throttle point 15 or to the outflow cross section through the injection openings 20. The
Spaltdrossel 16 ist in diesem Zustand noch geschlossen. Bei weiterem Öffnen der Düsennadel 3 wird nun auch die Spaltdrossel 16 geöffnet. Zunächst ist der summierte Zuströmquerschnitt durch Drosselstelle 15 und Spaltdrossel 16 jedoch immer noch geringer als der Abströmquerschnitt durch die Einspritzöffnungen 20. Durch das hubabhängige Androsseln der Zuströmung zu den Einspritzöffnungen 20 wird nun die Strömungsgeschwindigkeit im Druckraum 14, insbesondere im Bereich des Düsennadelsitzes 21, so weit abgesenkt, dass die Dampfbildung des Kraftstoffs reduziert bzw. unterbunden wird. Kavitationsschäden werden dadurch vermieden und die Lebensdauer von Düsenkörper 2, Düsennadel 3 etc. erhöht. Gap throttle 16 is still closed in this state. Upon further opening of the nozzle needle 3, the gap throttle 16 is now opened. First, however, the summed inflow cross section through throttle point 15 and gap throttle 16 is still lower than the outflow cross section through the injection openings 20. By the stroke-dependent throttling of the inflow to the injection openings 20, the flow velocity in the pressure chamber 14, in particular in the region of the nozzle needle seat 21, so far lowered, that the formation of vapor of the fuel is reduced or prevented. Cavitation damage is avoided and the life of the nozzle body 2, nozzle needle 3, etc. increased.
Zusammenfassend beschreibt die dargestellte Ausführungsform eine hubvariable Spaltdrossel 16 zwischen Schließfläche 10a und Düsennadelsitz 21, die folgende Bereiche aufweist: Bereich 1: Öffnungshubbewegung der Düsennadel 3 von ihrer Anlage am Düsennadelsitz 21 bis zu einem definierten Öffnungshub hi 13: die Hülse 10 steht mit ihrer Schließfläche 10a in Anlage zum Düsennadelsitz 21. Die Hülse 10 wird dabei durch die Haltefeder 12 mit dem Düsennadelsitz 21 verspannt. Es findet kein Kraftstofffluss durch die Spaltdrossel 16 statt. In summary, the illustrated embodiment describes a variable stroke gap throttle 16 between closing surface 10a and nozzle needle seat 21, which has the following ranges: Area 1: Opening stroke of the nozzle needle 3 from its attachment to the nozzle needle seat 21 to a defined opening stroke hi 13: the sleeve 10 is with its closing surface 10a in contact with the nozzle needle seat 21. The sleeve 10 is clamped by the retaining spring 12 with the nozzle needle seat 21. There is no fuel flow through the gap throttle 16 instead.
Bereich 2: Öffnungshubbewegung der Düsennadel 3 vom Öffnungshub hi 13 bis zu ihrem maximalen Öffnungshub hi2 18: der Spalt der Spaltdrossel 16 wird aufgesteuert und definiert so den Strömungsquerschnitt durch die Spaltdrossel 16, welcher mit zunehmenden Hub größer wird. Die Haltefeder 12 verspannt die Hülse 10 gegen den Mitnehmer 11. Kraftstoff fließt durch die Spaltdrossel 16. Range 2: Opening stroke of the nozzle needle 3 from the opening stroke hi 13 to its maximum opening stroke hi2 18: the gap of the gap throttle 16 is opened and thus defines the flow cross-section through the gap throttle 16, which becomes larger with increasing stroke. The retaining spring 12 clamps the sleeve 10 against the driver 11. Fuel flows through the gap throttle 16th
Zu beiden Bereichen ist eine konstante zweite Drosselfunktion parallel geschaltet, nämlich die der Drosselstelle 15, welche bei Hüben der Düsennadel 3, die kleiner als der Öffnungshub hi 13 sind, ein Leerlaufen des Druckraums 14 verhindert. To both areas a constant second throttle function is connected in parallel, namely that of the throttle body 15, which hi the strokes of the nozzle needle 3, which are smaller than the opening stroke 13, an idling of the pressure chamber 14 is prevented.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kraftstoffeinspritzventil (1) für Brennkraftmaschinen zur Einspritzung von Kraftstoff unter hohem Druck mit einem in einem Düsenkörper (2) ausgebildeten Düsenraum (22), in dem eine Düsennadel (3) längsverschiebbar angeordnet ist, wobei eine Düsennadelspitze (35) der Düsennadel (3) durch die Längsbewegung mit einem an dem Düsenkörper (2) ausgebildeten Düsennadelsitz (21) zusammenwirkt und dadurch wenigstens eine Einspritzöffnung (20) öffnet und schließt, wobei eine Hülse (10) auf der Düsennadel (3) längsverschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen der Hülse (10), der Düsennadelspitze (35) und dem Düsennadelsitz (21) ein Druckraum (14) ausgebildet ist, wobei eine in der Hülse (10) ausgebildete Drosselstelle (15) den Düsenraum (22) mit dem 1. Fuel injection valve (1) for internal combustion engines for injection of fuel under high pressure with a nozzle body (2) formed in the nozzle chamber (22) in which a nozzle needle (3) is arranged longitudinally displaceable, wherein a nozzle needle tip (35) of the nozzle needle (3 ) cooperates by the longitudinal movement with a on the nozzle body (2) formed nozzle needle seat (21) and thereby at least one injection port (20) opens and closes, wherein a sleeve (10) on the nozzle needle (3) is longitudinally displaceable, wherein between the sleeve (10), the nozzle needle tip (35) and the nozzle needle seat (21) a pressure chamber (14) is formed, wherein in the sleeve (10) formed throttle body (15) the nozzle chamber (22) with the
Druckraum (14) hydraulisch verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) auf der Düsennadel (3) längsverschiebbar geführt ist, wobei eine Schließfläche (10a) der Hülse (10) mit dem Düsennadelsitz (21) Pressure chamber (14) connects hydraulically, characterized in that the sleeve (10) on the nozzle needle (3) is guided longitudinally displaceable, wherein a closing surface (10 a) of the sleeve (10) with the nozzle needle seat (21)
zusammenwirkt, wobei bei Anlage der Düsennadelspitze (35) an den cooperates, wherein at investment of the nozzle needle tip (35) to the
Düsennadelsitz (21) die Schließfläche (10a) gegen den Düsennadelsitz (21) verspannt ist, wobei auf der Düsennadel (3) ein Mitnehmer (11) angeordnet ist, und der Mitnehmer (11) bei der Öffnungshubbewegung der Düsennadel (3) mit der Hülse (10) in Eingriff bringbar ist, so dass die Schließfläche (10a) von dem Düsennadelsitz (21) abhebt und dadurch eine Spaltdrossel (16) zwischen der Schließfläche (10a) und dem Düsennadelsitz (21) aufsteuert, wobei die Nozzle needle seat (21) the closing surface (10a) is clamped against the nozzle needle seat (21), wherein on the nozzle needle (3) has a driver (11) is arranged, and the driver (11) in the opening stroke of the nozzle needle (3) with the sleeve (10) is engageable so that the closing surface (10a) lifts from the nozzle needle seat (21) and thereby opens a gap throttle (16) between the closing surface (10a) and the nozzle needle seat (21)
Spaltdrossel (16) den Düsenraum (22) mit dem Druckraum (14) hydraulisch verbindet. Gap throttle (16) hydraulically connects the nozzle chamber (22) with the pressure chamber (14).
2. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselstelle (15) einen konstanten Durchflussquerschnitt aufweist. 2. Fuel injection valve (1) according to claim 1, characterized in that the throttle point (15) has a constant flow cross-section.
3. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 3. Fuel injection valve (1) according to claim 1 or 2, characterized
gekennzeichnet, dass ab einem Öffnungshub hi (13) der Düsennadel (3) die Hülse (10) mit dem Mitnehmer (11) in einem formschlüssigen Eingriff steht. in that, starting from an opening stroke hi (13) of the nozzle needle (3), the sleeve (10) is in positive engagement with the driver (11).
4. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu dem Öffnungshub hi (13) die Hülse (10) von einer Haltefeder (12) gegen den Düsennadelsitz (21) verspannt ist. 4. Fuel injection valve (1) according to claim 3, characterized in that up to the opening stroke hi (13), the sleeve (10) by a retaining spring (12) against the nozzle needle seat (21) is clamped.
5. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ab dem Öffnungshub hi (13) die Hülse (10) von der Haltefeder (12) gegen den Mitnehmer (11) verspannt ist. 5. Fuel injection valve (1) according to claim 4, characterized in that from the opening stroke hi (13), the sleeve (10) of the retaining spring (12) is braced against the driver (11).
6. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch 6. Fuel injection valve (1) according to claim 4 or 5, characterized
gekennzeichnet, dass die Haltefeder (12) in dem Düsenraum (22) angeordnet ist. characterized in that the retaining spring (12) in the nozzle chamber (22) is arranged.
7. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem maximalen Öffnungshub hi2 (18) der Düsennadel (3) der Durchflussquerschnitt der Spaltdrossel (16) ein Vielfaches des Durchflussquerschnitts der Drosselstelle (15) beträgt. 7. Fuel injection valve (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at a maximum opening stroke hi2 (18) of the nozzle needle (3), the flow cross section of the gap throttle (16) is a multiple of the flow cross section of the throttle point (15).
8. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsennadelsitz (21) eine konische Form aufweist. 8. Fuel injection valve (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle needle seat (21) has a conical shape.
9. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (11) in einer Nut der Düsennadel (3) angeordnet ist. 9. Fuel injection valve (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the driver (11) is arranged in a groove of the nozzle needle (3).
10. Kraftstoffeinspritzventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (11) eine konische Form aufweist. 10. Fuel injection valve (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the driver (11) has a conical shape.
PCT/EP2017/058787 2016-05-11 2017-04-12 Fuel injection valve for internal combustion engines WO2017194260A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016208055.5 2016-05-11
DE102016208055.5A DE102016208055A1 (en) 2016-05-11 2016-05-11 Fuel injection valve for internal combustion engines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017194260A1 true WO2017194260A1 (en) 2017-11-16

Family

ID=58537009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/058787 WO2017194260A1 (en) 2016-05-11 2017-04-12 Fuel injection valve for internal combustion engines

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016208055A1 (en)
WO (1) WO2017194260A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109332040A (en) * 2018-11-21 2019-02-15 宁波希瑞生物科技有限公司 A kind of spraying device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023166139A1 (en) * 2022-03-03 2023-09-07 Ganser-Hydromag Ag Fuel injection valve for internal combustion engines

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4202500A (en) * 1977-03-09 1980-05-13 Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Aktiengesellschaft Multi-hole injection nozzle
DE19755057A1 (en) * 1997-12-11 1999-06-17 Bosch Gmbh Robert Fuel injection nozzle for self-igniting internal combustion engines
DE102004060552A1 (en) 2004-12-16 2006-06-22 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve for an internal combustion engine
DE102005030868A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-11 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valves in power engines
WO2007038811A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-12 Robert Bosch Gmbh Device for the injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4202500A (en) * 1977-03-09 1980-05-13 Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Aktiengesellschaft Multi-hole injection nozzle
DE19755057A1 (en) * 1997-12-11 1999-06-17 Bosch Gmbh Robert Fuel injection nozzle for self-igniting internal combustion engines
DE102004060552A1 (en) 2004-12-16 2006-06-22 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve for an internal combustion engine
DE102005030868A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-11 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valves in power engines
WO2007038811A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-12 Robert Bosch Gmbh Device for the injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109332040A (en) * 2018-11-21 2019-02-15 宁波希瑞生物科技有限公司 A kind of spraying device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016208055A1 (en) 2017-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2867517B1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
EP3234344A1 (en) Injection nozzle for fuels
DE10007175B9 (en) Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine
WO2017194260A1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
DE10205218A1 (en) Valve for controlling a connection in a high-pressure liquid system, in particular a fuel injector for an internal combustion engine
DE102005010453A1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
WO2017108298A1 (en) Fuel injector
DE102012223166A1 (en) fuel injector
EP2824310B1 (en) Fuel injector valve for combustion engines
DE102012224398A1 (en) Fuel injection valve for injecting fuel into combustion chambers of high-speed self-ignition engine of vehicle, has switching case cooperating with sealing seat placed at inner side of valve piece to open and close inlet throttle
EP2798192B1 (en) Fuel injector for combustion engine
EP1671028A1 (en) Valve for controlling a connection in a high-pressure liquid system, particularly a fuel injection device for an internal combustion engine
WO2003074865A1 (en) Installation for the pressure-modulated formation of the injection behavior
EP1952012A1 (en) Injector
WO2005040594A1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
DE102008000596A1 (en) Common rail injector for injecting fuel into combustion chamber of internal combustion engine, has nozzle needle comprising nozzle-sided part with extension, which is axially, displaceably guided into recess or hole on nozzle body
EP2740927B1 (en) Fuel injector valve for combustion engines
DE102011082666A1 (en) Fuel injector, particularly for common-rail-injection system, has nozzle needle, which closes nozzle hole assembly in nozzle body in closed position, where nozzle needle is arranged in high-pressure chamber in nozzle body
DE102004051756A1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
DE102008044093A1 (en) Fuel injector for internal combustion engine, has throttle plate arranged between inner storage chamber and pressure chamber and remaining in nozzle needle-side sealing seat in stop position when nozzle needle is placed in needle seat
DE102007001365A1 (en) Common rail injector, for injecting e.g. petrol, into combustion chamber of internal combustion engine, has switching chamber connected with low pressure area by connecting channel that is closed and opened by control valve
EP3184803B1 (en) Fuel injector
DE102005005713A1 (en) Jet construction group with injection valve for internal combustion engine has two recesses in jet needle
WO2007104590A1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
EP2960487A1 (en) Fuel injector valve for combustion engines

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

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

Ref document number: 17716907

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17716907

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1