DE102005028135A1 - Fuel injector - Google Patents
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Abstract
Ein Brennstoffeinspritzventil (1) dient als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen. Dabei wirkt ein Aktor (13) zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils (1) über ein Übergangsstück (15) auf einen hydraulischen Koppler (50) ein. Um einen Winkelausgleich zwischen dem Aktor (13) umd dem hydraulischen Koppler (50) zu ermöglichen, ist zwischen dem Übergangsstück (15) und einem Element (24) des hydraulischen Kopplers (50) ein Lager (40) ausgebildet. Ein dabei zwischen dem Übergangsstück (15) und dem Element (24) vorgesehener Zwischenraum (51) ist mit dem Kopplerraum (30) des hydraulischen Kopplers (50) verbunden, um bei einer Druckentlastung des Kopplerraumes (30) eine Druckentlastung des Zwischenraumes (51) zu erzielen. Durch diese Maßnahme kann ein Auftrennen der Schnittstelle zwischen dem Übergangsstück (15) und dem hydraulischen Koppler (50) auf Grund des hohen Druckes des umgebenden Brennstoffes verhindert werden.A fuel injection valve (1) serves as an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines. An actuator (13) for actuating the fuel injection valve (1) acts on a hydraulic coupler (50) via a transition piece (15). In order to enable an angle compensation between the actuator (13) and the hydraulic coupler (50), a bearing (40) is formed between the transition piece (15) and an element (24) of the hydraulic coupler (50). An intermediate space (51) provided between the transition piece (15) and the element (24) is connected to the coupler space (30) of the hydraulic coupler (50) in order to relieve pressure in the interspace (51) when the coupler space (30) is depressurized. to achieve. By this measure, a separation of the interface between the transition piece (15) and the hydraulic coupler (50) due to the high pressure of the surrounding fuel can be prevented.
Description
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung einen Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.The The invention relates to a fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines. Specifically, the invention relates to an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting Internal combustion engines.
Aus
der
Das
aus der
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine mögliche Verkippung von Bauteilen aus einer axialen Lage ausgeglichen werden kann, um einen zuverlässigen Betrieb des Brennstoffeinspritzventils über die Lebensdauer zu gewährleisten und um Abweichungen von dem gewünschten Strahlbild zu vermeiden. Insbesondere können Parallelitätsfehler der einzelnen Bauteile des Brennstoffeinspritzventils und der einzelnen Schichten des Aktors, die Achs- und Winkelfehler erzeugen, welche insbesondere zwischen einem Aktorkopf und einem Aktorfuß auftreten, ausgeglichen werden. Dadurch ist es auch möglich, ein enges Paarungsspiel zwischen den Bauteilen des hydraulischen Kopplers vorzugeben, ohne dass es zu einer erhöhten Reibung und einem erhöhten Verschleiß kommt, so dass die Funktion des Brennstoffeinspritzventils sichergestellt ist.The Fuel injection valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that a possible Tilting of components from an axial position can be compensated can be a reliable one To ensure operation of the fuel injection valve over the life and deviations from the desired To avoid blasting. In particular, parallelism errors can occur the individual components of the fuel injection valve and the individual Layers of the actuator that generate axis and angle errors, which especially occur between an actuator head and an actuator base, be compensated. This also makes it possible to have a close mating game between pretend to the components of the hydraulic coupler without it to an increased Friction and an increased Wear comes so as to ensure the function of the fuel injection valve is.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By in the subclaims listed activities are advantageous developments of specified in claim 1 Fuel injection valve possible.
In vorteilhafter Weise ist das Element des hydraulischen Kopplers als Kopplerkolben ausgebildet. Der Kopplerkolben kann dabei im Unterschied zu einer tonnenförmigen Ausgestaltung zylinderförmig ausgebildet sein, da auf Grund des erfindungsgemäßen Winkelausgleichs ein Verkanten auf Grund einer Schieflage des Kopplerkolbens verhindert ist. Dies hat den Vorteil, dass eine gewünschte Leckage im Bereich der Führung zwischen dem Kopplerkolben und einer Kopplerhülse definiert vorgegeben werden kann. Dabei ist es auch vorteilhaft, dass der Kopplerkolben in der Kopplerhülse in Richtung einer Achse des Brennstoffeinspritzventils geführt ist, um die Betätigungskraft des Aktors wirksam auf die Ventilnadel zu übertragen.In Advantageously, the element of the hydraulic coupler as Coupler piston formed. The coupler piston can be different to a barrel-shaped Embodiment formed cylindrical be, because due to the inventive angle compensation tilting is prevented due to a misalignment of the coupler piston. this has the advantage of having a desired Leakage in the field of leadership defined between the coupler piston and a coupler sleeve can be specified. It is also advantageous that the coupler piston in the coupler sleeve in the direction an axis of the fuel injection valve is guided to the actuating force of the actuator to effectively transfer to the valve needle.
Das Brennstoffeinspritzventil kann auch so ausgestaltet sein, dass der Aktor als ziehender Aktor wirkt. Dabei wird an den Aktor in einer Spritzpause eine elektrische Spannung gelegt. In der Spritzpause ist der Aktor dann von der Seite und über den im Kopplerraum herrschenden Raildruck durch den Druck des Brennstoffs beaufschlagt. Zum Erreichen einer Einspritzung wird der Aktor entladen, so dass sich der Aktor zusammenzieht. Dabei wird der Druck im Kopplerraum abgesenkt, wodurch sich die axiale Kraft im gesamten Aktorverband absenkt. Die Druckabsenkung im Kopplerraum erzeugt dabei die für das Öffnen der Düsennadel notwendige Zugkraft. Voraussetzung für diese Wirkungsweise ist allerdings, dass sichergestellt ist, dass der axiale Druck im gesamten Aktorverband abgesenkt wird. Eine mögliche Leckage an den einzelnen Schnittstellen, insbesondere zwischen dem Aktor, Aktorkopf, Aktorfuß und Kopplerkolben, hätte zur Folge, dass unter dem Raildruck stehender Brennstoff, der den Aktor umgibt, in die Schnittstelle eindringt, was ein Aufreißen und Trennen der Schnittstelle zur Folge hätte. An fest miteinander verbundenen Bauteilen kann eine Abdichtung durch entsprechendes Verkleben oder mittels einer Ummantelung erfolgen. Das zwischen dem Übergangsstück und dem Element des hydraulischen Kopplers gebildete Lager soll allerdings einen Winkelausgleich gewährleisten. Eine Trennung an dieser Schnittstelle wird durch die Wirkverbindung zwischen dem Kopplerraum und dem Zwischenraum gewährleistet, auf Grund der eine Druckentlastung des Zwischenraums erfolgt, so dass auf Grund des umgebenden Raildrucks und der Kraft einer Feder der Kontakt zwischen dem Übergangsstück und dem Element des hydraulischen Kopplers im Bereich einer Dichtfläche gewährleistet ist.The Fuel injection valve can also be designed so that the Actuator acts as a pulling actuator. It is to the actuator in one Spray break put an electrical voltage. In the spray break is the actuator then from the side and over the prevailing in the coupler room Rail pressure applied by the pressure of the fuel. To achieve a Injection, the actuator is discharged, so that the actuator contracts. In the process, the pressure in the coupler chamber is lowered, which causes the lowers axial force in the entire Aktorverband. The pressure reduction In the coupler space generates the necessary for opening the nozzle needle traction. requirement for this Mode of action is, however, that ensures that the axial pressure is lowered in the entire Aktorverband. A possible leak at the individual interfaces, in particular between the actuator, Actuator head, actuator base and Coupler piston, would have The result is that under the rail pressure standing fuel, the Actuator surrounds, penetrates into the interface, causing a ripping and Separate the interface would result. To firmly connected Components can be a seal by appropriate bonding or by means of a Sheath done. That between the transition piece and the element of the hydraulic Koppler formed camp should however ensure an angular compensation. A separation at this interface is due to the operative connection between the coupler space and the gap ensured, due to the one Pressure relief of the intermediate space takes place, so that due to the surrounding Rail pressure and the force of a spring, the contact between the transition piece and the element ensured by the hydraulic coupler in the region of a sealing surface is.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Kopplerhülse senkrecht zur Achse des Brennstoffeinspritzventils verschiebbar ist. Dadurch kann ein axialer Versatz von Bauteilen des Brennstoffeinspritzventils, der auch zusammen mit dem Winkelversatz auftreten kann, ausgeglichen werden. Ferner ist es möglich, dass der Aktor senkrecht zur Achse des Brennstoffeinspritzventils verschiebbar ist. Speziell kann ein Aktorfuß des Aktors in dem Ventilgehäuse gelagert sein, um eine entsprechende Verschiebung des Aktors zu ermöglichen.Furthermore, it is advantageous that the coupler sleeve perpendicular to the axis of the Kraftstoffeinspritzven Tils is displaceable. As a result, an axial offset of components of the fuel injection valve, which can also occur together with the angular offset, be compensated. Furthermore, it is possible that the actuator is displaceable perpendicular to the axis of the fuel injection valve. Specifically, an actuator foot of the actuator can be mounted in the valve housing to allow a corresponding displacement of the actuator.
Vorteilhaft ist es, dass der Zwischenraum über einen in dem Element des hydraulischen Kopplers ausgebildeten Verbindungskanal mit dem Kopplerraum verbunden ist. Der Verbindungskanal kann dabei als Verbindungsbohrung ausgebildet sein und so ausgestaltet sein, dass ein Brennstofffluss zwischen dem Zwischenraum und dem Kopplerraum ermöglicht ist. Auf diese Weise wird eine Druckabsenkung des Zwischenraums über einen Brennstofffluss aus dem Zwischenraum in den Kopplerraum ermöglicht. Der Verbindungskanal kann auch in einem Rohrelement ausgebildet sein, das in eine Durchgangsbohrung des Elements des hydraulischen Kopplers eingebracht ist. Dadurch wird eine einfache Fertigung eines Verbindungskanals mit geringem Querschnitt ermöglicht. Durch einen Verbindungskanal mit geringem Querschnitt wird das mit Brennstoff gefüllte Volumen verringert, so dass ein direktes Ansprechen der Druckabsenkung gewährleistet ist.Advantageous is it that the gap is over a connecting channel formed in the element of the hydraulic coupler is connected to the coupler room. The connection channel can thereby be designed as a connecting hole and be configured so that a fuel flow between the gap and the coupler space allows is. In this way, a pressure drop of the gap over a Fuel flow from the gap in the coupler space allows. The connecting channel can also be formed in a tubular element be that in a through hole of the element of the hydraulic coupler is introduced. This results in a simple production of a connection channel with a small cross-section allows. Through a connecting channel with a small cross-section is with Fuel filled Volume decreases, allowing a direct response of the pressure drop guaranteed is.
Ferner ist es vorteilhaft, dass ein Rückschlagventil vorgesehen ist, das einen Brennstofffluss von dem Zwischenraum zu dem Kopplerraum ermöglicht und in umgekehrter Richtung sperrt. Dadurch wird der Druckaufbau im Kopplerraum bei einer druckerhöhenden Betätigung des Aktors im Hinblick auf eine größere Dynamik des Brennstoffeinspritzventils verbessert.Further It is advantageous that a check valve is provided, which is a fuel flow from the gap to allows the coupler room and locks in the opposite direction. This will increase the pressure in the coupler in a pressure-increasing actuation of the actuator in terms of a greater dynamic of the fuel injection valve improved.
Ferner ist es vorteilhaft, dass ein Druckübertragungselement in dem Verbindungskanal angeordnet ist, das in dem Verbindungskanal verschiebbar ist. Durch das Druckübertragungselement kann das mit Brennstoff gefüllte Volumen des Verbindungskanals weiter verringert werden, um einen gegebenenfalls reinen Druckausgleich mit sehr kleinen Volumenströmen zu ermöglichen. Hierfür kann der Verbindungskanal hinsichtlich des Querschnitts auch komplett mit einem Druckübertragungselement, insbesondere einem frei beweglichen Stift, verschlossen werden. Der Druckausgleich erfolgt dann über die Bewegung des Stiftes und den Leckspalt zwischen dem Stift und dem Kopplerkolben.Further it is advantageous that a pressure transmitting element in the connecting channel is arranged, which is displaceable in the connection channel. By the pressure transmitting element Can this be filled with fuel Volume of the connection channel can be further reduced to one if necessary, allow pure pressure equalization with very small volume flows. Therefor the connection channel can also be complete with regard to the cross section with a pressure transmission element, especially a freely movable pin to be closed. The pressure compensation then takes place via the Movement of the pin and the leakage gap between the pin and the Coupler piston.
Vorteilhaft ist, dass das Lager aus einem Kugelstück und einem Pfannenstück gebildet ist, wobei eine kreisringförmige Dichtfläche ausgebildet ist. Das Kugelstück kann dabei entweder am Übergangsstück oder an dem Element des hydraulischen Kopplers ausgebildet sein. Das Pfannenstück ist dann jeweils an dem anderen Bauteil des Brennstoffeinspritzventils ausgebildet. Der Sitzdurchmesser ergibt sich dabei aus dem Durchmesser der Kugelfläche und dem Sitzwinkel des Kegels des Pfannenstücks. Der Sitzdurchmesser kann dabei kleiner, gleich oder auch größer als der Durchmesser des Kopplerkolbens gewählt sein. Vorzugsweise ist der Sitzdurchmesser größer oder gleich dem Durchmesser des Kopplerkolbens. Dadurch kann bei einem Wirkprinzip mit ziehendem Aktor die Verbindungskraft zum Öffnen verstärkt werden. Der Sitzdurchmesser ist dabei allerdings vorzugsweise nur etwas größer als der Kolbendurchmesser gewählt, um während der nachfolgenden Verstellbewegung des Aktors beim Schließen eine Trennung des Elements des hydraulischen Kopplers von dem Übergangsstück auf Grund des ansteigenden Druckes im Zwischenraum zu verhindern. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mit einem Druckanstieg im Kopplerraum auch ein Druckanstieg im Zwischenraum erzeugt wird, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn kein Rückschlagventil vorgesehen ist.Advantageous is that the bearing formed of a ball piece and a pan piece is, being an annular sealing surface is trained. The ball piece can be either at the transition piece or be formed on the element of the hydraulic coupler. The pan piece is then in each case on the other component of the fuel injection valve educated. The seat diameter results from the diameter the spherical surface and the seat angle of the cone of the pan piece. The seat diameter can smaller, equal or larger than the diameter of the Coupling piston selected be. Preferably, the seat diameter is greater than or equal to the diameter of the coupler piston. As a result, in a working principle with pulling Actuator the connection force to open reinforced become. However, the seat diameter is preferably only a bit bigger than the piston diameter chosen, around during the subsequent adjustment movement of the actuator when closing a Separation of the element of the hydraulic coupler from the transition piece due to prevent the increasing pressure in the space. This is especially advantageous if with a pressure increase in the coupler space Also, a pressure increase in the space is generated, as for example the case is when no check valve is provided.
Zeichnungdrawing
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:preferred embodiments The invention are described in the following description with reference to attached Drawings closer explained. It shows:
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments
Das
Brennstoffeinspritzventil
Die
Ventilnadel
Das
Ventilgehäuse
Aus
dem Innenraum
Das Übergangsstück
Der
Aktor
Zum Öffnen des
Brennstoffeinspritzventils
Zum
Schließen
des Brennstoffeinspritzventils
Zwischen
dem Übergangsstück
Zwischen
dem Kugelstück
Zwischen
dem Kopplerkolben
Der
Kopplerkolben
Durch
das Lager
Innerhalb
des Sitzdurchmessers
Ausgehend
von der in der
In
dem in
Allerdings
erfolgt bei dem in
Allerdings
kann der Sitzdurchmesser
Die
Federkraft der Feder
In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung schließt
sich an die konische Lagerfläche
Es
ist anzumerken, dass im montierten Zustand des Brennstoffeinspritzventils
das in der
Die
in
Ein
Druckanstieg im Zwischenraum
Es
ist anzumerken, dass über
die Vorgabe des Sitzdurchmessers
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The Invention is not limited to the described embodiments.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20120309 |
|
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |