WO2020043496A1 - Kraftstoffinjektor - Google Patents

Kraftstoffinjektor Download PDF

Info

Publication number
WO2020043496A1
WO2020043496A1 PCT/EP2019/071865 EP2019071865W WO2020043496A1 WO 2020043496 A1 WO2020043496 A1 WO 2020043496A1 EP 2019071865 W EP2019071865 W EP 2019071865W WO 2020043496 A1 WO2020043496 A1 WO 2020043496A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nozzle needle
nozzle
injection opening
fuel injector
region
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/071865
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fabian Wolf
Knut Kristian BAADSHAUG
Gerhard Suenderhauf
Andreas Koeninger
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 WO2020043496A1 publication Critical patent/WO2020043496A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/188—Spherical or partly spherical shaped valve member ends
    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/06—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves being furnished at seated ends with pintle or plug shaped extensions
    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1813—Discharge orifices having different orientations with respect to valve member direction of movement, e.g. orientations being such that fuel jets emerging from discharge orifices collide with each other
    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/182—Discharge orifices being situated in different transversal planes with respect to valve member direction of movement
    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1866—Valve seats or member ends having multiple cones
    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1886—Details of valve seats not covered by groups F02M61/1866 - F02M61/188
    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1893—Details of valve member ends not covered by groups F02M61/1866 - F02M61/188

Definitions

  • the invention relates to a fuel! An injector with the features of the preamble of claim 1.
  • a generic fuel injector is known from JP 2013-234598 A.
  • the known fuel injector is characterized by a nozzle needle, which has a cylindrically shaped end section on the side facing at least one injection opening, which in the open position and in the closed position of the nozzle needle each in one in the nozzle body
  • trained blind hole is arranged below the conical sealing seat area between the nozzle needle and the nozzle body.
  • Injection opening in the blind hole area of the nozzle body takes place on the one hand from the point of view that during operation or opening and
  • Flow resistance should be as low as possible in order to be able to achieve the required or desired large flow rate even with relatively small strokes.
  • the fuel injector according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that it enables particularly stable flow conditions and thus the avoidance of instabilities with regard to the injection quantity, and on the other hand a relatively large flow rate with a relatively small one
  • the teaching of the invention proposes that, in the raised position of the nozzle needle, that of the at least one
  • the longitudinal axis of the at least one injection opening is arranged, i.e. the intersection point is outside the cylindrical region of the nozzle needle.
  • Nozzle needle in the area of which the sealing seat to the nozzle body is also arranged, and a concave section is arranged in the cylindrical area of the nozzle needle.
  • Nozzle needle in the direction of the center axis of the nozzle is less than the height of the cylindrical region of the nozzle needle.
  • the area of the nozzle needle or the nozzle body, on which the sealing seat is formed in the lowered position of the nozzle needle can also be designed in a variety of ways from a geometric point of view, the design also in particular at the beginning and at the end of the injection process has an influence on the flow properties of the fuel in the direction of the at least one injection opening.
  • the conical region of the nozzle needle has two sections with different cone angles, whereby the first section facing away from the cylindrical region of the nozzle needle has one
  • a blind hole region adjoins the valve sealing surface in the direction of the at least one injection opening, which one has cylindrical section and a spherical section-shaped blind hole bottom, and that the longitudinal axis of the at least one injection opening is arranged in the transition region between the cylindrical section and the blind hole bottom of the blind hole.
  • the longitudinal axis of the at least one injection opening is arranged at an oblique angle between 70 ° and 85 ° to the center axis of the nozzle. Furthermore, it has proven to be advantageous if the diameter of the cylindrical region of the nozzle needle is between 60% and 85% of the
  • the fuel injector described so far is preferably used in common rail systems in which the system pressure is more than 1600 bar.
  • Fig. 1 the combustion chamber of a self-igniting internal combustion engine
  • a sealing seat is formed between a nozzle needle and a nozzle body
  • Fig. 2 shows the area of the fuel injector of FIG. 1 in a
  • the fuel injector 10 is designed as a so-called common rail injector and is part of a common rail system in which high-pressure fuel is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine by means of the fuel injector 10 by means of a fuel accumulator (rail).
  • the system pressure of the common rail system or the maximum pressure prevailing in the fuel injector 10 is preferably more than 1600 bar.
  • the fuel injector 10 has a multi-part injector housing 12 which has a nozzle body 14 in the section of the fuel injector 10 shown in the figures.
  • the nozzle body 14 has a dome-shaped end 16, in the area of which at least one, preferably several, in
  • injection openings 20 are arranged.
  • the injection openings 20 are in the form of spray holes with a constant (round) cross section in the wall of the
  • Nozzle body 14 formed. Furthermore, the injection openings 20 each have a longitudinal axis 22 which is arranged at an oblique angle a between 70 ° and 85 ° with respect to the nozzle center axis 18.
  • the nozzle body 14 also has a recess 24 which is formed in the region of the end 16 of the nozzle body 14 in the form of a blind hole 26.
  • the blind hole 26 in turn has a cylindrical section 28 which merges into a (semi) spherical section-shaped blind hole bottom 30.
  • the longitudinal axis 22 of the at least one injection opening 20 is arranged on the side facing the recess 24 in the transition region between the cylindrical section 28 and the blind hole bottom 30 or starts from this region.
  • the conical valve sealing surface 32 of the recess 24 adjoins the blind hole 26.
  • the valve sealing surface 32 or the recess 24 also forms, on the side facing away from the blind hole 26, a high-pressure space 34 within the nozzle body 14, which can be filled in a manner not shown with the fuel under rail or system pressure.
  • a nozzle needle 36 is within the recess 24 or in the high-pressure chamber 34 of the nozzle body 14 in the direction of its longitudinal axis 38, which with the
  • Nozzle center axis 18 is aligned, arranged to be movable.
  • the nozzle needle 36 is moved in a manner known per se and therefore not shown by means of an actuator, for example by means of a magnetic or piezo actuator, in order to counter this against the spring force of a closing spring, also not shown, from the closed position of the nozzle needle shown in FIG. 1 36 to move into the (maximum) opening position of the nozzle needle 36 shown in FIG. 2.
  • the actuator is not activated, the nozzle needle 36 is raised by means of the aforementioned Closing spring in the closed position shown in FIG. 1 is subjected to force in order to prevent fuel from flowing out of the high pressure chamber 34 in the direction of the at least one injection opening 20.
  • a sealing seat 40 is formed between the nozzle needle 36 and the recess 24 in the area of the valve sealing surface 32.
  • the nozzle needle 36 has a conical area 42.
  • conical region 42 is divided into two sections 44, 46 in the direction of the nozzle center axis 18.
  • the first section 44 facing away from the at least one injection opening 20 has a cone angle ⁇ which corresponds to the
  • Opening angle g of the valve sealing surface 32 is adapted or corresponds to this, so that the section 44 forms a sealing surface of the nozzle needle 36.
  • the second section 46 directly adjoining the first section 44 has an opening angle D which is slightly smaller than the opening angle g of the first section 44. This results in (slightly.) ) widening annular gap 48.
  • a section 50 of cylindrical design closes by way of example
  • Nozzle needle 36 on. Furthermore, on the side of the second section 46 of the nozzle needle 36 facing away from the first section 44, a concave section 52 is directly connected. The concave section 52 in turn merges directly into a cylindrical section 54 of the nozzle needle 36, the height H of the cylindrical section 54 being greater than the height h of the concave section 52.
  • the cylindrical region 54 also forms the nozzle needle end with a (lower) end face 56 arranged perpendicular to the central axis 18 of the nozzle. Furthermore, the cylindrical region 54 has a diameter d which is between 60% and 85% of the diameter D of the cylindrical section 28 of the blind hole 26.
  • FIG. 1 From Fig. 1 it can be seen that in the lowered position of the nozzle needle 36, in which the sealing seat 40 is formed, an intersection 58 between the Longitudinal axis 22 of the injection opening 20 and the nozzle center axis 18 or the longitudinal axis 38 above the end face 56 of the nozzle needle 36, that is to say within the region of the nozzle needle 36. Furthermore, the cylindrical region 54 is located completely in the region of the blind hole 26. In contrast, according to the illustration in FIG. 2, when the opening is completely open
  • Nozzle needle 36 in which a flow path for the fuel with a
  • Flow gap 60 is formed between the nozzle needle 36 and the valve sealing surface 32, the end face 56 of the nozzle needle 36 above the

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (10), mit einem einen Hochdruckraum (34) ausbildenden Düsenkörper (14), in dem eine Düsennadel (36) zwischen einer abgesenkten Position und einer angehobenen Position entlang einer Düsenmittelachse (18)hubbeweglich angeordnet ist, mit wenigstens einer im Düsenkörper (14) ausgebildeten, eine Längsachse (22) aufweisenden Einspritzöffnung (20), mit einer im Düsenkörper (14) ausgebildeten kegelförmigen Ventildichtfläche (32), die in der abgesenkten Position der Düsennadel (36) zum zumindest mittelbaren Verschließen der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) mit einem an der Düsennadel (36) ausgebildeten kegelförmigen Bereich (42) zusammenwirkt und einen Dichtsitz (40) ausbildet, wobei in der angehobenen Position der Düsennadel (36) ein Strömungsweg zum Einspritzen von Kraftstoff durch aus dem Hochdruckraum (34) des Düsenkörpers (12) über einen zwischen der Ventildichtfläche (32) und dem kegelförmigen Bereich (42) ausgebildeten Durchflussspalt (60) in Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) ausbildbar ist, wobei der der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) zugewandte axiale Endbereich der Düsennadel (36) einen zylindrischer Bereich (54) mit einer Stirnfläche (56) aufweist, und wobei in der abgesenkten Position der Düsennadel (36) die Stirnfläche (56) der Düsennadel (36) unterhalb eines Schnittpunkts (58) zwischen der Düsenmittelachse (18) der Düsennadel (36) und der Längsachse (22) der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Kraftstoffinjektor
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff! njektor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein gattungsgemäßer Kraftstoffinjektor ist aus der JP 2013-234598 A bekannt. Der bekannte Kraftstoffinjektor zeichnet sich durch eine Düsennadel aus, die auf der wenigstens einer Einspritzöffnung zugewandten Seite einen zylindrisch geformten Endabschnitt aufweist, der sowohl in der Öffnungsstellung als auch in der Schließstellung der Düsennadel jeweils in einer im Düsenkörper
ausgebildeten Sacklochbohrung unterhalb des kegelförmig ausgebildeten Dichtsitzbereichs zwischen der Düsennadel und dem Düsenkörper angeordnet ist.
Die geometrische Gestaltung sowohl des Dichtsitzes als auch des
Strömungswegs zwischen dem Dichtsitz zu der wenigstens einen
Einspritzöffnung im Sacklochbereich des Düsenkörpers erfolgt zum einen unter dem Gesichtspunkt, dass während des Betriebs bzw. des Öffnens und
Schließens der Düsennadel möglichst stabile Strömungsverhältnisse herrschen sollen, um Instabilitäten durch die Rückkopplung der Strömungskräfte auf die Düsennadel möglichst zu vermeiden und somit die Einspritzmenge möglichst genau dosieren zu können. Zum anderen soll insbesondere bei vollständig geöffneter Düsennadel bzw. großen Durchflussmengen der
Strömungswiderstand möglichst gering sein, um die benötigte bzw. gewünschte große Durchflussmenge auch bei relativ kleinen Hüben erzielen zu können.
Aus der US 8 919 677 B2 ist es darüber hinaus bekannt, bei einem konkav ausgebildeten Düsennadelende dieses in einer Öffnungsstellung der Düsennadel in eine Position zu bewegen, bei der die (ebene) Unter- bzw. Stirnseite der Düsennadel oberhalb eines Schnittpunktes zwischen einer Düsenmittelachse und einer Längsachse der Einspritzbohrung angeordnet ist.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass er besonders stabile Strömungsverhältnisse und somit die Vermeidung von Instabilitäten hinsichtlich der Einspritzmenge ermöglicht, und zum anderen eine relativ große Durchflussmenge bei relativ geringem
Strömungswiderstand und gleichzeitig relativ geringem maximalen Öffnungshub der Düsennadel ermöglicht. Hierzu schlägt es die Lehre der Erfindung vor, dass in der angehobenen Position der Düsennadel die der wenigstens einen
Einspritzöffnung zugewandte Stirnfläche der Düsennadel oberhalb des
Schnittpunktes zwischen der Düsenmittelachse der Düsennadel und der
Längsachse der wenigstens einen Einspritzöffnung angeordnet ist, d.h., dass sich der Schnittpunkt außerhalb des zylindrischen Bereichs der Düsennadel befindet.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Zur Optimierung der Strömungseigenschaften bzw. der Strömungsführung des Kraftstoffs vom Dichtsitz in Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung ist es bevorzugt vorgesehen, dass zwischen dem kegelförmigen Bereich der
Düsennadel, in deren Bereich auch der Dichtsitz zum Düsenkörper angeordnet ist, und dem zylindrischen Bereich der Düsennadel ein konkaver Abschnitt angeordnet ist.
In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, wenn die Höhe des konkaven Abschnitts der
Düsennadel in Richtung der Düsenmittelachse geringer ist als die Höhe des zylindrischen Bereichs der Düsennadel.
Auch der Bereich der Düsennadel bzw. des Düsenkörpers, an dem in der abgesenkten Position der Düsennadel der Dichtsitz ausgebildet ist, lässt sich aus geometrischer Sicht in vielfältiger Art und Weise gestalten, wobei die Gestaltung auch insbesondere zu Beginn und am Ende des Einspritzvorgangs Einfluss auf die Strömungseigenschaften des Kraftstoffs in Richtung zur wenigstens einen Einspritzöffnung hat. Um diesbezüglich sowohl die benötigte Dichtheit bzw. den Dichtsitz ausbilden zu können, und andererseits die Strömungseigenschaften mit Blick auf die Vermeidung von Instabilitäten beim Öffnen der Düsennadel zu optimieren, ist es vorgesehen, dass der kegelförmige Bereich der Düsennadel zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Kegelwinkeln aufweist, wobei der dem zylindrischen Bereich der Düsennadel abgewandte erste Abschnitt einen
Kegelwinkel hat, der dem Öffnungswinkel der Ventildichtfläche am Düsenkörper entspricht, und dass der Kegelwinkel des auf der dem zylindrischen Bereich zugewandten Seite angeordneten zweiten Abschnitts einen geringeren
Kegelwinkel hat, sodass in Richtung der Düsenmittelachse ein in Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung sich erweiternder Ringspalt zwischen der Düsennadel und der Ventildichtfläche am Düsenkörper ausgebildet ist.
Um einerseits das unterhalb des Dichtsitzes ausgebildete Schadvolumen möglicht gering zu halten, und andererseits eine in herstellungstechnischer Art vorteilhafte Ausbildung des Sacklochs am Düsenkörper zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass sich an die Ventildichtfläche in der Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung ein Sacklochbereich anschließt, der einen zylindrischen Abschnitt und einen kugelabschnittsförmigen Sacklochboden hat, und dass die Längsachse der wenigstens einen Einspritzöffnung im Übergangsbereich zwischen dem zylindrischen Abschnitt und dem Sacklochboden des Sacklochs angeordnet ist.
In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es zur Minimierung des Schadvolumens vorgesehen, dass in der abgesenkten Position der Düsennadel der zylindrische Bereich der Düsennadel vollständig innerhalb des
Sacklochsbereichs angeordnet ist.
Um aus strömungstechnischer Sicht eine Umlenkung des Kraftstoffs nach dem Durchströmen des Spaltes zwischen der Düsennadel und dem Dichtsitz möglichst zu minimieren, ist es vorgesehen, dass die Längsachse der wenigstens einen Einspritzöffnung in einem schrägen Winkel zwischen 70° und 85° zur Düsenmittelachse angeordnet ist. Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Durchmesser des zylindrischen Bereichs der Düsennadel zwischen 60 % und 85 % des
Durchmessers des zylindrischen Abschnitts des Sacklochbereichs beträgt.
Der soweit beschriebene Kraftstoffinjektor findet bevorzugt Anwendung bei Common-Rail-Systemen, bei denen der Systemdruck mehr als 1600 bar beträgt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in:
Fig. 1 den einem Brennraum einer selbstzündenden Brennkraftmaschine
zugewandten axialen Endbereich eines Kraftstoffinjektors in einem Längsschnitt bei abgesenkter Position der Düsennadel, in der ein Dichtsitz zwischen einer Düsennadel und einem Düsenkörper ausgebildet ist und
Fig. 2 den Bereich des Kraftstoffinjektors gemäß Fig. 1 in einer
Öffnungsstellung der Düsennadel.
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In den Figuren ist der einem nicht gezeigten Brennraum einer selbstzündenden Brennkraftmaschine zugewandte (untere) axiale Endbereich eines
Kraftstoffinjektors 10 im Längsschnitt dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 10 ist als sogenannter Common-Rail-Injektor ausgebildet und Bestandteil eines Common- Rail-Systems, bei dem mittels eines Kraftstoffspeichers (Rail) unter Hochdruck stehender Kraftstoff mittels des Kraftstoffinjektors 10 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Der Systemdruck des Common-Rail- Systems bzw. der im Kraftstoffinjektor 10 maximal herrschende Druck beträgt dabei vorzugsweise mehr als 1600 bar. Der Kraftstoffinjektor 10 weist ein mehrteilig ausgebildetes Injektorgehäuse 12 auf, das in dem in den Figuren dargestellten Abschnitt des Kraftstoffinjektors 10 einen Düsenkörper 14 hat. Der Düsenkörper 14 weist ein kuppenförmiges Ende 16 auf, in dessen Bereich wenigstens eine, vorzugsweise mehrere, in
gleichmäßigen Winkelabständen um eine Düsenmittelachse 18 angeordnete Einspritzöffnungen 20 angeordnet sind. Die Einspritzöffnungen 20 sind in Form von Spritzlöchern mit konstantem (runden) Querschnitt in der Wand des
Düsenkörpers 14 ausgebildet. Weiterhin weisen die Einspritzöffnungen 20 jeweils eines Längsachse 22 auf, die in Bezug zur Düsenmittelachse 18 in einem schrägen Winkel a zwischen 70° und 85° angeordnet ist.
Der Düsenkörper 14 weist darüber hinaus eine Ausnehmung 24 auf, die im Bereich des Endes 16 des Düsenkörpers 14 in Form eines Sacklochs 26 ausgebildet ist. Das Sackloch 26 wiederum weist einen zylindrischen Abschnitt 28 auf, der in einen (halb)kugelabschnittsförmigen Sacklochboden 30 übergeht. Die Längsachse 22 der wenigstens einen Einspritzöffnung 20 ist auf der der Ausnehmung 24 zugewandten Seite im Übergangsbereich zwischen dem zylindrischen Abschnitt 28 und dem Sacklochboden 30 angeordnet bzw. geht von diesem Bereich aus.
Oberhalb des Sacklochs 26 schließt sich an das Sackloch 26 eine kegelförmige Ventildichtfläche 32 der Ausnehmung 24 an. Die Ventildichtfläche 32 bzw. die Ausnehmung 24 bildet auf der dem Sackloch 26 abgewandten Seite darüber hinaus innerhalb des Düsenkörpers 14 einen Hochdruckraum 34 aus, der auf nicht gezeigte Art und Weise mit dem unter Rail- bzw. Systemdruck stehenden Kraftstoff befüllbar ist.
Innerhalb der Ausnehmung 24 bzw. im Hochdruckraum 34 des Düsenkörpers 14 ist eine Düsennadel 36 in Richtung ihrer Längsachse 38, die mit der
Düsenmittelachse 18 fluchtet, hubbeweglich angeordnet. Die Düsennadel 36 wird in an sich bekannter und daher nicht dargestellter Art und Weise mittels eines Aktors, beispielsweise mittels eines Magnet- oder Piezoaktors, bewegt, um diese entgegen der Federkraft einer ebenfalls nicht dargestellten Schließfeder aus der in der Fig. 1 dargestellten Schließstellung der Düsennadel 36 in die in der Fig. 2 dargestellte (maximale) Öffnungsstellung der Düsennadel 36 zu bewegen. Bei nicht aktiviertem Aktor wird die Düsennadel 36 mittels der erwähnten Schließfeder in die in Fig. 1 dargestellte Schließstellung kraftbeaufschlagt, um einen Durchfluss von Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 34 in Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung 20 zu verhindern. Hierzu ist es erforderlich, dass zwischen der Düsennadel 36 und der Ausnehmung 24 im Bereich der Ventildichtfläche 32 ein Dichtsitz 40 ausgebildet ist.
Zur Ausbildung des Dichtsitzes 40 in der abgesenkten Position der Düsennadel 36 weist die Düsennadel 36 einen kegelförmigen Bereich 42 auf. Der
kegelförmige Bereich 42 ist in Richtung der Düsenmittelachse 18 in zwei Abschnitte 44, 46 unterteilt. Der der wenigstens einen Einspritzöffnung 20 abgewandte erste Abschnitt 44 weist einen Kegelwinkel ß auf, der dem
Öffnungswinkel g der Ventildichtfläche 32 angepasst ist bzw. diesem entspricht, sodass der Abschnitt 44 eine Dichtfläche der Düsennadel 36 ausbildet.
Demgegenüber weist der unmittelbar an den ersten Abschnitt 44 anschließende zweite Abschnitt 46 einen Öffnungswinkel D auf, der etwas geringer ist als der Öffnungswinkel g des ersten Abschnitts 44. Dadurch ergibt sich in Richtung der Düsenmittelachse 18 sowie in Richtung der Einspritzöffnung 20 betrachtet ein sich (geringfügig) erweiternder Ringspalt 48.
Auf der dem zweiten Abschnitt 46 abgewandten Seite des ersten Abschnitts 46 schließt sich beispielhaft ein zylindrisch ausgebildeter Abschnitt 50 der
Düsennadel 36 an. Weiterhin schließt sich auf der dem ersten Abschnitt 44 abgewandten Seite des zweiten Abschnitts 46 der Düsennadel 36 unmittelbar ein konkav ausgebildeter Abschnitt 52 an. Der konkav ausgebildete Abschnitt 52 geht wiederum unmittelbar in einen zylindrisch ausgebildeten Bereich 54 der Düsennadel 36 über, wobei die Höhe H des zylindrischen Bereichs 54 größer ist als die Höhe h des konkaven Abschnitts 52.
Der zylindrische Bereich 54 bildet darüber hinaus das Düsennadelende mit einer senkrecht zur Düsenmittelachse 18 angeordneten (unteren) Stirnfläche 56 aus. Weiterhin weist der zylindrische Bereich 54 einen Durchmesser d auf, der zwischen 60 % und 85 % des Durchmessers D des zylindrischen Abschnitts 28 des Sacklochs 26 beträgt.
Aus der Fig. 1 ist erkennbar, dass in der abgesenkten Position der Düsennadel 36, bei der der Dichtsitz 40 ausgebildet ist, ein Schnittpunkt 58 zwischen der Längsachse 22 der Einspritzöffnung 20 und der Düsenmittelachse 18 bzw. der Längsachse 38 oberhalb der Stirnfläche 56 der Düsennadel 36, d.h. innerhalb des Bereichs der Düsennadel 36 angeordnet ist. Weiterhin befindet sich der zylindrische Bereich 54 vollständig im Bereich des Sacklochs 26. Demgegenüber befindet sich entsprechend der Darstellung der Fig. 2 bei vollständig geöffneter
Düsennadel 36, bei der ein Strömungsweg für den Kraftstoff mit einem
Durchflussspalt 60 zwischen der Düsennadel 36 und der Ventildichtfläche 32 ausgebildet ist, die Stirnfläche 56 der Düsennadel 36 oberhalb des
Schnittspunkts 58 zwischen der Längsachse 22 der Einspritzöffnung 20 und der Düsenmittelachse 18 bzw. der Längsachse 38, d.h. außerhalb des Bereichs der
Düsennadel 36.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffinjektor (10), mit einem einen Hochdruckraum (34) ausbildenden Düsenkörper (14), in dem eine Düsennadel (36) zwischen einer abgesenkten Position und einer angehobenen Position entlang einer Düsenmittelachse (18) hubbeweglich angeordnet ist, mit wenigstens einer im Düsenkörper (14) ausgebildeten, eine Längsachse (22) aufweisenden Einspritzöffnung (20), mit einer im Düsenkörper (14) ausgebildeten kegelförmigen Ventildichtfläche (32), die in der abgesenkten Position der Düsennadel (36) zum zumindest mittelbaren Verschließen der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) mit einem an der Düsennadel (36) ausgebildeten kegelförmigen Bereich (42) zusammenwirkt und einen Dichtsitz (40) ausbildet, wobei in der
angehobenen Position der Düsennadel (36) ein Strömungsweg zum
Einspritzen von Kraftstoff durch aus dem Hochdruckraum (34) des
Düsenkörpers (12) über einen zwischen der Ventildichtfläche (32) und dem kegelförmigen Bereich (42) ausgebildeten Durchflussspalt (60) in Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) ausbildbar ist, wobei der der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) zugewandte axiale Endbereich der Düsennadel (36) einen zylindrischer Bereich (54) mit einer Stirnfläche (56) aufweist, und wobei in der abgesenkten Position der Düsennadel (36) die Stirnfläche (56) der Düsennadel (36) unterhalb eines Schnittpunkts (58) zwischen der Düsenmittelachse (18) der Düsennadel (36) und der
Längsachse (22) der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der angehobenen Position der Düsennadel (36) die Stirnfläche (56) der Düsennadel (36) oberhalb des Schnittpunkts (58) zwischen der
Düsenmittelachse (18) der Düsennadel (36) und der Längsachse (22) der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) angeordnet ist.
2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem kegelförmigen Bereich (42) der Düsennadel (36) und dem zylindrischen Bereich (54) der Düsennadel (36) ein konkaver Abschnitt (52) angeordnet ist.
3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Höhe (h) des konkaven Abschnitts (52) der Düsennadel (36) in Richtung der Düsenmittelachse (18) geringer ist als die Höhe (H) des zylindrischen Bereichs (54) der Düsennadel (36).
4. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der kegelförmige Bereich (42) der Düsennadel (36) zwei Abschnitte (44, 46) mit unterschiedlichen Kegelwinkeln (ß, D) aufweist, wobei der dem zylindrischen Bereich (54) der Düsennadel (36) abgewandte erste Abschnitt (44) einen Kegelwinkel (ß) hat, der dem Öffnungswinkel (y) der
Ventildichtfläche (32) entspricht oder kleiner ist, und dass der Kegelwinkel (D) des auf der dem zylindrischen Bereich (54) der Düsennadel (36) zugewandten Seite angeordneten zweiten Abschnitts (46) größer ist, so dass in Richtung der Düsenmittelachse (18) ein in Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) sich erweiternder Ringspalt (48) zwischen der
Düsennadel (36) und der Ventildichtfläche (32) ausgebildet ist.
5. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich an die Ventildichtfläche (32) in Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) ein Sackloch (26) anschließt, das einen zylindrischen Abschnitt (28) und einen kugelabschnittsförmigen Sacklochboden (30) hat, und dass die Längsachse (22) der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) im Übergangsbereich zwischen dem zylindrischen Abschnitt (28) und dem Sacklochboden (30) angeordnet ist.
6. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass in der abgesenkten Position der Düsennadel (36) der zylindrische Bereich (54) der Düsennadel (36) vollständig innerhalb des Sacklochs (26) angeordnet ist.
7. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Längsachse (22) der wenigstens einen Einspritzöffnung (20) in einem schrägen Winkel (a) zwischen 70° und 85° zur Düsenmittelachse (18) angeordnet ist.
8. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Durchmesser (d) des zylindrischen Bereichs (54) der Düsennadel (36) zwischen 60 % und 85 % des Durchmessers (D) des zylindrischen Abschnitts (28) des Sacklochs (26) beträgt.
9. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kraftstoffinjektor (10) als Common-Rail-Injektor ausgebildet ist, wobei der maximale Kraftstoffdruck im Düsenkörper (14) mehr als 1600 bar beträgt.
PCT/EP2019/071865 2018-08-29 2019-08-14 Kraftstoffinjektor WO2020043496A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018214595.4A DE102018214595A1 (de) 2018-08-29 2018-08-29 Kraftstoffinjektor
DE102018214595.4 2018-08-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020043496A1 true WO2020043496A1 (de) 2020-03-05

Family

ID=67660108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/071865 WO2020043496A1 (de) 2018-08-29 2019-08-14 Kraftstoffinjektor

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018214595A1 (de)
WO (1) WO2020043496A1 (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1249600A2 (de) * 2001-04-11 2002-10-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung
EP1283336A2 (de) * 2001-08-06 2003-02-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Brennkraftmaschine
DE102006053288A1 (de) * 2006-11-13 2008-05-15 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzeinrichtung
JP2009293385A (ja) * 2008-06-02 2009-12-17 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 燃料噴射弁及びこれを用いたエンジンの燃料噴射制御装置
EP2369166A1 (de) * 2010-03-22 2011-09-28 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Einspritzdüse
JP2013234598A (ja) 2012-05-08 2013-11-21 Nippon Soken Inc 燃料噴射弁
DE102012211169A1 (de) * 2012-06-28 2014-01-23 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102016116690A1 (de) * 2015-09-24 2017-03-30 Denso Corporation Kraftstoffeinspritzventil
EP3173614A1 (de) * 2015-11-26 2017-05-31 Robert Bosch Gmbh Düsenbaugruppe für einen kraftstoffinjektor sowie kraftstoffinjektor

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1249600A2 (de) * 2001-04-11 2002-10-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung
EP1283336A2 (de) * 2001-08-06 2003-02-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Brennkraftmaschine
DE102006053288A1 (de) * 2006-11-13 2008-05-15 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzeinrichtung
JP2009293385A (ja) * 2008-06-02 2009-12-17 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 燃料噴射弁及びこれを用いたエンジンの燃料噴射制御装置
EP2369166A1 (de) * 2010-03-22 2011-09-28 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Einspritzdüse
US8919677B2 (en) 2010-03-22 2014-12-30 Delphi International Operations Luxembourg S.A.R.L. Injection nozzle
JP2013234598A (ja) 2012-05-08 2013-11-21 Nippon Soken Inc 燃料噴射弁
DE102012211169A1 (de) * 2012-06-28 2014-01-23 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102016116690A1 (de) * 2015-09-24 2017-03-30 Denso Corporation Kraftstoffeinspritzventil
EP3173614A1 (de) * 2015-11-26 2017-05-31 Robert Bosch Gmbh Düsenbaugruppe für einen kraftstoffinjektor sowie kraftstoffinjektor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018214595A1 (de) 2020-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2370686B1 (de) Verfahren zur herstellung von drosselbohrungen mit niedrigem kavitationsumschlagpunkt
DE19931891A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine
EP2129903B1 (de) Kraftstoffinjektor mit einer zusätzlichen ablaufdrossel oder mit einer verbesserten anordnung derselben im steuerventil
DE102008001597A1 (de) Kraftstoff-Injektor
EP2470771B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil
EP1395749B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
WO2013072115A1 (de) Kraftstoffinjektor, insbesondere common-rail-injektor
WO2011160991A1 (de) Injektor, insbesondere common-rail-injektor, sowie kraftstoffeinspritzsystem mit einem injektor
EP1373714A1 (de) Einspritzventil
WO2020043496A1 (de) Kraftstoffinjektor
WO2002092996A1 (de) Ventil zum steuern von flüssigkeiten
WO2014037142A1 (de) Einspritzventil
EP1621759A1 (de) Common-Rail-Injektor
EP3060789A1 (de) Kraftstoffinjektor
WO2012076415A1 (de) Düsenkörper mit konischem einspritzloch
EP3784900B1 (de) Kraftstoffinjektor
WO2021008961A1 (de) Kraftstoffinjektor
DE10254466B4 (de) Kraftstoffeinspritzventil
WO2022199947A1 (de) Einspritzdüse, kraftstoffinjektor mit einspritzdüse
WO2018153741A1 (de) Düsenkörper für einen kraftstoffinjektor und kraftstoffinjektor
WO2002063160A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für eine brennkraftmaschine
WO2014067723A1 (de) Düsenbaugruppe für einen kraftstoffinjektor und kraftstoffinjektor
DE102012218016A1 (de) Düsenbaugruppe für ein Einspritzventil und Einspritzventil
DE102011004196A1 (de) Kraftstoffinjektor
DE102018213706A1 (de) Kraftstoffinjektor

Legal Events

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

Ref document number: 19755359

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19755359

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1