DE102008001423A1

DE102008001423A1 - Fuel injection system

Info

Publication number: DE102008001423A1
Application number: DE200810001423
Authority: DE
Inventors: Andreas Kellner; Matthias Burger; Martin Katz; Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2009-10-29
Also published as: EP2271836A1; WO2009132878A1; EP2271836B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage (41) mit wenigstens einem Injektor (1), wobei in einem Injektorkörper (2) ein Speicherraum (6) angeordnet ist, in dem sich eine Düsennadel (12) befindet. Eine Kraftstoffversorgung (8) führt den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff über einen Zulaufkanal (7) einem Zulaufraum (29) zu. Um ein Abstimmen der Kraftstoffeinspritzanlage (41) zu vereinfachen, kommuniziert der Zulaufkanal (7) ungedrosselt mit einer Hochdruckquelle (9).The invention relates to a fuel injection system (41) with at least one injector (1), wherein in an injector body (2) a storage space (6) is arranged, in which a nozzle needle (12) is located. A fuel supply (8) supplies the high-pressure fuel via an inlet channel (7) to an inlet chamber (29). In order to simplify tuning of the fuel injection system (41), the inlet channel (7) communicates unthrottled with a high-pressure source (9).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The present invention relates to a fuel injection system of a Internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, with the Features of the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2007 011 685 vom 09.03.2007 ist ein Injektor bekannt, der einen wenigstens ein Spritzloch aufweisenden Injektorkörper aufweist, der einen mit dem wenigstens einen Spritzloch kommunizierenden Speicherraum für Kraftstoff enthält. Im Speicherraum ist eine Düsennadel angeordnet, die einenends eine Nadelspitze zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung durch das wenigstens ein Spritzloch aufweist und die anderenends einen Steuerkolben aufweist. Mit Hilfe einer Steuereinrichtung kann der Druck in einem Steuerraum gesteuert werden, der axial vom Steuerkolben und radial von einer im Injektorkörper angeordneten Lagerhülse begrenzt ist, in welcher der Steuerkolben axial geführt hubverstellbar ist. Im Injektorkörper ist ein ringförmiger Zulaufraum angeordnet, der radial außen vom Injektorkörper und radial innen von der Lagerhülse begrenzt ist, wobei ein im Injektorkörper verlaufender Zulaufkanal vorgesehen ist, der einenends im Zulaufraum mündet und der anderenends an eine den Kraftstoff unter einem Hochdruck bereitstellende Kraftstoffversorgung anschließbar ist. Mindestens eine Zulaufdrossel verbindet den Zulaufraum gedrosselt mit dem Steuerraum. Beim bekannten Injektor ist der Zulaufraum zum Speicherraum offen bzw. geht der Zulaufraum in den Speicherraum über. Hierdurch sind Zulaufraum und Speicherraum ungedrosselt miteinander verbunden.From the DE 10 2007 011 685 From 09.03.2007 an injector is known, which has an at least one injection hole injector body which contains a communicating with the at least one injection hole storage space for fuel. In the storage space, a nozzle needle is arranged, which has at one end a needle tip for controlling a fuel injection through the at least one injection hole and the other end has a control piston. With the aid of a control device, the pressure in a control chamber can be controlled, which is bounded axially by the control piston and radially by a arranged in the injector bearing sleeve, in which the control piston is axially guided hubverstellbar. In the injector body an annular inlet space is arranged, which is bounded radially outside of the injector body and radially inward of the bearing sleeve, wherein an injector extending in the inlet passage is provided, which opens one end in the inlet space and the other end is connected to the fuel at a high pressure providing fuel supply , At least one inlet throttle connects the inlet space throttled with the control room. In the known injector, the inlet space to the storage space is open or the supply space is in the storage space. As a result, inlet chamber and storage space are connected to each other unthrottled.

Die Bereitstellung eines derartigen Speicherraums innerhalb des Injektorkörpers führt zu einer Reduzierung von Druckwellen zwischen dem Injektor und der Kraftstoffversorgung, an welche der Injektor angeschlossen ist. Durch die Reduzierung der Wechselwirkung zwischen Kraftstoffversorgung und Injektor lassen sich die Einspritzvorgänge präziser realisieren. Insbesondere bei Mehrfacheinspritzungen lässt sich die Ausbreitung von Druckwellen zur Kraftstoffversorgung effektiv dämpfen.The Provision of such a storage space within the injector body leads to a reduction of pressure waves between the Injector and the fuel supply to which the injector is connected is. By reducing the interaction between fuel supply and injector, the injection processes are more precise realize. Especially for multiple injections leaves the propagation of pressure waves to the fuel supply effectively dampen.

Um einen derartigen Injektor innerhalb der Kraftstoffeinspritzanlage abstimmen zu können, ist es bei herkömmlichen Kraftstoffeinspritzanlagen erforderlich, den Zulaufkanal bzw. die Verbindung zwischen Injektor und Kraftstoffversorgung zu drosseln, was mittels einer sogenannten Raildrossel erfolgt. Die Abstimmung einer derartigen Raildrossel ist jedoch nur vergleichsweise grob möglich, was die Präzision der Einspritzvorgänge hinsichtlich Einspritzmenge und Einspritzzeit beeinträchtigt. Der Begriff „Raildrossel” leitet sich vom Begriff „Common-Rail-System” ab, das vorliegt, wenn mehrere derartige Injektoren an die gleiche Kraftstoffversorgung angeschlossen sind, deren „Rail” durch eine gemeinsame Kraftstoffhochdruckleitung gebildet ist, die als Hochdruckquelle dient.Around such an injector within the fuel injection system it's commonplace to vote Fuel injection required, the inlet channel or the Connection between injector and fuel supply to throttle what takes place by means of a so-called Raildrossel. The vote of a such Raildrossel is only comparatively coarse possible, as far as the precision of the injection processes is concerned Injection quantity and injection time impaired. The term "Raildrossel" directs from the term "common rail system", the is present when several such injectors to the same fuel supply are connected, whose "rail" by a common High-pressure fuel line is formed as a high-pressure source serves.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat dem gegenüber den Vorteil, dass der Zulaufkanal ungedrosselt mit der Hochdruckquelle der Kraftstoffversorgung verbunden ist. Hierdurch können Wechselwirkungen, die durch eine Raildrossel entstehen, vermieden werden. Durch die erfindungsgemäße Bauweise kann somit auf die Raildrossel verzichtet werden. Hierzu ist entsprechend der Zulaufkanal im Einbauzustand des Injektors ungedrosselt mit der Kraftstoffversorgung bzw. mit deren Hochdruckquelle oder Hochdruckleitung oder Druckspeicher verbunden. Der Begriff „ungedrosselt” umschreibt dabei den Umstand, dass der Zulaufkanal ohne gezielte Drosselstelle an die Kraftstoffversorgung angeschlossen ist, so dass am Zulaufkanal der Hochdruck auch bei dynamischen Vorgängen anliegt. Insbesondere liegt der engste durchströmbare Querschnitt im Pfad von der Hochdruckquelle zum Zulaufkanal im Zulaufkanal selbst.The Fuel injection system according to the invention the features of claim 1 has the opposite advantage that the inlet channel unthrottled with the high pressure source of the fuel supply connected is. This allows interactions through a Raildrossel arise, be avoided. By the invention Construction can thus be dispensed with the rail throttle. For this is corresponding to the inlet channel in the installed state of the injector unthrottled with the fuel supply or with their high pressure source or high pressure line or accumulator connected. The term "unthrottled" circumscribes The fact that the inlet channel without targeted throttle connected to the fuel supply, so that at the inlet channel the high pressure is applied even with dynamic processes. Especially is the narrowest flowable cross section in the path of the High pressure source to the inlet channel in the inlet channel itself.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Zulaufkanal gedrosselt mit dem Speicherraum kommuniziert. Erreicht wird dies durch mindestens eine Schließdrossel, über die der Zulaufkanal mit dem Speicherraum verbunden ist. Durch die Verwendung wenigstens einer solchen Schließdrossel werden zum einen Druckschwingungen bzw. Druckwellen nur noch gedämpft vom Speicherraum in den Zulaufkanal übertragen, wodurch nachteilige Wechselwirkungen zwischen dem jeweiligen Injektor und der Kraftstoffversorgung zusätzlich zur Dämpfungswirkung des großen Speicherraums reduziert werden können. Zum anderen kann durch die Verwendung wenigstens einer solchen Schließdrossel ohne signifikanten Nachteil auf eine Raildrossel verzichtet werden. Die Abstimmung des jeweiligen Injektors auf die Kraftstoffeinspritzanlage kann dann über die wenigstens eine Schließdrossel erfolgen. Hierdurch wird die Abstimmung erheblich vereinfacht. In der Folge ermöglicht der erfindungsgemäße Injektor die Durchführung von Einspritzvorgängen mit erhöhter Präzision bezüglich Einspritzmenge und Einspritzzeiten.Especially advantageous is an embodiment in which the inlet channel throttled communicates with the storage space. This is achieved by at least one closing throttle, over the the inlet channel is connected to the storage space. By use at least one such closing throttle are on the one hand Pressure oscillations or pressure waves only dampened by Transfer storage space in the inlet channel, causing adverse interactions in addition between the respective injector and the fuel supply to the damping effect of the large storage space can be reduced. On the other hand, by using at least one such closing throttle without significant Disadvantage to be dispensed with a rail throttle. The vote of the respective injector on the fuel injection system can then done via the at least one closing throttle. As a result, the vote is greatly simplified. Subsequently allows the injector of the invention Carrying out injections with increased Precision in injection quantity and injection times.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können die folgenden Merkmale kumulativ – soweit sinnvoll – und alternativ realisiert werden. Der Injektor weist einen mit dem Speicherraum kommunizierenden Kraftstoffanschluss auf, an den eine den Kraftstoff unter einem Hochdruck bereitstellende Kraftstoffversorgung anschließbar ist. Im Injektorkörper ist ein ringförmiger Zulaufraum vorgesehen, der radial außen vom Injektorkörper und radial innen von der Lagerhülse begrenzt ist. Der zuvor genannte Kraftstoffanschluss mündet im Zulaufraum. Hierzu kann er einen im Injektorkörper verlaufenden Zulaufkanal aufweisen. Der Injektor weist zumindest eine Zulaufdrossel auf, die den Zulaufraum mit dem Steuerraum gedrosselt verbindet. Schließlich weist der Injektor mindestens eine Schließdrossel auf, die den Zulaufraum mit dem Speicherraum verbindet. Hierdurch kommuniziert der Zulaufraum mehr oder weniger gedrosselt mit dem Speicherraum. Durch die Verwendung wenigstens einer solchen Schließdrossel werden Druckschwingungen bzw. Druckwellen nur noch gedämpft vom Speicherraum in den Zulaufraum übertragen, wodurch nachteilige Wechselwirkungen zwischen dem jeweiligen Injektor und der Kraftstoffversorgung zusätzlich zur Dämpfungswirkung des großen Speicherraums reduziert werden können. Um einen derartigen Injektor innerhalb der Kraftstoffeinspritzanlage abstimmen zu können, kann es erforderlich sein, den Zulaufkanal bzw. die Verbindung zwischen Injektor und Kraftstoffversorgung zu drosseln, und zwar üblicherweise mit einer sogenannten Raildrossel. Die Abstimmung einer derartigen Raildrossel ist jedoch nur vergleichsweise grob möglich, was die Präzision der Einspritzvorgänge hinsichtlich Einspritzmenge und Einspritzzeit beeinträchtigt. Der Begriff „Raildrossel” leitet sich vom Begriff „Common-Rail-System” ab, das vorliegt, wenn mehrere derartige Injektoren an die gleiche Kraftstoffversorgung angeschlossen sind, deren „Rail” durch eine gemeinsame Kraftstoffhochdruckleitung gebildet ist. Durch die Verwendung wenigstens einer solchen Schließdrossel kann nun auf eine solche Raildrossel verzichtet werden. Die Abstimmung des jeweiligen Injektors auf die Kraftstoffeinspritzanlage kann dann über die wenigstens eine Schließdrossel erfolgen. Hierdurch wird die Abstimmung erheblich vereinfacht. In der Folge ermöglicht der erfindungsgemäße Injektor die Durchführung von Einspritzvorgängen mit erhöhter Präzision bezüglich Einspritzmenge und Einspritzzeiten.In a particularly advantageous embodiment, the following features can be implemented cumulatively - as far as appropriate - and alternatively. The injector has a fuel port communicating with the storage space, to which a fuel supply providing the fuel under a high pressure can be connected. In injector body By an annular inlet space is provided which is bounded radially outside of the injector body and radially inward of the bearing sleeve. The aforementioned fuel connection opens in the inlet space. For this purpose, it can have a feed channel extending in the injector body. The injector has at least one inlet throttle, which throttles the inlet chamber with the control chamber. Finally, the injector has at least one closing throttle, which connects the inlet space with the storage space. As a result, the inlet space communicates more or less throttled with the storage space. By using at least one such closing throttle pressure oscillations or pressure waves are transmitted only attenuated from the storage space into the inlet space, whereby adverse interactions between the respective injector and the fuel supply can be reduced in addition to the damping effect of the large storage space. To be able to tune such an injector within the fuel injection system, it may be necessary to throttle the inlet channel or the connection between the injector and the fuel supply, usually with a so-called Raildrossel. However, the tuning of such a Raildrossel is only comparatively coarse possible, which affects the precision of injection operations in terms of injection quantity and injection time. The term "rail throttle" is derived from the term "common rail system", which is present when several such injectors are connected to the same fuel supply, the "rail" is formed by a common high-pressure fuel line. By using at least one such closing throttle can now be dispensed with such a rail throttle. The vote of the respective injector on the fuel injection system can then take place via the at least one closing throttle. As a result, the vote is greatly simplified. As a result, the injector according to the invention makes it possible to carry out injection processes with increased precision with regard to injection quantity and injection times.

Zweckmäßig ist die Drosselwirkung der Schließdrossel im Vergleich zur Drosselwirkung der Zulaufdrossel sehr klein, so dass sich nur eine leicht gedrosselte Verbindung zwischen Zulaufraum und Speicherraum ergibt. Hierdurch lassen sich insbesondere kurze Schließzeiten bzw. große Schließgeschwindigkeiten für die Düsennadel realisieren.expedient is the throttle effect of the closing throttle in comparison to throttle effect of the inlet throttle very small, so that only a slightly throttled connection between supply room and storage room results. This allows in particular short closing times or large closing speeds for realize the nozzle needle.

Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Zulaufraum mit Hilfe wenigstens eines Dichtelements vom Speicherraum getrennt sein. Die wenigstens eine Schließdrossel umgibt dabei das mindestens eine Dichtelement. Die Verwendung eines derartigen Dichtelements ermöglicht einen vergleichsweise einfachen Aufbau für den Injektor, um darin den vom Speicherraum getrennten Zulaufraum zu realisieren.Corresponding In another advantageous embodiment, the inlet space with the help of at least one sealing element separated from the storage space be. The at least one closing throttle surrounds this at least one sealing element. The use of such a sealing element allows a comparatively simple structure for the injector to therein the separate from the storage space Zulaufraum to realize.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Injektors ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Further important features and advantages of the invention Injectors emerge from the dependent claims, from the Drawing and from the associated figure description based the drawing.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.embodiments the fuel injection system according to the invention are shown in the drawing and are described in more detail below explained.

Die einzige 1 zeigt einen stark vereinfachten prinzipiellen Längsschnitt durch einen Injektor einer Kraftstoffeinspritzanlage.The only 1 shows a greatly simplified schematic longitudinal section through an injector of a fuel injection system.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Entsprechend 1 umfasst ein Injektor 1 einen Injektorkörper 2, der beispielsweise aus mehreren separaten Abschnitten 3a, 3b, 3c und 3d zusammengebaut sein kann. Der Injektorkörper 2 weist zumindest ein Spritzloch 4 auf, durch das eine Einspritzung von Kraftstoff in einen Einspritzraum 5 durchführbar ist. Sofern mehrere Spritzlöcher 4 vorgesehen sind, erfolgt ihre Anordnung zweckmäßig sternförmig bezüglich einer Längsmittelachse des Injektors 1. Der Injektorkörper 2 enthält einen Speicherraum 6, der mit dem wenigstens einen Spritzloch 4 kommuniziert. Ferner weist der Injektorkörper 2 einen Zulaufkanal 7 auf, der im Injektorkörper 2 verläuft und an den im gezeigten Einbauzustand eine Kraftstoffversorgung 8 angeschlossen ist. Die Kraftstoffversorgung 8 stellt im Betrieb des Injektors 1 unter einem Hochdruck stehenden Kraftstoff zur Verfügung, der mit Hilfe des Injektors 1 in den Spritzraum 5 einspritzbar ist. Die Kraftstoffversorgung 8 weist hierzu eine Hochdruckleitung 9 auf, die auch als Hochdruckquelle oder als Druckspeicher dient. Die Hochdruckleitung 9 ist ausgangsseitig über eine Zulaufleitung 10 mit dem Zulaufkanal 7 des jeweiligen Injektors 1 verbunden. Bei einem sogenannten Common-Rail-System sind mehrere Injektoren 1 über separate Zulaufleitungen 10 an eine gemeinsame Hochdruckleitung 9 angeschlossen. Die Hochdruckleitung 9 ist eingangsseitig über eine Versorgungsleitung 11 an eine hier nicht gezeigte Hochdruck-Kraftstoffpumpe angeschlossen. Die Kraftstoffversorgung 8 bildet ebenso wie der jeweilige Injektor 1 einen Bestandteil einer im Übrigen nicht gezeigten Kraftstoffeinspritzanlage 41 einer Brennkraftmaschine, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann.Corresponding 1 includes an injector 1 an injector body 2 which, for example, consists of several separate sections 3a . 3b . 3c and 3d can be assembled. The injector body 2 has at least one spray hole 4 through which an injection of fuel into an injection space 5 is feasible. If several injection holes 4 are provided, their arrangement is advantageously star-shaped with respect to a longitudinal central axis of the injector 1 , The injector body 2 contains a memory space 6 , with the at least one spray hole 4 communicated. Furthermore, the injector body 2 an inlet channel 7 on, in the injector body 2 runs and to the installation state shown in a fuel supply 8th connected. The fuel supply 8th puts in operation of the injector 1 Under a high-pressure fuel available, with the help of the injector 1 in the spray room 5 is injectable. The fuel supply 8th has a high pressure line for this purpose 9 on, which also serves as a high pressure source or as an accumulator. The high pressure line 9 is the output side via a supply line 10 with the inlet channel 7 of the respective injector 1 connected. In a so-called common-rail system are several injectors 1 via separate supply lines 10 to a common high pressure line 9 connected. The high pressure line 9 is on the input side via a supply line 11 connected to a high-pressure fuel pump, not shown here. The fuel supply 8th forms as well as the respective injector 1 a component of an otherwise not shown fuel injection system 41 an internal combustion engine, which may be arranged in particular in a motor vehicle.

Der Injektor 1 weist eine Düsennadel 12 auf, die hierzu im Speicherraum 6 hubverstellbar angeordnet ist. Dabei ist die Düsennadel 12 im Speicherraum 6 so angeordnet, dass sie vom Speicherraum 6 im wesentlichen über ihre gesamte axiale Länge umhüllt ist und quasi im Kraftstoff schwimmt. Die Düsennadel 12 weist an einem dem wenigstens einen Spritzloch 4 zugewandten Ende eine Nadelspitze 13 auf, mit deren Hilfe eine Kraftstoffeinspritzung durch das wenigstens eine Spritzloch 4 steuerbar ist. An ihrem vom wenigstens einen Spritzloch 4 abgewandten Ende weist die Düsennadel 12 einen Steuerkolben 14 auf, der an einer von der Nadelspitze 13 abgewandten Seite eine Steuerfläche 15 besitzt. Erkennbar handelt es sich hier um eine sogenannte „lange Nadel”, die z. B. eine Länge von 100 mm oder mehr aufweisen kann. Sie ist aus einem Stück hergestellt oder besteht aus einem festen Verbund mehrerer Nadelteile, die auf geeignete Weise miteinander verbunden sind. Mit seiner Steuerfläche 15 begrenzt der Steuerkolben 14 axial einen Steuerraum 16, der radial von einer Lagerhülse 17 eingefasst bzw. begrenzt ist. Der Steuerkolben 14 ist in dieser Lagerhülse 17 axial geführt hubverstellbar angeordnet.The injector 1 has a nozzle needle 12 on top of that in storage space 6 is arranged adjustable in stroke. Here is the nozzle needle 12 in the storage room 6 arranged so that they are from the storage space 6 is enveloped over its entire axial length and virtually floating in the fuel. The nozzle needle 12 has at one the at least one spray hole 4 facing end a needle point 13 on, with their help, a fuel injection through the at least one injection hole 4 is controllable. At her from at least one spray hole 4 opposite end has the nozzle needle 12 a control piston 14 on, at one of the needle point 13 facing away from a control surface 15 has. Recognizable this is a so-called "long needle", the z. B. may have a length of 100 mm or more. It is made of one piece or consists of a solid composite of several needle parts, which are connected to each other in a suitable manner. With its control surface 15 limited the control piston 14 axially a control room 16 that is radial from a bearing sleeve 17 is contained or limited. The control piston 14 is in this bearing sleeve 17 arranged axially adjustable stroke.

Um den Druck im Steuerraum 16 steuern zu können, ist eine Steuereinrichtung 18 vorgesehen. Diese Steuereinrichtung 18 ist dabei im Bereich des Steuerkolbens 14 im Injektorkörper 2 angeordnet. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit weist die Steuereinrichtung 18 hier ein elektromagnetisch arbeitendes Steuerventil 19 auf. Dieses weist in einem Niederdruckraum 20 ein Ventilglied 21 auf, das mit Hilfe eines Elektromagneten 22 zur Durchführung eines Öffnungshubs betätigbar ist und das mittels einer Rückstellfeder 23 in eine Schließstellung angetrieben ist. Das Ventilglied 21 steuert eine gedrosselte Verbindungsöffnung 24, die den Steuerraum 16 mit dem Niederdruckraum 20 verbindet. Die Verbindungsöffnung 24 ist im Beispiel in einem Plattenkörper 25 ausgebildet, der einen die Düsennadel 12 enthaltenden Nadelbereich des Injektorkörpers 2 von einem die Steuereinrichtung 18 enthaltenden Steuerbereich trennt. Der Niederdruckraum 20 kommuniziert über einen Niederdruckanschluss 26 mit einem vergleichsweise drucklosen Rücklauf. Gespeist wird der Niederdruckraum 20 über eine Leckage im Bereich des Plattenkörpers 25 zwischen dem Nadelbereich und dem Steuerbereich des Injektorkörpers 2. Hierbei gelangt eine tolerierbare Leckagemenge in einen ringförmigen Raum 27, der die Steuereinrichtung 18 umhüllt und der über wenigstens eine Bohrung 28 mit dem Niederdruckraum 20 in Verbindung steht.To the pressure in the control room 16 to be able to control is a control device 18 intended. This control device 18 is in the area of the control piston 14 in the injector body 2 arranged. Without limitation of generality, the control device 18 here an electromagnetically working control valve 19 on. This points in a low pressure room 20 a valve member 21 on, with the help of an electromagnet 22 for performing an opening stroke is actuated and by means of a return spring 23 is driven in a closed position. The valve member 21 controls a restricted connection opening 24 that the control room 16 with the low-pressure room 20 combines. The connection opening 24 is in the example in a plate body 25 trained, one of the nozzle needle 12 containing needle portion of the injector body 2 from a the controller 18 separates control area. The low pressure room 20 communicates via a low-pressure connection 26 with a comparatively pressure-free return. The low-pressure chamber is fed 20 about a leak in the area of the plate body 25 between the needle portion and the control portion of the injector body 2 , Here comes a tolerable amount of leakage in an annular space 27 who controls the device 18 wrapped and the at least one hole 28 with the low-pressure room 20 communicates.

Die Lagerhülse 17 kann sich axial am Plattenkörper 25 abstützen, ohne daran befestigt zu sein. Ebenso kann die Lagerhülse 17 am Plattenkörper 25 befestigt sein. Auch kann der Plattenkörper 25 mit der Lagerhülse 17 integral hergestellt sein.The bearing sleeve 17 can be axially on the plate body 25 support without being attached to it. Likewise, the bearing sleeve 17 on the plate body 25 be attached. Also, the plate body 25 with the bearing sleeve 17 be made integrally.

Es ist klar, dass für die Steuereinrichtung 18 grundsätzlich auch eine andere Bauweise realisierbar ist, beispielsweise mit einem Piezoaktuator.It is clear that for the controller 18 In principle, another construction can be realized, for example with a piezoelectric actuator.

Im Injektorkörper 2 ist außerdem ein ringförmiger Zulaufraum 29 ausgebildet. Dieser ist radial außen durch den Injektorkörper 2 und radial innen durch den Lagerkörper 17 begrenzt. In axialer Richtung ist der Zulaufraum 29 einerseits durch den Plattenkörper 25 und andererseits durch ein ringförmiges Dichtelement 30 begrenzt. In diesen Zulaufraum 29 mündet der Zulaufkanal 7 ein. Hierdurch ist der Zulaufraum 29 direkt mit der Kraftstoffversorgung 8 bzw. mit der Hochdruckleitung 9 gekoppelt. Diese Kopplung kann insbesondere im wesentlichen ungedrosselt realisiert werden. In der Folge herrscht im Zulaufraum 29 auch bei hochdynamischen Vorgängen im wesentlichen stets der Hochdruck der Hochdruckleitung 9. Der Injektor 1 weist außerdem zumindest eine Zulaufdrossel 31 auf. Diese schafft eine gedrosselte Verbindung zwischen dem Zulaufraum 29 und dem Steuerraum 16.In the injector body 2 is also an annular inlet space 29 educated. This is radially outward through the injector body 2 and radially inward through the bearing body 17 limited. In the axial direction is the Zulaufraum 29 on the one hand through the plate body 25 and on the other hand by an annular sealing element 30 limited. In this Zulaufraum 29 opens the inlet channel 7 one. This is the Zulaufraum 29 directly with the fuel supply 8th or with the high pressure line 9 coupled. In particular, this coupling can be realized essentially unthrottled. As a result, in the Zulaufraum prevails 29 even with highly dynamic processes essentially always the high pressure of the high pressure line 9 , The injector 1 also has at least one inlet throttle 31 on. This creates a throttled connection between the Zulaufraum 29 and the control room 16 ,

Des weiteren besitzt der erfindungsgemäße Injektor 1 zumindest eine Schließdrossel 32, die den Zulaufraum 29 mit dem Speicherraum 6 verbindet. Hierzu umgeht die Schließdrossel 32 auf geeignete Weise das Dichtelement 30. Im Beispiel durchsetzt die Schließdrossel 32 die Lagerhülse 17, insbesondere in radialer Richtung. Dabei ist in der Lagerhülse 17 an einer vom Steuerraum 16 angewandten Seite des Steuerkolbens 14 ein Ringraum 33 ausgebildet. Realisiert wird dieser Ringraum 33 beispielsweise dadurch, dass der Steuerkolben 14 einen größeren Durchmesser aufweist als der daran anschließende Körper der Düsennadel 12. Der Ringraum 33 ist zum Speicherraum 6 hin offen, so dass letztlich der Zulaufraum 29 über die Schließdrossel 32 und über den Ringraum 33 mit dem Speicherraum 6 verbunden ist.Furthermore, the injector according to the invention has 1 at least one closing throttle 32 that the Zulaufraum 29 with the storage space 6 combines. This bypasses the closing throttle 32 suitably the sealing element 30 , In the example, the closing throttle passes through 32 the bearing sleeve 17 , in particular in the radial direction. It is in the bearing sleeve 17 at one of the control room 16 applied side of the control piston 14 an annulus 33 educated. This annulus is realized 33 for example, by the fact that the control piston 14 has a larger diameter than the adjoining body of the nozzle needle 12 , The annulus 33 is to the storage room 6 open, so that ultimately the Zulaufraum 29 over the closing throttle 32 and over the annulus 33 with the storage space 6 connected is.

Besagter Ringraum 33 ist in axialer Richtung einerseits durch den Steuerkolben 14 begrenzt und andererseits offen. In radialer Richtung ist der Ringraum 33 außen durch die Lagerhülse 17 und innen durch die Düsennadel 12 begrenzt.Said annulus 33 is in the axial direction on the one hand by the control piston 14 limited and on the other hand open. In the radial direction is the annulus 33 outside through the bearing sleeve 17 and inside through the nozzle needle 12 limited.

Um die Düsennadel 12 in ihre Schließrichtung vorzuspannen, ist eine Schließdruckfeder 34 vorgesehen. Diese ist im Beispiel einerseits in einer axialen Stirnseite der Lagerhülse 17 und andererseits an einem Bund 35 axial abgestützt, wobei der Bund 35 an der Düsennadel 12 ausgebildet bzw. befestigt ist.To the nozzle needle 12 to bias in its closing direction, is a closing pressure spring 34 intended. This is in the example on the one hand in an axial end face of the bearing sleeve 17 and on the other hand on a covenant 35 axially supported, with the collar 35 at the nozzle needle 12 is formed or attached.

Ferner weist der Injektor 1 eine Zentrierhülse 36 auf. Diese ist axial verstellbar an der Nadelspitze 13 gelagert. Dabei stützt sich die Zentrierhülse 36 axial einerseits am Injektorkörper 2 und andererseits über eine Öffnungsdruckfeder 37 an der Düsennadel 12 ab, wozu diese einen weiteren Bund 38 aufweist. Die Nadelspitze 13 ist in der Zentrierhülse 36 axial geführt hubverstellbar angeordnet. Die Zentrierhülse 36 realisiert eine Zentrierung der Nadelspitze 13 relativ zu einem Nadelsitz 39, der im Injektorkörper 2 ausgebildet ist. Wenn die Düsennadel 12 mit ihrer Nadelspitze 13 im Nadelsitz 39 sitzt, ist das wenigstens ein Spritzloch 4 vom Speicherraum 6 entkoppelt. Sobald die Nadelspitze 13 vom Nadelsitz 39 abhebt, liegt eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Speicherraum 6 und dem wenigstens einen Spritzloch 4 vor, so dass Kraftstoff vom Speicherraum 6 durch das wenigstens ein Spritzloch 4 in den Einspritzraum 5 einspritzbar ist. Für eine ungestörte kommunizierende Verbindung zwischen dem Speicherraum 6 und den wenigstens einen Spritzloch 4 bei geöffneter Düsennadel 12 kann die Zentrierhülse 36 zumindest eine Querbohrung 40 aufweisen.Furthermore, the injector 1 a centering sleeve 36 on. This is axially adjustable at the needle tip 13 stored. The centering sleeve is supported 36 axially on the one hand on the injector body 2 and on the other hand via an opening compression spring 37 at the nozzle needle 12 what's this another bunch for 38 having. The needle point 13 is in the centering sleeve 36 arranged axially adjustable stroke. The centering sleeve 36 realizes a centering of the needle point 13 relative to a needle seat 39 in the injector body 2 is trained. If the nozzle needle 12 with her needlepoint 13 in the needle seat 39 This is at least a spray hole 4 from the storage room 6 decoupled. Once the needle tip 13 from the needle seat 39 takes off, there is a communicating connection between the memory space 6 and the at least one spray hole 4 before, allowing fuel from the storage space 6 through the at least one spray hole 4 in the injection room 5 is injectable. For an undisturbed communicating connection between the memory space 6 and the at least one spray hole 4 with open nozzle needle 12 can the centering sleeve 36 at least one transverse bore 40 exhibit.

Durch die wenigstens eine Schließdrossel 32, deren Drosselwirkung erheblich kleiner ist als die Drosselwirkung der Zulaufdrossel 31, wird zum einen erreicht, dass Druckwellen, die beim Öffnen und Schließen der Düsennadel 12 im Speicherraum 6 entstehen, nur gedämpft bzw. gedrosselt zum Zulaufraum 29 gelangen und dementsprechend nur gedämpft zur Kraftstoffversorgung 8 gelangen. Hierdurch wird die an sich durch den relativ großvolumigen Speicherraum 6 bereits bereitgestellte Dämpfungswirkung zusätzlich gestärkt. Des weiteren ist es grundsätzlich möglich, den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff bis zur Zulaufdrossel 31 quasi ungedrosselt zuzuführen. Insbesondere kann auf eine sogenannte Raildrossel verzichtet werden. Die Feinabstimmung des jeweiligen Injektors 1 mit der Kraftstoffeinspritzanlage kann dabei über die wenigstens eine Schließdrossel 32 realisiert werden. Diese Feinabstimmung kann dabei genauer durchgeführt werden als dies in Verbindung mit einer Raildrossel möglich ist. Insgesamt können dadurch Einspritzvorgänge, insbesondere bei Mehrfacheinspritzungen, hinsichtlich Einspritzdauer und Einspritzmenge mit erhöhter Präzision realisiert werden.By the at least one closing throttle 32 , whose throttle effect is considerably smaller than the throttle effect of the inlet throttle 31 , on the one hand, it achieves pressure waves when opening and closing the nozzle needle 12 in the storage room 6 arise, only steamed or throttled to Zulaufraum 29 arrive and accordingly only steamed to the fuel supply 8th reach. As a result, the in itself by the relatively large volume storage space 6 already provided damping effect additionally strengthened. Furthermore, it is basically possible, the fuel under high pressure up to the inlet throttle 31 virtually unthrottled feed. In particular, can be dispensed with a so-called Raildrossel. The fine tuning of the respective injector 1 with the fuel injection system can via the at least one closing throttle 32 will be realized. This fine-tuning can be performed more accurately than is possible in conjunction with a rail throttle. Overall, injection processes, in particular with multiple injections, can be realized with increased precision with regard to injection duration and injection quantity.

Der Injektor 1 arbeitet wie folgt:
Im gezeigten Ausgangszustand erfolgt keine Kraftstoffeinspritzung. Die Düsennadel 12 sitzt im Nadelsitz 39. Im Zulaufraum 29 herrscht der Kraftstoffhochdruck, der ebenfalls im Ringraum 33, im Speicherraum 6 und im Steuerraum 16 herrscht. Im Niederdruckraum 20 herrscht der Druck des Rücklaufs 26. Hierzu ist der Elektromagnet 22 deaktiviert, so dass die Rückstellfeder 23 das Ventilglied 21 zum Verschließen der Verbindungsöffnung 24 vorspannt.The injector 1 works as follows:
In the initial state shown, there is no fuel injection. The nozzle needle 12 sits in the needle seat 39 , In the Zulaufraum 29 the fuel high pressure prevails, which also in the annulus 33 , in the storage room 6 and in the control room 16 prevails. In the low pressure room 20 the pressure of the return prevails 26 , This is the electromagnet 22 deactivated so that the return spring 23 the valve member 21 for closing the connection opening 24 biases.

Zum Durchführen einer Einspritzung von Kraftstoff wird die Steuereinrichtung 18 entsprechend angesteuert. In der Folge zieht der Elektromagnet 22 das Ventilglied 21 entgegen der Vorspannkraft der Rückstellfeder 23 an, wodurch die Verbindungsöffnung 24 geöffnet wird. In der Folge fällt der Druck im Steuerraum 16 ab. Folglich nehmen auch die in Schließrichtung auf die Düsennadel 12 einwirkenden, über die Steuerfläche 15 darin eingeleiteten hydraulischen Kräfte ab. Sobald die in der Öffnungsrichtung an der Düsennadel 12 wirksamen hydraulischen Kräfte überwiegen, hebt diese mit ihrer Nadelspitze 13 aus dem Nadelsitz 39 ab. Anschließend kann Kraftstoff unter dem Hochdruck vom Speicherraum 6 durch die Spritzlöcher 4 in den Einspritzraum 5 eintreten. Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird die Steuereinrichtung 18 zum Schließen des Steuerventils 19 betätigt. Hierzu wird die Bestromung des Elektromagneten 22 beendet. In der Folge kann die Rückstellfeder 23 das Ventilglied 21 zum Verschließen der Verbindungsöffnung 24 antreiben. Über die Zulaufdrossel 31 kann sich im Steuerraum 16 wieder der Hochdruck aufbauen und über die Steuerfläche 15 den Steuerkolben 14 und somit die Düsennadel 12 mit ihrer Nadelspitze 13 in den Nadelsitz 39 einfahren. Unterstützt wird diese Schließbewegung durch die Schließdruckfeder 34.To perform an injection of fuel, the controller 18 controlled accordingly. As a result, the electromagnet pulls 22 the valve member 21 against the biasing force of the return spring 23 on, making the connection opening 24 is opened. As a result, the pressure falls in the control room 16 from. Consequently, also take in the closing direction on the nozzle needle 12 acting over the control surface 15 introduced in hydraulic forces. Once in the opening direction on the nozzle needle 12 effective hydraulic forces outweigh these with their needlepoint 13 from the needle seat 39 from. Subsequently, fuel can be under high pressure from the storage space 6 through the spray holes 4 in the injection room 5 enter. To end the injection process, the control device 18 to close the control valve 19 actuated. For this purpose, the energization of the electromagnet 22 completed. As a result, the return spring 23 the valve member 21 for closing the connection opening 24 drive. About the inlet throttle 31 can be in the control room 16 rebuild the high pressure and over the control surface 15 the control piston 14 and thus the nozzle needle 12 with her needlepoint 13 in the needle seat 39 retract. This closing movement is supported by the closing pressure spring 34 ,

Die beim Öffnen und beim Schließen des Injektors 1 bzw. der Düsennadel 12 entstehenden Druckwellen im Speicherraum 6 werden zum einen durch das relativ große Volumen des Speicherraums 6 in erheblichem Maße gedämpft. Zum anderen bewirkt die Schließdrossel 32 eine gedämpfte Kopplung zwischen dem Speicherraum 6 und dem Zulaufraum 29, wodurch eine weitere Dämpfungswirkung realisierbar ist.The when opening and closing the injector 1 or the nozzle needle 12 resulting pressure waves in the storage space 6 become due to the relatively large volume of the storage space 6 considerably dampened. On the other hand causes the closing throttle 32 a muted coupling between the memory space 6 and the inflow room 29 , whereby a further damping effect can be realized.

Die Drosselwirkung der Schließdrossel 32 ist vergleichsweise klein, wodurch zum einen stets hinreichend Kraftstoff zur Realisierung des gewünschten Einspritzvorgangs nachströmen kann. Zum anderen lassen sich hierdurch rasche Schließvorgänge mit hohen Nadelgeschwindigkeiten realisieren.The throttle effect of the closing throttle 32 is comparatively small, whereby on the one hand always enough fuel for the realization of the desired injection process can flow. On the other hand, this makes it possible to realize rapid closing operations with high needle speeds.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102007011685 [0002] - DE 102007011685 [0002]

Claims

Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einer Kraftstoffversorgung (8), die eine Hochdruckquelle (9) umfasst, die unter einem Hochdruck stehenden Kraftstoff bereit stellt und an die mehrere Injektoren (1) angeschlossen sind, – wobei der jeweilige Injektor (1) mit einem wenigstens ein Spritzloch (4) aufweisenden Injektorkörper (2) ausgestattet ist, der einen mit dem wenigstens einen Spritzloch (4) kommunizierenden Speicherraum (6) für Kraftstoff enthält, – wobei der jeweilige Injektor (1) mit einer im Speicherraum (6) hubverstellbar angeordneten Düsennadel (12) ausgestattet ist, die eine Nadelspitze (13) zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung durch das wenigstens eine Spritzloch (4) aufweist, – wobei der jeweilige Injektor (1) mit einer Steuereinrichtung (18) zum Steuern der Düsennadel (12) ausgestattet ist, – wobei der jeweilige Injektor (1) mit einem Zulaufkanal (7) ausgestattet ist, der an die Hochdruckquelle (9) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (7) ungedrosselt mit der Hochdruckquelle (5) verbunden ist.Fuel injection system for an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, with a fuel supply ( 8th ), which is a high pressure source ( 9 ), which provides fuel under high pressure and to which several injectors ( 1 ), wherein the respective injector ( 1 ) with at least one injection hole ( 4 ) having injector body ( 2 ), the one with the at least one injection hole ( 4 ) communicating memory space ( 6 ) for fuel, wherein the respective injector ( 1 ) with one in memory space ( 6 ) Hubverstellbar arranged nozzle needle ( 12 ) equipped with a needle point ( 13 ) for controlling a fuel injection through the at least one injection hole ( 4 ), wherein the respective injector ( 1 ) with a control device ( 18 ) for controlling the nozzle needle ( 12 ), the respective injector ( 1 ) with a feed channel ( 7 ) which is connected to the high pressure source ( 9 ), characterized in that the inlet channel ( 7 ) unthrottled with the high pressure source ( 5 ) connected is.

Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum (6) über mindestens eine Schließdrossel (32) mit dem Zulaufkanal (7) verbunden ist.Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the storage space ( 6 ) via at least one closing throttle ( 32 ) with the inlet channel ( 7 ) connected is.

Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (12) einenends die Nadelspitze (13) und anderenends einen Steuerkolben (14) aufweist.Fuel injection system according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle needle ( 12 ) at one end the needle tip ( 13 ) and at the other end a control piston ( 14 ) having.

Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (18) zum Steuern der Düsennadel (12) einen Druck in einem Steuerraum (16) steuert, der axial vom Steuerkolben (14) und radial von einer im Injektorkörper (2) angeordneten Lagerhülse (17) begrenzt ist, in welcher der Steuerkolben (14) axial geführt hubverstellbar ist.Fuel injection system according to claim 3, characterized in that the control device ( 18 ) for controlling the nozzle needle ( 12 ) a pressure in a control room ( 16 ), which axially from the control piston ( 14 ) and radially from one in the injector body ( 2 ) arranged bearing sleeve ( 17 ) is limited, in which the control piston ( 14 ) is guided axially adjustable stroke.

Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Injektorkörper (2) ein ringförmiger Zulaufraum (29) angeordnet ist, der radial außen vom Injektorkörper (2) und radial innen von der Lagerhülse (17) begrenzt ist.Fuel injection system according to claim 4, characterized in that in the injector body ( 2 ) an annular inlet space ( 29 ) is arranged, which radially outward from the injector body ( 2 ) and radially inward of the bearing sleeve ( 17 ) is limited.

Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (7) im Injektorkörper (2) verläuft und/oder im Zulaufraum (29) mündet.Fuel injection system according to claim 5, characterized in that the inlet channel ( 7 ) in the injector body ( 2 ) runs and / or in the Zulaufraum ( 29 ) opens.

Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zulaufdrossel (31) vorgesehen ist, die den Zulaufraum (29) gedrosselt mit dem Steuerraum (16) verbindet,Fuel injection system according to claim 5 or 6, characterized in that at least one inlet throttle ( 31 ) is provided, which the Zulaufraum ( 29 ) throttled with the control room ( 16 ),

Kraftstoffeinspritzanlage zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schließdrossel (32) den Zulaufraum (29) mit dem Speicherraum (6) verbindet.Fuel injection system at least according to claim 5, characterized in that the at least one closing throttle ( 32 ) the Zulaufraum ( 29 ) with the memory space ( 6 ) connects.

Kraftstoffeinspritzanlage zumindest nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselwirkung der wenigstens einen Schließdrossel (32) kleiner ist als die Drosselwirkung der wenigstens einen Zulaufdrossel (31).Fuel injection system at least according to claim 7, characterized in that the throttling action of the at least one closing throttle ( 32 ) is smaller than the throttling effect of the at least one inlet throttle ( 31 ).

Kraftstoffeinspritzanlage zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufraum (29) mit mindestens einem Dichtelement (30) vom Speicherraum (6) getrennt ist, wobei das mindestens eine Dichtelement (30) insbesondere radial zwischen der Lagerhülse (17) und dem Injektorkörper (2) angeordnet sein kann und den Zulaufraum (29) axial begrenzen kann.Fuel injection system at least according to claim 5, characterized in that the inlet space ( 29 ) with at least one sealing element ( 30 ) from the memory space ( 6 ), wherein the at least one sealing element ( 30 ) in particular radially between the bearing sleeve ( 17 ) and the injector body ( 2 ) and the Zulaufraum ( 29 ) can axially limit.

Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, – dass die wenigstens eine Schließdrossel (32) die Lagerhülse (17) durchsetzt, und/oder – dass die wenigstens eine Schließdrossel (32) den Zulaufraum (29) mit einem Speicherraum (6) offenen Ringraum (33) verbindet, der in der Lagerhülse (17) an einer vom Steuerraum (16) abgewandten Seite des Steuerkolbens (14) ausgebildet ist, und/oder – dass die Steuereinrichtung (18) im Bereich des Steuerkolbens (14) im Injektorkörper (2) angeordnet ist, und/oder – dass eine Zentrierhülse (36) vorgesehen ist, in welcher die Nadelspitze (13) axial geführt hubverstellbar angeordnet ist und welche die Nadelspitze (13) relativ zu einem im Injektorkörper (2) ausgebildeten Nadelsitz (39) zentriert.Fuel injection system according to one of claims 1 to 10, characterized in that - the at least one closing throttle ( 32 ) the bearing sleeve ( 17 ), and / or - that the at least one closing throttle ( 32 ) the Zulaufraum ( 29 ) with a memory space ( 6 ) open annulus ( 33 ), which in the bearing sleeve ( 17 ) at one of the control room ( 16 ) facing away from the control piston ( 14 ), and / or - that the control device ( 18 ) in the region of the control piston ( 14 ) in the injector body ( 2 ) is arranged, and / or - that a centering sleeve ( 36 ) is provided, in which the needle tip ( 13 ) is arranged axially adjustable stroke and which the needle tip ( 13 ) relative to one in the injector body ( 2 ) trained needle seat ( 39 centered).