EP1507082A1

EP1507082A1 - Fuel injection system for combustion engine

Info

Publication number: EP1507082A1
Application number: EP04015171A
Authority: EP
Inventors: Nadja Eisenmenger; Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2024-06-29
Also published as: EP1507082B1; US20050035212A1; DE502004007716D1; DE10337574A1; US6915785B2

Abstract

The high-pressure fuel supply (5) is connected (3) to a valve body (31) of a control valve (30). A control piston (70) moves up and down in the valve body and may be controlled by a switching valve (40). It may control a connection (58) to a chamber (26) under a spring-loaded (18) piston (22). The piston acts as a hydraulic amplifier (21) with a smaller diameter piston (23) pressurizing a second chamber (25) connected (51) to the nozzle pressure chamber (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injection device for internal combustion engines the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen dieser Art ist aus der EP 1 176 306 A2 bekannt, bei der zur Ansteuerung eines Kraftstoffeinspritzventils ein Servosteuerkreis mit einem Steuerventil vorgesehen ist, das einen in einer Bohrung längsverschiebbaren Steuerkolben aufweist, der von einem Magnetventil als Schaltventil angesteuert die Drucksteuerung des Kraftstoffeinspritzventils realisiert. Das Steuerventil weist dabei einen ersten Ventilsitz, der einen ersten Druckraum begrenzt, und einen als Schieberdichtung ausgeführten zweiten Ventilsitz, der einen zweiten Druckraum begrenzt, auf. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dabei ohne einen zwischen Druckspeicher und Kraftstoffeinspritzventil zwischengeschalteten Druckverstärker ausgeführt.A fuel injection device for internal combustion engines of this type is known from EP 1 176 306 A2, in which for controlling a fuel injection valve a Servo control circuit is provided with a control valve, the one in a bore having longitudinally displaceable control piston, of a solenoid valve as a switching valve controlled realized the pressure control of the fuel injection valve. The control valve has a first valve seat, which limits a first pressure chamber, and one as Slider seal running second valve seat, which has a second pressure chamber limited to. The fuel injector is without an intermediate Accumulator and fuel injector intermediate pressure booster executed.

Aus der DE 101 23 913 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Druckübersetzungseinrichtung zur Druckverstärkung bekannt, bei der zur Steuerung des Injektors ein 3/2-Ventil eingesetzt ist. Derartige, als Servoventile aufgebaute 3/2-Ventile weisen in der Regel ein elektromagnetisch oder piezoelektrisch angesteuertes Schaltventil sowie ein Steuerventil mit einem Steuerkolben auf, der von dem Schaltventil angesteuert wird. Derartige Steuerventile, die in Sitz-Schieber-Ausführung aufgebaut sind, müssen dabei eine große Rücklaufmenge der Druckübersetzungseinrichtung steuern. Am Steuerkolben des Steuerventils sind dabei verschiedene Druckkammern zum Anschluss von Steuerleitungen notwendig, die dabei von innen mit Systemdruck (Raildruck bzw. dem zu schaltenden Druck) beaufschlagt sind. Diese Druckbelastung führt zu Aufweitungen der Leckspalte an hochdruckdichten Führungen, zu Verformungen und Aufweitungen an den Steuerkanten von Schiebersitzen sowie zu hohen Kerbspannungen in Bohrungsverschneidungen. Diese auf Grund der Druckbelastung auftretenden Einwirkungen verschlechtern die Funktion und somit die Dauerfestigkeit des Servoventils.From DE 101 23 913 A1 discloses a fuel injection device for Internal combustion engine with a pressure booster for pressure boosting known, in which a 3/2-valve is used to control the injector. Such, as Servo valves built 3/2 valves usually have an electromagnetic or piezoelectrically actuated switching valve and a control valve with a control piston on, which is controlled by the switching valve. Such control valves, the seat-slide version are constructed, have a large return flow of the Control pressure translation device. At the control piston of the control valve are included different pressure chambers necessary for the connection of control lines from the inside with system pressure (rail pressure or the pressure to be switched) applied are. This pressure load leads to widening of the leakage gaps at high-pressure-tight Guides, for deformations and widening of the control edges of valve seats as well as too high notch stresses in bore intersections. These due to the Pressure occurring occurring effects worsen the function and thus the Fatigue strength of the servo valve.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine dem zu schaltenden Druck proportionale Kraft von außen auf den Ventilkörper einwirkt, so dass die an den kritischen Stellen des Steuerkolbens und des Ventilkörpers wirkenden Druckkräfte kompensiert werden und dadurch die im Steuerventil wirkenden Verformungskräfte gering gehalten werden können. Die proportionale Kraft wird dabei von dem in der Kraftstoffleitung anliegenden Druck erzeugt, der beispielsweise von einer Kraftstoffpumpe geliefert wird und als Systemdruck vorliegt. Dadurch treten keine hohen Kerbspannungen in den Bohrungsverschneidungen des Ventilkörpers auf. Außerdem wird der Verschleiß an den Steuerkanten von Schiebersitzen reduziert. Die auftretenden Spannungen bleiben deutlich unter den Dauerfestigkeitswerten, wodurch die einzusetzenden Fertigungsverfahren vereinfacht und kostengünstigere Werkstoffe eingesetzt werden können. Dadurch ist die Bereitstellung einer kostengünstigeren Kraftstoffeinspritzeinrichtung möglich.The fuel injection device according to the invention with the characterizing Features of claim 1 has the advantage that the pressure to be switched proportional force from the outside acts on the valve body, so that at the critical points of the control piston and the valve body acting compressive forces be compensated and thereby acting in the control valve deformation forces can be kept low. The proportional force is thereby of the in the Fuel line generates applied pressure, for example, from a Fuel pump is supplied and is present as system pressure. This will not cause high Notch stresses in the bore intersections of the valve body. Furthermore the wear on the control edges of valve seats is reduced. The occurring Tensions remain well below the fatigue limit values, causing the To be used manufacturing processes simplified and cheaper materials can be used. This makes the provision of a more cost effective Fuel injection possible.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung möglich.The measures listed in the dependent claims are advantageous Further developments and improvements specified in the main claim Fuel injection possible.

Besonders zweckmäßig ist es, die Buchse druckdicht in eine Aufnahme des Ventilkörpers einzusetzen und von einem Ringraum zu umgeben. Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht ferner darin, dass von dem Ringraum eine Querbohrung in die mit dem Steuerkolben zusammenwirkende Ventildruckraum führt. Über diese Querbohrung erfolgt der Druckausgleich zwischen Innenkammern des Steuerventils und einer vom einem Ringraum gebildeten Außenkammer. Die Erfindung ist besonders zur Ansteuerung von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen mit einem Druckverstärker geeignet, wobei die Steuerkanten des Steuerkolbens wechselweise eine Zuschaltung eines Differenzdruckraumes des Druckverstärkers zu einem mit der Hochdruckleitung in Verbindung stehenden Hochdruckraum oder eine Zuschaltung zu einem an eine Rücklaufleitung angeschlossenen Niederdrucksystem ermöglichen.It is particularly useful pressure-tight in a receptacle of the valve body insert and surrounded by an annulus. An expedient embodiment It further consists in that of the annulus a transverse bore in the with the Control piston cooperating valve pressure chamber leads. About this cross hole the pressure equalization takes place between inner chambers of the control valve and one of an outer chamber formed an annular space. The invention is particularly suitable for driving of fuel injectors with a pressure booster suitable, wherein the Control edges of the control piston alternately a connection of a Differential pressure chamber of the booster to one with the high pressure line in Connecting high-pressure room or a connection to one to a Return line connected low pressure system allow.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawing and in the following Description explained in more detail.

Es zeigen:

Figur 1: einen schematischen Aufbau einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
Figur 2: eine schematischen Aufbau einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Show it:

FIG. 1: a schematic structure of a fuel injection device according to a first embodiment and
FIG. 2: a schematic structure of a fuel injection device according to a second embodiment.

Ausführungsbeispieleembodiments

In Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Kraftstoffinjektor 1 dargestellt, der über eine Kraftstoffleitung 3 mit einer Kraftstoffhochdruckquelle 5 verbunden ist. Die Kraftstoffhochdruckquelle 5 umfasst dabei mehrere nicht dargestellte Elemente, wie Kraftstofftank, eine Hochdruckpumpe und eine Hochdruckleitung, beispielsweise eines an sich bekannten Common-Rail-Systems, wobei die Pumpe einen bis zu 1600 bar hohen Kraftstoffdruck über die Hochdruckleitung bereitstellt. Der dargestellte Kraftstoffinjektor 1 weist ein Kraftstoffeinspritzventil 10 auf, das mit Einspritzöffnungen 11 in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine hineinragt. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 weist einen Schließkolben 12 mit einer Druckschulter 13 auf, die von einem Druckraum 14 umgeben ist. Der Schließkolben 12 ist an einem dem Brennraum abgewandten Ende in einem Führungsbereich 15 geführt, an den sich ein Schließdruckraum 16 anschließt. Der Schließkolben 12 ist mittels einer Schließfeder 17 in Schließrichtung vorgespannt. FIG. 1 shows a fuel injection device with a fuel injector 1 represented, via a fuel line 3 with a high-pressure fuel source. 5 connected is. The high-pressure fuel source 5 includes several not shown Elements, such as fuel tank, a high pressure pump and a high pressure line, For example, a known common rail system, the pump a Provides up to 1600 bar high fuel pressure via the high pressure line. Of the shown fuel injector 1 has a fuel injection valve 10, which with Injection openings 11 protrudes in a combustion chamber of an internal combustion engine. The Fuel injection valve 10 has a closing piston 12 with a pressure shoulder 13, which is surrounded by a pressure chamber 14. The closing piston 12 is connected to a Combustion chamber remote end is guided in a guide portion 15, to which a Closing pressure chamber 16 connects. The closing piston 12 is by means of a closing spring 17th biased in the closing direction.

Der Kraftstoffinjektor 1 gemäß Figur 1 verfügt zur Druckverstärkung über eine Druckübersetzungseinrichtung 20. Die Druckübersetzungseinrichtung 20 besitzt einen mittels einer Rückstellfeder 18 federnd gelagerten Übersetzerkolben 21, der einen ersten Teilkolben 22 und einen im Durchmesser kleineren zweiten Teilkolben 23 aufweist. Den Teilkolben 22, 23 ist jeweils ein entsprechender, im Durchmesser gestuft ausgebildeter Zylinder 24 zugeordnet, so dass der im Durchmesser kleinere Teilkolben 23 im Zylinder 24 einen Hochdruckraum 25 von einem Rückraum 26 flüssigkeitsdicht abtrennt. Der im Durchmesser größere erste Teilkolben 22, der in dem Zylinderabschnitt des Zylinders 24 mit dem größeren Durchmesser geführt ist, trennt außerdem den Rückraum 26 von einem Druckübersetzungsraum 27 flüssigkeitsdicht ab. Im Druckübersetzungsraum 27 ist eine Rückstellfeder 18 angeordnet, die zur Erzeugung einer entsprechenden Rückstellbewegung für den Übersetzerkolben 21 zwischen einem Federhalter 28 und einem Ringelement 29 vorgespannt ist.The fuel injector 1 according to FIG. 1 has a pressure boost via a Pressure booster 20. The pressure booster 20 has a by means of a return spring 18 resiliently mounted booster piston 21, a first Partial piston 22 and a smaller diameter second partial piston 23 has. The Partial piston 22, 23 is in each case a corresponding, stepped in diameter trained Cylinder 24 assigned, so that the smaller diameter piston 23 part in the cylinder 24 separates a high-pressure chamber 25 from a rear space 26 liquid-tight. The im Diameter larger first partial piston 22, in the cylinder portion of the cylinder 24th is guided with the larger diameter, also separates the back space 26 of a Pressure transfer chamber 27 liquid-tight. In the pressure translation space 27 is a Return spring 18 arranged to generate a corresponding Return movement for the booster piston 21 between a spring holder 28 and a ring element 29 is biased.

Weiterhin verfügt der Kraftstoffinjektor 1 über ein elektrohydraulisches Servo-Ventil 90, das ein hydraulisches Steuerventil 30 und ein elektrisch ansteuerbares Schaltventil 40 umfasst, wobei die Ansteuerung von einem elektromagnetischen oder piezoelektrischen Aktor 41 erfolgt. Das Schaltventil 40 weist einen mit dem Aktor 41 verbundenen Aktorkolben 42 auf, der in einer Aktorbohrung 43 geführt ist. Der Aktorkolben 42 trennt mit einem aktorseitigen Dichtsitz 44 einen aktorseitigen Leckraum 45 von einem aktorseitigen Ringraum 46 flüssigkeitsdicht ab. Es ist aber genauso möglich, das Steuerventil 30 als direkt gesteuertes Ventil auszubilden. Dazu ist der Aktor 41 direkt mit dem Steuerkolben 70 verbunden, so dass die Schaltbewegung des Aktors 41 direkt auf den Steuerkolben (30) übertragen wird und die Schaltbewegung des Aktors 41 die Hubbewegung des Steuerkolbens 70 ausführt.Furthermore, the fuel injector 1 has an electro-hydraulic servo valve 90, a hydraulic control valve 30 and an electrically controllable switching valve 40th wherein the driving of an electromagnetic or piezoelectric Actuator 41 takes place. The switching valve 40 has a connected to the actuator 41 Actuator piston 42, which is guided in an actuator bore 43. The actuator piston 42 separates with an actuator-side sealing seat 44, an actuator-side leakage space 45 of a actuator-side annular space 46 liquid-tight. But it is just as possible that Control valve 30 form as a directly controlled valve. For this purpose, the actuator 41 is directly with the control piston 70, so that the switching movement of the actuator 41 directly on the control piston (30) is transmitted and the switching movement of the actuator 41 the Lifting movement of the control piston 70 performs.

Das Steuerventil 30 weist einen Ventilkörper 31 mit einer Aufnahme 39 für eine Buchse 80 auf. In der Buchse 80 ist eine Stufenbohrung 32 ausgebildet, die in einen Steuerraum 33 und am gegenüberliegenden Ende in einen Verbindungsraum 36 mündet. Zwischen dem Steuerraum 33 und Verbindungsraum 36 wird von der Stufenbohrung 32 eine Ventilkammer 34 und ein Ventildruckraum 35 ausgebildet. In der Stufenbohrung 32 des Steuerventils 30 ist axial verschiebbar ein Steuerkolben 70 geführt. Der Steuerkoben 70 ist ebenfalls gestuft mit einem ersten Kolbenabschnitt 71 und einem zweiten Kolbenabschnitt 72 ausgeführt, wobei der erste Kolbenabschnitt 71 einen größeren Kolbendurchmesser als der zweite Kolbenabschnitt 72 aufweist. Die Stirnfläche des ersten Kolbenabschnitts 71 bildet eine erste Druckfläche 78. Durch die gestufte Ausführung des Steuerkolbens 70 entsteht zwischen dem ersten Kolbenabschnitt 71 und dem zweiten Kolbenabschnitt 72 eine Ringfläche, die als zweite Druckfläche 79 wirkt. Die erste Druckfläche 78 ist dabei größer als die zweite Druckfläche 79. Am Steuerkolben 70 sind ferner eine erste Steuerkante 73 und eine zweite Steuerkante 74 ausgebildet.The control valve 30 has a valve body 31 with a receptacle 39 for a socket 80 on. In the socket 80, a stepped bore 32 is formed, which in a control room 33 and at the opposite end in a connecting space 36 opens. Between the control chamber 33 and connecting space 36 is of the stepped bore 32 a Valve chamber 34 and a valve pressure chamber 35 is formed. In the stepped bore 32 of Control valve 30 is axially displaceably a control piston 70 out. The control cradle 70 is also stepped with a first piston portion 71 and a second Piston portion 72 executed, wherein the first piston portion 71 has a larger Piston diameter than the second piston portion 72 has. The face of the first piston portion 71 forms a first pressure surface 78. By the stepped Execution of the control piston 70 is formed between the first piston portion 71 and the second piston portion 72 has an annular surface which acts as a second pressure surface 79. The first pressure surface 78 is larger than the second pressure surface 79. Am Control pistons 70 are further a first control edge 73 and a second control edge 74 educated.

Die Buchse 80 ist in der Aufnahme 39 von einem Ringraum 82 umgeben, der mit einer Abdeckung 83 und einer Dichtung 84 am Ventilkörper 31 druckdicht verschlossen ist. Der Ringraum 82 steht mit der Kraftstoffleitung 3 (Rail) in Verbindung, so dass der von der Kraftstoffpumpe 5 gelieferte Druck als Systemdruck im Ringraum 82 anliegt und dadurch die Buchse 80 mit dem in der Kraftstoffleitung 3 anliegenden Systemdruck beaufschlagt ist. In der Buchse 80 ist eine Querbohrung 85 angebracht, die den Ringraum 82 mit dem Ventildruckraum 35 verbindet. Vom Ringraum 82 führt weiterhin eine Verbindungsbohrung 55 zum Druckübersetzungsraum 27. Durch den ersten Kolbenabschnitt 71 führt eine weitere Verbindungsleitung 57, die den Steuerraum 33 über eine Zulaufdrossel 56 mit dem Ventildruckraum 35 verbindet. An den Ringraum 82 ist die systemdruckbeaufschlagte Kraftstoffleitung 3 angeschlossen.The sleeve 80 is surrounded in the receptacle 39 by an annular space 82, which with a Cover 83 and a seal 84 on the valve body 31 is pressure-tight manner. The annular space 82 communicates with the fuel line 3 (rail) in connection, so that of supplied to the fuel pump 5 pressure as system pressure in the annular space 82 and thereby the sleeve 80 with the voltage applied to the fuel line 3 system pressure is charged. In the sleeve 80, a transverse bore 85 is attached, which is the annulus 82 connects to the valve pressure chamber 35. From the annular space 82 continues to lead Connecting bore 55 to the pressure translation space 27. By the first Piston section 71 leads a further connection line 57, the control chamber 33rd Connects via an inlet throttle 56 with the valve pressure chamber 35. To the annular space 82 the system pressurized fuel line 3 is connected.

Am zweiten Kolbenabschnitt 72 ist ein Verbindungskanal 37 ausgebildet, der in der gezeigten Schaltstellung den Ventildruckraum 35 mit der der ersten Steuerkante 73 vorgelagerten Ventilkammer 34 verbindet. An der Stufenbohrung 32 ist eine Dichtkante 75 ausgeführt, die mit der zweiten Steuerkante 74 zusammenwirkt und mit dieser gemäß einer später beschriebenen zweiten Schaltstellung des Steuerventils 30 eine Dichtfläche ausbildet.On the second piston portion 72, a connecting channel 37 is formed, which in the shown switching position the valve pressure chamber 35 with the first control edge 73rd upstream valve chamber 34 connects. At the stepped bore 32 is a sealing edge 75 executed, which cooperates with the second control edge 74 and with this according to a second switching position of the control valve 30 described later, a sealing surface formed.

Zur Verbindung der einzelnen Komponenten Einspritzventil 10, Druckübersetzungseinrichtung 20, Steuerventil 30 und Schaltventil 40, dienen Druckleitungen, die beispielsweise in den Kraftstoffinjektor 1 integriert sind. Der Druckraum 14 des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist mit einer erste Druckleitung 51 mit dem Hochdruckraum 25 der Druckübersetzungseinrichtung 20 verbunden. Vom Schließdruckraum 16 des Einspritzventils 10 führt eine zweite Druckleitung 52 zum Rückraum 26 der Druckübersetzungseinrichtung 20. Zusätzlich existiert eine Verbindungsleitung 53 mit Drossel zwischen Schließdruckraum 16 und Hochdruckraum 25. Der hydraulische Druck der Kraftstoffhochdruckquelle 5 wird über die Hochdruckleitung 3 und die Verbindungsbohrung 55 in den Druckübersetzungsraum 27 der Druckübersetzungseinrichtung 20 geführt. Der Druckübersetzungsraum 27 steht dadurch über die Querbohrung 85 mit dem Ventildruckraum 35 des Steuerventils 30 in Verbindung. Eine Rückraumleitung 58 verbindet den Rückraum 26 der Druckübersetzungseinrichtung 20 mit der Ventilkammer 34 des Steuerventils 30.For connection of the individual components injection valve 10, Pressure booster 20, control valve 30 and switching valve 40 serve Pressure lines that are integrated, for example, in the fuel injector 1. Of the Pressure chamber 14 of the fuel injection valve 10 is connected to a first pressure line 51 the high-pressure chamber 25 of the pressure booster 20 is connected. from Closing pressure chamber 16 of the injection valve 10 leads to a second pressure line 52 to Rear chamber 26 of the pressure booster 20. In addition, there is a Connecting line 53 with throttle between closing pressure chamber 16 and high-pressure chamber 25. The hydraulic pressure of the high-pressure fuel source 5 is over the High pressure line 3 and the connecting hole 55 in the pressure transmission chamber 27th the pressure booster 20 guided. The pressure translation space 27 is thereby via the transverse bore 85 with the valve pressure chamber 35 of the control valve 30 in Connection. A return line 58 connects the rear space 26 of the Pressure booster 20 with the valve chamber 34 of the control valve 30th

Vom Verbindungsraum 36 des Steuerventils 30 führt eine erste Rücklaufleitung 61 über ein nicht in der Zeichnung dargestelltes Niederdrucksystem in einen ebenfalls nicht dargestellten Kraftstofftank zurück. Der Steuerraum 33 des Steuerventils 30 ist mittels einer Steuerleitung 59 über eine Ablaufdrossel 64 mit dem aktorseitigen Ringraum 46 des Schaltventils 40 verbunden. Schließlich führt eine zweite Rücklaufleitung 62 aus dem aktorseitigen Leckraum 45 des Schaltventils 40 heraus in das Niederdruck- bzw. Rücklaufsystem hinein. Die Rücklaufleitungen 61, 62 können jedoch auch als ein gemeinsames Rücklaufsystem ausgebildeten sein.From the connecting space 36 of the control valve 30 performs a first return line 61 via a not shown in the drawing low pressure system in one also not shown fuel tank back. The control chamber 33 of the control valve 30 is by means of a control line 59 via an outlet throttle 64 with the actuator-side annular space 46 of the Switching valve 40 connected. Finally, a second return line 62 leads from the Actuator side leakage space 45 of the switching valve 40 out in the low-pressure or Return system into it. However, the return lines 61, 62 may also as a be formed common return system.

Ein zweites Ausführungsbeispiel geht aus Figur 2 hervor. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die gleichen Bauteile des Kraftstoffinjektors 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Besonderheiten des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2 im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 besteht darin, dass die Buchse 80 mehrteilig ausgeführt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Buchse 80 eine Ventilkammerbuchse 91, eine Einstellbuchse 92 sowie eine Ventilplatte 93 auf. Die Ventilkammerbuchse 91 besitzt im Wesentlichen die gleiche Funktion wie die einteilige Buchse 80 des Ausführungsbeispiels in Figur 1. Durch die sich axial an die Ventilkammerbuchse 91 anschließende Einstellbuchse 92 ist es möglich, die Lage der mit der zweiten Steuerkante 74 zusammenwirkenden Dichtkante 75 einzustellen. Dadurch kann die Einstellbuchse 92 mit verschiedenen Dicken als Auswahlgruppe bereitgestellt werden. Insofern ist es möglich, über eine entsprechende Wahl der Stärke der Einstellbuchse 92 die Lage der Dichtkante 75 an der Ventilkammerbuchse 91 axial einstellbar zu gestalten. Die Ventilplatte 93 ist optional vorgesehen, falls ein direktes Abdichten auf dem Ventilkörper 31 am Sitz der ersten Steuerkante 73 aus Werkstoffgründen nicht möglich ist. In diesem Fall wäre die Ventilplatte 93 aus einem für die Ausbildung eines für die zweite Steuerkante 74 notwendigen Ventilsitzes geeigneten Material auszuführen. A second embodiment is shown in FIG. In this Embodiment are the same components of the fuel injector 1 with the same Provided with reference numerals. The peculiarities of the embodiment according to FIG. 2 Compared to the embodiment in Figure 1 is that the socket 80th is executed in several parts. In the present embodiment, the socket 80 has a Valve chamber socket 91, a Einstellbuchse 92 and a valve plate 93 on. The Valve chamber bushing 91 has substantially the same function as the one-piece Socket 80 of the embodiment in Figure 1. By axially to the Valve chamber bushing 91 adjoining Einstellbuchse 92, it is possible, the position of the the second control edge 74 cooperating sealing edge 75 set. Thereby For example, the adjusting bush 92 may be provided with various thicknesses as a selection group become. In this respect, it is possible to have an appropriate choice of strength of Adjustment sleeve 92, the position of the sealing edge 75 on the valve chamber sleeve 91 axially adjustable to design. The valve plate 93 is optionally provided, if a direct Sealing on the valve body 31 at the seat of the first control edge 73 from Material reasons is not possible. In this case, the valve plate 93 would be made of a for the formation of a necessary for the second control edge 74 valve seat to carry out suitable material.

Die Funktionsweise des Kraftstoffinjektors 1 ist wie im Folgenden dargestellt: Zu Beginn des Einspritzvorgangs liegt durch den konstanten Druck im Hochdruckspeicher 5 der im Druckübersetzungsraum 27 anliegende Druck über die Rückraumleitung 58 auch im Rückraum 26 und über die zweite Druckleitung 52 und die Verbindungsleitung 53 im Hochdruckraum 25 und von dort über die erste Druckleitung 51 im Druckraum 14 an. Der Aktor 41 des Schaltventils 40, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Magnetventil ist, ist so bestromt, dass der Aktorkolben 42 die mit dem Steuerraum 33 des Steuerventils 30 in Verbindung stehende Steuerleitung 59 gegen den mit der zweiten Rücklaufleitung 62 in Verbindung stehenden aktorseitigen Leckraum 45 verschließt. Dadurch herrscht im Steuerraum 33 der gleiche Druck wie in dem über die weitere Verbindungsleitung 57 mit dem Druckübersetzungsraum 27 in Verbindung stehenden Ringraum 82. Durch den auf die erste Druckfläche 78 wirkenden Hochdruck wird die erste Sterkante 73 gegen den Dichtsitz gepresst. Dadurch ist die Verbindungskammer 36 und damit die ersten Rücklaufleitung 61 vom Hochdruck bzw. Systemdruck entkoppelt. Das Einspritzventil 10 ist geschlossen.The operation of the fuel injector 1 is as shown below: At the beginning the injection process is due to the constant pressure in the high-pressure accumulator 5 of the Pressure translation space 27 applied pressure on the return chamber line 58 also in Rear chamber 26 and the second pressure line 52 and the connecting line 53 in High-pressure chamber 25 and from there via the first pressure line 51 in the pressure chamber 14 at. The actuator 41 of the switching valve 40, which in the present embodiment a Solenoid valve is so energized that the actuator piston 42 with the control chamber 33 of the Control valve 30 in communication control line 59 against the with the second Return line 62 in connection with the actuator side leakage space 45 closes. As a result, the same pressure prevails in the control chamber 33 as in the one over the other Connecting line 57 communicating with the pressure transmission chamber 27 Annular space 82. By acting on the first pressure surface 78 high pressure is the first Sterkante 73 pressed against the sealing seat. As a result, the connection chamber 36 and thus decoupled the first return line 61 from the high pressure or system pressure. The injection valve 10 is closed.

Die Öffnungshubbewegung des Schließkolbens 12 des Einspritzventils 10 wird dadurch eingeleitet, indem aufgrund einer entsprechenden Bestromung des Aktors 41 der Aktorkolben 42 vom aktorseitigen Dichtsitz 44 abhebt, so dass der Steuerraum 33 mit dem aktorseitigen Ringraum 46 und dem aktorseitigen Leckraum 55 verbunden wird. Die Durchflusswiderstände der Zulaufdrossel 56 und der Ablaufdrossel 64 sind so bemessen, dass der Druck im Steuerraum 33 abfällt und der Steuerkolben 70 von dem Dichtsitz der ersten Steuerkante 73 abhebt. Gleichzeitig wirkt der Druck im Druckübersetzungsraum 27 auf die zweite, kleinere Druckfläche 79, so dass dieser seine Öffnungsbewegung fortsetzt und mit der zweiten Steuerkante 74 den Ventildruckraum 35 zur Ventilkammer 34 hin schließt und den Hochruck zum Verbindungsraum 36 hin sperrt. Dadurch wird der Rückraum 26 über die Rückraumleitung 58, die Ventilkammer 34 und den Verbindungsraum 36 mit der ersten Rücklaufleitung 61 verbunden. Dementsprechend wird der im Rückraum 26 der Druckübersetzungseinrichtung 20 herrschende Hochdruck über die Rücklaufleitung 61 entspannt und der Druck im Rückraum 26 fällt ab. Dadurch wird die Druckübersetzungseinrichtung 20 aktiviert und der mit geringerer Wirkfläche behaftete zweite Teilkolben 23 verdichtet den Kraftstoff im Hochdruckraum 25, so dass in dem mit dem Hochdruckraum 25 verbundenen Druckraum 14 die in Öffnungsrichtung an der Druckschulter 13 angreifende Druckkraft ansteigt und der Schließkolben 12 die Einspritzöffnungen 11 freigibt. So lange der Rückraum 26 druckentlastet ist, bleibt die Druckübersetzungseinrichtung 20 aktiviert und verdichtet den Kraftstoff im Hochdruckraum 25.The opening stroke of the closing piston 12 of the injection valve 10 is characterized initiated by due to a corresponding energization of the actuator 41 of the Actuator piston 42 lifts from the actuator-side sealing seat 44, so that the control chamber 33 with the actuator-side annulus 46 and the actuator-side leakage chamber 55 is connected. The Flow resistances of the inlet throttle 56 and the outlet throttle 64 are dimensioned that the pressure in the control chamber 33 drops and the control piston 70 from the sealing seat of the first control edge 73 lifts. At the same time, the pressure in the pressure transfer chamber works 27 on the second, smaller pressure surface 79, so that this his opening movement continues and with the second control edge 74 the valve pressure chamber 35 to the valve chamber 34 closes and blocks the high pressure to the connection space 36 back. This will be the Rear chamber 26 via the back space line 58, the valve chamber 34 and the Connecting space 36 connected to the first return line 61. Accordingly is the pressure prevailing in the rear space 26 of the pressure booster 20 high pressure Relaxed via the return line 61 and the pressure in the rear chamber 26 drops. Thereby the pressure booster 20 is activated and the lower effective area Afflicted second partial piston 23 compresses the fuel in the high-pressure chamber 25, so that in the pressure chamber 14 connected to the high pressure chamber 25 in the opening direction at the pressure shoulder 13 attacking pressure force increases and the closing piston 12 the Injection openings 11 releases. As long as the back space 26 is depressurized, the remains Pressure booster 20 activates and compresses the fuel in High pressure room 25.

Zum Beenden des Einspritzvorganges wird das Schaltventil 40 wieder in seine Ausgangsstellung überführt. Dies trennt den Rückraum 26 von der ersten Rücklaufleitung 61 und verbindet ihn wieder mit dem Versorgungsdruck der Kraftstoffhochdruckquelle 5. Dadurch fällt der Druck im Hochdruckraum 25 auf Systemdruck ab, wodurch im Druckraum 14 ebenfalls wieder Systemdruck anliegt. Die Rückstellung des Schließkolbens 12 wird dabei durch die im Schließdruckraum 16 angeordnete Schließfeder 17 unterstützt und durch den ebenfalls über die zweite Druckleitung 52 anliegenden Systemdruck realisiert. Nach dem Druckausgleich wird der Druckübersetzerkolben 21 durch die Rückstellfeder 18 in seine Ausgangslage zurückgestellt, wobei der Hochdruckraum 25 über die Verbindungsleitung 53 aus der Kraftstoffhochdruckquelle 5 befüllt wird. To end the injection process, the switching valve 40 is back in his Initial position transferred. This separates the back space 26 from the first return line 61 and connects it again with the supply pressure of the high-pressure fuel source. 5 As a result, the pressure in the high-pressure chamber 25 drops to system pressure, whereby in Pressure chamber 14 again system pressure applied. The provision of the Closing piston 12 is thereby arranged by the closing pressure in the space 16 Closing spring 17 is supported and by the likewise via the second pressure line 52nd applied system pressure realized. After pressure equalization, the Pressure booster piston 21 by the return spring 18 in its initial position reset, wherein the high-pressure chamber 25 via the connecting line 53 from the Fuel high pressure source 5 is filled.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kraftstoffinjektorfuel injector
33: KraftstoffleitungFuel line
55: KraftstoffhochdruckquelleHigh-pressure fuel source
1010: KraftstoffeinspritzventilFuel injection valve
1111: EinspritzöffnungInjection port
1212: Schließkolbenclosing piston
1313: Druckschulterpressure shoulder
1414: Druckraumpressure chamber
1515: Führungsbereichguide region
1616: SchließdruckraumClosing pressure chamber
1717: Schließfederclosing spring
1818: RückstellfederReturn spring
2020: DruckübersetzungseinrichtungPressure booster device
2121: ÜbersetzerkolbenBooster piston
2222: erster Teilkolbenfirst part piston
2323: zweiter Teilkolbensecond partial piston
2424: Zylindercylinder
2525: HochdruckraumHigh-pressure chamber
2626: Rückraumbackcourt
2727: DruckübersetzungsraumPressure boosting chamber
2828: Federhalterpenholder
2929: Ringelementring element
3030: Steuerventilcontrol valve
3131: SteuerventilkörperControl valve body
3232: Bohrungdrilling
3333: Steuerraumcontrol room
3434: Ventilkammervalve chamber
3535: VentildruckraumValve pressure chamber
3535: Verbindungsraumcommunication space
3636: Verbindungskanalconnecting channel
3939: Aufnahmeadmission
4040: Schaltventilswitching valve
4141: Aktor actuator
4242: Aktorkolbenactuator piston
4343: Aktorbohrungactuator bore
4444: aktorseitiger DichtsitzActuator-side sealing seat
4545: aktorseitiger Leckraumactuator-side leakage space
4646: aktorseitiger Ringraumactuator-side annulus
5151: erste Druckleitungfirst pressure line
5252: zweite Druckleitungsecond pressure line
5353: Verbindungsleitungconnecting line
5555: Verbindungsbohrungconnecting bore
5656: Zulaufdrosselinlet throttle
5757: weitere Verbindungsleitungfurther connection line
5858: RückraumleitungBackcourt line
5959: Steuerleitungcontrol line
6161: erste Rücklaufleitungfirst return line
6262: zweite Rücklaufleitungsecond return line
6464: Ablaufdrosseloutlet throttle
7070: Steuerkolbenspool
7171: erster Kolbenabschnittfirst piston section
7272: zweiter Kolbenabschnittsecond piston section
7373: erste Steuerkantefirst control edge
7474: zweite Steuerkantesecond control edge
7575: Dichtkantesealing edge
7878: erste Druckflächefirst printing surface
7979: zweite Druckflächesecond printing surface
8080: BuchseRifle
8282: Ringraumannulus
8383: Abdeckungcover
8484: Dichtungpoetry
8585: Querbohrungcross hole
9090: Servo-VentilServo-valve
9191: VentilkammerbuchseValve chamber socket
9292: Einstellbuchseadjusting bush
9393: Ventilplattevalve plate

Claims

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem mit einer Hochdruckquelle in Verbindung stehenden Kraftstoffeinspritzventil (10), einem Steuerventil (30), das einen Ventilkörper (31) mit längsverschiebbar angeordneten Steuerkolben (70) aufweist, wobei der Steuerkolben (70) in einer ersten Ventilstellung eine druckbeaufschlagte Ventilkammer von einem Rücklauf- bzw. Niederdrucksystem trennt und wobei in einer zweiten Ventilstellung des Steuerkolbens (70) eine Entspannung der Ventilkammer zum Rücklaufsystem erfolgt und dabei eine Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils (10) eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (70) in einer Buchse (80) geführt ist, die zumindest teilweise innerhalb des Ventilkörpers (31) von außen mit Druck beaufschlagt ist.An internal combustion engine fuel injection device having a fuel injection valve (10) in communication with a high pressure source, a control valve (30) having a valve body (31) with longitudinally displaceable control pistons (70), said control piston (70) having a pressurized valve chamber in a first valve position separated from a return or low pressure system and wherein in a second valve position of the control piston (70) a relaxation of the valve chamber to the return system takes place while an actuation of the fuel injection valve (10) is initiated, characterized in that the control piston (70) in a socket (80) is guided, which is at least partially pressurized within the valve body (31) from the outside.

Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (80) im Ventilkörper (31) zumindest teilweise von einem Ringraum (82) umgeben ist, der an die Hochdruckquelle (5) angeschlossen ist.Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the bush (80) in the valve body (31) is at least partially surrounded by an annular space (82) which is connected to the high pressure source (5).

Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Buchse (80) eine Querbohrung (85) ausgebildet ist, die eine hydraulische Verbindung vom Ringraum (82) zu einem Ventildruckraum (35) herstellt.Fuel injection device according to claim 1 or 2, characterized in that on the bushing (80) has a transverse bore (85) is formed, which produces a hydraulic connection from the annular space (82) to a valve pressure chamber (35).

Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (80) druckdicht in eine Aufnahme (39) des Ventilkörpers (31) eingesetzt ist. Fuel injection device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the bushing (80) pressure-tight in a receptacle (39) of the valve body (31) is inserted.

Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (80) mehrteilig ausgeführt ist und axial hintereinanderliegend mindestens zwei Teilbuchsen (91, 92) aufweist.Fuel injection device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bushing (80) is designed in several parts and axially one behind the other at least two sub-sockets (91, 92).

Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass über die Stärke der zweiten Teilbuchse (92) die axiale Position der ersten Teilbuchse (91) im Ventilkörper (31) einstellbar ist.Fuel injection device according to claim 5, characterized in that on the strength of the second partial bush (92), the axial position of the first partial bushing (91) in the valve body (31) is adjustable.

Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilbuchse (91) einen mit Druck beaufschlagbaren Ventildruckraum (35) einschließt und eine Dichtkante (75) aufweist, die mit einer Steuerkante (74) am Steuerkolben (70) zusammenwirkt, und dass mittels der axialen Erstreckung der zweiten Teilbuchse (92) die axiale Position der Dichtkante (75) in Bezug zur Steuerkante (74) einstellbar ist.Fuel injection device according to claim 5 or 6, characterized in that the first part of the bushing (91) includes a pressurizable valve pressure chamber (35) and a sealing edge (75) which cooperates with a control edge (74) on the control piston (70), and by means of the axial extent of the second partial bushing (92) the axial position of the sealing edge (75) in relation to the control edge (74) is adjustable.

Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Teilbuchse (93) vorgesehen ist, an der ein Ventilsitz über eine am Steuerkolben (70) ausgebildete erste Steuerkante (73) ausbildet.Fuel injection device according to claim 5, characterized in that a third partial bush (93) is provided, on which a valve seat via a control piston (70) formed on the first control edge (73) is formed.

Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (30) mit einem Schaltventil (40) zusammenwirkt, so dass das Steuerventil (30) und das Schaltventil (40) eine Servo-Ventil-Einheit (90) bilden..Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the control valve (30) with a switching valve (40) cooperates, so that the control valve (30) and the switching valve (40) form a servo-valve unit (90).

Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Hochdruckquelle (5) und Kraftstoffeinspritzventil (10) eine einen Druckübersetzerkolben (21) aufweisende Druckübersetzungseinrichtung (20) geschaltet ist, die vom Steuerventil (30) gesteuert ist.Fuel injection device according to claim 1, characterized in that between the high-pressure source (5) and the fuel injection valve (10) there is connected a pressure booster (20) having a pressure booster piston (21) controlled by the control valve (30).

Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckübersetzungseinrichtung (20) einen mit dem Druckübersetzerkolben (21) zusammenwirkenden Rückraum (26) besitzt, der vom Steuerventil (30) ansteuerbar ist, so dass über eine Druckänderung im Rückraum (26) eine auf das Kraftstoffeinspritzventil (10) einwirkende Druckübersetzung erfolgt.Fuel injection device according to claim 10, characterized in that the pressure booster device (20) has a with the pressure booster piston (21) cooperating rear space (26) which is actuated by the control valve (30), so that via a pressure change in the back space (26) one on the Fuel injection valve (10) acting pressure translation takes place.