DE102005020833A1 - Modular jet for automotive fuel injection system has modular components held in line by threaded nuts - Google Patents

Modular jet for automotive fuel injection system has modular components held in line by threaded nuts Download PDF

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Abstract

An automotive fuel injection system has a high pressure fuel line (4) to a jet (2) module (1) with a jet outlet (3) with a moving needle (5). The unit consists of an axial arrangement of first (8) and second (10) modules. The fuel line is attached asymmetrically to the first module centerline axis (15). The jet (2) and the first module (8) are linked by a first nut (7). The two modules (8, 10) are joined by a second nut (9).

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzmodul nach der Gattung des Patentanspruchs 1.The The invention is based on a fuel injection module of the type of claim 1

2 zeigt ein bekanntes Kraftstoffeinspritzmodul (Injektor) 1' für Brennkraftmaschinen mit einem zylindrischen Düsenkörper 2, der mit seinem freien, in 1 linken Ende in einen nicht näher gezeigten Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragt. Der Düsenkörper 2 weist eine an Spritzlöchern 3 mündende Hochdruckleitung 4 und eine axial verschiebbar geführte Düsennadel 5 zum Freigeben oder Verschließen der Spritzlöcher 3 auf. Der Düsenkörper 2 und eine dazwischen angeordnete Drosselplatte 6 sind mittels einer Düsenspannmutter 7' an einem ersten Modulkörper 8 und einem zweiten Modulkörper 10 befestigt. Die Düsenspannmutter 7' hintergreift einen Ringabsatz 11 am Düsenkörper 2 und ist auf ein Außengewinde 14 des zweiten Modulkörpers 10 aufgeschraubt. Während die Hochdruckleitung 4 im Düsenkörper 2 als ein die Düsennadel 5 umgebender Ringspalt und folglich symmetrisch zur Modulachse 15 des Kraftstoffeinspritzmoduls 1' verläuft, verläuft sie in den beiden Modulkörpern 8, 10 und in der Drosselplatte 6 jeweils asymmetrisch zur Modulachse 15. Im Düsenkörper 2 ist weiterhin ein Steuerraum 16 gebildet, in welchem die Düsennadel 5 eine in Ventilschließrichtung wirkende Steuerfläche 17 hat. Die Drosselplatte 6 umfasst eine Zulaufdrossel (Z-Drossel) 18, über die der Steuerraum 16 an die Hochdruckleitung 4 angeschlossen ist, sowie eine vom Steuerraum 16 abgehende Ablaufdrossel (A-Drossel) 19. Der erste Modulkörper 8 weist ein Magnetventil 20 auf, über das die Ablaufdrossel 19 mit einem nicht näher gezeigten Ablauf verbunden ist. Der zweite Modulkörper 10 weist einen Druckverstärker 21 auf, um den in der Hochdruckleitung 4 herrschenden Hochdruck zu erzeugen. 2 shows a known fuel injection module (injector) 1' for internal combustion engines with a cylindrical nozzle body 2 who with his free, in 1 left end projects into a combustion chamber not shown in detail of the engine to be supplied. The nozzle body 2 has one at spray holes 3 opening high-pressure line 4 and an axially displaceable guided nozzle needle 5 for releasing or closing the spray holes 3 on. The nozzle body 2 and a throttle plate interposed therebetween 6 are by means of a nozzle retaining nut 7 ' on a first module body 8th and a second module body 10 attached. The nozzle retaining nut 7 ' engages behind a ring heel 11 on the nozzle body 2 and is on an external thread 14 of the second module body 10 screwed. While the high pressure line 4 in the nozzle body 2 as a the nozzle needle 5 surrounding annular gap and therefore symmetrical to the module axis 15 of the fuel injection module 1' runs, it runs in the two module bodies 8th . 10 and in the throttle plate 6 each asymmetrical to the module axis 15 , In the nozzle body 2 is still a tax room 16 formed in which the nozzle needle 5 an acting in the valve closing direction control surface 17 Has. The throttle plate 6 includes an inlet throttle (Z throttle) 18 about which the control room 16 to the high pressure line 4 is connected, as well as one from the control room 16 outgoing outlet throttle (A throttle) 19 , The first module body 8th has a solenoid valve 20 on, over which the outlet throttle 19 is connected to a procedure not shown in detail. The second module body 10 has a pressure booster 21 on to the in the high pressure line 4 to produce prevailing high pressure.

Die Düsenspannmutter 7' verspannt den Düsenkörper 2, die Drosselplatte 6 und den ersten Modulkörper 8 mit dem zweiten Modulkörper 10. Aufgrund des bezüglich der Hochdruckleitung 4 asymmetrischen Aufbaus des ersten Modulkörpers 8 wird das Kraftstoffeinspritzmodul 1' dergestalt verformt, dass die Düsennadel 5 nicht mehr rechtwinklig auf die Drosselplatte 6 trifft. Dies führt zwischen Düsenkörper 2 und Drosselplatte 6 zu Undichtheiten, die wiederum stark montagekraftabhängig sind. Ein stabiles Kennfeld und ein stabiler Einspritzzustand des Injektors können nicht dargestellt werden, da die dadurch entstehende parasitäre Zulaufmenge (Z-Menge) die hydraulischen Auslegung des Injektors verstimmt wird.The nozzle retaining nut 7 ' clamps the nozzle body 2 , the throttle plate 6 and the first module body 8th with the second module body 10 , Due to the high pressure line 4 asymmetric structure of the first module body 8th becomes the fuel injection module 1' deformed such that the nozzle needle 5 no longer perpendicular to the throttle plate 6 meets. This leads between nozzle body 2 and throttle plate 6 leaks, which in turn are strongly dependent on mounting force. A stable characteristic map and a stable injection state of the injector can not be represented, since the resulting parasitic inflow quantity (Z quantity) detunes the hydraulic design of the injector.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzmodul für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass auch bei hohen Drücken die Dichtheit der miteinander verpressten Bauteile gegeben ist. Die Erfindung teilt die bekannte Düsenspannmutter in zwei Spannmuttern auf, sodass die Verformung des ersten Modulkörpers auf ein Minimum reduziert wird. Das Kraftstoffeinspritzmodul wird gleichmäßig verspannt, da jede Schnittstelle für sich verspannt wird. Der Düsenkörper trifft rechtwinklig auf die Drosselplatte, die Dichtheit ist gegeben. Durch die gleichmäßige Einleitung der axialen Spannkraft werden die Flächenpressungen zwischen den Bauteilen gleichmäßiger, was zu einer höheren Hochdruckdichtheit führt. Durch die Aufteilung in zwei Spannmuttern können relativ kurze Spannmuttern realisiert werden, was die technische Umsetzung einfach und kostengünstig macht; zudem sind bessere Fertigungstoleranzen zu realisieren. Die Spannmuttern werden vorzugsweise als Tiefziehteile realisiert, um eine kostengünstige Lösung zu realisieren.The Fuel injection module according to the invention for internal combustion engines with the characterizing features of claim 1 has the other hand Advantage that even at high pressures the Tightness of the compressed components is given. The Invention shares the known nozzle retaining nut in two clamping nuts, so that the deformation of the first module body on a minimum is reduced. The fuel injection module is tensioned evenly, there every interface for yourself is strained. The nozzle body hits perpendicular to the throttle plate, the tightness is given. By the even introduction the axial clamping force, the surface pressures between the Components more uniformly, what to a higher high pressure tightness leads. Due to the division into two clamping nuts, relatively short clamping nuts can be used be realized, which makes the technical implementation easy and inexpensive; In addition, better manufacturing tolerances are to be realized. The clamping nuts are preferably realized as deep-drawn parts to a cost-effective solution realize.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the subject invention are the description, the drawings and the claims removable.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzmoduls ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:One embodiment the fuel injection module according to the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows:

1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzmoduls; und 1 a longitudinal section of the fuel injection module according to the invention; and

2 ein Kraftstoffeinspritzmodul nach dem Stand der Technik in einem gegenüber 1 um 90° um die Modulachse gedrehten Längsschnitt. 2 a fuel injection module according to the prior art in a opposite 1 longitudinal section rotated by 90 ° around the axis of the module.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

Das in 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzmodul 1 für Brennkraftmaschinen weist einen zylindrischen Düsenkörper 2 auf, der mit seinem freien, in 1 linken Ende in einen nicht näher gezeigten Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragt.This in 1 shown fuel injection module 1 for internal combustion engines has a cylindrical nozzle body 2 up, with his free, in 1 left end projects into a combustion chamber not shown in detail of the engine to be supplied.

Der Düsenkörper 2 weist eine an Spritzlöchern 3 mündende Hochdruckleitung 4 und eine axial verschiebbar geführte Düsennadel 5 zum Freigeben oder Verschließen der Spritzlöcher 3 auf. Der Düsenkörper 2 und eine dazwischen angeordnete Drosselplatte 6 sind mittels einer ersten Spannmutter 7 an einem ersten Modulkörper 8 befestigt, der mittels einer zweiten Spannmutter 9 an einem zweiten Modulkörper 10 befestigt ist. Die erste Spannmutter 7 hintergreift einen Ringabsatz 11 am Düsenkörper 2 und ist auf ein Außengewinde 12 des ersten Modulkörpers 8 aufgeschraubt. Die zweite Spannmutter 9 hintergreift einen Ringabsatz 13 am ersten Modulkörper 8 und ist auf ein Außengewinde 14 des zweiten Modulkörpers 10 aufgeschraubt. Dabei sind der Düsenkörper 2 und der erste Modulkörper 8 durch axiale Stifte (nicht gezeigt), welche durch die Drosselplatte 6 hindurchgehen, gegeneinander verdrehgesichert.The nozzle body 2 has one at spray holes 3 opening high-pressure line 4 and an axially displaceable guided nozzle needle 5 for releasing or closing the spray holes 3 on. The nozzles body 2 and a throttle plate interposed therebetween 6 are by means of a first clamping nut 7 on a first module body 8th attached, by means of a second clamping nut 9 on a second module body 10 is attached. The first clamping nut 7 engages behind a ring heel 11 on the nozzle body 2 and is on an external thread 12 of the first module body 8th screwed. The second clamping nut 9 engages behind a ring heel 13 on the first module body 8th and is on an external thread 14 of the second module body 10 screwed. Here are the nozzle body 2 and the first module body 8th by axial pins (not shown) passing through the throttle plate 6 go through, against rotation against each other.

Während die Hochdruckleitung 4 im Düsenkörper 2 als ein die Düsennadel 5 umgebender Ringspalt und folglich symmetrisch zur Modulachse 15 des Kraftstoffeinspritzmoduls 1 verläuft, verläuft sie in den beiden Modulkörpern 8, 10 und in der Drosselplatte 6 jeweils asymmetrisch zur Modulachse 15.While the high pressure line 4 in the nozzle body 2 as a the nozzle needle 5 surrounding annular gap and therefore symmetrical to the module axis 15 of the fuel injection module 1 runs, it runs in the two module bodies 8th . 10 and in the throttle plate 6 each asymmetrical to the module axis 15 ,

Im Düsenkörper 2 ist ein Steuerraum 16 gebildet, in dem die Düsennadel 5 eine in Ventilschließrichtung wirkende Steuerfläche 17 hat. Die Drosselplatte 6 weist, wie in 2 gezeigt, eine Zulaufdrossel 18, über die der Steuerraum 16 an die Hochdruckleitung 4 angeschlossen ist, sowie eine vom Steuerraum 16 abgehende Ablaufdrossel 19 auf. Der erste Modulkörper 8 weist ein Magnetventil 20 auf, über das die Ablaufdrossel 19 mit einem nicht näher gezeigten Ablauf verbunden ist. Der zweite Modulkörper 10 weist einen Druckverstärker 21 auf, um den in der Hochdruckleitung 4 herrschenden Hochdruck zu erzeugen.In the nozzle body 2 is a tax room 16 formed in which the nozzle needle 5 an acting in the valve closing direction control surface 17 Has. The throttle plate 6 points as in 2 shown, an inlet throttle 18 about which the control room 16 to the high pressure line 4 is connected, as well as one from the control room 16 outgoing outlet throttle 19 on. The first module body 8th has a solenoid valve 20 on, over which the outlet throttle 19 is connected to a procedure not shown in detail. The second module body 10 has a pressure booster 21 on to the in the high pressure line 4 to produce prevailing high pressure.

Die Kraftstoffeinspritzung wird über den im Steuerraum 16 herrschenden Druck gesteuert. Bei geschlossenem Magnetventil 20 herrscht im Steuerraum 16 Hochdruck, der an der Steuerfläche 17 der Düsenadel 5 in deren Schließrichtung wirkt und die Düsennadel 5 in ihrer geschlossenen Stellung hält. Durch Öffnen des Magnetventils 20 wird der Steuerraum 16 über den Ablauf druckentlastet, so dass eine auf die Düsennadel 5 wirkende Öffnungskraft nun ausreicht, die Düsennadel 5 gegen den im Steuerraum 16 wirkenden Druck aufzusteuern.The fuel injection is over that in the control room 16 controlled pressure. With closed solenoid valve 20 prevails in the control room 16 High pressure, at the control surface 17 the nozzle needle 5 in the closing direction and the nozzle needle acts 5 in its closed position. By opening the solenoid valve 20 becomes the control room 16 Relieved of pressure via the drain, leaving one on the nozzle needle 5 acting opening force is now sufficient, the nozzle needle 5 against in the control room 16 aufsteuueuern acting pressure.

Claims (9)

Kraftstoffeinspritzmodul (1) für Brennkraftmaschinen, mit einem Düsenkörper (2), der eine an mindestens ein Spritzloch (3) mündende Hochdruckleitung (4) und eine verschiebbar geführte Düsennadel (5) zum Freigeben oder Verschließen des mindestens einen Spritzlochs (3) aufweist und der mittels eines axial dazwischen liegenden ersten Modulkörpers (8) an einem zweiten Modulkörper (10) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (2) und der erste Modulkörper (8) durch eine erste Spannmutter (7) und die beiden Modulkörper (8, 10) durch eine zweite Spannmutter (9) jeweils gegeneinander verspannt sind.Fuel injection module ( 1 ) for internal combustion engines, with a nozzle body ( 2 ), one at least one injection hole ( 3 ) high-pressure line ( 4 ) and a displaceably guided nozzle needle ( 5 ) for releasing or closing the at least one injection hole ( 3 ) and by means of an axially interposed first module body ( 8th ) on a second module body ( 10 ), characterized in that the nozzle body ( 2 ) and the first module body ( 8th ) by a first clamping nut ( 7 ) and the two module bodies ( 8th . 10 ) by a second clamping nut ( 9 ) are each braced against each other. Kraftstoffeinspritzmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannschraube (7) einen Ringabsatz (11) des Düsenkörpers (2) hintergreift und auf ein Außengewinde (12) des ersten Modulkörpers (8) aufgeschraubt ist.Fuel injection module according to claim 1, characterized in that the first clamping screw ( 7 ) a ring shoulder ( 11 ) of the nozzle body ( 2 ) engages behind and on an external thread ( 12 ) of the first module body ( 8th ) is screwed on. Kraftstoffeinspritzmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spannschraube (9) einen Ringabsatz (13) des ersten Modulkörpers (8) hintergreift und auf ein Außengewinde (14) des zweiten Modulkörpers (10) aufgeschraubt ist.Fuel injection module according to claim 1 or 2, characterized in that the second clamping screw ( 9 ) a ring shoulder ( 13 ) of the first module body ( 8th ) engages behind and on an external thread ( 14 ) of the second module body ( 10 ) is screwed on. Kraftstoffeinspritzmodul nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckleitung (4) im ersten Modulkörper (8) und/oder im zweiten Modulkörper (10) asymmetrisch verläuft.Fuel injection module according to one of the preceding claims, characterized in that the high-pressure line ( 4 ) in the first module body ( 8th ) and / or in the second module body ( 10 ) runs asymmetrically. Kraftstoffeinspritzmodul nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (2) einen Steuerraum (16) aufweist, in dem die Düsennadel (5) eine insbesondere in Schließrichtung der Düsennadel (5) wirkende Steuerfläche (17) aufweist.Fuel injection module according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle body ( 2 ) a control room ( 16 ), in which the nozzle needle ( 5 ) one in particular in the closing direction of the nozzle needle ( 5 ) acting control surface ( 17 ) having. Kraftstoffeinspritzmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen dem Düsenkörper (2) und dem ersten Modulkörper (8) eine Drosselplatte (6) mit einer Zulaufdrossel (18), über die der Steuerraum (16) an die Hochdruckleitung (4) angeschlossen ist, und mit einer vom Steuerraum (16) abgehenden Ablaufdrossel (19) angeordnet ist.Fuel injection module according to claim 5, characterized in that axially between the nozzle body ( 2 ) and the first module body ( 8th ) a throttle plate ( 6 ) with an inlet throttle ( 18 ) over which the control room ( 16 ) to the high pressure line ( 4 ) and with one from the control room ( 16 ) Outgoing outlet throttle ( 19 ) is arranged. Kraftstoffeinspritzmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckleitung (4) in der Drosselplatte (6) asymmetrisch verläuft.Fuel injection module according to claim 6, characterized in that the high-pressure line ( 4 ) in the throttle plate ( 6 ) runs asymmetrically. Kraftstoffeinspritzmodul nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Modulkörper (8) ein Magnetventil (20) aufweist, über das die Ablaufdrossel (19) mit einem Ablauf verbindbar ist.Fuel injection module according to claim 6 or 7, characterized in that the first module body ( 8th ) a solenoid valve ( 20 ), via which the outlet throttle ( 19 ) is connectable to a drain. Kraftstoffeinspritzmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Modulkörper (10) einen Druckverstärker (21) zum Erzeugen des Hochdrucks aufweist.Fuel injection module according to one of the preceding claims, characterized in that the second module body ( 10 ) a pressure booster ( 21 ) for generating the high pressure.
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