DE102004028195A1

DE102004028195A1 - Injection valve with Schließdruckbeaufschlagung the valve needle

Info

Publication number: DE102004028195A1
Application number: DE200410028195
Authority: DE
Inventors: Maximilian Kronberger; Robert SCHÄPERS
Original assignee: Volkswagen Mechatronic GmbH and Co KG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2005-12-29
Also published as: WO2005121545A1

Abstract

Es wird eine Pumpe-Düse-Einheit beschrieben, bei der über einen Zulaufkanal und ein Steuerventil ein Druckkanal mit einer Kraftstoffpumpe mit Kraftstoff versorgt wird. Der Druckkanal ist an eine vorgespannte Einspritznadel gekoppelt, die bei einem festgelegten Kraftstoffdruck von einem zugeordneten Dichtsitz abhebt und die Einspritzung beginnt. Bei geöffnetem Steuerventil wird der von der Kraftstoffpumpe im Verdichtungstakt ausgestoßene Kraftstoff zurück in den Zulaufkanal und in den Druckkanal befördert, so dass Druckschwankungen entstehen. Damit ein relativ geringer Einspritzdruck zum Öffnen der Einspritznadel eingestellt werden kann, wird die Einspritznadel über einen Federraum zusätzlich mit dem Kraftstoffdruck in Richtung auf den Dichtsitz beaufschlagt, der im Zulaufkanal herrscht. Dazu ist der Federraum über eine Zulaufdrossel an den Zulaufkanal angeschlossen. Im Federraum ist zudem die Vorspannfeder angeordnet, die die Einspritznadel auf den Dichtsitz vorspannt.A pump-nozzle unit is described in which a pressure channel is supplied with fuel via a feed channel and a control valve with a fuel pump. The pressure channel is coupled to a preloaded injection needle which lifts at a specified fuel pressure from an associated sealing seat and injection begins. When the control valve is open, the fuel ejected by the fuel pump in the compression stroke is conveyed back into the inlet channel and into the pressure channel, so that pressure fluctuations occur. So that a relatively low injection pressure for opening the injection needle can be adjusted, the injection needle is additionally acted upon by a spring chamber with the fuel pressure in the direction of the sealing seat, which prevails in the inlet channel. For this purpose, the spring chamber is connected via an inlet throttle to the inlet channel. In the spring chamber also the biasing spring is arranged, which biases the injection needle to the sealing seat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to an injection valve according to the preamble of the claim 1.

Einspritzventile, insbesondere moderne Diesel-Einspritzventile, benötigen für eine saubere Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes eine sehr präzise Regelung der Einspritzvorgänge. Dabei sind wesentliche Parameter die Einspritzzeit, das Einspritzende und das dynamische Verhalten der Ventilnadel beim Beginn und beim Ende der Einspritzung. Da bei Diesel-Einspritzsystemen hohe Kraftstoffdrücke von 2000 bar und darüber verwendet werden, bestehen hohe Anforderungen an das dynamische Verhalten der Einspritzventile.Injectors, especially modern diesel injectors, need for one clean combustion of the injected fuel a very precise regulation the injection processes. Essential parameters are the injection time, the end of injection and the dynamic behavior of the valve needle at the beginning and at the End of the injection. As with diesel injection systems high fuel pressures of 2000 bar and above are used, there are high demands on the dynamic Behavior of injectors.

Aus EP 0 675 282 B1 ist eine Pumpe-Düse-Anordnung bekannt, bei der eine Kraftstoffpumpe in Zusammenspiel mit einem Steuerventil den Einspritzvorgang steuert. In der bekannten Anordnung wird aus einem Kraftstofftank über das Steuerventil Kraftstoff der Kraftstoffpumpe zur Verfügung gestellt. Die Kraftstoffpumpe ist über eine weitere Leitung mit einem Druckraum verbunden, in dem die Einspritznadel des Einspritzventils angeordnet ist. Die Einspritznadel weist im Druckraum Druckflächen auf, wobei der an den Druckflächen anliegende Kraftstoffdruck die Einspritznadel vom Dichtsitz abhebt. Die Einspritznadel ist über eine Vorspannfeder, die in einem Federraum angeordnet ist, gegen den Dichtsitz vorgespannt. Der Federraum ist über eine Kraftstoffleitung an die Zuleitung angeschlossen, die das Rückschlagventil mit dem Steuerventil verbindet. Die Zuleitung ist über ein Rückschlagventil mit einem Kraftstoffrücklauf verbunden. Durch die Ankopplung des Federraumes an die Zuleitung wird die Einspritznadel über den Kraftstoffdruck zusätzlich zur Vorspannfeder gegen den Dichtsitz vorgespannt. In Abhängigkeit von der Schließstellung des Steuerventils wird der von der Kraftstoffpumpe verdichtete Kraftstoff in den Druckraum oder über die Zuleitung und das Rückschlagventil zum Kraftstofftank zurückgeführt. Eine Einspritzung wird gestartet, wenn beim Verdichtungsvorgang der Kraftstoffpumpe das Steuerventil geschlossen ist und dadurch der Kraftstoffdruck im Druckraum über einen festgelegten Wert steigt, so dass die Einspritznadel aufgrund des Druckes im Druckraum gegen die Vorspannung der Vorspannfeder und gegen den Kraftstoffdruck im Federraum vom Dichtsitz abgehoben wird.Out EP 0 675 282 B1 a pump-nozzle arrangement is known in which a fuel pump in conjunction with a control valve controls the injection process. In the known arrangement, the fuel pump is made available from a fuel tank via the control valve fuel. The fuel pump is connected via a further line to a pressure chamber in which the injection needle of the injection valve is arranged. The injection needle has pressure surfaces in the pressure chamber, wherein the pressure applied to the pressure surfaces fuel pressure lifts the injection needle from the sealing seat. The injection needle is biased by a biasing spring, which is arranged in a spring chamber, against the sealing seat. The spring chamber is connected via a fuel line to the supply line, which connects the check valve with the control valve. The supply line is connected via a check valve with a fuel return. By coupling the spring chamber to the supply line, the injection needle is biased by the fuel pressure in addition to the biasing spring against the sealing seat. Depending on the closed position of the control valve, the fuel compressed by the fuel pump is returned to the pressure chamber or via the supply line and the check valve to the fuel tank. An injection is started when the control valve is closed during the compression process of the fuel pump and thereby the fuel pressure in the pressure chamber above a predetermined value, so that the injection needle is lifted due to the pressure in the pressure chamber against the bias of the biasing spring and against the fuel pressure in the spring chamber from the sealing seat ,

In einer weiteren Ausführungsform ist das Rückschlagventil durch ein Ventil ersetzt, das durch einen Federteller als Schließglied gebildet ist. Der Federteller ist über einen Federkolben mit der Ventilnadel gekoppelt und die Vorspannfeder ist zur Vorspannung der Ventilnadel auf dem Federteller abgestützt. Befindet sich die Einspritznadel auf dem Dichtsitz, so dass keine Einspritzung erfolgt, dann ist das Ventil geöffnet, so dass der von der Kraftstoffpumpe verdichtete Kraftstoff bei geöffnetem Steuerventil über den Federraum vorbei am Federteller zum Kraftstofftank zurückbefördert wird. Findet eine Einspritzung statt, so ist die Einspritznadel vom Dichtsitz abgehoben. Wird nun das Steuerventil geöffnet, dann wird der von der Kraftstoffpumpe bereitgestellte Kraftstoffdruck über das Steuerventil in den Federraum und damit auf den Federteller geleitet. Da das Federtellerventil geschlossen ist, wirkt der im Federraum herrschende Kraftstoffdruck auf die Einspritznadel und unterstützt den Schließvorgang der Einspritznadel, bis das Federtellerventil geöffnet wird.In a further embodiment is the check valve replaced by a valve formed by a spring plate as a closing member is. The spring plate is over a spring piston coupled to the valve needle and the biasing spring is supported to bias the valve needle on the spring plate. is the injection needle on the sealing seat, so no injection done, then the valve is open, so that the compressed by the fuel pump fuel when open Control valve over the spring chamber is conveyed past the spring plate to the fuel tank. If an injection takes place, the injection needle is off the sealing seat lifted. Now, if the control valve is opened, then the of the Fuel pump provided fuel pressure via the control valve in the Spring chamber and thus directed to the spring plate. As the spring seat valve is closed, acting in the spring chamber fuel pressure on the injection needle and supports the closing process the injection needle until the spring valve is opened.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Einspritzventil bereitzustellen.The The object of the invention is an improved injection valve provide.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Einspritzventil gemäß Patentanspruch 1 gelöst.The The object of the invention is achieved by the injection valve according to claim 1 solved.

Ein Vorteil des beschriebenen Einspritzventils besteht darin, dass die Einspritznadel über einen Kraftstoffdruck im Federraum vorgespannt wird, der an den Kraftstoffdruck, der in dem Zulaufkanal zum Steuerventil herrscht, gedämpft gekoppelt ist. Dadurch wird eine verbesserte Funktion der Druckbeaufschlagung der Einspritznadel erreicht. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass der Federraum über eine Federraumdrossel an den Zulaufkanal angeschlossen ist, die das Steuerventil mit einem Kraftstoffreservoir verbindet.One Advantage of the injection valve described is that the Injection needle over a fuel pressure is biased in the spring chamber, to the Fuel pressure, which prevails in the inlet channel to the control valve, muted is coupled. This will provide an improved function of pressurization reaches the injection needle. This advantage is achieved by that the spring space over a Spring chamber throttle is connected to the inlet channel, which is the control valve connects with a fuel reservoir.

Weiterhin ist im Zulaufkanal eine Zulaufdrossel vorgesehen, die den Zulaufkanal über einen kurzen Abschnitt verjüngt. Zwischen der Zulaufdrossel und dem Steuerventil ist die Federraumdrossel an den Zulaufkanal angeschlossen. Durch die Anordnung der Zulaufdrossel ist bei einem Spülvorgang, bei dem das Steuerventil geöffnet ist, um Kraftstoff von der Pumpe über das Steuerventil zurück in das Kraftstoffreservoir zu pumpen, der Kraftstoffdruck zwischen dem Steuerventil und der Zulaufdrossel erhöht. Somit ist in dieser Situation der über den Zulaufkanal und die Zulaufdrossel auf die Einspritznadel einwirkende Kraftstoffdruck erhöht. Auf diese Weise wird erreicht, dass auch in der Situation, in der keine Einspritzung erfolgt, die Einspritznadel sicher auf dem Dichtsitz gehalten wird. Dies bietet den Vorteil, dass der für das Abheben der Einspritznadel erforderliche minimale Kraftstoffdruck reduziert werden kann. Der minimale Kraftstoffdruck, bei dem die Einspritznadel vom Dichtsitz abhebt und eine Einspritzung startet, wird bei geschlossenem Steuerventil im Wesentlichen durch die Vorspannkraft der Vorspannfeder festgelegt.Farther is provided in the inlet channel an inlet throttle, the inlet channel via a tapered short section. Between the inlet throttle and the control valve is the spring chamber throttle connected to the inlet channel. By the arrangement of the inlet throttle is at a rinse, at the control valve is opened is to return fuel from the pump via the control valve back into the fuel reservoir to pump, the fuel pressure between the control valve and the Inlet throttle increased. Thus, in this situation, the over the inlet channel and the Inlet throttle acting on the injection needle fuel pressure elevated. In this way it is achieved that even in the situation in which no Injection takes place, the injection needle securely on the sealing seat is held. This offers the advantage of being for taking off the injection needle required minimum fuel pressure is reduced can be. The minimum fuel pressure at which the injection needle from the sealing seat and starts an injection, is closed Control valve essentially by the biasing force of the biasing spring established.

Auf diese Weise wird die bei der Verbrennung des Kraftstoffes entstehende Geräuschentwicklung deutlich reduziert und trotzdem wird die Einspritznadel über die Druckbeaufschlagung durch den Federraum in Zeiten, zu denen das Steuerventil geöffnet ist und keine Einspritzung erfolgen soll, sicher auf dem Dichtsitz gehalten.On This will be the result of combustion of the fuel noise significantly reduced and still the injection needle on the Pressurization by the spring chamber in times to which the Control valve open is and no injection should take place, safe on the sealing seat held.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims specified.

Vorzugsweise sind die Federraumdrossel und die Zulaufdrossel in einer Zwischenscheibe angeordnet, die den Federraum nach oben begrenzt.Preferably are the spring chamber throttle and the inlet throttle in an intermediate disc arranged, which limits the spring chamber upwards.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zudem eine Pumpenraumdrossel, die die Kraftstoffpumpe mit dem Druckkanal verbindet, in der Zwischenscheibe angeordnet. Auf diese Weise ist eine präzise und kostengünstige Fertigung der Drosseln möglich.In a further preferred embodiment is also a pump room throttle, the fuel pump with the Pressure channel connects, arranged in the washer. To this Way is precise and cost-effective Production of the chokes possible.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Federteller vorgesehen, der eine größere wirksame Fläche zur Übertragung des im Federraum herrschenden Druckes auf die Einspritznadel bereit stellt. Damit wird eine auf die Einspritznadel wirkende Druckerhöhung erreicht. Dies unterstützt auch bei geringen Drücken im Federraum die Vorspannkraft, die auf die Einspritznadel wirkt.In a further preferred embodiment a spring plate is provided which has a larger effective area for transmission the pressure prevailing in the spring chamber pressure on the injection needle provides. This achieves an increase in pressure acting on the injection needle. This supports even at low pressures in the spring chamber the preload force acting on the injection needle.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Federteller über einen umlaufenden Dichtspalt von der Innenwandung des Federraumes beabstandet. Zudem ist der Bereich des Federraumes, der zwischen dem Federteller und der Einspritznadel ausgebildet ist, über eine zweite Federraumdrossel mit dem Zulaufkanal verbunden. Die zweite Federraumdrossel mündet zwischen einem Eingangsbereich des Zulaufkanals und der Zulaufdrossel in den Zulaufkanal. Diese Ausbildung bietet den Vorteil, dass eine zusätzliche Druckerhöhung erreicht wird und dadurch der im Federraum wirkende Druck dynamischer auf die Einspritznadel übertragen wird.In a further preferred embodiment is the spring plate over a circumferential sealing gap spaced from the inner wall of the spring chamber. In addition, the area of the spring space between the spring plate and the injection needle is formed, via a second spring chamber throttle connected to the inlet channel. The second spring chamber choke opens between an inlet area of the inlet channel and the inlet throttle in the inlet channel. This training offers the advantage that a additional pressure increase is achieved and thereby the pressure acting in the spring chamber dynamic transferred to the injection needle becomes.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Seitenwand des Federtellers, die der Innenwandung des Federraumes zugeordnet ist, abgerundet ausgebildet. Eine zusätzliche Verbesserung wird dadurch erreicht, dass die Seitenwand als Teilschnittku gelfläche ausgebildet ist, so dass ein Verkanten des Federtellers bei einem Verkippen des Federtellers sicher vermieden wird.In a preferred embodiment is a side wall of the spring plate, which is the inner wall of the spring chamber is assigned, rounded formed. An additional improvement is thereby achieved that the side wall formed as Teilschnittku gelfläche is, so that tilting of the spring plate when tilting the spring plate is safely avoided.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Vorspannfeder zwischen dem Federteller und einer in den Federraum eingepressten Hülse eingespannt. In der Hülse ist eine Öffnung vorgesehen, durch die eine Kolbenstange geführt ist. Die Kolbenstange am dem Federteller befestigt und bewirkt eine Führung des Federtellers im Federraum.In a further preferred embodiment is the biasing spring between the spring plate and one in the Spring chamber pressed sleeve clamped. In the sleeve is an opening provided through which a piston rod is guided. The piston rod at attached to the spring plate and causes a guide of the spring plate in the spring chamber.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Zulaufdrossel und die erste Federraumdrossel annähernd den gleichen Querschnitt auf. Dies führt zu günstigen Druckverhältnissen, die eine effiziente Vorspannung der Einspritznadel unterstützen.In a preferred embodiment have the inlet throttle and the first spring chamber throttle approximately the same cross-section. this leads to at cheap Pressure conditions, which support an efficient bias of the injection needle.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Federraumdrossel einen kleineren Querschnitt als die erste Federraumdrossel auf. Damit werden verbesserte Druckverhältnisse im Federraum bewirkt.In a further preferred embodiment the second spring space choke has a smaller cross-section than the first spring chamber throttle on. This will improve pressure conditions effected in the spring chamber.

Vorzugsweise mündet die zweite Federraumdrossel zwischen einem Einlassbereich des Zulaufkanals und der Zulaufdrossel in den Zulaufkanal.Preferably ends the second spring space throttle between an inlet region of the inlet channel and the inlet throttle in the inlet channel.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mündet die erste Federraumdrossel direkt nach der Zulaufdrossel in den Zulaufkanal. Zudem ist es vorteilhaft, ein festgelegtes Dämpfungsvolumen zwischen der Zulaufdrossel und dem Steuerventil im Zulaufkanal auszubilden. Dadurch werden Druckschwankungen, die ebenfalls auf die Einspritznadel über die erste Federraumdrossel wirken, ausgeglichen.In a further preferred embodiment ends the first spring chamber choke directly after the inlet throttle in the Inlet channel. In addition, it is advantageous to have a fixed damping volume form between the inlet throttle and the control valve in the inlet channel. This causes pressure fluctuations, which also affect the injection needle over the first spring chamber throttle act balanced.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.The The invention will be explained in more detail with reference to FIGS.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Pumpe-Düse-Einheit; und 1 shows a cross section through a pump-nozzle unit; and

2 zeigt einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Pumpe-Düse-Einheit. 2 shows a section of a second embodiment of a pump-nozzle unit.

1 zeigt im Querschnitt eine Pumpe-Düse-Einheit 1, die im Wesentlichen aus einem Einspritzventil 2, einem Aktor 3, einer Kraftstoffpumpe 5 und einem Steuerventil 4 aufgebaut ist. Der Aktor 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form eines piezoelektrischen Aktors ausgeführt, der in Abhängigkeit von der Bestromung des Steuerventil 4 öffnet oder schließt. Die Pumpe-Düse-Einheit weist zudem die Kraftstoffpumpe 5 auf, die von einer Nockenwelle betätigt wird. Im Einspritzventil 2 ist ein Zulaufkanal 6 vorgesehen, der zum Steuerventil 4 geführt ist. Der Zulaufkanal 6 steht über das Steuerventil 4 mit einem Druckkanal 7 in Verbindung. Der Druckkanal 7 ist über eine Pumpendrossel 8 mit einem Pumpraum 9 der Kraftstoffpumpe 5 verbunden. Zudem ist der Druckkanal 7 in einen Druckraum 10 geführt, der zwischen einer Einspritznadel 11 und einen Düsenkörper 13 eingebracht ist. Im Düsenkörper 13 ist ein Nadelraum 12 ausgebildet, in dem die Einspritznadel 11 verschiebbar angeordnet ist. Die Einspritznadel 11 ist mit einer Dichtfläche, die an der Spitze der Einspritznadel 11 angeordnet ist, einem Dichtsitz 14 zugeordnet, der an einer Innenwandung am Nadelraum 12 ausgebildet ist. Der Dichtsitz 14 ist zwischen einem Einspritzloch 15 und dem Druckraum 10 angeordnet. Zwischen der Einspritznadel 11 und dem Düsenkörper 13 sind Kraftstoffkanäle ausgebildet, die bei einer vom Dichtsitz 14 abgehobenen Einspritznadel 11 eine Verbindung zwischen dem Einspritzloch 15 und dem Druckraum 10 für eine Einspritzung herstellen. Die Einspritznadel 11 ist über einen Nadelkolben 16 nach oben in einen Federraum 17 geführt. 1 shows in cross section a pump-nozzle unit 1 which essentially consists of an injection valve 2 an actor 3 , a fuel pump 5 and a control valve 4 is constructed. The actor 3 is executed in the illustrated embodiment in the form of a piezoelectric actuator, in response to the energization of the control valve 4 opens or closes. The unit injector also has the fuel pump 5 on which is actuated by a camshaft. In the injection valve 2 is an inlet channel 6 provided to the control valve 4 is guided. The inlet channel 6 is above the control valve 4 with a pressure channel 7 in connection. The pressure channel 7 is over a pump throttle 8th with a pump room 9 the fuel pump 5 connected. In addition, the pressure channel 7 in a pressure room 10 passed between an injection needle 11 and a nozzle body 13 is introduced. In the nozzle body 13 is a needle room 12 formed in which the injection needle 11 slidably arranged. The A injection needle 11 is with a sealing surface, which is at the top of the injection needle 11 is arranged a sealing seat 14 assigned to an inner wall on the needle space 12 is trained. The seal seat 14 is between an injection hole 15 and the pressure room 10 arranged. Between the injection needle 11 and the nozzle body 13 are fuel channels formed at one of the sealing seat 14 lifted injection needle 11 a connection between the injection hole 15 and the pressure room 10 for an injection. The injection needle 11 is over a needle piston 16 up into a spring chamber 17 guided.

Im Bereich des Druckraumes 10 weist die Einspritznadel 11 Druckflächen 18 in der Weise auf, dass der im Druckraum 10 herrschende Druck die Einspritznadel 11 vom Dichtsitz 14 weg vorspannt.In the area of the pressure room 10 has the injection needle 11 Imprint areas 18 in the way on that in the pressure room 10 prevailing pressure the injection needle 11 from the seal seat 14 strained away.

Der Federraum 17 ist im Wesentlichen als zylindrische Bohrung ausgeführt, wobei im Federraum 17 eine Vorspannfeder 19 angeordnet ist. Die Vorspannfeder 19 ist zwischen einem Federteller 20 und einer Hülse 21 eingespannt. Der Federteller 20 steht in Wirkverbindung mit dem Nadelkolben 16. Die Hülse 21 ist im oberen Endbereich des Federraumes 17 angeordnet und vorzugsweise über einen Presssitz gehaltert. Die Hülse 21 weist eine mittlere Bohrung 22 auf, die den Bereich oberhalb der Hülse 21 mit dem Bereich unterhalb der Hülse 21, in dem der Federteller 20 angeordnet ist, verbindet. Es ist eine Federraumdrossel 23 vorgesehen, die den Federraum 17 oberhalb der Hülse 21 mit dem Zulaufkanal 6 verbindet. Im Zulaufkanal 6 ist eine Zulaufdrossel 27 angeordnet, wobei zwischen dem Steuerventil 4 und der Zulaufdrossel 27 ein Dämpfungsabschnitt 26 ausgebildet ist. Die Federraumdrossel 23 mündet vorzugsweise zwischen der Zulaufdrossel 27 und dem Steuerventil 4 in den Zulaufkanal 6. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mündet die Federraumdrossel 23 in den Zulaufkanal 6 direkt bei der Zulaufdrossel 27. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Platte 24 vorgesehen, die einen Teil des Einspritzventils 2 darstellt und den Federraum 17 nach oben hin begrenzt. In der Platte 24 sind vorzugsweise die Zulaufdrossel 27, die Federraumdrossel 23 und die Pumpendrossel 8 angeordnet. Weiterhin sind der Zulaufkanal 27 und der Druckkanal 7 durch die Platte 24 geführt. Anstelle einer Platte 24 kann auch jede andere Art von Bauteil vorgesehen sein, in dem die vorgenannten Elemente enthalten sind. Die Anordnung der Zulaufdrossel 27 und der Federraumdrossel 23 in einer Platte 24 Bauteil weist den Vorteil auf, dass die Drosseln einfach und präzise bearbeitbar sind.The spring chamber 17 is designed essentially as a cylindrical bore, wherein in the spring chamber 17 a biasing spring 19 is arranged. The biasing spring 19 is between a spring plate 20 and a sleeve 21 clamped. The spring plate 20 is in operative connection with the needle piston 16 , The sleeve 21 is in the upper end of the spring chamber 17 arranged and preferably supported via a press fit. The sleeve 21 has a middle hole 22 on top of the area above the sleeve 21 with the area below the sleeve 21 in which the spring plate 20 is arranged, connects. It is a spring chamber throttle 23 provided the spring space 17 above the sleeve 21 with the inlet channel 6 combines. In the inlet channel 6 is an inlet throttle 27 arranged, being between the control valve 4 and the inlet throttle 27 a damping section 26 is trained. The spring chamber throttle 23 preferably opens between the inlet throttle 27 and the control valve 4 in the inlet channel 6 , In a further preferred embodiment, the spring chamber throttle opens 23 in the inlet channel 6 directly at the inlet throttle 27 , In a preferred embodiment, a plate 24 provided, which is part of the injection valve 2 represents and the spring chamber 17 limited to the top. In the plate 24 are preferably the inlet throttle 27 , the spring chamber choke 23 and the pump throttle 8th arranged. Furthermore, the inlet channel 27 and the pressure channel 7 through the plate 24 guided. Instead of a plate 24 It is also possible to provide any other type of component in which the aforementioned elements are contained. The arrangement of the inlet throttle 27 and the spring chamber throttle 23 in a plate 24 Component has the advantage that the chokes are easy and precise machinable.

Im Pumpraum 9 ist ein Pumpkolben (nicht dargestellt) geführt, der von der Kraftstoffpumpe 5 angetrieben wird. Bei geöffnetem Steuerventil 4 wird bei einem Ansaugtakt der Kraftstoffpumpe 5 der Kraftstoff über einen Einlass 25 in den Zulaufkanal 6 gesaugt. Der Kraftstoff wird über die Zulaufdrossel 6 in den Dämpfungsabschnitt 26 des Zulaufkanals 6 geführt. An schließend wird der Kraftstoff über das Steuerventil 4 zum Druckkanal 7 und über die Pumpendrossel 8 in den Pumpraum 9 gesaugt. Wird nun das Steuerventil 4 auch bei einem Verdichtungstakt des Kolbens, bei dem der Kolben sich nach unten bewegt und den Kraftstoff aus dem Pumpraum 9 herausdrückt, nicht geschlossen, so wird ein Teil des Kraftstoffes wieder zurück in den Zulaufkanal 6 gedrückt.In the pump room 9 a pumping piston (not shown) is guided by the fuel pump 5 is driven. With open control valve 4 becomes at an intake stroke of the fuel pump 5 the fuel over an inlet 25 in the inlet channel 6 sucked. The fuel is via the inlet throttle 6 in the damping section 26 of the inlet channel 6 guided. At closing the fuel through the control valve 4 to the pressure channel 7 and about the pump throttle 8th in the pump room 9 sucked. Will now be the control valve 4 even with a compression stroke of the piston, in which the piston moves down and the fuel from the pump chamber 9 pushed out, not closed, so part of the fuel is back in the inlet channel 6 pressed.

Aufgrund der Federraumdrossel 23 ist der Federraum 17 immer an den Kraftstoffdruck angekoppelt, der im Dämpfungsabschnitt 26 zwischen der Zulaufdrossel 27 und dem Steuerventil 4 herrscht. Somit entstehen sowohl im Dämpfungsabschnitt 26 als auch im Druckkanal 7 aufgrund der zeitlichen Aufeinanderfolge der Ansaug- und Verdichtungstakte der Kraftstoffpumpe 5 Druckschwankungen. Über den Druckkanal 7 werden die Druckschwankungen bis zu den Druckflächen 18 geführt. Im Stand der Technik wurde bisher der Druck, bei dem die Einspritznadel 11 vom Dichtsitz abgehoben wird, relativ hoch festgelegt, damit die Druckschwankungen nicht zu einem unbeabsichtigten Öffnen des Einspritzventils führt. Dies wird beispielsweise durch die Größe der Druckflächen 18 und die Vorspannung der Vorspannfeder 19 festgelegt. Für eine Geräuschminimierung und eine Verbesserung des Einspritzverhaltens ist es vorteilhaft, den Öffnungsdruck, ab dem das Einspritzventil öffnet, insbesondere bei geringen Drehzahlen, kleiner festzulegen.Due to the spring chamber throttle 23 is the spring room 17 always coupled to the fuel pressure in the damping section 26 between the inlet throttle 27 and the control valve 4 prevails. Thus arise both in the damping section 26 as well as in the pressure channel 7 due to the timing of the intake and compression strokes of the fuel pump 5 Pressure fluctuations. About the pressure channel 7 the pressure fluctuations are up to the pressure surfaces 18 guided. In the prior art has been the pressure at which the injection needle 11 lifted from the sealing seat, set relatively high, so that the pressure fluctuations does not lead to unintentional opening of the injector. This is for example due to the size of the printing surfaces 18 and the bias of the biasing spring 19 established. For a noise minimization and an improvement of the injection behavior, it is advantageous to set the opening pressure at which the injection valve opens, especially at low speeds, smaller.

Damit auch bei einem niedrigen Öffnungsdruck kein unbeabsichtigtes Öffnen des Einspritzventils durch die möglichen Druckschwankungen erreicht wird, wird bei dem beschriebenen Einspritzventil über die Federraumdrossel 23 die Einspritznadel 11 mit Druck in Richtung auf den Dichtsitz vorgespannt. Damit ausreichend hohe Drücke im Federraum 17 erreicht werden, ist die Zulaufdrossel 27 vorgesehen, die eine Druckerhöhung im Dämpfungsabschnitt 26 beim Ausschieben von Kraftstoff in den Zulaufkanal 6 bewirkt. In einer einfachen Ausführungsform wird der Druck, der im Federraum 17 herrscht, direkt auf den Nadelkolben 16 geführt, ohne dass der Federteller 20 eine druckerhöhende Wirkung erzeugt.Thus, even at a low opening pressure unintentional opening of the injector is achieved by the possible pressure fluctuations, in the described injection valve on the spring chamber throttle 23 the injection needle 11 biased with pressure in the direction of the sealing seat. So that sufficiently high pressures in the spring chamber 17 can be achieved, is the inlet throttle 27 provided, the pressure increase in the damping section 26 when pushing fuel into the inlet channel 6 causes. In a simple embodiment, the pressure in the spring chamber 17 prevails, directly on the needle piston 16 guided without the spring plate 20 produces a pressure-increasing effect.

Eine weitere Druckerhöhung wird dadurch erreicht, dass der Federteller 20 einen Dichtspalt 30 von der Innenwandung des Federraumes 17 beabstandet ist und dadurch die Druckübertragung verbessert ist. In dieser Ausführungsform ist unterhalb des Federtellers 20 eine zweite Federraumdrossel 28 vorgesehen, die den Bereich des Federraumes, der unterhalb des Federtellers 20 angeordnet ist, mit dem Zulaufkanal 6 verbindet.A further increase in pressure is achieved by the spring plate 20 a sealing gap 30 from the inner wall of the spring chamber 17 is spaced and thereby the pressure transmission is improved. In this embodiment, below the spring plate 20 a second spring chamber throttle 28 provided that the area of the spring space, which is below the spring plate 20 is arranged, with the inlet channel 6 combines.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Zulaufdrossel 27 und die Federraumdrossel 23 den gleichen Querschnitt auf. Vorzugsweise weist die zweite Federraumdrossel 28 einen geringeren Querschnitt als die erste Federraumdrossel 23 auf. Günstige Werte für die Querschnitte der Zulaufdrossel 27 und der ersten Federraumdrossel 23 liegen im Bereich von 0,8 bis 1,5 mm. Vorzugsweise weist der kreisförmige Querschnitt der Zulaufdrossel 27 einen Durchmesser von 0,9 bis 1,1 mm und der Durchmesser des kreisförmigen Querschnitts der ersten Federraumdrossel 23 einen Durchmesser von 1,1 bis 1,3 mm auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Pumpendrossel einen kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Durchmesser im Bereich von 1,0 bis 1,4 mm liegt.In a preferred embodiment, the inlet throttle 27 and the spring chamber throttle 23 the same cross section. Preferably, the second spring chamber throttle 28 a smaller cross section than the first spring chamber throttle 23 on. Favorable values for the cross sections of the inlet throttle 27 and the first spring chamber throttle 23 are in the range of 0.8 to 1.5 mm. Preferably, the circular cross-section of the inlet throttle 27 a diameter of 0.9 to 1.1 mm and the diameter of the circular cross-section of the first spring space throttle 23 a diameter of 1.1 to 1.3 mm. In a preferred embodiment, the pump throttle has a circular cross section whose diameter is in the range of 1.0 to 1.4 mm.

Vorzugsweise ist die Seitenfläche des Federtellers 20 abgerundet ausgebildet, so dass ein Verkanten des Federtellers 20 im Federraum 17 vermieden wird. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Seitenfläche des Federtellers 20 eine Teilkugelfläche auf, die ein Verkanten weitgehend vermeidet. Der Dichtspalt 30 zwischen dem Federteller 20 und der Wandung des Federraumes 17 liegt vorzugsweise im Bereich von 3 bis 10 μm.Preferably, the side surface of the spring plate 20 formed rounded, so that tilting of the spring plate 20 in the spring chamber 17 is avoided. In a preferred embodiment, the side surface of the spring plate 20 a partial spherical surface, which avoids tilting largely. The sealing gap 30 between the spring plate 20 and the wall of the spring chamber 17 is preferably in the range of 3 to 10 microns.

2 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt eines Querschnitts des Einspritzventils 2, bei dem der Federteller 20 in Form eines Kolbens ausgebildet ist und über einen Dichtspalt 30 im Federraum 17 geführt ist. Zur Führung des Federtellers 20 ist eine Kolbenstange 29 vorgesehen, die am Federteller 20 befestigt ist und nach oben bis durch die Bohrung 22 der Hülse 21 geführt ist. Die Kolbenstange 29 ist in der Bohrung 22 geführt und der Federteller 20 ist auf den Nadelkolben 16 aufgelegt. Damit trotz der Führung der Kolbenstange 29 in der Bohrung 22 eine hydraulische Kopplung zwischen den Bereichen des Federraumes 17 oberhalb und unterhalb der Hülse 21 ausgebildet ist, sind in der Hülse 21 Löcher und/oder im oberen Endbereich der Kolbenstange 29 Schlitze 31 vorgesehen, über die eine hydraulische Kopplung stattfindet. 2 shows a schematic representation of a section of a cross section of the injection valve 2 in which the spring plate 20 is formed in the form of a piston and a sealing gap 30 in the spring chamber 17 is guided. To guide the spring plate 20 is a piston rod 29 provided on the spring plate 20 is attached and up through the hole 22 the sleeve 21 is guided. The piston rod 29 is in the hole 22 guided and the spring plate 20 is on the needle piston 16 hung up. So despite the leadership of the piston rod 29 in the hole 22 a hydraulic coupling between the areas of the spring chamber 17 above and below the sleeve 21 is formed in the sleeve 21 Holes and / or in the upper end of the piston rod 29 slots 31 provided, via which a hydraulic coupling takes place.

11: Pumpe-Düse-EinheitPump-nozzle unit
22: EinspritzventilInjector
33: Aktoractuator
44: Steuerventilcontrol valve
55: KraftstoffpumpeFuel pump
66: Zulaufkanalinlet channel
77: Druckkanalpressure channel
88th: Pumpendrosselpumps throttle
99: Pumpraumpump chamber
1010: Druckraumpressure chamber
1111: EinspritznadelInjection needle
1212: Nadelraumneedle chamber
1313: Düsenkörpernozzle body
1414: Dichtsitzsealing seat
1515: EinspritzlochInjection hole
1616: Nadelkolbenneedle piston
1717: Federraumspring chamber
1818: Druckflächeprint area
1919: Vorspannfederbiasing spring
2020: Federtellerspring plate
2121: Hülseshell
2222: Bohrungdrilling
2323: FederraumdrosselSpring chamber throttle
2424: Platteplate
2525: Einlassinlet
2626: Dämpfungsabschnittdamping section
2727: Zulaufdrosselinlet throttle
2828: zweite Federraumdrosselsecond Spring chamber throttle
2929: Kolbenstangepiston rod
3030: Dichtspaltsealing gap
3131: Schlitzslot

Claims

Einspritzventil (2) zum Einspritzen eines Mediums, insbesondere Kraftstoff, mit einer Pumpe (5) mit einem Pumpraum (9), wobei der Pumpraum (9) über einen Druckkanal (7) mit einem Druckraum (10) eines Düsenkörpers (13) hydraulisch verbunden ist, mit einem Steuerventil (4), das abhängig von einer Schaltposition den Druckkanal (7) mit einem Zulaufkanal (6) verbindet, wobei der Druckraum (10) mit dem Druckkanal (7) hydraulisch verbunden ist, wobei im Druckraum (10) eine Einspritznadel (11) vorgesehen ist, die von einer Vorspannfeder (19) auf einen Dichtsitz (14) vorgespannt ist, wobei die Vorspannfeder (19) in einem Federraum (17) angeordnet ist, wobei die Einspritznadel (11) in Wirkverbindung mit der Vorspannfeder (19) steht, wobei die Einspritznadel (11) Druckflächen (18) aufweist, mit denen die Einspritznadel (11) bei ausreichend hohem Druck im Druckraum (10) gegen die Vorspannkraft der Vorspannfeder (19) vom Dichtsitz (14) abhebbar ist und eine Verbindung zwischen dem Druckraum (10) und einem Einspritzloch (15) freigibt, wodurch eine Einspritzung startet, wobei die Pumpe (5) im Zusammenspiel mit dem Steuerventil (4) den Druck im Druckraum (10) einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass im Zulaufkanal (6) eine Zulaufdrossel (27) ausgebildet ist, dass eine Federraumdrossel (23) vorgesehen ist, die den Zulaufkanal (6) mit dem Federraum (17) verbindet, dass zwischen der Zulaufdrossel (27) und dem Steuerventil (4) die Federraumdrossel (23) in den Zulaufkanal (6) mündet, so dass die Einspritznadel (11) mit einer Druckvorspannung beaufschlagbar ist, die von dem Druck im Zulaufkanal (6) abhängt.Injection valve ( 2 ) for injecting a medium, in particular fuel, with a pump ( 5 ) with a pump room ( 9 ), the pump room ( 9 ) via a pressure channel ( 7 ) with a pressure chamber ( 10 ) of a nozzle body ( 13 ) is hydraulically connected, with a control valve ( 4 ), which depends on a switching position, the pressure channel ( 7 ) with a feed channel ( 6 ), the pressure space ( 10 ) with the pressure channel ( 7 ) is hydraulically connected, wherein in the pressure chamber ( 10 ) an injection needle ( 11 ) provided by a biasing spring ( 19 ) to a sealing seat ( 14 ) is biased, wherein the biasing spring ( 19 ) in a spring chamber ( 17 ), wherein the injection needle ( 11 ) in operative connection with the biasing spring ( 19 ), wherein the injection needle ( 11 ) Printing surfaces ( 18 ), with which the injection needle ( 11 ) at a sufficiently high pressure in the pressure chamber ( 10 ) against the biasing force of the biasing spring ( 19 ) from the sealing seat ( 14 ) and a connection between the pressure chamber ( 10 ) and an injection hole ( 15 ), whereby an injection starts, whereby the pump ( 5 ) in interaction with the control valve ( 4 ) the pressure in the pressure chamber ( 10 ), characterized in that in the inlet channel ( 6 ) an inlet throttle ( 27 ) is formed, that a spring space throttle ( 23 ) is provided, which the inlet channel ( 6 ) with the spring chamber ( 17 ) connects that between the inlet throttle ( 27 ) and the control valve ( 4 ) the spring space throttle ( 23 ) in the inlet channel ( 6 ), so that the injection needle ( 11 ) can be acted upon by a pressure bias, the pressure of the inlet channel ( 6 ) depends.

Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federraumdrossel (23) im oberen Bereich in den Federraum (17) mündet.Injection valve according to claim 1, characterized in that the spring chamber throttle ( 23 ) in the upper area in the spring chamber ( 17 ) opens.

Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufdrossel (27) und die Federraumdrossel (23) in einer Platte (24) angeordnet sind, die den Federraum (17) im oberen Bereich abdichtet.Injection valve according to one of claims 1 or 2, characterized in that the inlet throttle ( 27 ) and the spring chamber throttle ( 23 ) in a plate ( 24 ) are arranged, the spring space ( 17 ) seals in the upper area.

Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpendrossel (8), die die Kraftstoffpumpe (5) mit dem Druckkanal (7) verbindet, in der Platte (24) angeordnet ist.Injection valve according to claim 3, characterized in that a pump throttle ( 8th ), which the fuel pump ( 5 ) with the pressure channel ( 7 ), in the plate ( 24 ) is arranged.

Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federteller (20) im Federraum (17) vorgesehen ist, dass die Vorspannfeder (19) auf den Federteller (20) vorgespannt ist und dass der Federteller (20) in Wirkverbindung mit der Einspritznadel (11) steht.Injection valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that a spring plate ( 20 ) in the spring chamber ( 17 ) is provided that the biasing spring ( 19 ) on the spring plate ( 20 ) is biased and that the spring plate ( 20 ) in operative connection with the injection needle ( 11 ) stands.

Einspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (20) über einen umlaufenden Dichtspalt (30) von der Innenwandung des Federraumes (17) beabstandet ist, dass in einem zwischen dem Federteller (20) und der Einspritznadel (11) angeordneten unteren Bereich des Federraumes (17) eine zweite Federraumdrossel (28) angeordnet ist, die den unteren Bereich des Federraums (17) mit dem Zulaufkanal (6) verbindet.Injection valve according to claim 5, characterized in that the spring plate ( 20 ) via a circumferential sealing gap ( 30 ) from the inner wall of the spring chamber ( 17 ) is spaced in that between the spring plate ( 20 ) and the injection needle ( 11 ) arranged lower portion of the spring chamber ( 17 ) a second spring space throttle ( 28 ) is arranged, which the lower portion of the spring chamber ( 17 ) with the inlet channel ( 6 ) connects.

Einspritzventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenwand des Federtellers (20), die der Innenwandung des Federrraumes (17) zugeordnet ist, abgerundet, vorzugsweise als Teilkugelfläche ausgebildet ist.Injection valve according to one of claims 4 to 6, characterized in that a side wall of the spring plate ( 20 ), the inner wall of the spring space ( 17 ) is assigned, rounded, preferably designed as part spherical surface.

Einspritzventil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannfeder (19) über eine im Federraum (17) befestigte Hülse (21) gegen den Federteller (20) vorgespannt ist, dass die Hülse (21) eine mittige Öffnung (22) aufweist, dass durch die mittige Öffnung (22) eine Kolbenstange (29) geführt ist, die mit dem Federteller (20) befestigt ist und eine Führung des Federtellers (20) bewirkt, und dass Löcher in der Hülse (21) und/oder in der Kolbenstange (29) eingebracht sind, über die eine Verbindung zwischen der Federraumdrossel (23) und dem Bereich des Federraumes unterhalb der Hülse (21) ausgebildet ist.Injection valve according to one of claims 4 to 7, characterized in that the biasing spring ( 19 ) via a spring chamber ( 17 ) attached sleeve ( 21 ) against the spring plate ( 20 ) is biased that the sleeve ( 21 ) a central opening ( 22 ) that through the central opening ( 22 ) a piston rod ( 29 ) is guided, which with the spring plate ( 20 ) and a guide of the spring plate ( 20 ), and that holes in the sleeve ( 21 ) and / or in the piston rod ( 29 ) are introduced, via which a connection between the spring space throttle ( 23 ) and the area of the spring chamber below the sleeve ( 21 ) is trained.

Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufdrossel (6) und die Federraumdrossel (23) einen annähernd gleichen Querschnitt aufweisen.Injection valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inlet throttle ( 6 ) and the spring chamber throttle ( 23 ) have an approximately equal cross-section.

Einspritzventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Federraumdrossel (28) einen kleineren Querschnitt als die Federraumdrossel (23) aufweist.Injection valve according to one of claims 6 to 9, characterized in that the second spring chamber throttle ( 28 ) has a smaller cross-section than the spring space throttle ( 23 ) having.

Einspritzventil nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Federraumdrossel (23) direkt nach der Zulaufdrossel (27) in den Zulaufkanal (6) mündet.Injection valve according to one of claims 6 to 10, characterized in that the spring chamber throttle ( 23 ) directly after the inlet throttle ( 27 ) in the inlet channel ( 6 ) opens.

Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufdrossel (27) in einem festen Abstand vom Steuerventil (4) angeordnet ist, so dass ein Dämpfungsvolumen (26) im Zulaufkanal (6) zwischen dem Steuerventil (4) und der Zulaufdrossel (27) ausgebildet ist.Injection valve according to one of claims 1 to 11, characterized in that the inlet throttle ( 27 ) at a fixed distance from the control valve ( 4 ) is arranged so that a damping volume ( 26 ) in the inlet channel ( 6 ) between the control valve ( 4 ) and the inlet throttle ( 27 ) is trained.