WO2021198046A1 - Kraftstoffinjektorgehäuse und injektor mit einem solchen gehäuse - Google Patents

Kraftstoffinjektorgehäuse und injektor mit einem solchen gehäuse Download PDF

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WO2021198046A1
WO2021198046A1 PCT/EP2021/057861 EP2021057861W WO2021198046A1 WO 2021198046 A1 WO2021198046 A1 WO 2021198046A1 EP 2021057861 W EP2021057861 W EP 2021057861W WO 2021198046 A1 WO2021198046 A1 WO 2021198046A1
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WO
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housing
fuel
pressure accumulator
injector
section
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PCT/EP2021/057861
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French (fr)
Inventor
Norbert SCHÖFBÄNKER
Richard Pirkl
Verena KÖGEL
Original Assignee
Liebherr-Components Deggendorf Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • 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
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • 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
    • F02M2200/40—Fuel-injection apparatus with fuel accumulators, e.g. a fuel injector having an integrated fuel accumulator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8069—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving removal of material from the fuel apparatus, e.g. by punching, hydro-erosion or mechanical operation

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injector housing and an injector having such a housing.
  • fuel is usually injected into a combustion chamber via an injector in a certain amount and for a certain period of time. Because of the very short injection times, which are in the microsecond range, it is necessary to open or close the outlet opening of the injector at a very high frequency. As a rule, there is a pressure pipe running transversely through the cylinder head of an engine, from which fuel under high pressure is delivered to the individual injectors.
  • Such an injector typically has a nozzle needle (also: injector needle) which allows a fuel to which a high pressure is applied to escape when an outlet hole of the injector is opened.
  • this nozzle needle acts like a plug which, when it is lifted, enables the fuel to escape. So it is So it is necessary to lift this needle at relatively short time intervals and to slide it back into the outlet opening again after a short time.
  • Hydraulic servo valves can be used to trigger this movement. Such valves, in turn, are controlled with the aid of an electromagnet. Alternatively, a piezo element can be used, which reacts faster than the valve controlled by means of an electromagnet.
  • servo valves which control the nozzle needle and are themselves controlled via an electromagnetic valve or piezo valve.
  • a pressure level is built up in a control chamber that interacts with the nozzle needle with the aid of the fuel available under high pressure, which pressure level acts on the nozzle needle in the closing direction.
  • This control chamber or this control valve is typically connected to the high-pressure region of the fuel via an inlet throttle.
  • this control chamber has a small, closable outlet throttle which is arranged in the seat plate and from which the fuel can escape to a low-pressure area.
  • the pressure in the control chamber and the closing force acting on the nozzle needle are reduced, since the fuel in the control chamber, which is under high pressure, can flow off in the direction of the armature lifted by the solenoid valve. This leads to a movement of the nozzle needle, which releases the outlet opening at the injector tip.
  • the outlet throttle of the valve is either closed or opened with the help of an anchor element.
  • the control chamber below is filled with fuel under high pressure via an inlet, so that the nozzle needle is forced into its closed position.
  • the anchor element lifts from a through opening, the fuel stored under high pressure flows out and reduces the force acting on the nozzle needle, so that it lifts from its outlet openings and fuel can flow out as a result.
  • Injector concepts are known from the prior art that dispense with a pressure accumulator in the injector or injector housing and have only one bore that is connected by a connection for supplying high pressure fuel down to the fuel outlet (typically in the form of a nozzle).
  • the piezo or magnetic valve is arranged offset to the side of the injector center axis.
  • the invention accordingly relates to a fuel injector housing which comprises a section for receiving a solenoid or piezo valve that controls a nozzle needle, a pressure accumulator for receiving fuel under high pressure, and at least one fuel line leaving the pressure accumulator and leading to a fuel outlet area of the injector housing .
  • the housing is characterized in that the section for receiving the solenoid or piezo valve is arranged between the pressure accumulator and the fuel outlet area, viewed in the longitudinal direction of the injector. This arrangement makes it possible to cool a piezo or magnetic valve inserted into the housing, so that significantly cheaper components can be used for the piezo or magnetic valve.
  • the piezo or Solenoid valve By using the piezo or Solenoid valve can be arranged between the pressure accumulator and the outlet area of the housing, the at least one fuel line running laterally to the section for accommodating the solenoid or piezo valve ensures a cooling or temperature-regulating effect on a piezo or solenoid valve inserted into the housing.
  • the piezo or solenoid valve is exposed to the highest thermal loads, since the lifting of the armature element from the control chamber and the release of the outlet throttle that ensues, allows the fuel under high pressure to escape into a low-pressure area, so that the fuel is greatly expanded during this process high temperatures arise.
  • the components of the piezo or solenoid valve must be manufactured from very high-quality and temperature-resistant materials.
  • the end region of the pressure accumulator facing an outlet region of the housing has the shape of a hemispherical ball or a cylindrical cone. Accordingly, it can be provided that the flat side of the hemispherical ball or the cylindrical cone faces away from the outlet area, the hemispherical ball or the cone preferably being oriented so that a normal to the flat area of the hemispherical ball or the cone base is parallel to the longitudinal axis of the Injector housing is. It can further be provided that the at least one fuel line starts from the hemispherical or conical end region of the pressure accumulator and extends from there to the outlet region of the housing.
  • the hemispherical shape or the conical shape are particularly easy-to-create shapes to terminate the pressure accumulator, to which the at least one fuel line extending obliquely to the longitudinal axis of the pressure accumulator can be connected.
  • the at least one fuel line extends from an end area of the pressure accumulator facing the outlet area of the housing, the end area preferably being in the last fifth, preferably the last tenth, of the pressure accumulator as seen in the longitudinal direction of the housing.
  • the pressure accumulator has a substantially elongated shape and preferably extends parallel to the longitudinal direction of the housing. It can also be provided that the pressure accumulator merges directly into an injector housing connection at its end facing away from the outlet area, which has an internal thread in its inner circumference for cooperation with a screw-in fuel connection provided with an external thread.
  • the pressure accumulator has a diameter in its transverse direction that is larger than the diameter of the at least one fuel line going out from the pressure accumulator, preferably the diameter of the pressure accumulator is at least twice as large, preferably at least three or four times as large as the diameter of the at least one fuel line.
  • the pressure accumulator in the housing is centered on the injector housing center axis is arranged.
  • the provision of the fuel lines is easier to implement than in the case of an arrangement offset from the center.
  • a particularly effective grid of fuel lines for cooling the solenoid or piezo valve is created, which generates uniform cooling.
  • the section for receiving the solenoid or piezo valve, a section for providing a control valve and a section for receiving a nozzle needle in the lower 100 mm, preferably in the lower 80 mm and preferably in the lower 60 mm of the housing (1) are arranged. These can be measured 100 mm, or 80 mm or 60 mm from the injector tip along the longitudinal direction of the injector.
  • the fuel injector housing can be provided with a filter which is arranged upstream of the pressure accumulator or in the pressure accumulator. This filter is used to keep foreign particles of a certain diameter away from the fuel lines with a small diameter and also from the outlet area of the housing, which usually has small nozzle injection holes. According to the invention, it can also be provided that if several fuel lines are present, these are spaced apart from one another at one point in the cross section of the injector, in particular equidistant from one another, and the section for receiving the solenoid or piezo valve is preferably located between them.
  • the multiple fuel lines can run parallel to one another in sections, preferably also parallel to a longitudinal direction of the injector housing, so that the multiple fuel lines preferably have one Define type of lattice cage, inside of which the section for receiving the magnetic or piezo valve is arranged.
  • the housing is provided with a connection for supplying fuel under high pressure, which is arranged upstream of the pressure accumulator and is in fluid connection therewith, preferably an injection line directly to the housing can be connected, for example via a threaded connection.
  • the transition area from the pressure accumulator to the at least one fuel line is rounded, preferably by hydroerosive rounding and / or ECM deburring, that is to say electrochemical metal machining of the bore intersection. This leads to a flow-optimized flow of fuel into the at least one fuel line.
  • the pressure accumulator and / or the at least one fuel line is a bore.
  • the invention also relates to an injector for injecting fuel with a housing according to one of the preceding variants.
  • an injection line which is designed to carry fuel under high pressure, is directly connected to the housing.
  • the invention also relates to an engine with an injector according to one of the preceding variants. Further advantages, features and details of the invention will become apparent on the basis of the following description of the figures.
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of an injector housing 1 according to the invention, which is provided with a nozzle clamping nut 9 at its distal end region.
  • the injector housing 1 has a section 8 for receiving a nozzle needle, a section 7 for arranging a control valve and a section 2 for arranging a magnetic or piezo valve. Furthermore, a pressure accumulator 3 for receiving pressurized fuel can be seen from its end region facing towards the injector tip. Starting from the end area of the pressure accumulator 3, these run to an edge area of the housing 1, so that the section 2 for receiving the piezo or magnetic valve is surrounded by the multiple fuel lines.
  • This has the advantage that the magnet or piezo valve, which is exposed to particularly high temperatures, is cooled by the fuel flowing in via the fuel line, so that the temperature of the magnet or piezo valve can be lowered and the components can be made less temperature-resistant.
  • the presence of the pressure accumulator 3 in the housing 1 is also advantageous, since the pressure waves generated at the fuel outlet, which propagate upstream via the fuel, are attenuated in the pressure accumulator and therefore less demands are placed on the tightness of the components arranged upstream of the injector housing .
  • a plurality of fuel lines 4 can branch off from the pressure accumulator 3, the number of fuel lines and their Diameter can be selected depending on the required nozzle flow.
  • Fig. 1 also shows the possibility, according to which the housing is designed in several parts, for example by pressing a housing part for receiving the control valve and nozzle needle (corresponds to sections 7 and 8) via a nozzle clamping nut 9 to form a seal against a further housing part which contains the at least contains a fuel line and the pressure accumulator.
  • the nozzle clamping nut 9 can engage with an internal thread in an external thread of the further housing part.
  • the pressure accumulator 3 also has an elongated body which extends parallel to the longitudinal axis of the injector housing 1 and, at its end facing away from the outlet region 5, merges directly into a connection 10 for attaching a fuel supply line.
  • This connection 10 can be implemented by an internal thread or an external thread or the like and is preferably separated from the pressure accumulator by a filter for filtering out particles with a certain minimum size.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffinjektorgehäuse, das einen Abschnitt zum Aufnehmen eines eine Düsennadel ansteuernden Magnet- oder Piezoventils, einen Druckspeicher zum Aufnehmen von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, und mindestens eine von dem Druckspeicher abgehende Kraftstoffleitung umfasst, die hin zu einem Kraftstoffauslassbereich des Injektorgehäuses führt. Das Gehäuse ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt zum Aufnehmen des Magnet- oder Piezoventils in Längsrichtung des Injektors gesehen zwischen dem Druckspeicher und dem Kraftstoffauslassbereich angeordnet ist.

Description

Kraftstoffinjektorgehäuse und Injektor mit einem solchen Gehäuse
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffinjektorgehäuse und einen Injektor mit einem solchen Gehäuse.
In Brennkraftmaschinen wie Dieselmotoren oder auch Benzinmotoren wird in der Regel über einen Injektor Kraftstoff mit einer bestimmten Menge und für eine bestimmte Zeitdauer in einen Brennraum eingespritzt. Dabei ist es aufgrund der sehr geringen Einspritzdauern, die im Mikrosekundenbereich liegen, erforderlich, die Austrittsöffnung des Injektors mit einer sehr hohen Frequenz zu öffnen beziehungsweise zu schließen. Dabei ist es in der Regel so, dass es quer durch den Zylinderkopf eines Motors verlaufendes Druckrohr vorhanden ist, von dem unter hohen Druck stehender Kraftstoff an die einzelnen Injektoren abgegeben wird.
Ein solcher Injektor verfügt typischerweise über eine Düsennadel (auch: Injektornadel), die einen mit einem hohen Druck beaufschlagten Kraftstoff bei Freigeben eines Austrittslochs des Injektors nach außen treten lässt. Diese Düsennadel wirkt im Zusammenspiel mit dieser Austrittsöffnung wie ein Pfropfen, der bei einem Anheben ein Austreten des Kraftstoffs ermöglicht. Demnach ist es also erforderlich, diese Nadel in relativ kurzen Zeitabständen anzuheben und nach einer kurzen Zeit erneut in die Austrittsöffnung zurückgleiten zu lassen. Dabei können hydraulische Servoventile verwendet werden, die das Auslösen dieser Bewegung ansteuern. Solche Ventile wiederum werden mithilfe eines Elektromagneten angesteuert. Alternativ dazu kann ein Piezoelement verwendet werden, das schneller als das mittels Elektromagneten angesteuerte Ventil reagiert.
Aufgrund der hohen Einspritzdrücke von über 2500 bar ist es nicht möglich, die Düsennadel direkt mithilfe eines Magnetventils anzusteuern beziehungsweise zu bewegen. Hierbei wäre die erforderliche Kraft zum Öffnen und Schließen der Düsennadel zu groß, sodass ein solches Verfahren nur mithilfe von sehr großen Elektromagneten realisierbar wäre. Eine solche Konstruktion scheidet aber aufgrund des nur beschränkt zur Verfügung stehenden Bauraums in einem Motor aus.
Typischerweise werden anstelle der direkten Ansteuerung sogenannte Servoventile verwendet, die die Düsennadel ansteuern und selbst über ein Elektromagnetventil bzw. Piezoventil gesteuert werden. Dabei wird in einem mit der Düsennadel zusammenwirkenden Steuerraum mithilfe des unter hohem Druck zur Verfügung stehenden Kraftstoffs ein Druckniveau aufgebaut, das auf die Düsennadel in Verschlussrichtung wirkt. Dieser Steuerraum, bzw. dieses Steuerventil ist typischerweise über eine Zulaufdrossel mit dem Hochdruckbereich des Kraftstoffs verbunden. Ferner weist dieser Steuerraum eine in der Sitzplatte angeordnete kleine verschließbare Ablaufdrossel auf, aus der der Kraftstoff hin zu einem Niederdruckbereich entweichen kann. Tut er dies, ist der Druck in dem Steuerraum und die auf die Düsennadel wirkende Verschlusskraft verringert, da der unter hohem Druck stehende Kraftstoff des Steuerraums in Richtung des duch das Magnetventil abgehobenen Ankers abfließen kann. Dadurch kommt es zu einer Bewegung der Düsennadel, welche die Austrittsöffnung an der Injektorspitze freigibt. Um die Bewegung der Düsennadel steuern zu können, wird also die Ablaufdrossel des Ventils mithilfe eines Ankerelements wahlweise verschlossen oder geöffnet. Zum weiteren Verständnis des allgemeinen Funktionsprinzips eines Kraftstoff! njektors wird nachfolgend dargelegt, dass die Sitzplatte ferner einen von oben nach unten verlaufenden Durchgang, der die Ablaufdrossel eines Injektors darstellt, aufweist. Durch Aufsetzen eines Ankerelements und Abdichten des Durchgangs füllt sich der darunter liegende Steuerraum über einen Zulauf mit unter hohem Druck befindlichen Kraftstoff, sodass die Düsennadel in ihre Verschlussposition gedrängt wird. Bei einem Abheben des Ankerelements von einer Durchgangsöffnung strömt der unter hohem Druck gespeicherte Kraftstoff ab und verringert den auf die Düsennadel wirkenden Krafteinfluss, sodass sich diese von ihren Auslassöffnungen abhebt und hierdurch Kraftstoff ausströmen kann.
Die nähere Funktionsweise eines Injektors ist beispielsweise in der DE 102017 116 383.2 wiedergegeben. Da das allgemeine Prinzip eines Injektors zum Einspritzen von Kraftstoff dem Fachmann bekannt ist, wird nachfolgend nicht tiefergehender auf die Funktionalität dieses Bauteils eingegangen.
Aus Kostengründen gibt es die Bestrebung, das quer durch den Zylinderkopf geführte Druckrohr zur Flochdruckkontaktierung wegzulassen. Jedoch ist es bei einem Common-Rail-System von Vorteil, ein großes Speichervolumen im System zur Verfügung zu haben, um dadurch die bei einer Einspritzung entstehenden Druckwellen zu dämpfen. Dieses Volumen soll dabei möglichst nah an der Einspritzdüse angebracht sein, um die in den Brennraum eingespritzte Menge an Kraftstoff möglichst konstant zu halten. Problematisch ist, dass mit steigenden Einspritzdrücken die thermische Belastung der Piezo- oder Magnetventilkomponenten immer höher wird, da der Kraftstoff im Ventilbereich von Hochdruck nach Niederdruck auf Umgebungstemperatur entspannt wird und dadurch Wärme freisetzt.
Aus dem Stand sind Injektorkonzepte bekannt, die auf einen Druckspeicher in dem Injektor bzw. Injektorgehäuse verzichten und nur eine Bohrung aufweisen, die von einem Anschluss zum Zuführen von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff nach unten zum Kraftstoffauslass (typischerweise in Form einer Düse) führt. Bei dieser Art von Injektoren bzw. Injektorgehäusen ist das Piezo- oder Magnetventil seitlich zur Injektormittelachse versetzt angeordnet.
Andere Injektoren bzw. Injektorgehäuse haben zwar einen integrierten Druckspeicher, wobei aber in diesem Fall das Piezo- oder Magnetventil massiver ausgeführt ist und außerhalb der Zylinderkopfbohrung für den Injektor sitzt. Nachteilhaft hieran ist, dass bei einer solchen Ausführung das Piezo- oder Magnetventil einer erhöhten thermischen Belastung unterliegt.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Injektorgehäuse bzw. ein Injektor zu schaffen, der sehr hohe Drücke verarbeiten kann und dennoch in seinen Fierstellungskosten akzeptabel ist und vorteilhafterweise kompakte Abmessungen mit sich bringt.
Dies gelingt mit einem Kraftstoffinjektorgehäuse, das sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Die Erfindung betrifft demnach ein Kraftstoffinjektorgehäuse, das einen Abschnitt zum Aufnehmen eines eine Düsennadel ansteuernden Magnet- oder Piezoventils, einen Druckspeicher zum Aufnehmen von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, und mindestens eine von dem Druckspeicher abgehende Kraftstoffleitung umfasst, die hin zu einem Kraftstoffauslassbereich des Injektorgehäuses führt. Das Gehäuse ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt zum Aufnehmen des Magnet- oder Piezoventils in Längsrichtung des Injektors gesehen zwischen dem Druckspeicher und dem Kraftstoffauslassbereich angeordnet ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, ein in das Gehäuse eingefügte Piezo- oder Magnetventil zu kühlen, so dass für das Piezo- oder Magnetventil deutlich günstigere Bauteile verwendet werden können. Indem das Piezo- oder Magnetventil zwischen dem Druckspeicher und dem Auslassbereich des Gehäuses anordenbar ist, sorgt die mindestens eine seitlich zu dem Abschnitt zum Aufnehmen des Magnet- oder Piezoventils verlaufende Kraftstoffleitung für eine kühlende bzw. temperierende Wirkung auf ein in das Gehäuse eingesetzte Piezo- oder Magnetventil. Das Piezo- oder Magnetventil ist den höchsten thermischen Beanspruchungen ausgesetzt, da durch das Abheben des Ankerelement von dem Steuerraum und der dadurch erfolgten Freigabe der Ablaufdrossel der unter hohem Druck stehende Kraftstoff in einen Niederdruckbereich entweichen kann, so dass bei der dabei erfolgten Entspannung des Kraftstoffs sehr hohe Temperaturen entstehen. Demzufolge sind die Bestandteile des Piezo- oder Magnetventils aus sehr hochwertigen und temperaturbeständigen Materialien zu fertigen.
Durch die Anordnung des Piezo- oder Magnetventils zwischen dem Druckspeicher und dem Auslassbereich, also dem Düsenbereich des Injektorgehäuses, strömt seitlich zu dem Abschnitt zum Aufnehmen des Piezo- oder Magnetventils frischer und kühler Kraftstoff, der ein in den Abschnitt aufgenommenes Piezo- oder Magnetventil kühlt. Durch diesen Kühleffekt ist es möglich, deutlich günstigere Werkstoffe im Bereich des Piezo- oder Magnetventils oder auch für das Piezo- oder Magnetventil selbst zu verwenden. Auch das Injektorgehäuse an sich muss nun in diesem Bereich nicht mehr so hohen Temperaturen widerstehen können, so dass auch hier eine günstigere Fertigung zum Einsatz kommen kann.
Nach der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der einem Auslassbereich des Gehäuses zugewandte Endbereich des Druckspeichers die Form einer Flalbkugel oder eines Zylinderkegels aufweist. Demnach kann also vorgesehen sein, dass die Flalbkugel oder der Zylinderkegel mit ihrer flachen Seite von dem Auslassbereich abgewandt ist, wobei vorzugsweise die Flalbkugel oder der Kegel so ausgerichtet ist, dass eine Normale auf den flachen Bereich der Flalbkugel bzw. der Kegelgrundfläche parallel zur Längsachse des Injektorgehäuses ist. Weiter kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Kraftstoffleitung von dem halbkugelförmigen bzw. kegelförmigen Endbereich des Druckspeichers abgeht und sich von dort aus hin zum Auslassbereich des Gehäuses erstreckt. Die Halbkugelform oder die Kegelform sind besonders einfach zu erstellende Formen zum Abschluss des Druckspeichers, an denen sich die schräge zur Längsachse des Druckspeichers verlaufende mindestens eine Kraftstoffleitung anschließen kann. So kann nach einer optionalen Fortbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die mindestens eine Kraftstoffleitung von einem dem Auslassbereich des Gehäuses zugewandten Endbereich des Druckspeichers abgeht, wobei vorzugsweise der Endbereich in dem in Längsrichtung des Gehäuses gesehenen letzten Fünftel, bevorzugterweise letzten Zehntel des Druckspeichers liegt.
Ferner kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass der Druckspeicher eine im Wesentlichen längliche Form aufweist, und sich vorzugsweise parallel zur Längsrichtung des Gehäuses erstreckt. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass der Druckspeicher an seinem vom Auslassbereich abgewandten Ende direkt in einen Injektorgehäuseanschluss übergeht, der in seinem Innenumfang ein Innengewinde zum Zusammenwirken mit einem einschraubbaren und mit einem Außengewinde versehenen Kraftstoffanschluss aufweist.
Nach der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Druckspeicher in seiner Querrichtung einen Durchmesser aufweist der größer als der Durchmesser der vom Druckspeicher abgehenden mindestens einen Kraftstoff leitung ist, vorzugsweise ist der Durchmesser des Druckspeichers mindestens doppelt so groß, bevorzugterweise mindestens dreimal oder viermal so groß wie der Durchmesser des mindestens einen Kraftstoffleitung.
Nach einer optionalen Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Druckspeicher in dem Gehäuse mittig auf der Injektorgehäusemittelachse angeordnet ist. Bei einer mittigen Anordnung ist das Vorsehen der Kraftstoffleitungen einfacher Umzusetzen als bei einer aus der Mitte versetzten Anordnung. Zudem wird bei Vorhandensein von mehreren Kraftstoffleitungen ein besonders wirkungsvolles Gitter aus Kraftstoffleitungen zum Kühlen des Magnet- oder Piezoventils geschaffen, das eine gleichmäßige Kühlung erzeugt.
Nach der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Abschnitt zum Aufnehmen des Magnet- oder Piezoventils, ein Abschnitt zum Vorsehen eines Steuerventils und ein Abschnitt zum Aufnehmen einer Düsennadel in den unteren 100 mm, vorzugsweise in den unteren 80 mm und bevorzugterweise in den unteren 60 mm des Gehäuses (1) angeordnet sind. Dabei können diese 100 mm, bzw. 80 mm bzw. 60 mm von der Injektorspitze entlang der Längsrichtung des Injektors gemessen werden.
Das Kraftstoffinjektorgehäuse kann mit einem Filter, das stromaufwärts des Druckspeichers oder in dem Druckspeicher angeordnet ist, versehen sein. Dieses Filter dient dazu, um Fremdpartikel eines bestimmten Durchmessers von den im Durchmesser kleinen Kraftstoffleitungen und auch dem Auslassbereich des Gehäuses, der in der Regel über kleine Düsenspritzlöcher verfügt, fernzuhalten. Nach der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass bei einem Vorhandensein von mehreren Kraftstoffleitungen diese an einer Stelle im Querschnitt des Injektors voneinander beabstandet sind, insbesondere äquidistant voneinander beabstandet sind, und sich vorzugsweise zwischen ihnen der Abschnitt zum Aufnehmen des Magnet- oder Piezoventils befindet.
Nach der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei einem Vorhandensein von mehreren Kraftstoffleitungen diese im Querschnitt um den Abschnitt zum Aufnehmen des Magnet- oder Piezoventils herum angeordnet sind. Ferner können die mehreren Kraftstoffleitungen abschnittsweise parallel zueinander verlaufen, vorzugsweise auch parallel zu einer Längsrichtung des Injektorgehäuses, so dass bevorzugterweise die mehreren Kraftstoffleitungen eine Art Gitterkäfig definieren, in dessen Innerem der Abschnitt zum Aufnehmen des Magnet- oder Piezoventils angeordnet ist.
Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse mit einem Anschluss zum Zuführen von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, der stromaufwärts des Druckspeichers angeordnet ist und mit diesem in einer Fluidverbindung steht, versehen ist, wobei vorzugsweise eine Einspritzleitung direkt an das Gehäuse anschließbar ist, bspw. über eine Gewindeverbindung. Weiter kann vorgesehen sein, dass der Übergangsbereich von Druckspeicher zu der mindestens einen Kraftstoffleitung verrundet ist, vorzugsweise durch hydroerosives Verrunden und/oder ECM-Entgraten, also einer elektrochemischen Metallbearbeitung der Bohrungsverschneidung. Dies führt zu einem strömungstechnisch optimierten Einlauf von Kraftstoff in die mindestens eine Kraftstoffleitung.
Ferner kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass der Druckspeicher und/oder die mindestens eine Kraftstoffleitung eine Bohrung ist. Die Erfindung betrifft zudem einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff mit einem Gehäuse nach einer der vorhergehenden Varianten.
Dabei kann vorgesehen sein, dass eine Einspritzleitung, die dazu ausgelegt ist, unter hohem Druck stehenden Kraftstoff zu führen, direkt mit dem Gehäuse verbunden ist.
Die Erfindung betrifft zudem einen Motor mit einem Injektor nach einer der vorhergehenden Varianten. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden aufgrund der nachfolgenden Figurenbeschreibung ersichtlich. Dabei zeigt die einzige Figur : Fig. 1: eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen
Injektorgehäuses.
Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Injektorgehäuses 1, das an seinem distalen Endbereich mit einer Düsenspannmutter 9 versehen ist.
Das Injektorgehäuse 1 weist einen Abschnitt 8 zum Aufnehmen einer Düsennadel, einen Abschnitt 7 zum Anordnen eines Steuerventils und einen Abschnitt 2 zum Anordnen eines Magnet- oder Piezoventils auf. Ferner erkennt man einen Druckspeicher 3 zum Aufnehmen von unter Druck stehenden Kraftstoff von dessen zur Injektorspitze gewandten Endbereich mehrere Kraftstoffkanäle 4, 6 abgehen. Ausgehend von dem Endbereich des Druckspeichers 3 verlaufen diese zu einem Randbereich des Gehäuses 1, so dass der Abschnitt 2 zum Aufnehmen des Piezo- oder Magnetventils von den mehreren Kraftstoffleitungen umgeben ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das besonders hohen Temperaturen ausgesetzte Magnet- oder Piezoventil durch den über die Kraftstoffleitung zulaufenden Kraftstoff gekühlt wird, so dass dadurch die Temperatur des Magnet- oder Piezoventils gesenkt werden kann und die Komponenten weniger temperaturbeständig ausgebildet sein können.
Das Vorhandensein des Druckspeichers 3 in dem Gehäuse 1 ist zudem von Vorteil, da die beim Kraftstoffauslass erzeugten Druckwellen, die sich über den Kraftstoff stromaufwärts ausbreiten, in dem Druckspeicher abgedämpft werden und somit an die dem Injektorgehäuse stromaufwärts angeordneten Komponenten geringere Anforderungen an deren Dichtheit gestellt werden.
Dem Fachmann ist klar, dass die grundlegenden Vorteile auch bereits dann erreicht werden, wenn es lediglich eine Kraftstoffleitung gibt, die den Druckspeicher mit dem Auslassbereich verbindet.
Jedoch können auch wie dargestellt mehrere Kraftstoffleitungen 4 von dem Druckspeicher 3 abgehen, wobei die Anzahl der Kraftstoffleitungen und deren Durchmesser in Abhängigkeit von dem erforderlichen Düsendurchfluss gewählt werden kann.
Die Fig. 1 zeigt ebenfalls die Möglichkeit, wonach das Gehäuse mehrteilig ausgeführt ist, bspw. indem ein Gehäuseteil zum Aufnehmen von Steuerventil und Düsennadel (entspricht den Abschnitten 7 und 8) über eine Düsenspannmutter 9 dichtend an einen weiteren Gehäuseteil gepresst wird, der die mindestens eine Kraftstoffleitung und den Druckspeicher enthält. Um diese Abschnitte an den weiteren Gehäuseteil drängen zu können, kann die Düsenspannmutter 9 mit einem Innengewinde in ein Außengewinde des weiteren Gehäuseteils eingreifen.
Der Druckspeicher 3 besitzt zudem einen länglichen Körper, der sich parallel zur Längsachse des Injektorgehäuses 1 erstreckt und an seinem vom Auslassbereich 5 abgewandten Ende direkt in einen Anschluss 10 zum Befestigen einer Kraftstoffzufuhrleitung übergeht. Dieser Anschluss 10 kann durch ein Innengewinde oder eine Außengewinde oder dergleichen umgesetzt sein und ist vorzugsweise von dem Druckspeicher durch ein Filter zum Ausfiltern von Partikeln mit einer bestimmten Mindestgröße getrennt.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffinjektorgehäuse (1), umfassend: einen Abschnitt (2) zum Aufnehmen eines eine Düsennadel ansteuernden Magnet- oder Piezoventils, einen Druckspeicher (3) zum Aufnehmen von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, und mindestens eine von dem Druckspeicher (3) abgehende Kraftstoffleitung (4), die hin zu einem Kraftstoffauslassbereich (5) des Gehäuses (1) führt, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (2) zum Aufnehmen des Magnet- oder Piezoventils in Längsrichtung des Gehäuses (1) gesehen zwischen dem Druckspeicher (3) und dem Kraftstoffauslassbereich (5) angeordnet ist.
2. Gehäuse (1) nach Anspruch 1, wobei der einem Auslassbereich (5) des Gehäuses (1) zugewandte Endbereich (6) des Druckspeichers (3) die Form einer Halbkugel aufweist.
3. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Kraftstoffleitung (4) von einem dem Auslassbereich (5) des Gehäuses (1) zugewandten Endbereich (6) des Druckspeichers (3) abgeht.
4. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Druckspeicher (3) eine im Wesentlichen längliche Form aufweist, und sich vorzugsweise parallel zur Längsrichtung des Gehäuses (1) erstreckt.
5. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druckspeicher (3) einen Durchmesser aufweist der größer als der Durchmesser der vom Druckspeicher (3) abgehenden mindestens einen Kraftstoffleitung (4) ist, vorzugsweise ist der Durchmesser des Druckspeichers (3) mindestens doppelt so groß, bevorzugterweise mindestens dreimal oder viermal so groß.
6. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Druckspeicher (3) in dem Gehäuse (1) mittig auf der Injektorgehäusemittelachse angeordnet ist.
7. Gehäuse (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschnitt (2) zum Aufnehmen des Magnet- oder Piezoventils, ein Abschnitt (7) zum Vorsehen eines Steuerventils und ein Abschnitt (8) zum Aufnehmen einer Düsennadel in den unteren 100 mm, vorzugsweise in den unteren 80 mm und bevorzugterweise in den unteren 60 mm des Gehäuses (1) angeordnet sind.
8. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem
Filter, das stromaufwärts des Druckspeichers (3) oder in dem Druckspeicher (3) angeordnet ist.
9. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einem Vorhandensein von mehreren Kraftstoffleitungen (4) diese an einer Stelle im Querschnitt des Injektors äquidistant voneinander beabstandet sind und sich vorzugsweise zwischen ihnen der Abschnitt (2) zum Aufnehmen des Magnet- oder Piezoventils befindet.
10. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Anschluss (10) zum Zuführen von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, der stromaufwärts des Druckspeichers (3) angeordnet ist und mit diesem in einer Fluidverbindung steht, wobei vorzugsweise eine Einspritzleitung direkt an das Gehäuse (1) anschließbar ist.
11. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bereich im Druckspeicher (3) im Übergang zu der mindestens einen Kraftstoffleitung (4) verrundet ist, vorzugsweise durch hydroerosives Verrunden und/oder ECM- Entgraten, also einer elektrochemischen Metallbearbeitung der Bohrungsverschneidung.
12. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druckspeicher (3) und/oder die mindestens eine Kraftstoffleitung (4) eine Bohrung ist.
13. Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff mit einem Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Injektor nach Anspruch 13, wobei eine Einspritzleitung, die unter hohem Druck stehenden Kraftstoff führt, direkt mit dem Gehäuse (1) verbunden ist.
15. Motor mit einem Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 der
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