WO2019072604A1 - Kraftstoffinjektor sowie einspritzsystem für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffinjektor sowie einspritzsystem für eine brennkraftmaschine Download PDF

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WO2019072604A1
WO2019072604A1 PCT/EP2018/076559 EP2018076559W WO2019072604A1 WO 2019072604 A1 WO2019072604 A1 WO 2019072604A1 EP 2018076559 W EP2018076559 W EP 2018076559W WO 2019072604 A1 WO2019072604 A1 WO 2019072604A1
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WO
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fluid
fuel
chamber
fuel injector
control
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/076559
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English (en)
French (fr)
Inventor
Enrico Bärow
Andre Kindsvater
Ingmar Berger
Original Assignee
L'orange Gmbh
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Publication date
Application filed by L'orange Gmbh filed Critical L'orange 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
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/04—Means for damping vibrations or pressure fluctuations in injection pump inlets or outlets
    • 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
    • F02M2200/31—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • F02M2200/315—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector which has a fluid channel which can be flowed through by a fluid and a damping device for damping fluid pressure waves passing through the fluid channel. Moreover, the invention relates to an injection system for a combustion engine.
  • fluid pressure surges can occur during injection processes, which flows through a fluid channel of the fuel injector.
  • the fluid pressure waves may optionally be reflected in the fuel injector and interfere with each other.
  • Such fluid pressure waves can significantly modulate the mass flow of fuel flowing out of a fuel injector. This can limit the functionality of the fuel injector. In particular, when injecting small amounts of fuel, the fluid pressure waves may reach large pressure amplitudes exceeding a fuel operating pressure of the fuel injector.
  • a fuel injector may be equipped with a damping device for damping fluid pressure waves.
  • a fuel injection device which has a Fluidkanai and a damping device for damping fluid pressure waves.
  • the damping device of this fuel injection device comprises a housing connected to the fluid channel and a compressible, media-filled bellows diaphragm arranged in the housing.
  • a disadvantage of this fuel injector is that it is susceptible to defects, for example, the functionality of the damping device is not guaranteed if the bellows membrane has a crack - for example, due to material fatigue due to oscillating, dynamic loading of the bellows membrane.
  • Another disadvantage of this Fuel injection device is that the damping device for the housing and the bellows arranged therein requires a lot of space.
  • the invention has for its object to provide a device for injecting fuel, in which at least one of the above-mentioned disadvantages of the prior art is reduced or avoided.
  • the fuel injector according to the invention has a fluid passage through which a fluid can flow and a damping device for damping fluid pressure waves passing through the fluid passage.
  • the damping device comprises a hollow chamber arranged radially adjacent to the fluid channel and a separating wall arranged between the fluid channel and the hollow chamber, wherein the separating wall has at least one connection opening through which the hollow chamber is connected to the fluid channel.
  • the hollow chamber of the damping device is arranged radially adjacent to the fluid channel and the partition of the damping device between the fluid channel and the hollow chamber is arranged, the fuel injector, in particular in the axial direction of the fluid idkanals, compact.
  • the fuel injector for the damping device does not require a separate housing body.
  • Damping device can be integrated, for example, in a (existing) housing body of the fuel injector, in which other elements of the fuel injector, such as a valve member, or in a (existing) fluid line of the fuel injector, in particular without the outer dimensions of the line or Change the body of the body.
  • An advantage of the fuel injector is its low susceptibility to defects. For example, the
  • the dissipation of energy by the damping device can be done by different mechanisms.
  • a fluid pressure wave passing through the fluid channel can be damped by a part of the fluid flowing out of the fluid channel into the connection opening A and being frictionally attached to the surface (s) through which the connection opening (s) is bounded. Energy loses.
  • an inflow of the fluid into the hollow chamber via the connection openings can lead to fluid vortices being created in the hollow chamber which cause a dissipation of energy.
  • Damping of a fluid pressure wave passing through the fluid channel can also be achieved by the fluid located in the hollow chamber and the connection opening (s) being supplied by the fluid pressure wave passing through the fluid channel by releasing energy in the form of pressure Vibrations is excited, wherein the running through the fluid channel fluid pressure wave loses energy.
  • the hollow chamber together with the connection opening (s) can act in particular as a resonator (similar to a Helmholtz resonator known from the field of acoustics).
  • the resonator formed by the connection opening Aen and the hollow chamber may be dimensioned so that the resonator has a predetermined resonance frequency.
  • the resonant frequency depends in particular on the volume of the hollow chamber, on the length of the respective connection opening and on the cross-sectional area of the connection opening or, in the case of a plurality of connection openings connecting the hollow chamber with the fluid channel, on the total cross-sectional area of the connection openings.
  • the resonant frequency is chosen so that it corresponds to a expected at a given switching behavior of the fuel injector fluid pressure wave frequency. This allows a particularly strong damping of a current passing through the fluid channel fluid pressure wave, since the fluid contained in the hollow chamber is excited in such a case to particularly strong vibrations.
  • a fluid channel is to be understood as an elongated hollow space designed as a passage.
  • a fluid may be directed from one location of the fuel injector to another location of the fuel injector.
  • the fluid to be passed through the fluid channel can flow into the fluid channel at one end of the fluid channel and flow out of the fluid channel at another end of the fluid channel.
  • Said partition may for example have a cylindrical shape.
  • the respective connection opening is preferably a passage opening of the partition wall.
  • the partition may be a porous wall. It is particularly preferred if the partition is formed as a perforated plate.
  • the hollow chamber surrounds the fluid channel circumferentially, ie in its circumferential direction.
  • the damping device can have a sub-element arranged in the hollow chamber, by means of which the hollow chamber is subdivided into a plurality of sub-chambers.
  • the partition may have one or more connection openings.
  • the sub-chambers are preferably connected in each case by at least one connection opening with said fluid channel.
  • the lower part may be adapted in shape to the shape of the hollow chamber.
  • the lower part element may be annular.
  • the lower part element may have an outer diameter corresponding to a diameter of the hollow chamber.
  • the fuel element comprises a valve member, in particular an axially displaceably mounted valve member.
  • the valve member may be, for example, a nozzle needle. This can have a needle tip and / or a piston element in addition to a needle shaft.
  • the fuel injector may have a valve seat, which forms a nozzle valve of the fuel injector together with the valve member.
  • the fuel injector comprises a nozzle body.
  • the aforementioned valve seat is preferably an element of the nozzle body.
  • the valve member may be at least partially received in the nozzle body.
  • the fuel injector in particular its nozzle body, have a control chamber for receiving a control fluid.
  • the control fluid can be used to control a position of the valve member, in particular via hydraulic forces.
  • the fuel injector may have a control fluid conduit connected to the control chamber for supplying the control fluid into the control chamber and / or for discharging the control fluid from the control chamber.
  • the control fluid line may, for example, a recess and an inserted into the recess insert part, in particular a tubular formed emitter part have.
  • the aforementioned partition may be an element of the insert.
  • the insert part has a passage opening, which forms a part of the fluid channel. It is further preferred if the fluid channel has the same inside diameter inside and outside the insert part, in particular in order to avoid flow deflections at the through opening of the insert part.
  • the fuel injector may further include a fuel chamber for receiving a fuel to be ejected from the fuel injector.
  • the aforementioned valve member guide may in particular be a part of the fuel chamber.
  • the fuel injector a fuel connection line for supplying the fuel into the fuel chamber.
  • the fuel injector can have a plurality of insert parts of the type described above.
  • the insert parts can for example be elements of the same line of the fuel injector, wherein the insert parts can be arranged in particular at different ends of the same line.
  • a plurality of lines of the fuel injector in particular the control fluid line. the sealing fluid line and / or the fuel connection line, each having one or more inserts of the type described above.
  • the fuel injector can be a gas injector, a liquid-force injector or a so-called dual-fuel injector. Furthermore, the fuel injector can have a plurality of valve members of the abovementioned type and also an associated valve seat, with which the respective valve member forms a nozzle valve.
  • the injection system according to the invention for an internal combustion engine has at least one fuel injector according to the invention.
  • the injection system may have a fluid container connected to the fluid channel of the fuel injector, in which a fluid is stored.
  • the fluid stored in the fluid container may be the previously mentioned control fluid or the fuel to be injected into an injection chamber.
  • the injection system comprises a plurality of fuel injectors, in particular a plurality of fuel injectors according to the invention. These may be connected to a common Kraftstoffverteiltechnisch the injection system,
  • the injection system may have one or more other elements, such as a control unit for controlling the fuel injector or the fuel injectors.
  • Fig. 3 is a longitudinal sectional view of a control fluid line of the fuel injector
  • Fig. 4 is a cross-sectional view of the control fluid conduit of Fig. 3;
  • Fig. 5 is a longitudinal sectional view of another possible embodiment of a
  • Fig. 7 is a longitudinal sectional view of another fuel injector
  • the injection system 2 comprises a fuel delivery pump 6 and a fuel accumulator 8, in which the fuel to be injected by the fuel injectors 4 into the combustion chamber or into the combustion chambers is stored.
  • the injection system 2 comprises a fuel distribution line 10, to which the fuel injectors 4 are respectively connected by means of a fuel supply line 12.
  • the fuel distribution line 10 is a so-called Common- ail.
  • Said fuel delivery pump 6 is connected on the output side via a first connecting line 14 to the fuel distribution line 10.
  • effetsssei tig the fuel delivery pump 6 is connected via a second connecting line 16 to the fuel reservoir 8.
  • the injection system 2 comprises a control unit 18 for controlling the fuel injectors 4 and for controlling the fuel delivery pump 6.
  • Each of the fuel injectors 4 and the fuel delivery pump 6 are each connected via an electrical control line 20 to the control unit 18.
  • the nozzle body 24 further includes a control chamber 32 for receiving a control fluid for controlling the position of the valve member 22.
  • a control fluid in the present embodiment, a liquid fuel, in particular diesel, is used.
  • the nozzle body 24 comprises a fuel chamber 34 for receiving the fuel and a between the fuel chamber 34 and the control chamber 32 arranged sealing chamber 36 for receiving a sealing fluid, the control chamber 32, the fuel chamber 34 and the sealing chamber 36 of the nozzle body 24 through said Ventilglicdlmulung 26 are interconnected.
  • the nozzle body 24 has a plurality of nozzle openings 38 (also called injection openings), through which the fuel from the fuel chamber 34 can be injected into a combustion chamber.
  • the fuel injector 4 comprises a housing element 50 which partially covers the control chamber 32 of the nozzle body 24 and, like the nozzle body 24, has a sealing chamber 52 for receiving a sealing fluid.
  • the fuel injector 4 comprises a biasing means 54 which is formed in the present embodiment as a compression spring, and a stilt 56 with a collar 58. The biasing means 54 abuts the collar 58 of the stilt 56 and pushes the stilt 56 against the valve member 22nd
  • the fuel injector 4 includes a stop member 60 for limiting movement of the stilt 56.
  • the control valve 62 also has a high-pressure side control fluid port 68 and a low-pressure side control fluid port 70, wherein the control valve 62 is connectable via its high-pressure side control fluid port 68 with a high-pressure side of a figured not shown S expensive fluid circuit of the injection system 2 and via its low-pressure side control fluid port 70 with a low pressure side of the control fluid circuit of the injection system 2 is connectable.
  • the fuel injector 4 has a fuel connection line 72, by means of which the fuel chamber 34 can be connected to one of the fuel supply lines 12 from FIG. 1, and a sealing fluid connection line 74, through which the two sealing chambers 36, 52 with a sealing fluid source of the injection system 2 (not shown in FIG are connectable.
  • the sealing chamber 36 of the nozzle body 24 is connected to the sealing fluid connection line 74 via a first sealing fluid line 76a of the fuel injector 4, while the sealing chamber 52 of the housing element 50 is connected to the sealing fluid connection line 74 via a second sealing fluid line 76b of the fuel injector 4.
  • the fuel is introduced into the fuel chamber 34 via the fuel connection line 72.
  • a sealing fluid is introduced into the sealing chamber 36 of the nozzle body 24 via the sealing fluid connection line 74 and the sealing fluid pressure in the sealing chamber 36 of the nozzle body 24 above the fuel pressure in the fuel chamber 34 held.
  • oil is used as a sealing fluid.
  • the respective control chamber 44, 46 is supplied depending on the position of the control valve 62 with a high pressure control fluid or relieved to the low pressure side of the control fluid circuit.
  • the control valve 62 which is controlled by the control unit 18 of the injection system 2, the position of the valve member 22 is influenced, via a control of the control fluid pressure in the respective control chamber 44, 46th
  • the valve member 22 cooperates with a valve seat 78 of the nozzle body 24 and forms with the valve seat 78 a nozzle valve 80.
  • Fig. 2 shows the fuel injector 4 in a state in which the nozzle valve 80 is closed. In the closed state of the nozzle valve 80, the vent iglied 22, more precisely a sealing surface 82 of the valve member 22, pressed against the valve seat 78 of the nozzle body 24, so that the fuel from the Kraftstoffkam mer 34 can not flow to the nozzle openings 38 of the nozzle body 24.
  • FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of the first high-speed divider 66a of the cold injector 4 of FIG. 2.
  • This control fluid conduit 66a has a cylindrical fluid passage 84 through which the aforementioned control fluid flows during operation of the fuel injector 4. Furthermore, the control fluid line 66a has a cylindrical recess 86 and a tubular insert part 88a with a longitudinal axis 90.
  • the insert part 88a has an annular groove 94 which has an axial symmetry with respect to the longitudinal axis 90 of the insert part 88a.
  • the annular groove 94 forms together.
  • an annular hollow chamber 98 is arranged which is radially adjacent to the fluid channel 84 (more specifically radially adjacent to the part of the fluid channel 84 formed through the through-opening 92) and a part of the longitudinal extent of the fluid channel 84 surrounds circumferentially.
  • the insert portion 88a further includes a cylindrical partition 100 disposed between the hollow chamber 98 and the fluid channel 84 (more specifically, between the hollow chamber 98 and the portion of the fluid channel 84 formed through the through-hole 92).
  • This partition wall 100 has a plurality of connection openings 102, through which the hollow chamber 98 is connected to the fluid channel 84.
  • Said passage opening 92 of the insert part 88a is formed as an axial bore.
  • the connection openings 102 are designed as radial bores.
  • FIG. 4 shows a cross-section of the control cable divider 66a from FIG. 3 along the sectional plane A-A drawn in FIG. 3, which runs perpendicular to the longitudinal axis 90 through the insert part 88a.
  • Partition wall 100 with a plurality of their connection openings 102 and the passage opening 92 of the insert part 88a forming part of the fluid channel 84 visible.
  • the connecting openings 102 shown in FIG. 4 are arranged equidistantly in the circumferential direction 106 of the insert part 88a.
  • an influx of the steamer fluid into the hollow chamber 98 via the connection openings 102 can lead to fluid vortices being generated in the hollow chamber 98, which lead to a dissipation of energy.
  • the hollow chamber 98 acts together with the connection openings 102 as a resonator, wherein fluid pressure waves passing through the first control line 66 a, pressure to the control chamber located in the hollow chamber 98 and the communication openings 102 release control fluid and thereby in the hollow chamber 98 and the Connection openings 102 located control fluid is excited to vibrate.
  • the fluid pressure waves passing through the first control line 66a lose energy.
  • the recess 86, in which the insert part 88a is inserted, is in the present embodiment at one of the two ends of the control fluid line 66a, in particular because this allows an inexpensive production of the control fluid line 66a.
  • the control fluid line 66a can have a respective recess 86 at its two ends, that is to say both at its end on the control chamber side and at its end on the control valve side, in which such an insert part 88a is inserted. As a result, a stronger damping effect can be achieved.
  • the second control fluid line 66b of the fuel injector 4 may be configured like the first control fluid line 66a. That is, the embodiments made earlier in connection with FIG. 3 and FIG. 4 to the first control fluid conduit 66a may analogously refer to the second fluid conduit 66b.
  • the second control fluid line 66b can therefore in particular have at least one damping device 104a of the previously described type for damping fluid pressure waves. In this way, fluid pressure waves passing through the second control fluid line 66b can be damped.
  • the respective line 72, 76a, 76b may be formed like the first control fluid line 66a. That is, those made earlier in connection with FIG. 3 and FIG. 4 to the first Steuerfluidieitung 66 a
  • Fig. 5 shows a longitudinal sectional view of another possible embodiment of the first Steuerfluidieitung 66a.
  • the Steuerfluidieitung 66 a comprises a recess 86 and inserted into the recess 86 rdhrförmiges insert part 88 b, which has a plurality of annular grooves 94 instead of a single annular groove 94 which are arranged in Axialnchtung 108 of the insert part 88 b to each other and a Have axial symmetry with respect to the longitudinal axis 90 of the insert 88b.
  • Each of the annular grooves 94 forms an annular hollow chamber 98 with a wall section 96 of the control fluid line 66a bounding the recess 86.
  • the individual hollow chambers 98 are radially adjacent to the fluid channel 84 of the control fluid line 66a (more specifically radially adjacent to the through opening 92 of the insert part 88b formed part of the fluid channel 84) are arranged and each surround a part of the longitudinal extent of the fluid channel 84 circumferentially.
  • the second control fluid line 66b of the fuel injector 4 may be configured like the latter embodiment variant of the first control fluid line 66a. That is, the embodiments made earlier in connection with FIG. 5 to the first control fluid conduit 66a may analogously refer to the second control fluid conduit 66b.
  • the second control fluid line 66b may therefore have at least one damping device 104b, as in the case of the control fluid line 66a from FIG. 5.
  • first sealing fluid line 76a, the second sealing fluid line 76b and / or the fuel connecting line 72 can be / is the same as the latter embodiment of the first control fluid line 66a. That is, the embodiments described above in connection with FIG. 5 relating to the first control fluid line 66a may relate analogously to the first sealing fluid line 76a, to the second sealing fluid line 76b and / or to the fuel connection line 72.
  • the particular line 72, 76a, 76b can thus have, in particular, at least one damping device 104b, as in the case of the control fluid line 66a from FIG.
  • the valve member 22 has a longitudinal axis 28 extending through its center of gravity and is axially displaceable, that is to say displaceable along its longitudinal axis 28, in the nozzle body 24.
  • valve member 22 comprises a shaft 40 and a tip 112 formed integrally with the shaft 40, which adjoins a taper 114 of the shaft 40 and has a conical sealing surface 82.
  • the nozzle body 24 has a valve seat 78 in the region of the nozzle openings 38 as well as the sealing surface 82 of the tip 112 of the Venti lglieds 22 has a conical shape.
  • the valve member 22 cooperates with the valve seat 78 of the nozzle body 24 and forms with the valve seat 78, a nozzle valve 80.
  • Fig. 6 shows the fuel injector 1 10a in a Zu-> stood, in which the nozzle valve 80 is closed.
  • the valve member 22 In the closed state of the nozzle valve 80, the valve member 22, more precisely its Dichtllumblee 82, pressed against the valve seat 78 of the nozzle body 24 so that the fuel from the fuel chamber 34 can not flow to the nozzle openings 38 of the nozzle body 24.
  • the fuel injector 110a has a pretensioning device 54, which is supported both on the sleeve 116 and on the support collar 122.
  • the biasing means 54 is formed as a compression spring.
  • the hollow chamber 126 together with the partition wall 124 having the communication openings 132, forms a damping device 104c for damping fluid pressure waves that pass through the fluid channel 128.
  • the valve member 22 is acted upon by a hydraulic force, which is dependent on the difference between the control fluid pressure in the control chamber 120 and the fuel pressure in the fuel caromer 34.
  • the hydraulic force acting on the valve member 22 can be adjusted by decreasing the control fluid pressure in the control chamber 120 so that the valve member 22 is further pushed into the sleeve 116 and thereby the nozzle valve 80 is opened to allow fuel can be ejected from the Kraftsioffhunt 34.
  • By increasing the control fluid pressure in the control chamber 120 to its initial value it is achieved that the valve member 22 returns to its initial position so that the nozzle valve 80 is closed.
  • Fig. 7 shows a longitudinal sectional view of another fuel injector 110 b, which in a
  • Injection system can be used for an internal combustion engine.
  • the hollow chamber 126 is divided into a plurality of sub-chambers 138.
  • Each of the sub-chambers 138 is connected to the fluid passage 128 through at least one of the communication holes 132 of the partition wall 124.
  • the lower part element 134 is formed as a honeycomb grid, so that the sub-chambers 138 have a honeycomb shape (see Fig. 8).
  • the partition member 134 together with the hollow chamber 126 and the partition wall 124 having the connection openings 132, form a damping device 104d for damping fluid pressure passing through the fluid channel 84.
  • Fig. 8 the aforementioned honeycomb shape of the sub-chambers 138 formed by the sub-member 134, more specifically by the walls 136 thereof, can be seen.
  • the invention has been described in detail with reference to the illustrated embodiments. However, the invention is not limited to or by the disclosed examples. Other variants can be derived by those skilled in these embodiments, without departing from the underlying idea of the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (4, 110a, 110b), aufweisend einen von einem Fluid durchströmbaren Fluidkanal (84, 128) und eine Dämpfungsvorrichtung (104a-104d) zum Dämpfen von durch den Fluidkanal (84, 128) laufenden Fluiddruckwellen. Erfindungsgemäß umfasst die Dämpfungsvorrichtung (104a-104d) eine radial benachbart zu dem Fluidkanal (84, 128) angeordnete Hohlkammcr (98, 126) sowie eine zwischen dem Fluidkanal (84, 128) und der Hohlkammer (98, 126) angeordnete Trennwand (100, 124), wobei die Trennwand (100. 124) mindestens eine Verbindungsöffnung (102, 132) aufweist, durch welche die Hohlkammer (98, 126) mit dem Fluidkanal (84, 128) verbunden ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Einspritzsystem (2) für eine Brennkrafünaschine, welches einen solchen Kraftstoffinjektor (4, 110a, 110b) aufweist.

Description

BESCHREIBUNG Kraftstoffinjektor sowie Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor, der einen von einem Fluid durchströmbaren Fluidkanai und eine Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen von durch den Fluidkanai laufenden Flu- iddruckwellen aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Einspritzsystem für eine Brcnn- kraftmaschine.
Im Betrieb eines Kraftstoffinjektors können bei Einspritzvorgängen FluiddruckwcUen entstehen, welche durch einen Fluidkanai des Kraftstoffinjektors laufen. Die Fluiddruckwellen können gegebenenfalls im Kraftstoff Injektor reflektiert werden und miteinander interferieren.
Solche Fluiddruckwellen können den Massenstrom des aus einem Kraftstoffinjektor ausströmenden Kraftstoffs erheblich modulieren. Dies kann die Funktionsfähigkeit des Kraftstoffinjektors einschränken. Insbesondere beim Einspritzen kleiner Kraftstoffmengen können die Fluiddruckwellen große Druckamplituden erreichen, welche einen Kraftstoffbetriebsdruck des Kraftstoffin-) jektors überschreiten.
Um negati e Auswirkungen solcher Fluiddruckwellen zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren, kann ein Kraftstoffinjektor mit einer Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen von Fluiddruckwellen ausgestattet werden.
Aus der WO 2013/064238 AI ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung bekannt, welche einen Fluidkanai sowie eine Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen von Fluiddruckwellen aufweist. Die Dämpfungsvorrichtung dieser KrafLstoffeinspritzeinrichtung umfasst ein an den Fluidkanai angeschlossenes Gehäuse sowie eine im Gehäuse angeordnete kompressible, mediengefüllte Falten- balgmembran. Ein Nachteil dieser Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, dass sie defektanfällig ist, So ist zum Beispiel die Funktionsfähigkeit der Dämpfungsvorrichtung nicht gewährleistet, wenn die Faltenbalgmembran einen Riss aufweist— beispielsweise wegen Materialermüdung aufgrund schwingender, dynamischer Belastung der Faltenbalgmembran. Ein weiterer Nachteil dieser Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, dass die Dämpfungsvorrichtung für das Gehäuse und die darin angeordnete Faltenbalgmembran viel Bauraum benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff bereitzustellen, bei der zumindest einer der oben genannten Nachteile, des Standes der Technik reduziert oder vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kraftstoffinjektor nach Ansprach 1 sowie durch ein Einspritzsystem nach Anspruch 11.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor weist einen von einem Fluid durchsirömbaren FJuidka- nal und eine Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen von durch den Huidkanal laufenden Fluid- druckwellen auf. Die Dämpfungsvorrichtung umfasst eine radial benachbart zu dem Fluidkanal angeordnete Hohlkammer sowie eine zwischen dem Fluidkanal und der Hohlkammer angeordnete Trennwand, wobei die Trennwand mindestens eine Verbindungsöffnung aufweist, durch welche die Hoiilkaminer mit dem Fluidkanal verbunden ist.
Dadurch, dass die Hohlkammer der Dämpfungsvorrichtung radial benachbart zu dem Fluidkanal angeordnet ist und die Trennwand der Dämpfungsvorrichtung zwischen dem Fluidkanal und der Hohlkammer angeordnet ist, kann der Kraftstoffinjektor, insbesondere in Axialrichtung des Flu- idkanals, kompakt ausgebildet werden. Zudem benötigt der Kraftstoffinjektor für die Dämp- fungsvorrichtung keinen eigenen Gehäusekörper. Die Hohlkammer und die Trennwand der
Dämpfungsvorrichtung können beispielsweise in einen (bestehenden) Gehäusekörper des Kraftstoffinjektors, in welchem auch andere Elemente des Kraftstoffinjektors , wie zum Beispiel ein Ventilglied, aufgenommen sind, oder in eine (bestehende) Fluidleitung des Kraftstoffinjektors integriert werden, insbesondere ohne die Außenabmessungen der Leitung bzw. des üehäusekör- pers zu ändern.
Ein Vorteil des Kraftstoffinjektors ist dessen geringe Defektanfälligkeit. Beispielsweise kann die
Funktionsfälligkeit der Dämpfungsvorrichtung auch dann sichergestellt werden, wenn die Trennwand der Dämpfungsvorrichtung eine lokale Beschädigung, wie zum Beispiel einen Riss aufweist.
Mithilfe der Dämpfungsvorrichtung des Kraftstoffinjektors können Fluiddruckwellen, die durch den Fluidkanal in dessen Axialrichtung laufen, durch Energiedissipation gedämpft werden und dadurch negative Auswirkungen solcher Fluiddruckwellen, wie zum Beispiel die Modulation des Massenstroms des aus dem Kraftstoffinjektor ausströmenden Kraftstoffs, vermieden oder zumindest reduziert werden. Durch die mithilfe der Dämpfungsvorrichtung bewirkte Dämpfung der Fluiddruckwellen kann die Funktionsfähigkeit des Kraftsloffinjektors verbessert werden. Beispielsweise kann die Möglichkeit der Mehrfacheinspritzung verbessert werden. Das heißt, es können kürzere Zeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzungen ermöglicht werden. Außerdem ist es durch die mithilfe der Dämpfungsvorrichtung bewirkte Dämpfung der Fluiddruckwellen mög- lieh, den Kraftstoffinjektor für geringere Maximaldrucke auszulegen.
Vorzugsweise hat die Trennwand der Dämpf ungs Vorrichtung mehrere Verbindungsöffnungen, durch welche die Hohlkammer mit dem Fluidkanal verbunden ist. Die Verbindungsöffnungen können insbesondere gleichartig ausgebildet sein.
Die Dissipation von Energie durch die Dämpfungsvorrichtung kann durch unterschiedliche Mechanismen erfolgen. Zum einen kann eine durch den Fluidkanal laufende Fluiddruckwelle dadurch gedämpft werden, dass ein Teil des Fluids aus dem Fluidkanal in die Verbindungsöff- nungAen hineinströmt und durch Reibung an der Fläche bzw. den Flächen, durch welche die Verbindungsöffnung/-en begrenzt wird/werden, Energie verliert. Zum anderen kann ein Einströmen des Fluids in die Hohlkammer über die VerbindungsöffnungAen dazu fuhren, dass in der Hohlkammer Fluidwirbel erzeugt werden, welche eine Dissipation von Energie bewirken.
Eine Dämpfung einer durch den Fluidkanal laufenden Fluiddruckwelle kann ferner dadurch er- folgen, dass das Fluid, das sich in der Hohlkammer und der/den Verbindungsöffnung/-en befindet, von der durch den Fluidkanal laufenden Fluiddruckwelle durch Abgabe von Energie in Form von Druck zu Schwingungen angeregt wird, wobei die durch den Fluidkanal laufenden Fluiddruckwelle Energie verliert. Die Hohlkammer kann gemeinsam mit der/den Verbindungsöffnung/-en insbesondere als Resonator wirken (ähnlich einem aus dem Bereich der Akustik bekannten Helmholtz-Resonator). Der durch die VerbindungsöffnungAen und die Hohlkammer gebildete Resonator kann so dimensioniert sein, dass der Resonator eine vorgegebene Resonanzfrequenz aufweist. Die Reso- nanzfrequenz hängt insbesondere vom Volumen der Hohlkammer, von der Länge der jeweiligen Verbindungsöffnung sowie von der Querschnittsfläche der Verbindungsöffnung bzw. - im Falle mehrerer die Hohlkammer mit dem Fluidkanal verbindender Verbindungsöffnungen - von der Gesamtquerschnittsfläche der Verbindungsöffnungen ab. Vorzugsweise wird die Resonanzfrequenz so gewählt, dass sie einer bei einem vorgegebenen Schaltverhalten des Kraftstoffinjektors zu erwartenden Fluiddruckwellen-Frequenz entspricht. Dies ermöglicht eine besonders starke Dämpfung einer durch den Fluidkanal laufenden Fluiddruckwelle, da das in der Hohlkammer befindliche Fluid in solch einem Fall zu besonders starken Schwingungen angeregt wird.
Unter einem Fluidkanal im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein als Durchgang ausgebildeter länglicher Hohlraum zu verstehen. Durch den Fluidkanal des Kraftstoffinjektors kann ein Fluid von einer Stelle des Kraftstoffinjektors zu einer anderen Stelle des Kraftstoffinjektors geleitet werden. Vorzugsweise kann das durch den Fluidkanal zu leitende Fluid an einem Ende des Fluidkanals in den Fluidkanal hineinströmen und an einem anderen Ende des Fluidkanals aus dem Fluidkanal herausströmen.
Besagte Trennwand kann beispielsweise eine zylindrische Form aufweisen. Die jeweilige Verbindungsöffnung ist vorzugsweise eine Durchgangsöffnung der Trennwand. Unter anderem kann die Trennwand eine poröse Wand sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Trennwand als Lochblech ausgebildet ist.
In bevorzugter Weise ist die Trennwand nachgiebig ausgebildet. Dadurch kann eine Verstärkung der Dämpfungswirkung der Dämpfungsvorrichtung erreicht werden.
Der Fluidkanal weist vorzugsweise eine zylindrische Form auf. Des Weiteren kann die Hohl- kammer eine Axialsymmetrie bezüglich der Längsachse des Fluidkanals aufweisen. Als Längsachse des Fluidkanals ist eine in Längsrichtung des Fluidkanals durch dessen geometrischen Schwerpunkt verlaufende Achse zu verstehen. In bevorzugter Weise ist die Hohlkammer ringförmig ausgebildet. Eine solche Ausgestaltung der Hohlkammer ist mittels eines subtraktiven Fertigungsverfahrens, wie zum Beispiel Drehen, aufwandsgünstig herstellbar, wobei bei der Herstellung des Kraftstoffinjektors oder einzelner Strukturen des Kraftstoffrajektors nicht notwendigerweise (ausschließlich) subtr aktive Fertigungsver- fahren verwendet werden müssen. So kann bei der Herstellung des Kraftstoffinjektors oder einzelner Strukturen des Kraftstoffinjektors prinzipiell ein additives Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen. Ferner ist es bevorzugt, wenn die Hohlkammer den Fluidkanal umfänglich - also in dessen Umfangsrichtung - umgibt. Des Weiteren kann die Dämpfungsvorrichtung ein in der Hohlkammer angeordnetes Unterteilelement aufweisen, durch welches die Hohlkammer in mehrere Teilkammern unterteilt ist. Für jede der Teilkammern kann die Trennwand eine oder mehrere Verbindungsöffnungen aufweisen. Die Teilkammern sind vorzugsweise jeweils durch mindestens eine Verbindungsöffnung mit besagtem Fluidkanal verbunden.
Das Unterteiielement kann hinsichtlich seiner Form an die Form der Hohlkammer angepasst sein. Insbesondere kann das Unterteilelement ringförmig ausgebildet sein. Zudem kann das Unterteilelement einen Außendurchmesser aufweisen, der einem Durchmesser der Hohlkammer entspricht.
Vorzugsweise bildet die jeweilige Teilkammer gemeinsam mit der Verbindungsöffnung bzw. mit den Verbindungsöffnungen, durch welche die Teilkammer mit dem Fluidkanal verbunden ist/sind, jeweils einen Resonator zur Dämpfung einer durch den Fluidkanal laufenden Fluid- druckwelle. Die Unterteilung der Hohlkammer mithilfe des Unterteilelements ermöglicht es, mit geringem konstruktivem Aufwand eine Mehrzahl kompakter Resonatoren zur Dämpfung einer durch den Fluidkanal laufenden Fluiddruckwelle bereitzustellen.
Mehrere der Teilkammern, insbesondere alle Teilkammern, weisen in bevorzugter Weise jeweils eine Wabenform auf. Dies lässt sich zum Beispiel dann erreichen, wenn zumindest ein Teil des Unterteilelements als Wabengitter ausgebildet ist. Eine Ausgestaltung (eines Teils) des Unterteilelements als Wabengitter ermöglicht bei einem geringen Gewicht des Unterteilelements eine hohe Stabilität der Teilkammern, sodass die Teilkammem hohen Druckschwankungen standhalten können. Bei einer bevorzugten Ausführungsfonn der Erfindung umfasst der Kr af tstof fi nj ektor ein Ventilglied, insbesondere ein axial verschiebbar gelagertes Ventilglied. Das Ventilglied kann beispielweise eine Düsennadel sein. Diese kann außer einem Nadelschaft eine Nadelspitze und/oder ein Kolbenelement aufweisen. Ferner kann der Kraftstoffinjektor einen Ventilsitz aufweisen, der gemeinsam mit dem Ventilglied ein Düsenventil des Kraftstoffinjektors ausbildet.
In bevorzugter Weise umfasst der Kraftstoffinjektor einen Düsenkörper. Der zuvor erwähnte Ventilsitz ist vorzugsweise ein Element des Düsenkörpers. Des Weiteren kann das Ventilglied zumindest teilweise im Düsenkörper aufgenommen sein.
Darüber hinaus kann der Kraftstoffinjektor, insbesondere dessen Düsenkörper, eine Steuerkammer zur Aufnahme eines Steuerfluids aufweisen. Das Steuerfluid kann dazu verwendet werden, eine Stellung des Ventilglieds zu steuern, insbesondere über hydraulische Kräfte. Weiter kann der Kraftstoffinjektor eine mit der Steuerkammer verbundene Steuerfluidleitung zum Zufuhren des Steuerfluids in die Steuerkammer und/oder zum Abführen des Steuerfluids aus der Steuerkammer aufweisen.
Bei einer bevorzugten Erfindungsvariante ist der zuvor erwähnte Fluidkanal ein Teil der Steuer- fluidleitung. Bei dieser Erfindungsvariante dient die Dämpfungsvorrichtung vorzugsweise dazu, Fluiddmckwellen in der Steuerfluidleitung zu dämpfen. Ferner können/kann bei dieser Erfindungsvariante die Hohlkammer und/oder die Trennwand ein Teil der Steuerfluidleitung sein.
Die Steuerfluidleitung kann zum Beispiel eine Aussparung sowie ein in die Aussparung eingesetztes Einsatzteil, insbesondere ein rohrförmig ausgebildetes Emsatzteil, aufweisen. Die zuvor erwähnte Trennwand kann ein Element des Einsatzteils sein. Vorzugsweise weist das Einsatzteil eine Durchgangsöffnung auf, welche einen Teil des Fluidkanals ausbildet. Weiter ist es bevorzugt, wenn der Fluidkanal innerhalb und außerhalb des Einsatzteils denselben Innendurchmesser aufweist, insbesondere um Srrömungsumlenkungen an der Durchgangsöffnung des Einsatzteils zu vermeiden.
Außerdem kann das Einsatzteil eine Nut, insbesondere eine ringförmige Nut, aufweisen, die zusammen mit einem die Aussparung begrenzenden Wandungsabschnitt der Steuerfluidleitung die Hohlkammer der Dämpfungsvorrichtung ausbildet. In bevorzugter Weise ist das Einsatzteil mit dem die Aussparung begrenzenden Wandungsabschnitt der Steucrfluidleitung verbunden. Prinzipiell kann das Einsatzteil formschlüssig mit besagtem Wandungsabschnitt verbunden sein. Vorzugsweise ist das Einsatzteil kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit besagtem Wandungsabschnitt verbunden. Insbesondere kann das Einsatzteil mit dem Wandungsabschnitt verklebt oder durch Pressfügen mit dem Wandungsabschnitt verbunden sein.
Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn der Kraftstoffinjektor, insbesondere dessen Düsenkörper, eine Ventilgliedführung zum Führen des Ventilglieds aufweist. Das Ventilglied kann zumindest teilweise in der Ventilgliedführung aufgenommen sein. Außerdem kann der Kraftstoffinjektor, insbesondere dessen Düsenkörper, eine Dichtkammer zur Aufnahme eines Dichtfluids zum Abdichten der Ventilgliedführung umfassen. Darüber hinaus kann der Kraftstoffinjektor eine Dicht- fluidleitung zum Zuführen des Dichtfluids in die Dichtkammer aufweisen. Bei einer anderen bevorzugten Erfindungsvariante ist der zuvor erwähnte Fluidkanal ein Teil der Dichttiuidleitung. Bei dieser Erfindungsvariante dient die Dämpfungsvorrichtung vorzugsweise dazu, Fluiddruckwellen in der Dichtfluidleitung zu dämpfen. In diesem Fall können/kann die Hohlkammer und/oder die Trennwand ein Teil der Dichtfluidleitung sein. Ferner kann die Dichtfluidleitung bei dieser Erfindungsvariante eine Aussparung sowie ein in die Aussparung cinge- setztes Einsatzteil der zuvor beschriebenen Art aufweisen. Dieses Einsatzteil kann eine Nut, insbesondere eine ringförmige Nut, aufweisen, die zusammen mit einem die Aussparung begrenzenden Wandungsabschnitt der Dichtfluidleitung die Hohlkammer der Dämpfungsvorrichtung ausbildet. Bei einer weiteren bevorzugten Erfindungsvariante ist das Ventilglied zumindest teilweise im Fluidkanal des Kraftstoffinjektors aufgenommen. In diesem Fall kann die Hohlkammer der Dämpfungsvorrichtung das Ventilglied umfänglich umgeben. Bei dieser Erf indung Variante sind die Hohlkammer und die VerbindungsöffnungZ-en vorzugsweise nahe am Ventilsitz angeordnet, um Fluiddruckwellen, die im Fluidkanal durch Betätigen des Düsenventils entstehen, möglichst nahe an ihrem Entstehungsort zu dämpfen.
Der Kraftstoffinjektor kann außerdem eine Kraftstoffkammer zur Aufnahme eines aus dein Kraftstoffinjektor auszuspritzenden Kraftstoffs aufweisen. Die zuvor erwähnte Ventilgliedführung kann insbesondere ein Teil der Kraftstoffkammer sein. Ferner kann der Kraftstoffinjektor eine Kraftstoffanschlussleitung zum Zuführen des Kraftstoffs in die Kraftstoffkammer aufweisen.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist der zuvor erwähnte Fluidkanal ein Teil der Kraftstoffanschlussleitung. Bei dieser Erfindungs ariante dient die Dämpfungsvorrichtung vorzugsweise dazu, Fluiddruckwellen in der Kraftstoffanschlussleitung zu dämpfen. In diesem Fall können/kann die Hohlkammer und/oder die Trennwand ein Teil der Kraftstoffanschlussleitung sein. Femer kann die Kraftstoff anschlussleitung bei dieser Ausführurigs Variante eine Aussparung sowie ein in die Aussparung eingesetztes Einsatzteil der zuvor beschriebenen Art auf- weisen. Dieses Einsatzteil kann eine Nut, insbesondere eine ringförmige Nut, aufweisen, die zusammen mit einem die Aussparung begrenzenden Wandungsabschnitt der Kraftstoffanschlussleitung die Hohlkammer der Dämpfungsvorrichtung ausbildet.
Grundsätzlich kann der Kraftstoffinjektor mehrere Einsatzteile der zuvor beschriebenen Art auf- weist. Die Einsatzteile können beispielsweise Elemente derselben Leitung des Kraftstoffinjektors sein, wobei die Einsatzteile insbesondere an unterschiedlichen Enden derselben Leitung angeordnet sein können. Ferner können mehrere Leitungen des Kraftstoffinjektors, insbesondere die Steuerfluidleitung. die Dichtfluidleitung und/oder die Kraftstoffanschlussleitung, jeweils ein oder mehrere Einsatzteile der zuvor beschriebenen Art aufweisen.
Bei dem Kraftstoffinjektor kann es sich um einen Gasinjektor, einen Flüssigkraftinjektor oder einen sogenannten Dual-Fuel-Injektor handeln. Ferner kann der Kraftstoffinjektor mehrere Ventilglieder der oben genannten Art sowie jeweils einen zugehörigen Ventilsitz aufweisen, mit welchem das jeweilige Ventilglied ein Düsenventil ausbildet.
Das erfindungsgemäße Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine weist mindestens einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor auf.
Zudem kann das Einspritzsystem einen mit dem Fluidkanal des Kraftstoffinjektors verbundenen Fluidbehälter aufweisen, in welchem ein Fluid gespeichert ist. Bei dein im Fluidbehälter gespeicherten Fluid kann es sich insbesondere um das zuvor erwähnte Steuerfluid oder um den in ein Einspritzvoiumen einzuspritzenden Kraftstoff handeln. In bevorzugter Weise umfasst das Einspritzsystem mehrere Kraftstoffinjektoren, insbesondere mehrere erfindungsgemäße Kraftstoffinjektoren. Diese können an eine gemeinsame Kraftstoffverteilleitung des Einspritzsystems angeschlossen sein, Darüber hinaus kann das Einspritzsystem ein oder mehrere weitere Elemente, wie zum Beispiel ein Steuergerät zum Steuern des Kraftstoffinjektors bzw. der Kraftstoffinjektoren, aufweisen.
Die bisher gegebene Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen abhängigen Ansprüchen teilweise zu mehreren zusammen- gefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefassi werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor und dem erfindungsgemäßen Einspritzsystem kombinierbar. Ferner können Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit gesehen werden.
Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Ansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Kombinationen von Merkmaien, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbcispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausfuhrungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden. Werden in verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder einander entsprechende Elemente.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines mehrere Kraftstoffinjektoren umfassenden Einspritzsystems für eine Brennkraftmaschine;
Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung eines der Kraftstoffinjektoren aus Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung einer Steuerfluidleitung des Kraftstoffinjektors
aus Fig. 2;
Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung der Steuerfluidleitung aus Fig. 3;
Fig. 5 eine Längsschnittdarstellung einer anderen möglichen Ausgestaltung einer
Steuerfluidleitung;
Fig. 6 eine Längsschnittdarstellung eines anderen Kraftstoffinjektors;
Fig. 7 eine Längsschnittdarstellung eines weiteren Kraftstoffinjektors ;
Fig. 8 einen Schnitt durch eine HohUkammer des Kraftstoffinjektors aus Fig. 7.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Einspritzsystems 2, welches mehrere baugleiche Kraftstoffinjektoren 4 umfasst, die jeweils dazu genutzt werden, einen Kraftstoff in denselben Brennraum oder in unterschiedliche Brennräume einer Brennkraftmaschine einzuspritzen.
Weiter umfasst das Einspritzsystem 2 eine Kraftstoffförderpumpe 6 sowie einen Kraftstoffspeicher 8, in welchem der von den Kraftstoffinjektoren 4 in den Brennraum bzw. in die Brennräume einzuspritzende Kraftstoff gespeichert ist.
Ferner umfasst das Einspritzsystem 2 eine Kraftstoffverteilleitung 10, an welche die Kraftstoffinjektoren 4 jeweils mittels einer Kraftstoffversorgungsleitung 12 angeschlossen sind. Die Kraftstoffverteilleitung 10 ist ein sogenanntes Common- ail. Besagte Kraftstoffförderpumpe 6 ist ausgangsseitig über eine erste Verbindungsleitung 14 mit der Kraftstoffverteilleitung 10 verbunden. Eingangssei tig ist die Kraftstoffförderpumpe 6 über eine zweite Verbindungsleitung 16 mit dem Kraftstoffspeicher 8 verbunden. Außerdem umfasst das Einspritzsystem 2 ein Steuergerät 18 zum Steuern der Kraftstoffinjektoren 4 sowie zum Steuern der Kraftstoffförderpumpe 6. Jeder der Kraftstoffinjektoren 4 sowie die Kraftstoffförderpumpe 6 sind jeweils über eine elektrische Steuerleitung 20 mit dem Steuergerät 18 verbunden.
Im Betrieb des Einspritzsystems 2 fördert die Kraftstoffförderpumpe 6 den Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher 8 zur Kraftstoffverteilleitung 10. Das Steuergerät 18 steuert die Kraftstoffinjektoren 4 derart an, dass die Kraftstoffinjektoren 4 zu vorgegebenen Einspritzzeitpunkten den Kraftstoff in den Brennraum bzw. in die Brennräume einspritzen.
Fig. 2 zeigt exemplarisch eine Längsschnittdarstellung eines der Kraftstoffinjektoren 4 aus Fig. 1. Bei diesem Kraftstoffinjektor 4 handelt es sich - wie auch bei den anderen Kraftstoffin- jektoren 4 des Einspritzsystems 2 - um einen Gasinjektor. Entsprechend ist der im zuvor erwähnten Kraftstoff spei eher 8 gespeicherte Kraftstoff ein gasförmiger Kraftstoff, wie zum Bei- spiel Erdgas.
Der Kraftstoffinjektor 4 umfasst ein als Düsennadel ausgebildetes Ventilglied 22, welches als Absperrkörper dient, sowie einen Düsenkörper 24 mit einer Ventilgliedführung 26 zum Führen des Veiitilglieds 22. Das Venlilglied 22 ist mit radialem Spiel durch die Ventilgliedführung 26 hindurchgeführt . Zudem ist das Ventilglied 22 in der Ventilgliedführung 26 axial verschiebbar gelagert. Das heißt, das Ventilglied 22 ist entlang seiner Längsachse 28 verschiebbar in der Ventilgliedführung 26 angeordnet, wobei die Längsachse 28 des Ventiiglieds 22 in Axialrichtung 30 der Ventilgliedführung 26 verläuft. Außerdem ist das Ventilglied 22 mit einem Steuerfluid betätigbar. Das heißt, die Stellung des Ventilglieds 22 ist mithilfe eines Steuerfluids steuerbar.
Der Düsenkörper 24 umfasst ferner eine Steuerkammer 32 zur Aufnahme eines Steuerfluids zum Steuern der Stellung des Ventilglieds 22. Als Steuerfluid wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Flüssigkraftstoff, insbesondere Diesel, verwendet. Weiter umfasst der Düsenkörper 24 eine Kraftstoffkammer 34 zur Aufnahme des Kraftstoffs sowie eine zwischen der Kraftstoff- kammer 34 und der Steuerkammer 32 angeordnete Dichtkammer 36 zur Aufnahme eines Dicht- fluids, wobei die Steuerkammer 32, die Kraftstoffkammer 34 und die Dichtkammer 36 des Düsenkörpers 24 durch besagte Ventilglicdlührung 26 miteinander verbunden sind. Außerdem weist der Düsenkörper 24 mehrere Düsenöffnungen 38 auf (auch Einspritzöffnungen genannt), durch weiche der Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer 34 in einen Brennraum eingespritzt werden kann.
Das Ventilglied 22 weist einen Schaft 40 sowie ein einstückig mit dem Schaft 40 ausgebildetes Kolbenelement 42 auf. Das Kolbenelement 42 des Ventilglieds 22 ist in der Steuerkammer 32 angeordnet und unterteilt diese voiumenvariabel in einen den Düsenöffnungen 38 näheren ersten Steuerraum 44 und einen den Düsenöffnungen 38 ferneren zweiten Steuerraum 46, wobei die beiden Steuerräume 44, 46 rnithilfe eines Dichtelements 48, das in eine Nut des Kolbenelements 42 eingesetzt ist, gegeneinander abgedichtet sind.
Darüber hinaus umfasst der KrafLstoffinjektor 4 ein Gehäuseelement 50, welches die Steuerkammer 32 des Düsenkörpers 24 partiell deckelt und wie der Düsenkörper 24 eine Dichtkammer 52 zur Aufnahme eines Dichtfluids aufweist. Weiter umfasst der Kraftstoffinjektor 4 eine Vorspanneinrichtung 54, die im vorliegenden Aus- führungsbeispiel als Druckfeder ausgebildet ist, sowie eine Stelze 56 mit eine Kragen 58. Die Vorspanneinrichtung 54 liegt am Kragen 58 der Stelze 56 an und drückt die Stelze 56 gegen das Ventilglied 22. Außerdem umfasst der Kraftstoffinjektor 4 ein Anschlagelement 60 zur Begrenzung einer Bewegung der Stelze 56.
Ferner ist der Kraftstoffinjektor 4 mit einem elektrisch steuerbaren Steuerventil 62 ausgestattet, welches vom Steuergerät 18 des Einspritzsystems 2 (siehe Fig. 1 ) gesteuert werden kann, wobei das Steuerventil 62 über seinen elektrischen Anschluss 64 mit einer der elektrischen Steuerleitungen 20 aus Fig. 1 verbindbar ist. Der Kraftstoffinjektor 4 umfasst außerdem eine erste Steuer- fluidleitung 66a, über welche der erste Steuerraum 44 mit dem Steuerventil 62 verbunden ist, sowie eine zweite Steuerfluidleitung 66b, über welche der zweite Steuerraum 46 mit dem Steuerventil 62 verbunden ist.
Das Steuerventil 62 verfügt außerdem über einen hochdruckseitigen Steuerfluidanschluss 68 und einen niederdruckseitigen Steuerfluidanschluss 70, wobei das Steuerventil 62 über seinen hochdruckseitigen Steuerfluidanschluss 68 mit einer Hochdruckseite eines figürlich nicht dargestellten S teuerfluidkreislauf des Einspritzsystems 2 verbindbar ist und über seinen niederdruckseitigen Steuerfluidanschluss 70 mit einer Niederdruckseite des Steuerfluidkreislaufs des Einspritzsystems 2 verbindbar ist. Des Weiteren verfügt der Kraftstoffinjektor 4 über eine Kraftstoffanschlussleitung 72, durch welche die Kraftstoffkammer 34 mit einer der Kraftstoffversorgungsleitungen 12 aus Fig. 1 verbindbar ist, und eine Dichtfluidanschlussleitung 74, durch welche die beiden Dichtkammera 36, 52 mit einer figürlich nicht dargestellten Dichtfluidquelle des Einspritzsystems 2 verbindbar sind.
Die Dichtkaminer 36 des Düsenkörpers 24 ist über eine erste Dichtfluidleitung 76a des Kraftstoffinjektors 4 mit der Dichtfluidanschlussleitung 74 verbunden, während die Dichtkammer 52 des Gehäuseeiements 50 über eine zweite Dichtfluidleitung 76b des Kraftstoffinjektors 4 mit der Dichtfluidanschlussleitung 74 verbunden ist. In Fig. 2 sind die Dichtfluidleitungen 76a, 76b - ebenso wie die Steuer lui dleitungen 66a, 66b - vereinfacht in Form von Linien dargestellt.
Über die Kraftstoffanschlussleitung 72 wird der Kraftstoff in die Kraftstoffkammer 34 einge- bracht. Um zu verhindern, dass der Kraftstoff durch die Ventilgliedführung 26 in die Steuerkammer 32 gelangt, wird Uber die Dichtfluidanschlussleitung 74 ein Dichtfluid in die Dichtkammer 36 des Düsenkörpers 24 eingebracht und der Dichtfluiddruck in der Dichtkammer 36 des Düsenkörpers 24 oberhalb des Kraftstoff drucks in der Kraftstoffkammer 34 gehalten. Im vorliegenden Aus führ ungsbeispiel wird Öl als Dichtfluid verwendet.
Der jeweilige Steuerraum 44, 46 wird je nach Stellung des Steuerventils 62 mit einem unter hohem Druck stehenden Steuerfluid versorgt oder zur Niederdruckseite des Steuerfluidkreislaufs entlastet. Mithilfe des Steuerventils 62, das vom Steuergerät 18 des Einspritzsystems 2 angesteuert wird, wird die Stellung des Ventilglieds 22 beeinflusst, und zwar über eine Steuerung des Steuerfluiddrucks im jeweiligen Steuerraum 44, 46.
Das Ventilglied 22 wirkt mit einem Ventilsitz 78 des Düsenkörpers 24 zusammen und bildet mit dem Ventilsitz 78 ein Düsenventil 80. Fig. 2 zeigt den Kraftstoffinjektor 4 in einem Zustand, in dem das Düsenventil 80 geschlossen ist. Im geschlossenen Zustand des Düsenventils 80 wird das Vent iglied 22, genauer gesagt eine Dichtfläche 82 des Ventilglieds 22, gegen den Ventilsitz 78 des Düsenkörpers 24 gedrückt, sodass der Kraftstoff aus der Kraftstoffkam mer 34 nicht zu den Düsenöffnungen 38 des Düsenkörpers 24 strömen kann. Um das geschlossene Düsenventil 80 zu öffnen, wird mithilfe des Steuerventils 62 der Steuerflu- iddrack im ersten Steuerraum 44 erhöht und zugleich der Steuerfluiddruck im zweiten Steuerraum 46 verringert, bis die vom Steuerfluid in Summe auf das Kolbenelement 42 des Ventilglieds 22 ausgebübte Kraft betragsmäßig die von der Vorspanneinrichtung 54 mithilfe der Stelze 56 auf das Ventilglied 22 ausgeübte Kraft übersteigt. Hierbei wird der erste Steuerraum 44 von der Hochdruckseite des Steuerfluidkreislaufs mit unter hohem Druck stehenden Steuerfluid versorgt, während der zweite Steuerraum 46 zur Niederdruckseite des Steuerfluidkreislaufs entlastet wird. Auf diese Weise wird das Ventilglied 22 vom Ventilsitz 78 des Düsenkörpers 24 entfernt, sodass der Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer 34 zu den Düsenöffnungen 38 des Düsenkörpers 24 strömen kann.
Um das Düsen ventil 80 wieder zu schließen, wird mithilfe des Steuerventils 62 der Steuerfluiddruck im ersten Steuerraum 44 verringert und zugleich der Steuerfluiddruck im zweiten Steuerraum 46 erhöht, sodass das Ventilglied 22 gegen den Ventilsitz 78 des Düsenkörpers 24 gedrückt wird. Hierbei wird der zweite Steuerraum 46 von der Hochdruckseite des Steuerfluidkreislaufs mit unter hohem Druck stehenden Steuerfluid versorgt, während der erste Steuerraum 44 zur Niederdruckseite des Steuerfluidkreislaufs entlastet wird.
Flg. 3 zeigt eine Längsschnitldarstellung der ersten S teuer luidleilung 66a des Kiaflstciffinjektors 4 aus Fig. 2.
Diese Steuerfluidleitung 66a weist einen zylindrischen Fluidkanal 84 auf, durch den im Betrieb des Kraftstoffinjektors 4 das zuvor erwähnte Steuerfluid strömt. Ferner weist die Steuerfluidlei- tung 66a eine zylindrische Aussparung 86 sowie ein rohrförmiges Einsatzteil 88a mit einer Längsachse 90 auf.
Das Einsatzteil 88a ist in die Aussparung 86 der Steuerfluidleitung 66a eingesetzt. Außerdem weist das Einsatzteil 88a eine zylindrische Durchgangsöffnurig 92 auf, deren Zylinderachse der Längsachse 90 des Einsatzteils 88a entspricht. Die Durchgangsöffnung 92 bildet einen Teil des Fluidkanals 84. Innerhalb und außerhalb des Einsatzteils 88a weist der Fluidkanal 84 denselben Innendurchmesser D auf.
Weiter weist das Einsatzteil 88a eine ringförmige Nut 94 auf, welche eine Axialsymmetrie bezüglich der Längsachse 90 des Einsatzteils 88a aufweist. Die ringförmige Nut 94 bildet zusam- raen mit einem die Aussparung 86 begrenzenden Wandungsabsehnitt 96 der Steuerlluidleitung 66a eine ringförmige Hohlkammer 98, die radial benachbart zum Fluidkanal 84 (genauer gesagt radial benachbart zu dem durch die Durchgangsöffnung 92 gebildeten Teil des Fluidkanals 84) angeordnet ist und einen Teil der Längserstreckung des Fluidkanals 84 umfänglich umgibt.
Das Hinsatzteil 88a weist ferner eine zwischen der Hohlkammer 98 und dem Fluidkanal 84 (genauer gesagt zwischen der Hohlkammer 98 und dem durch die Durchgangsöffnung 92 gebildeten Teil des Fluidkanals 84) angeordnete zylindrische Trennwand 100 auf. Diese Trennwand 100 weist mehrere Verbindungsöffnungen 102 auf, durch welche die Hohlkammer 98 mit dem Fluid- kanal 84 verbunden ist.
Besagte Durchgangsöffnung 92 des Einsatzteils 88a ist als axiale Bohrung ausgebildet. Die Verbindungsöffnungen 102 hingegen sind als radiale Bohrungen ausgebildet. Die Hohlkammer 98 bildet zusammen mit der die Verbindungsöffnungen 102 aufweisenden Trennwand 100 eine Dämpfungsvorrichtung 04a zum Dämpfen von Fluiddruckwellen, die durch den Fluidkanal 84 laufen.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt der Steueriluidleilung 66a aus Fig. 3 entlang der in Fig. 3 einge- zeichneten Schnittebene A-A, welche senkrecht zur Längsachse 90 durch das Einsatzteil 88a verläuft.
In Fig. 4 sind der Wandungsabschnitt 96 der Steuerfluidleitung 66a, die Hohlkammer 98, die
Trennwand 100 mit mehreren ihrer Verbindungsöffnungen 102 sowie die einen Teil des Fluid- kanals 84 bildende Durchgangsöffnung 92 des Einsatzteils 88a sichtbar. Die in Fig. 4 abgebildeten Verbindungsöffnungen 102 sind in Umfangsrichtung 106 des Einsatzteils 88a äquidistant zueinander angeordnet.
Wird das Steuerventil 62 des Kraftstoffinjektors 4 betätigt (vgl. Fig. 2), um das Düsenventil 80 zu öffnen oder zu schließen, kommt es bedingt durch die Massenträgheit des Steuerfluids zu dynamischen Druckänderungen in den Steuerfluidkitungen 66a, 66b, welche als Fluiddruckwellen durch die Steuerfluidleitungen 66a, 66b laufen. Mithilfe der zuvor erwähnten Dämpfungsvorrichtung 104a werden Fluiddruckwellen, die durch die erste Steuerfluidleitung 66a laufen, gedämpft. Die Dämpfung der Fluiddruckwellen erfolgt unter anderem dadurch, dass das Steuerfluid die Verbindungsöffnungen 102 der Trennwand 100 durchströmt und durch Reibung an den Flächen, welche die Verbindungsöffnungen 102 begrcn- zen, Energie verliert. Zudem kann ein Einströmen des Steaerfluids in die Hohlkammer 98 über die Verbindungsöffnungen 102 dazu führen, dass in der Hohlkammer 98 Fluidwirbel erzeugt werden, welche zu einer Dissipation von Energie führen. Des Weiteren wirkt die Hohlkammer 98 gemeinsam mit den Verbindungsöffnungen 102 als Resonator, wobei Fluiddruckwellen, die durch die erste Steuerleitung 66a laufen, Druck an das in der Hohlkammer 98 und den Verbin- dungsöffnungen 102 befindliche Steuerfluid abgeben und dadurch das in der Hohlkammer 98 und den Verbindungsöffnungen 102 befindliche Steuerfluid zu Schwingungen angeregt wird. Durch die Abgabe von Druck an das in der Hohlkammer 98 und den Verbindungsöffnungen 102 befindliche Steuerfluid, verlieren die durch die erste Steuerieitung 66a laufenden Fluiddruckwellen Energie.
Die Aussparung 86, in welche das Einsatzteil 88a eingesetzt ist, befindet sich bei der vorliegenden Ausführungsvariante an einem der beiden Enden der Steuerfluidleitung 66a, insbesondere weil dies eine aufwandsgünstige Fertigung der Steuerfluidleitung 66a ermöglicht. Grundsätzlich kann die Steuerfluidleitung 66a an ihren beiden Enden, also sowohl an ihrem steuerkammerseiti- gen Ende als auch an ihrem steuerventilseitigen Ende, jeweils eine Aussparung 86 aufweisen, in welche ein solches Einsatzteil 88a eingesetzt ist. Dadurch kann eine stärkere Dämpfungswirkung erreicht werden.
Die zweite Steuerfluidleitung 66b des Kraftstoffinjektors 4 (vgl. Fig. 2) kann wie die erste Steu- erfluidleitung 66a ausgestaltet sein. Das heißt, die weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 3 und Fig. 4 zu der ersten Steuerfluidleitung 66a gemachten Ausführungen können sich in analoger Weise auf die zweite S teuerfluidleitung 66b beziehen. Die zweite Steuerfluidleitung 66b kann also insbesondere mindestens eine Dämpfungsvorrichtung 104a der zuvor beschriebenen Art zum Dämpfen von Fluiddruckwellen aufweisen. Auf diese Weise können Fluiddruckwellen, die durch die zweite Steuerfluidleitung 66b laufen, gedämpft werden.
Durch die Dämpfung von Fluiddruckwellen in den Steuerfluidleitungen 66a, 66b kann vermieden werden, dass in der mit den Steuerfluidleitungen 66a, 66b verbundenen Steuerkammer 32 solch starke auf das Kolbenelement 42 des Ventilglieds 22 einwirkende Druckamplituden auftre- ten, dass es zu einer abrupten Bewegung des Ventilglieds 22 kommt, bei der sich das Ventilglied 22 von der Stelze 56 abhebt.
Beim Öffnen und Schließen des Düsenventils 80 kommt es bedingt durch die Massenträgheit des in der Kraftstoffkammer 34 befindlichen Kraftstoffs zu dynamischen Druckänderungen in der Kraftstoffkammer 34, welche als Fluiddruckwellen durch die Kraftstoffkammer 34 laufen. Aus der Kraftstoffkammer 34 können solche Fluiddruckwellen in die Kraftstoffanschlussleitung 72 hineinlaufen. Darüber hinaus können die in der Kraftstoffkammer 34 entstandenen Fluiddruckwellen über einen Spalt zwischen der Ventilgliedführung 26 und dem Ventilglied 22 das in der ersten Dichtkammer 36 befindliche Dichtfluid zu Schwingungen anregen und dadurch in der ersten Dichtkammer 36 Fluiddruckwellen erzeugen, welche in die erste Dichtfluidleitung 76a hineinlaufen. Ferner können Fluiddruckwellen, die im zweiten Steuerraum 46 der Steuerkammer 32 durch Betätigen des Steuerventils 62 hervorgerufen werden, Uber einen Spalt zwischen der Stelze 56 und dem Gehäuseelement 50 das in der zweiten Dichtkammer 52 befindliche Dichtflu id zu Schwingungen anregen und dadurch in der zweiten Dichtkammer 52 Fluiddruckwellen erzeugen, welche in die zweite Dichtfluidleitung 76b hineinlaufen.
Zur Dämpfung von Fluiddruckwellen, die durch die erste Dichtfluidleitung 76a, die zweite Dichtfluidleitung 76b und/oder die Kraftstoffanschlussleitung 72 laufen, kann die jeweilige Lei- tung 72, 76a, 76b wie die erste Steuerfluidieitung 66a ausgebildet sein. Das heißt, die weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 3 und Fig. 4 zu der ersten Steuerfluidieitung 66a gemachten
Ausführungen können sich in analoger Weise auf die erste Dichtfluidleitung 76a, auf die zweite Dichtfluidleitung 76b und/oder auf die Kraftstoff anschlussleitung 72 beziehen. Die jeweilige Leitung 72, 76a, 76b kann also insbesondere mindestens eine Dämpfungsvorrichtung 104a der zuvor beschriebenen Art zum Dämpfen von Fluiddruckwellen aufweisen.
Fig. 5 zeigt eine Längsschnittdarstellung einer anderen möglichen Ausgestaltung der ersten Steuerfluidieitung 66a. Bei der Ausgestaltungsvariante aus Fig. 5 umfasst die Steuerfluidieitung 66a eine Aussparung 86 sowie ein in die Aussparung 86 eingesetztes rdhrförmiges Einsatzteil 88b, das anstatt einer einzigen ringförmigen Nut mehrere ringförmigen Nuten 94 aufweist, welche in Axialnchtung 108 des Einsatzteils 88b äquidistant zueinander angeordnet sind und eine Axialsymmetrie bezüglich der Längsachse 90 des Einsatzteils 88b aufweisen. Jede der ringförmigen Nuten 94 bildet mit einem die Aussparung 86 begrenzenden Wandungsabschnitt 96 der Steuerfluidieitung 66a eine ringförmige Hohlkammer 98. Die einzelnen Hohlkammern 98 sind radial benachbart zum Fluidkanal 84 der Steuerfluidieitung 66a (genauer ge- sagt radial benachbart zu dem durch die Durchgangsöffnung 92 des Einsatzteils 88b gebildeten Teil des Fluidkanals 84) angeordnet und umgeben jeweils einen Teil der Längserstreckung des Fluidkanals 84 umfänglich.
Das Einsatzteii 88b weist ferner eine zwischen den Hohlkammern 98 und dem Fluidkanal 84 (genauer gesagt zwischen den Hohlkammern 98 und dem durch die Durchgangsöffnung 92 gebildeten Teil des Fluidkanals 84) angeordnete zylindrische Trennwand 100 auf. Diese Trennwand 100 weist mehrere als radiale Bohrungen ausgebildete Verbindungsöffnungen 102 auf. Jede der Hohikammern 98 ist durch mehrere der Verbindungsöffnungen 102 mit dem Fluidkanal 84 verbunden. In einem Schnitt senkrecht zur Längsachse 90 durch eine der Hohikammern 98 sieht die Steuerfluidieitung 66a aus Fig. 5 wie in Fig. 4 aus.
Die Hohikammern 98 bilden zusammen mit der die Verbindungsöffnungen 102 aufweisenden Trennwand 100 eine Dämpfungsvorrichtung 104b zum Dämpfen von Fluiddruckwellen, die durch den Fluidkanal 84 der Steuerfluidieitung 66a laufen.
Die Dämpfungsvorrichtung 104b der Steuerfluidieitung 66a aus Fig. 5 bewirkt in ähnlicher Weise wie die Dämpfungsvorrichtung 104a der Steuerfluidieitung 66a aus Fig. 3 eine Dämpfung von durch den Fluidkanal 84 laufenden Fluiddruckwellen. Insbesondere kann jede Hohlkammer 98 des Einsatzteils 88b gemeinsam mit den Verbindungsöffnungen 102, durch welche die jeweilige Hohlkammer 98 mit dem Fluidkanal 84 verbunden ist, als Resonator zur Dämpfung solcher Fluiddruckwellen wirken.
Die Aussparung 86, in welche das Einsatzteii 88b eingesetzt ist, befindet sich auch bei der vorliegenden Ausführungsvariante an einem der beiden Enden der Steuerfluidieitung 66a. Grund- sätzlich kann die Steuerfluidieitung 66a an ihren beiden Enden, also sowohl an ihrem steuer- kammerseitigen Ende als auch an ihrem steuerventüseitigen Ende, jeweils eine Aussparung 86 aufweisen, in welche ein solches Einsatzteii 88b eingesetzt ist. Ob die Ausführungsvariante der Dämpfungsvorrichtung 104a gemäß Fig. 3 oder die Ausfuhrungsvariante der Dämpfungsvorrichtung 104b gemäß Fig. 5 eine stärkere Dämpfung von durch den Fluidkanal 84 laufenden Fluiddruckwellen bewirkt, kann unter anderem davon abhängen, in welchem Frequenzbereich die Frequenzen der Fluiddruckwellen liegen.
Ferner kann die zweite Steuerfluidleitung 66b des Kraftstoffinjektors 4 (vgl. Fig. 2) wie letztere Ausgestaltungsvariante der ersten Steuerfluidleitung 66a ausgestaltet sein. Das heißt, die weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 5 zu der ersten Steuerfluidleitung 66a gemachten Ausführungen können sich in analoger Weise auf die zweite Steuerfluidleitung 66b beziehen. Die zweite Steuerfluidleitung 66b kann also insbesondere mindestens eine Dämpfutigs Vorrichtung 104b wie bei der Steuerfluidleitung 66a aus Fig. 5 aufweisen.
Darüber hinaus können/kann die erste Dichtfluidleitung 76a, die zweite Dichtfluidleitung 76b und/oder die Kraftstoffanschlussleitung 72 wie letztere Ausüeslalluii svarianle der ersten Steuei- fluidieitung 66a ausgebildet sein. Das heißt, die weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 5 zu der ersten Steuerfluidleitung 66a gemachten Ausführungen können sich in analoger Weise auf die erste Dichtfluidleitung 76a, auf die zweite Dichtfluidleitung 76b und/oder auf die Kraftstoffanschlussleitung 72 beziehen. Die jeweilige Leitung 72. 76a, 76b kann also insbesondere mindestens eine Dämpfungsvorrichtung 104b wie bei der Steuerfluidleitung 66a aus Fig. 5 aufweisen.
Fig. 6 zeigt eine Längsschnittdarstellung eines anderen Kraftstoffinjektors 110a, der in einem Einspritzsystem für eine Brennfcraftmaschine verwendet werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Kraftstoffinjektor 1 10a um einen Flüssigkraftstoffmjeklur. Dieser Kraftstoffinjektor 110a umfasst ein als Düsennadel ausgebildetes Ventilglied 22, welches als Absperrkörper dient, sowie einen Düsenkörper 24. Der Düsenkörper 24 weist eine axialsymmetrische Kraftstoffkammer 34 mit einer Ventilgliedfuhrung 26 zum Führen des Ventilglieds 22 auf, wobei das Ventilglied 22 in der Kraftstoffkammer 34 aufgenommen ist. Das Ventilglied 22, genauer gesagt dessen Schaft 40, ist mit radialem Spiel durch die Ventilgliedfuhrung 26 hin- durchgeführt.
Außerdem hat der Düsenkörper 24 mehrere Düsenöffnungen 38, über welche Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer 34 in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Ferner umfasst der Kraftstoffinjektor 1 10a eine Kraftstoffanschlussleitung 72, über welche der Kraftstoff in die Kraftstoffkammer 34 eingebracht werden kann.
Das Ventilglied 22 hat eine durch seinen Massenschwerpunkt verlaufende Längsachse 28 und ist axial verschiebbar, also entlang seiner Längsachse 28 verschiebbar, im Düsenkörper 24 gelagert.
Ferner umfasst das Ventilgiied 22 einen Schaft 40 sowie eine einstückig mit dem Schaft 40 ausgebildete Spitze 112, die an eine Verjüngung 114 des Schafts 40 anschließt und eine konische Dichtfläche 82 aufweist Des Weiteren hat der Düsenkörper 24 im Bereich der Düsenöffnungen 38 einen Ventilsitz 78, der ebenso wie die Dichtfläche 82 der Spitze 112 des Venti lglieds 22 eine konische Form aufweist. Das Ventilglied 22 wirkt mit dem Ventilsitz 78 des Düsenkörpers 24 zusammen und bildet mit dem Ventilsitz 78 ein Düsenventil 80. Fig. 6 zeigt den Kraftstoffinjektor 1 10a in einem Zu- > stand,-in dem das Düsenventil 80 geschlossen ist. Im geschlossenen Zustand des Düsenventils 80 wird das Ventilglied 22, genauer gesagt dessen Dichtlläche 82, gegen den Ventilsitz 78 des Düsenkörpers 24 gedrückt, sodass der Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer 34 nicht zu den Düsenöffnungen 38 des Düsenkörpers 24 strömen kann.
Weiter umfasst der Kraftstoffinjektor 1 1 a eine im Düsenkörper 24 angeordnete Hülse 1 16. Mit einem Teil seines der Spitze 112 gegenüber befindlichen Endbereichs 118 ist das Ventilglied 22 in die Hülse 1 16 eingeführt. Durch die Hülse 116 und den in die Hülse 116 eingeführten Endbereich i 18 des Ventilglieds 22 wird ein Steuerraum 120 begrenzt, der dazu dient, ein Steuerfiuid zum Steuern der Stellung des Ventilglieds 22 aufzunehmen. Über ein in Fig. 6 nicht dargestelltes Steuerventil ist der Steuerfluiddruck im Steuerraum 120 einstellbar.
Zwischen der Hülse 1 16 und einem Stützkragen 122 des Ventilglieds 22 weist der Kraftstoffin- jektor 110a eine Vorspanneinrichtung 54 auf, welche sowohl an der Hülse 116 als auch am Stützkragen 122 abgestützt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Vorspanneinrichtung 54 als Druckfeder ausgebildet.
Darüber hinaus weist der Kraftstoffinjektor 110a eine Trennwand 124 auf, die als rohrfönniges Lochblech ausgebildet ist. Der Düsenkörper 24 des Kraftstoffinjektors 110a weist außerdem eine ringförmige Hohlkammer 126 auf. Ferner weist die Kraftstoffkammer 34 einen Fluidkanal 128 auf, in welchem der Schaft 40 des Ventilglieds 22 teilweise aufgenommen ist und durch welchen der Kraftstoff zu den Düsenöffnungen 38 strömen kann. Der Fluidkanal 128 wird in radialer Richtung durch die Trennwand 124 begrenzt. Besagte Hohlkammer 126 ist radial benachbart zum Fluidkanal 128 angeordnet und umgibt einen Teil der Längserstreckung des Fluidkanals 128 sowie einen Teil der Langserstreckung des Ventilglieds 22 umfänglich. Die Hohlkammer 126 und der Fluidkanal 128 weisen eine gemeinsame Symmetrieachse 130 auf, welche mit der Längsachse 28 des Ventilglieds 22 zusammenfällt. Besagte Trennwand 124 ist zwischen der Hohlkammer 126 und dem Fluidkanal 128 angeordnet. Des Weiteren weist die Trennwand 124 mehrere Verbindungsöffnungen 132 auf, durch welche die Hohlkammer 126 mit dem Fluidkanal 128 verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsöffnungen 132 jeweils als Durchgangsloch der Trennwand 124 ausgebildet.
Die Hohlkammer 126 bildet zusammen mit der die Verbindungsöffnungen 132 aufweisenden Trennwand 124 eine Dämpfungsvorrichtung 104c zum Dämpfen von Fluiddruckwellen, die durch den Fluidkanal 128 laufen. Auf das Ventilglied 22 wirkt eine hydraulische Kraft, die von der Differenz zwischen dem Steu- erfluiddruck im Steuerraum 120 und dem Kraftstoff druck in der Kraftstoffkaromer 34 abhängig ist.
Ausgehend von dem in Fig. 6 dargestellten Zustand kann die auf das Ventilglied 22 wirkende hydraulische Kraft durch eine Verringerung des Steuerfluiddrucks im Steuerraum 120 so eingestellt werden, dass das Ventilglied 22 weiter in die Hülse 116 hineingedrückt und dadurch das Düsenventii 80 geöffnet wird, damit Kraftstoff aus der Kraftsioffkammer 34 ausgespritzt werden kann. Durch eine Erhöhung des Steuerfluiddrucks im Steuerraum 120 auf seinen Ausgangswert wird erreicht, dass das Ventilglied 22 wieder seine Ausgangsstellung einnimmt, sodass das Dü- senventil 80 geschlossen wird.
Beim Öffnen und Schließen des Düsenventils 80 werden durch das abrupte Beschleunigen bzw. Abbremsen des in der Kraftstoffkammer 34 befindlichen Kraftstoffs in der Kraftstoffkammer 34 Fluiddruckwellen erzeugt, die durch den Fluidkanal 128 laufen und zwar insbesondere in eine zur Einspritzrichtung entgegensetzte Richtung. Mithilfe der Dämpfungsvorrichtung 104c werden diese Fluiddrackwellen gedämpft. Die Dämpfung der Fluiddruckweilen mittels der Dämpfungsvorrichtung 104c erfolgt nach den gleichen physikalischen Prinzipien wie bei den zuvor erwähnten Dämpfungsvorrichtungen 104a, 104b.
Fig. 7 zeigt eine Längsschnittdarstellung eines weiteren Kraftstoffinjektors 110b, der in einem
Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine verwendet werden kann.
Die nachfolgenden Ausführungen zu diesem Kraftstoffinjektor 110b beziehen sich primär auf die Unterschiede zum Kraftstoffinjektor 110a aus Fig. 6, auf den bezüglich gleicher Merkmale und
Funktionen verwiesen wird.
Von dem Kraftstoffinjektor 110a aus Fig. 6 unterscheidet sich der Kraftstoffinjektor 1 10b aus Fig. 7 dadurch, dass Letzterer ein in seiner Kühlkammer 126 angeordnetes Unterleilelement 134 aufweist. Das Unterteileleraent 134 ist ringförmig ausgebildet und weist einen Außendurchmesser auf, der dem Durchmesser der Hohlkammer 126 entspricht.
Durch das Unterteilelement 134, genauer gesagt durch dessen Wände 136, wird die Hohlkammer 126 in mehrere Teilkammern 138 unterteilt. Jede der Teilkammern 138 ist durch mindestens eine der Verbindungsöffnungen 132 der Trennwand 124 mit dem Fiuidkanal 128 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Unterteilelement 134 als Wabengitter ausgebildet, sodass die Teilkammern 138 eine Wabenform aufweisen (vgl. Fig. 8).
Das Unterteilelement 134 bildet zusammen mit der Hohlkammer 126 und der die Verbindungs- Öffnungen 132 aufweisenden Trennwand 124 eine Dämpfungsvorrichtung 104d zum Dämpfen von durch den Fiuidkanal 84 laufenden Fluiddruckweilen.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die Hohlkammer 126 des Kraftstoffinjektors 110b aus Fig. 7 entlang der in Fig. 7 eingezeichneten Schnittebene B-B, welche parallel zur Symmetrieachse 130 der Hohlkammer 126 verläuft.
In Fig. 8 ist die zuvor erwähnte Wabenform der Teilkammern 138, die durch das Unterteilelement 134, genauer gesagt durch dessen Wände 136, gebildet werden, erkennbar. Die Erfindung wurde anhand der dargestellten Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf oder durch die offenbarten Beispiele beschränkt. Andere Varianten können vom Fachmann aus diesen Ausführungsbeispielen abgeleitet werden, ohne von den der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken abzuweichen.
BEZUGSZEICHENLISTE
2 Einspritzsystem
4 Rraftstoffinj ektor
6 Kraftstoffiorderpumpe
8 Kraftstoffspeicher
10 Kraftstoffverteilleitung
12 Kraftstoffversorgungsleitung
14 Verbindungsleitung
16 Verbindungsleitung
18 Steuergerät
20 elektrische Steuerleitung
22 Ventilglied
24 Düsenkörper
26 Ventilgliedführung
28 Längsachse
30 Axialrichtung
32 Steuerkammer
34 Krails LÜ ffkammer
36 Dichtkammer
38 Düsenöffhung
40 Schaft
42 Kolbenelement
44 Steuerraum
46 Steuerraum
48 Dichtelemcnt
50 Gehäuseelement
52 Dichtkammer
54 Vorspanneinrichtung
56 Stelze
58 Kragen
60 Anschlagelement
62 Steuerventil
64 elektrischer Anschluss a Steuerfluidleitung
b Steuerfluidleitung
hochdrucksei tiger Steueriluidanschlass ni cdcrdruckseitiger Steuerfluidanschluss
Kraftstoffanschlussleitung
Dichtfluidanschlussleituiig
a Dichtfluidleitung
b Dichtfluidleitung
Ventilsitz
Düsenventil
Dichtfläche
Fluidkanal
Aussparung
a Einsatzteil
b F.insatzteil
Längsachse
Durchgangsöfrhung
Nut
Wandungsabschnitt
Hohikammer
Trennwand
Verbindungsöffnung
a Dämpfungsvorrichtung
b Dämpfungsvorrichtung
c Dämpfungsvorrichtung
d Dämpfungsvorrichtung
Urafangsrichtung
Axialrichtung
a KraftstofFtnjektor
b Kraftstoffinj ektor
Spitze
Verjüngung
Hülse
Endbereich 120 StGuerraum
122 Stützkragen
124 Trennwand
126 Hohlkammer
128 Fluidkanal
130 Symmetrieachse
132 Verbindungsöffirang
134 Unterteileleraeat
136 Waad
138 Teilkammer
D Innendurchmesser

Claims

ANSPRÜCHE
1. Kraftstoffinjektor (4, 110a, 110b), aufweisend einen von einem Fluid durchströmbaren Flu- idkanal (84, 128) und eine Dämpfungsvorrichtung (104a-104d) zum Dämpfen von durch den Fluidkanal (84, 128) laufenden Fluiddruckwelleti,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsvorrichtung (104a-104d) eine radial benachbart zu dem Fluidkanal (84, 128) angeordnete Hohlkammer (98, 126) sowie eine zwischen dem Fluidkanal (84, 128) und der Hohlkammer (98, 126) angeordnete Trennwand (100, 124) umfasst, wobei die Trennwand (100, 124) mindestens eine Verbindungsöffnung (102, 132) aufweist, durch welche die Hohlkammer (98, 126) mit dem Fluidkanal (84, 128) verbunden ist.
2. Kraftstoffinjektor (4, 110a, 110b) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer (98, 126) ringförmig ausgebildet ist und den Fluidkanal (84, 128) umfänglich umgibt.
3. Kraftstoffinjektor ( 110b) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsvorrichtung (104d) ein in der Hohlkammer (126) angeordnetes Unlerleilelemenl (134) aufweist, durch welches die Hohlkanuiier (126) in mehrere Teilkammern (138) unterteilt ist, wobei die Trennwand (124) für jede der Teilkammern (138) mindestens eine eigene Verbindungsöffnung (132) aufweist, durch weiche ' die jeweilige Teilkammer ( 138) mit dem Fluidkanal (128) verbunden ist.
4. Kraftstoffinjektor (110b) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Unterteilelements (134) als Wabengitter ausgebildet ist.
5. Kraftstoffinjektor (4, 1 10a, 110b) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch ein axial verschiebbar gelagertes Ventilglied (22) und einen Ventil- sitz (78), der gemeinsam mit dem Ventilglied (22) ein Düsenventil (80) ausbildet.
6. Kraftstoffinjektor (4) nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch eine Steuerkammer (32) zur Aufnahme eines Steuerfluids zum Steuern einer Stellung des Ventüglieds (22) und eine mit der Steuerkammer (32) verbundene Steuerfl idleitung (66a, 66b) zum Zuführen des Steuerfluids in die Steuerkammer (32) und/oder zum Abführen des Steuerfluids aus der Steuerkammer (32), wobei der Fluidkanal (84) ein Teil der Steuerfluidleitung (66a, 66b) ist.
Kraftstoffinjektor (4) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfluidleitung (66a, 66b) eine Aussparung (86) sowie ein in die Aussparung (86) eingesetztes Einsatzteil (88a, 88b) aufweist, wobei das Ein- satzteil (88a, 88b) eine Durchgangsöffnung (92) aufweist, welche einen Teil des Fiuidkanais (84) ausbildet, die Trennwand (100) ein Element des Einsatzteils (88a, 88b) ist und das Einsatzteil (88a, 88b) eine Nut (94) aufweist, die zusammen mit einem die Aussparung (86) begrenzenden Wandungsabschnitt (96) der Steuerfluidleitung (66a, 66b) die Hohlkammer (98) der Dämpfungsvorrichtung (104a, 104b) ausbildet.
Kraftstoffinjektor (4) nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch eine Ventilgliedführung (26) zum Führen des Ventilglieds (22), eine Dichtkammer (36) zur Aufnahme eines Dichtfluids zum Abdichten der Ventilgliedführung (26) sowie eine Dichtfluidleitung (76a) zum Zuführen des Dichtfluids in die Dichtkammer (36), wobei der Fluidkanal (84) ein Teil der Dichtfluidleitung (76a) ist.
Kraftstoffinjektor (i 10a, 1 10b) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Venülglied (22) zumindest teilweise im Fluidkanal
(128) aufgenommen ist.
10. Kraftstoffinjektor (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch eine Kraftstoffkammer (34) zur Aufnahme eines aus dem Kraftstoffinjektor (4) auszuspritzenden Kraftstoffs sowie eine Kraftstoffanschlussleitung (72) zum Zuführen des Kraftstoffs in die Kraftstoffkammer (34), wobei der Fluidkanal (84) ein Teil der Kraftstoffanschlussleitung (72) ist.
Einspritzsystem (2) für eine Brennkraftmaschine, aufweisend mindestens einen Kraftstoffinjektor (4, 110a, 110b) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
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