EP1507082A1 - Fuel injection system for combustion engine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a fuel injection device for internal combustion engines the preamble of claim 1.
- 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.
- the fuel injection device 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.
- 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.
- the 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Control valve 30 form as a directly controlled valve.
- 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.
- the control valve 30 has a valve body 31 with a receptacle 39 for a socket 80 on.
- a stepped bore 32 is formed, which in a control room 33 and at the opposite end in a connecting space 36 opens.
- a Valve chamber 34 and a valve pressure chamber 35 is formed.
- a control piston 70 out 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.
- control piston 70 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.
- 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.
- 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.
- the control chamber 33rd Connects via an inlet throttle 56 with the valve pressure chamber 35.
- the system pressurized fuel line 3 is connected.
- 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.
- 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.
- Pressure booster 20, control valve 30 and switching valve 40 serve Pressure lines that are integrated, for example, in the fuel injector 1.
- the high-pressure chamber 25 of the pressure booster 20 is connected.
- 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.
- Connecting line 53 with throttle between closing pressure chamber 16 and high-pressure chamber 25 is connected.
- 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
- 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.
- 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.
- the return lines 61, 62 may also as a be formed common return system.
- FIG. 1 A second embodiment is shown in FIG.
- the socket 80th is executed in several parts.
- 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.
- the adjusting bush 92 may be provided with various thicknesses as a selection group become.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
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Abstract
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
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
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.
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
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.
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.
- 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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
- 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
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