EP1799993A1 - Fuel injector - Google Patents

Fuel injector

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Publication number
EP1799993A1
EP1799993A1 EP05789635A EP05789635A EP1799993A1 EP 1799993 A1 EP1799993 A1 EP 1799993A1 EP 05789635 A EP05789635 A EP 05789635A EP 05789635 A EP05789635 A EP 05789635A EP 1799993 A1 EP1799993 A1 EP 1799993A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel injector
chamber
injector according
fuel
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05789635A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dirk Vahle
Manfred Mack
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1799993A1 publication Critical patent/EP1799993A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/025Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive hydraulic, e.g. with pressure amplification
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F02M2200/304Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means

Definitions

  • the fuel supply to the combustion chambers of self-igniting internal combustion engines is generally carried out by means of fuel injectors.
  • the required injection pressure can be provided by high-pressure storage systems. A further pressure increase takes place, for example, by pressure booster in the fuel injector.
  • the needle stroke of the injection valve member is damped.
  • a device for injecting fuel into a Brenn ⁇ space of an internal combustion engine is known.
  • the device for injecting fuel comprises a fuel injector, which can be acted upon by a high-pressure source with high-pressure fuel and actuated via a metering valve.
  • the injection valve member which closes or releases at least one injection opening, is associated with a damping element which can be moved independently of it and which delimits a damping space. At least one overflow channel for connecting the damping chamber to a further hydraulic chamber is accommodated in the damping element.
  • the opening speed of the nozzle needle is determined in DE 102 29 415 by the size of the outlet throttle from the damper chamber. An outlet throttle with a high volume throughput results in faster needle opening. In the fuel injection valve known from the prior art, the opening process of the injection valve member begins before the full injection pressure in the nozzle chamber has been reached.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the independent claim has the advantage of improved atomization and concomitantly improved combustion behavior of the fuel in the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • a later opening of the injection valve member and thus a higher fuel pressure at the beginning of the injection process is achieved by the erfindungs ⁇ trained according Kraftstoffinjektor.
  • the higher, higher than the system pressure For example, a common rail lying fuel pressure at the beginning of the injection process leads to a finer and more uniform atomization of the fuel, resulting in a further reduced exhaust emissions.
  • the coordination between nozzle needle damping and injection pressure at the beginning of the injection is improved, higher injection pressures are achieved, in particular even with short activation times or short injection pulses. This is guaranteed with an easily manufactured construction.
  • a 2/2-way valve is accommodated in the supply line to the compression space.
  • the 2/2 -way valve is preferably designed as a ball valve. As soon as the pressure in the compression chamber is increased by the movement of a piston into the compression space, the 2/2-way valve closes. This avoids that fuel from the compression chamber in the supply line and thus passes through the control valve in the return.
  • the injector housing can be divided into individual segments, which are stacked one above the other for installation.
  • recesses are formed in the end faces of the segments in which at least one channel opens, via which fuel is fed and at least two channels open, via which fuel is discharged.
  • the channels are preferably formed as holes in the segments.
  • inventively embodied fuel injector in high-pressure storage stars, it can also be used on other pressure-controlled injection systems, for example on pump-nozzle units, pump-line-nozzle units and distributor injection pumps.
  • FIG. 1 shows a fuel injector embodied according to the invention
  • FIG. 2 shows a detailed view of a further exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a fuel injector designed according to the invention in a first embodiment.
  • the fuel injector designed according to the invention will be described with reference to a system with high-pressure accumulator.
  • the supply of high-pressure fuel can also be effected, for example, by a pump-nozzle unit, a pump-line-nozzle unit or a distributor injection pump. All systems have in common that the inventively designed fuel injector is provided with a pressure booster.
  • a fuel injector 1 is supplied with high-pressure fuel via a high-pressure accumulator 2 shown schematically here.
  • the fuel first passes through a supply line 3 into a working space 4 of a pressure booster 5.
  • a check valve 6 is accommodated in the supply line 3 to the working space 4.
  • the check valve 6 is designed as a ball valve.
  • a supply line 7 extends from the work space 4 to a control valve 8 is preferably designed as a 3/2 -way valve and is controlled by a piezoelectric actuator or an electromagnet.
  • the control valve can be designed in a manner known per se as a 3/2-servo valve, which is controlled via a 2/2 solenoid valve.
  • the fuel flows from the working chamber 4 via the supply line 7 to the control valve 8 and from there into a control line 9, while the return line 50 is disconnected.
  • the pressure booster 5 and the control valve 8 are received in a pressure booster body 10.
  • a nozzle body 11 connects.
  • the pressure booster body 10 and the nozzle body 11 are preferably non-positively connected, for example with a union nut, with the fuel injector 1.
  • the injection valve member 13 is preferably a one-piece configured nozzle needle. However, this can also be configured in several parts.
  • the injection valve member 13 is enclosed by a nozzle chamber 14, wherein at least a part of the region 13a of the injection valve member is provided with a -Aximalem diameter into the nozzle chamber 14 protrudes.
  • the nozzle chamber 14 is hydraulically connected via a connecting line 15 with a compression space 16.
  • the compression space 16 is bounded on one side by an end face 17 of a booster piston 18 of the pressure booster 5.
  • a step-shaped extension 19 is formed, which defines a control space 21 with an end face 20 pointing in the direction of the compression space 16.
  • the step-shaped extension 19 divides the booster piston 18 into a first piston part 22 which faces the compression space 16 and a second piston part 23, which adjoins the stepped extension 19 on the side facing away from the compression space 16.
  • the second piston part 23 is enclosed by a spring element 24, which is preferably designed as a spiral spring.
  • the spring element 24 is supported with one side against a stop 25, which closes the booster piston 18 and with the other side against a received in the pressure booster annular stop 26.
  • An ⁇ 26 is for example a locking ring for holes or a snap ring.
  • the control chamber 21 of the pressure booster 5 is connected via a bypass 27 to the control line 9.
  • the compression chamber 16 is supplied with fuel via a supply line 28, which also branches off from the control line 9. In the supply line 28, a 2/2-way valve is added, which closes the supply line 28, so ⁇ soon the pressure in the compression chamber 16 is higher than the pressure in the control line 9.
  • the 2/2 -Wege- valve 29 is thus designed in the form of a check valve.
  • a supply line 30 to a second control chamber 31 also extends from the compression chamber 16.
  • the second control chamber 31 is delimited on one side by an end face 32 of a transmission element in the form of a hold-down piston 33.
  • a connecting line 34 leads from the control line 9 into a damping chamber 35, in which the hold-down piston is arranged.
  • a damping element 37 is further accommodated, which is formed, for example, in the shape of a piston.
  • the transfer element 33 is surrounded by a second spring element 39.
  • the second spring element 39 is preferably designed as a spiral spring. However, any further compression spring known to the person skilled in the art may also be used as the second spring element 39.
  • the second spring element 39 is supported on one side against an end wall of the damping chamber 35 and on the second side against an adjusting ring 41.
  • the adjusting ring 41 surrounds the transformer element 33 and rests on a stepped extension of the transformer element facing the damping element.
  • the adjusting ring 41 serves to compensate for manufacturing tolerances, so that with each fuel injector 1, which is installed, the same spring force acts on the transmitter element 33 and thus on the damping element 37 on which the transmitter element rests.
  • the damping element 37 limits a third control chamber 42.
  • the third control chamber 42 is supplied with fuel via an inlet 43, which is connected to the control line 9.
  • the damping element 37 is provided on the injection valve member side facing a flat ground end surface 44.
  • a plane-ground end face 45 is likewise formed on the injection valve member 13.
  • the damping element 37 is independent of the injection valve member 13 movable bar.
  • the injection valve member 13 is placed in a seat 46, wherein the flat ground end face 45 of the injection valve member 13 of fuel, via a throttle 48 and the supply line 43 can flow into the control chamber 42, is acted upon.
  • the injection valve member 13 and the damping element 37 separate, and the injection valve member 13 is initially moved independently of the damping element 37 in the direction of the at least one injection opening 12.
  • the damping element 37 has a bore 58 which opens on the end face 44 and establishes a connection to the damping chamber 35.
  • a connecting path 66 in the form of a groove is introduced, which produces a fuel-fillable connection between the bore 58 and an edge region of the damping chamber 35.
  • a first throttle element 47 and in the inlet 43 to the third control space 42 the already mentioned (second) throttle element 48 is formed.
  • the transmitter element 33 and the damping element 37 are designed as components separated from one another.
  • the connection path 66 is designed as a hole perpendicular to the central bore 58.
  • the control valve 8 In the idle state, the control valve 8 is in the position shown in Figure 1 and there is no fuel injection in a fuel injector 1 associated combustion chamber 49.
  • the injection valve member 13 is in the seat 46 and thus closes the at least one injection port 12. Also lies the flat ground end face 44 of the damping element 37 on the flat-ground end face 45 of the injection valve member 13, so that the bore 58 is closed in the damping element 37.
  • the connection from the supply line 3 to the control line 9 is released via the control valve 8.
  • the fuel under storage pressure passes via the bypass 27 into the control chamber 21
  • the third control chamber 42 is also supplied via the inlet 43 with cherbuchstruck under fuel pressure ,
  • the working space 4 the control chamber 21, the compression chamber 16, the second control chamber 31, the damping chamber 35, the third control chamber 42 and the nozzle chamber 14 are acted upon by the pressure prevailing in the high-pressure accumulator 2 pressure level and the booster piston 18 in the pressure booster 5 is in the pressure-balanced Status.
  • the pressure booster 5 is deactivated and there is no pressure boosting.
  • the booster piston 18 is held by the spring element 24 in the starting position.
  • the control valve 8 is switched to its other position.
  • the control line 9 is connected to the low-pressure side return 50 and the supply line 7 is closed.
  • the compression chamber 16 Since the compression chamber 16 is hydraulically connected via the connecting line 15 to the nozzle chamber 14 and via the supply line 30 to the second control chamber 31, the pressure also increases in the nozzle chamber 14 and in the second control chamber 31.
  • the increasing pressure in the second control chamber 31 causes an additional closing force on the injection valve member 13 to be exerted due to the pressure force acting on the end face 32 of the hold-down piston 33.
  • the damping chamber empties slowly, controlled by the throttle 47, an increasing opening force on the injection valve member in the nozzle chamber 14 is opposed by a likewise increasing closing force in the second control chamber 31.
  • the force acting on the damping piston 37 in the direction of the injection valve member 13 and thus the Ein ⁇ injection valve member 13 in its seat 46 is composed of the pressure force of the fuel in the damping chamber 35, the spring force of the spring element 39 and the Druck ⁇ force of Fuel in the second control chamber 31.
  • the cross-sectional area of the hold-down piston in the second control chamber 31 is smaller than the area of the maximum cross-section of the injection valve member in the nozzle chamber 14.
  • the opening force on the injection valve member in the nozzle chamber attacks faster than the force acting in the closing direction in the second control Furthermore, the damping chamber slowly empties via the throttle 47, so that, starting at a specific pressure level in the compression chamber, which is above the system pressure level of the high-pressure accumulator 2, the composite of injection valve member 13 and damping element 37 moves away from the at least one injection opening 12 lifts, whereby the injection valve member 13 completely lifts from its seat 46 and so the at least one injection opening 12 releases. As soon as the injection valve member 13 lifts out of its seat 46, fuel is injected into the combustion chamber 49.
  • the hold-down piston thus causes mit ⁇ means of its pressurization on the compression space a targeted delay of the lifting of the injection valve member to ensure a sufficiently high, above the system pressure of the high-pressure accumulator pressure build-up in the nozzle chamber, so that even with short drive times immediately applied a pressure-boosted fuel pressure level, as soon an injection port is opened.
  • the control valve 8 is again switched to the position shown in FIG. As a result, the connection from the high pressure accumulator 2 is opened in the control line 9. Due to the thereby increasing pressure force on the end face 20 of the stepped extension 19 on the booster piston 18, the booster piston 18 moves supported by the spring force of the compression spring 24 from the compression chamber 16, whereby the volume of the compression chamber 16 is increased and so the pressure in the compression chamber 16 and in the nozzle chamber 14 decreases.
  • the closing movement of the injection valve member 13 takes place via the refilling of the control chamber 42 and the throttle 48 adapted thereto.
  • the rising fuel pressure on the end face 44 thus causes a fast closing movement of the injection valve member 13 into the seat 46.
  • the injection valve member 13 releases from the damping element 37 and releases the sealing surface 44.
  • the refilling space 35 is refilled via the bore 58 and the groove 66.
  • the closing movement of the damping element 37 is determined primarily by the spring element 39. This leads to a slower closing movement of the damper piston 37 in comparison to the injection valve member 13.
  • the injection valve member thus finally dissolves element 37 from the damping element and is placed in its seat 46. As a result, the at least one injection opening 12 is closed and the injection process into the combustion chamber 49 is ended. Via the inlet 43 passes, as already mentioned, fuel under storage pressure in the third control chamber 42. Thus, the damping element 37 is pressure balanced.
  • the damping element 37 is provided by the spring force of the spring element 39 designed as a compression spring together with the hold-down piston with the flat-ground end face 44 on the flat-ground end face 45 of the injection valve member Ein ⁇ .
  • the bore 58 in the damping element 37th closed, so that no fuel from the third control chamber 42 can flow into the damping chamber 35.
  • the 2/2-way valve 29 opens, thus releasing the supply line 28 so that fuel under storage pressure can flow from the control line 9 into the compression space 16 , Coming from the compression space 16, fuel under storage pressure reaches the second control chamber 31 via the supply line 30.
  • the hold-down piston 33 is also pressure-balanced. As soon as the control valve 8 is again actuated in order to start a new injection process and the pressure in the compression chamber 16 increases, the pressure in the second control chamber 31, which is likewise increasing as a result, and the pressure force on the end surface 32 of the hold-down piston increase again ensures that the injection valve member only lifts off from its seat 46 when a sufficiently large pressure difference has formed on the Nie ⁇ derhaltekolben 33 between the damping chamber 35 and the control chamber 31.
  • the hold-down piston 33 always ensures a connection of each region of the damping region with the connecting line 34, so that the throttle 47 determines Geschwin ⁇ speed.
  • FIG. 2 shows the nozzle body of a further fuel injector designed according to the invention.
  • the nozzle body 11 is divided into individual segments. The advantage of the division into individual segments is that in each case only holes are formed in the individual segments or depressions are milled.
  • the nozzle body 11 is divided into a valve segment 51, a throttle segment 52, a piston guide segment 53, a needle guide segment 54 and an injection segment 55. Above the nozzle body joins on the side of the valve segment 51 of the pressure booster body 10.
  • Integrated in the pressure booster body is, in addition to the compression chamber 16, also the second control chamber 31 and the piston guide of the diameter-reduced region of the hold-down piston.
  • the piston guide may be integrated in an intermediate plate between the valve segment and the pressure booster body, so that the intermediate plate the compression chamber up to the Wegs ⁇ line 30, which in the embodiment shown in Figure 2 as to demand control of the pressure build or ., the pressure reduction in the second control chamber serving throttle element 64 is configured, on the second control chamber 31 side facing.
  • the 2/2-way valve 29 is partially disposed in the valve segment 51 and with its seat for the ball bearing 29 in the throttle segment 52.
  • a branch region 77 located in the valve segment 51 is a branch region 77, which produces a connection of the control line 9 in the pressure booster body to a following in the throttle segment subsequent Zu ⁇ 43 and to another fuel path leading to the damping chamber 35 and represents a continuation of the control line 9.
  • valve segment 51 is a piece of the connecting line 15 to the nozzle chamber 14. Furthermore, a first groove 56 is formed in the pressure booster body 10 via which a connecting line 34 arranged in the valve segment is connected to the damping chamber 35, this connecting line 34 in turn via a second groove 59 in the Kolben Resultss- segment 53, which is located on the side facing away from the valve segment 51 side of the throttle segment 52 is connected to the continuation of the control line 9.
  • the throttle segment 52 are the majority of the damping chamber 35 and bores for the inlet 43 to the third control chamber 42, the continuation of the control line 9, the supply line 28 to the compression space 16, the connecting line 34 to the damping chamber 35 and the connecting line 15 to the nozzle chamber 14th educated.
  • the throttle elements 47 and 48 are designed for damping pressure pulsations or for controlling the speed of filling or emptying of the damping chamber.
  • a bore 57 is formed, in which the damping element 37 is guided.
  • the piston guide segment 53 holes for the inlet 43 to the third control chamber 42 and a third groove 60 and the third control chamber 42 and a second groove 59 through which the continuation of the control line 9 with the supply line 28th and the connection line 34 is connected.
  • a bore 61 is formed, in which the injection valve member 13 is guided. The bore 61 opens stu ⁇ fenförmig in the nozzle chamber 14.
  • a bore for the connecting line 15 is received in the nozzle chamber 14, which opens in the ste ⁇ .
  • the injection segment 55 of the nozzle chamber 14 is formed together with the Einspritzöffhungen 12.
  • the holes in the individual segments 51, 52, 53, 54 and 55 which each form a line, are arranged flush over one another.
  • pegs not shown in greater detail can be formed, which engage in corresponding recesses (not illustrated in greater detail) on the adjacent segment.
  • the pins and the recess each have the same cross section.
  • the connection of the individual segments 51, 52, 53, 54, 55 is preferably non-positive.
  • a union nut which cooperates with a mounted on the pressure booster body 10 external thread.
  • the second spring element 39 has the function of holding the injection valve and as a biasing element for the piston assembly of low retaining piston, damping element and injection valve member.
  • the maximum allowable stroke of the injection valve member 13 can be limited via the stroke 76 of the hold-down piston or via the stroke 75 of the damping element.
  • the size of the pressurized surfaces perpendicular to the ⁇ ffhungsplatz the injection valve member on hold-down piston 33, the damping element 37 and the injection valve member 13 itself determine together with the self-adjusting fuel pressure levels in Dämp Stahlngsraum 35, the second control chamber 31 and the nozzle chamber 14, the ⁇ ffhungs the injection valve member.

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Abstract

The invention relates to a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber (49) of an internal combustion engine. Said fuel injector is supplied with pressurised fuel by means of a pressure accumulator (2), especially a high-pressure accumulator. A compression chamber (16) that can be connected to the pressure accumulator (2) is connected to a jet chamber (14). Said jet chamber (14) comprises an injection valve member (13) which closes or releases at least one injection opening (12). A damping element (37) that can be displaced independently of the injection valve member (13) is associated therewith, said damping element defining a damping chamber (35). The damping element is subjected to a force which varies according to the fuel pressure in the compression chamber (16) by means of a transmission element (33), such that high injection pressures can be obtained even for short control times.

Description

Kraftstoffinjektorfuel injector
Stand der TechnikState of the art
Die KraftstoffVersorgung der Brennräume selbstzündender Verbrennungskraftmaschinen erfolgt in der Regel mittels Kraftstoffinjektoren. Der erforderliche Einspritzdruck kann da¬ bei durch Hochdruckspeichersysteme bereitgestellt werden. Eine weitere Druckerhöhung erfolgt zum Beispiel durch Druckübersetzer im Kraftstoffinjektor. Um ein definiertes Ein¬ spritzverhalten zu erreichen, wird der Nadelhub des Einspritzventilgliedes gedämpft. Aus der DE-A 102 29 415 ist eine Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brenn¬ raum einer Verbrennungskraftmaschine bekannt. Die Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff umfasst einen Kraftstoffinjektor, der über eine Hochdruckquelle mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagbar und über ein Zumessventil betätigbar ist. Dem Einspritzventilglied, welches mindestens eine Einspritzöffnung verschließt oder freigibt, ist ein von diesem unabhängig bewegbares Dämpfungselement zugeordnet, welches einen Dämpfungsraum begrenzt. Im Dämpfungselement ist mindestens ein Überströmkanal zur Verbindung des Dämpfungsraumes mit einem weiteren hydraulischen Raum aufgenommen. Die Öffnungsgeschwindigkeit der Düsennadel wird in der DE 102 29 415 durch die Größe der Ablaufdrossel aus dem Dämpferraum bestimmt. Eine Ablaufdrossel mit großem Volu¬ mendurchsatz ergibt ein schnelleres Nadelöffnen. Bei dem aus dem Stand der Technik be¬ kannten Kraftstoffeinspritzventil beginnt der Öffnungsvorgang des Einspritzventilgliedes, bevor der volle Einspritzdruck im Düsenraum erreicht ist.The fuel supply to the combustion chambers of self-igniting internal combustion engines is generally carried out by means of fuel injectors. The required injection pressure can be provided by high-pressure storage systems. A further pressure increase takes place, for example, by pressure booster in the fuel injector. In order to achieve a defined injection behavior, the needle stroke of the injection valve member is damped. From DE-A 102 29 415 a device for injecting fuel into a Brenn¬ space of an internal combustion engine is known. The device for injecting fuel comprises a fuel injector, which can be acted upon by a high-pressure source with high-pressure fuel and actuated via a metering valve. The injection valve member, which closes or releases at least one injection opening, is associated with a damping element which can be moved independently of it and which delimits a damping space. At least one overflow channel for connecting the damping chamber to a further hydraulic chamber is accommodated in the damping element. The opening speed of the nozzle needle is determined in DE 102 29 415 by the size of the outlet throttle from the damper chamber. An outlet throttle with a high volume throughput results in faster needle opening. In the fuel injection valve known from the prior art, the opening process of the injection valve member begins before the full injection pressure in the nozzle chamber has been reached.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor mit den kennzeichnenden Merkmalen des unab¬ hängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer verbesserten Zerstäubung und damit einhergehend eines verbesserten Verbrennungsverhaltens des Kraftstoffs im Brenn¬ raum einer Brennkraftmaschine. Ein späteres Öffnen des Einspritzventilgliedes und damit ein höherer Kraftstoffdruck zu Beginn des Einspritzvorganges wird durch den erfindungs¬ gemäß ausgebildeten Kraftstoffinjektor erreicht. Der höhere, über dem Systemdruck bei- spielsweise eines Common-Rails liegende Kraftstoffdruck zu Beginn des Einspritzvorganges führt zu einer feineren und gleichmäßigeren Zerstäubung des Kraftstoffs, woraus ein weiter reduzierter Abgasausstoß resultiert. Die Abstimmung zwischen Düsennadeldämpfung und Einspritzdruck zu Beginn der Einspritzung wird verbessert, höhere Einspritzdrücke insbe- sondere auch bei kurzen Ansteuerzeiten bzw. kurzen Einspritzimpulsen erzielt. Dies wird mit einer einfach herstellbaren Konstruktion gewährleistet.In contrast, the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the independent claim has the advantage of improved atomization and concomitantly improved combustion behavior of the fuel in the combustion chamber of an internal combustion engine. A later opening of the injection valve member and thus a higher fuel pressure at the beginning of the injection process is achieved by the erfindungs¬ trained according Kraftstoffinjektor. The higher, higher than the system pressure For example, a common rail lying fuel pressure at the beginning of the injection process leads to a finer and more uniform atomization of the fuel, resulting in a further reduced exhaust emissions. The coordination between nozzle needle damping and injection pressure at the beginning of the injection is improved, higher injection pressures are achieved, in particular even with short activation times or short injection pulses. This is guaranteed with an easily manufactured construction.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Wei¬ terbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Kraftstoffin- jektors möglich.Advantageous developments and improvements of the fuel injector specified in the independent claim are possible by the measures listed in the dependent claims.
Wird ein vorgesehenes Übertragelement als Niederhaltekolben ausgeführt, so ergibt sich eine einfache und kompakte Anordnung.If an intended transfer element designed as hold-down piston, so there is a simple and compact arrangement.
Insbesondere wenn eine Stirnseite des Niederhaltekolbens mit dem Kraftstoffdruck des Kompressionsraums beaufschlagt wird, ergibt sich eine sich in einfacher Weise in das Sys¬ tem einfügende Ausgestaltung der Nadelhubdämpfung unter Ausnutzung bereits vorhande¬ ner Druckbereiche zur Optimierung der Ansteuerung des Einspritzventilglieds.In particular, when an end face of the hold-down piston is acted on by the fuel pressure of the compression space, a configuration of the needle stroke damping that fits into the system in a simple manner results in already existing pressure ranges for optimizing the activation of the injection valve member.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in die Versorgungsleitung zum Kom¬ pressionsraum ein 2/2 -Wege- Ventil aufgenommen. Das 2/2 -Wege- Ventil ist vorzugsweise als Kugelventil ausgebildet. Sobald durch die Bewegung eines Kolbens in den Kompressi¬ onsraum hinein der Druck im Kompressionsraum erhöht wird, schließt das 2/2-Wege- Ventil. Hierdurch wird vermieden, dass Kraftstoff aus dem Kompressionsraum in die Ver- sorgungsleitung und damit über das Steuerventil in den Rücklauf gelangt.In a further preferred embodiment, a 2/2-way valve is accommodated in the supply line to the compression space. The 2/2 -way valve is preferably designed as a ball valve. As soon as the pressure in the compression chamber is increased by the movement of a piston into the compression space, the 2/2-way valve closes. This avoids that fuel from the compression chamber in the supply line and thus passes through the control valve in the return.
Zur Vereinfachung der Herstellung des Injektorgehäuses kann das Injektorgehäuse in ein¬ zelne Segmente geteilt werden, die zur Montage übereinander gestapelt werden. An Ab¬ zweigpositionen der im Gehäuse aufgenommenen Kanäle sind in den Stirnflächen der Seg- mente Ausnehmungen ausgebildet, in die mindestens ein Kanal mündet, über welchen Kraft¬ stoff zugeführt wird und mindestens zwei Kanäle münden, über welche Kraftstoff abgeführt wird. Die Kanäle sind vorzugsweise als Bohrungen in den Segmenten ausgebildet.To simplify the production of the injector housing, the injector housing can be divided into individual segments, which are stacked one above the other for installation. At Ab¬ branch positions of the accommodated in the housing channels recesses are formed in the end faces of the segments in which at least one channel opens, via which fuel is fed and at least two channels open, via which fuel is discharged. The channels are preferably formed as holes in the segments.
Neben der Verwendung des erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftstoffinjektors in Hoch- druckspeichersy Sternen, ist dieser auch an weiteren druckgesteuerten Einspritzsystemen, wie zum Beispiel an Pumpe-Düse-Einheiten, Pumpe-Leitungen-Düse-Einheiten und Verteiler¬ einspritzpumpen einsetzbar. ZeichnungIn addition to the use of the inventively embodied fuel injector in high-pressure storage stars, it can also be used on other pressure-controlled injection systems, for example on pump-nozzle units, pump-line-nozzle units and distributor injection pumps. drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfol¬ genden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen erfindungsgemäß ausgebilde- ten Kraftstoffinjektor und Figur 2 eine Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.Embodiments of the invention are illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a fuel injector embodied according to the invention, and FIG. 2 shows a detailed view of a further exemplary embodiment.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Kraftstoffinjektor in einer ersten Ausfüh- rungsvariante dargestellt. Im Folgenden wird der erfindungsgemäß ausgebildete Kraftstof¬ finjektor anhand eines Systems mit Hochdruckspeicher beschrieben. Neben dem Hoch¬ druckspeicher kann die Versorgung mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff aber auch zum Beispiel durch eine Pumpe-Düse-Einheit, eine Pumpe-Leitung-Düse-Einheit oder eine Verteilereinspritzpumpe erfolgen. Allen Systemen gemeinsam ist, dass der erfindungsgemäß ausgebildete Kraftstoffinjektor mit einem Druckverstärker versehen ist. Gemäß der Darstel¬ lung in Figur 1 wird ein Kraftstoffinjektor 1 über einen hier schematisch dargestellten Hochdruckspeicher 2 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoff gelangt zunächst über eine Zuleitung 3 in einen Arbeitsraum 4 eines Druckübersetzers 5. Damit kein Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 4 in den Hochdruckspeicher 2 zurückströmt, ist in der Zuleitung 3 zum Arbeitsraum 4 ein Rückschlagventil 6 aufgenommen. In der hier dargestellten Ausführungsform ist das Rückschlagventil 6 als Kugelventil ausgebildet. So¬ bald der Druck im Hochdruckspeicher 2 auf einen Druck abfällt, der unterhalb des Druckes in der Zuleitung 3 zum Arbeitsraum 4 liegt, schließt das Rückschlagventil 6. Aus dem Ar¬ beitsraum 4 erstreckt sich eine Zuleitung 7 zu einem Steuerventil 8. Das Steuerventil 8 ist vorzugsweise als 3/2 -Wege- Ventil ausgebildet und wird mittels eines Piezoaktors oder eines Elektromagneten angesteuert. Alternativ kann das Steuerventil in an sich bekannter Weise als 3/2-Servoventil ausgeführt sein, das über ein 2/2 -Magnetventil angesteuert wird. In der hier dargestellten Stellung des Steuerventils 8 strömt der Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 4 über die Zuleitung 7 zum Steuerventil 8 und von diesem in eine Steuerleitung 9, während die Rücklaufleitung 50 abgetrennt ist. Der Druckübersetzer 5 und das Steuerventil 8 sind in einem Druckübersetzerkörper 10 aufgenommen. An den Druckübersetzerkörper 10 schließt sich ein Düsenkörper 11 an. Der Druckübersetzerkörper 10 und der Düsenkörper 11 sind vorzugsweise kraftschlüssig, zum Beispiel mit einer Überwurfmutter, mit dem Kraftstoffin¬ jektor 1 verbunden. Im Düsenkörper 11 ist mindestens eine Einspritzöffnung 12 ausgebildet, welche über ein Einspritzventilglied 13 freigegeben oder verschlossen wird. Das Einspritz¬ ventilglied 13 ist vorzugsweise eine einteilig konfigurierte Düsennadel. Diese kann jedoch auch mehrteilig konfiguriert sein. Das Einspritzventilglied 13 ist von einem Düsenraum 14 umschlossen, wobei zumindest ein Teil des Bereichs 13a des Einspritzventilglieds mit ma- -A- ximalem Durchmesser in den Düsenraum 14 hineinragt. Der Düsenraum 14 ist über eine Verbindungsleitung 15 mit einem Kompressionsraum 16 hydraulisch verbunden. Der Kom¬ pressionsraum 16 wird an einer Seite durch eine Stirnseite 17 eines Übersetzerkolbens 18 des Druckübersetzers 5 begrenzt. Am Übersetzerkolben 18 ist eine stufenförmige Erweite- rung 19 ausgebildet, welche mit einer in Richtung des Kompressionsraumes 16 weisenden Stirnfläche 20 einen Steuerraum 21 begrenzt. Die stufenförmige Erweiterung 19 teilt den Übersetzerkolben 18 in einen ersten Kolbenteil 22, welcher dem Kompressionsraum 16 zu¬ gewandt ist und einen zweiten Kolbenteil 23, welcher sich auf der dem Kompressionsraum 16 abgewandten Seite an die stufenförmige Erweiterung 19 anschließt. Der zweite Kolben- teil 23 ist von einem Federelement 24 umschlossen, welches vorzugsweise als Spiralfeder ausgebildet ist. Das Federelement 24 stützt sich mit einer Seite gegen einen Anschlag 25, welcher den Übersetzerkolben 18 abschließt und mit der anderen Seite gegen einen im Druckübersetzerkörper aufgenommenen ringförmigen Anschlag 26. Als ringförmiger An¬ schlag 26 eignet sich zum Beispiel ein Sicherungsring für Bohrungen oder ein Sprengring. Der Steuerraum 21 des Druckübersetzers 5 ist über einen Bypass 27 mit der Steuerleitung 9 verbunden. Der Kompressionsraum 16 wird über eine Versorgungsleitung 28, welche eben- ialls von der Steuerleitung 9 abzweigt, mit Kraftstoff versorgt. In die Versorgungsleitung 28 ist ein 2/2-Wege- Ventil aufgenommen, welches die Versorgungsleitung 28 verschließt, so¬ bald der Druck im Kompressionsraum 16 höher ist als der Druck in der Steuerleitung 9. Das 2/2 -Wege- Ventil 29 ist somit in Form eines Rückschlagventils ausgebildet. Aus dem Kom¬ pressionsraum 16 erstreckt sich weiterhin eine Zuleitung 30 zu einem zweiten Steuerraum 31. Der zweite Steuerraum 31 ist an einer Seite durch eine Stirnfläche 32 eines Übertragere¬ lements in Form eines Niederhaltekolbens 33 begrenzt. Eine Verbindungsleitung 34 führt von der Steuerleitung 9 in einen Dämpfungsraum 35, in dem der Niederhaltekolben ange- ordnet ist. Im Dämpfungsraum 35 ist ferner ein Dämpfungselement 37 aufgenommen, wel¬ ches beispielsweise in Kolbenform ausgebildet ist. Im Dämpfungsraum 35 ist das Übertrage¬ relement 33 von einem zweiten Federelement 39 umschlossen. Das zweite Federelement 39 ist vorzugsweise als Spiralfeder ausgebildet. Es kann aber auch jede weitere dem Fachmann bekannte Druckfeder als zweites Federelement 39 eingesetzt werden.FIG. 1 shows a fuel injector designed according to the invention in a first embodiment. In the following, the fuel injector designed according to the invention will be described with reference to a system with high-pressure accumulator. In addition to the high-pressure accumulator, however, the supply of high-pressure fuel can also be effected, for example, by a pump-nozzle unit, a pump-line-nozzle unit or a distributor injection pump. All systems have in common that the inventively designed fuel injector is provided with a pressure booster. According to the illustration in FIG. 1, a fuel injector 1 is supplied with high-pressure fuel via a high-pressure accumulator 2 shown schematically here. The fuel first passes through a supply line 3 into a working space 4 of a pressure booster 5. In order to prevent fuel from flowing back from the working space 4 into the high-pressure accumulator 2, a check valve 6 is accommodated in the supply line 3 to the working space 4. In the embodiment shown here, the check valve 6 is designed as a ball valve. As soon as the pressure in the high-pressure accumulator 2 drops to a pressure which lies below the pressure in the supply line 3 to the working space 4, the check valve 6 closes. A supply line 7 extends from the work space 4 to a control valve 8 is preferably designed as a 3/2 -way valve and is controlled by a piezoelectric actuator or an electromagnet. Alternatively, the control valve can be designed in a manner known per se as a 3/2-servo valve, which is controlled via a 2/2 solenoid valve. In the position of the control valve 8 shown here, the fuel flows from the working chamber 4 via the supply line 7 to the control valve 8 and from there into a control line 9, while the return line 50 is disconnected. The pressure booster 5 and the control valve 8 are received in a pressure booster body 10. At the pressure booster body 10, a nozzle body 11 connects. The pressure booster body 10 and the nozzle body 11 are preferably non-positively connected, for example with a union nut, with the fuel injector 1. In the nozzle body 11, at least one injection opening 12 is formed, which is released or closed via an injection valve member 13. The injection valve member 13 is preferably a one-piece configured nozzle needle. However, this can also be configured in several parts. The injection valve member 13 is enclosed by a nozzle chamber 14, wherein at least a part of the region 13a of the injection valve member is provided with a -Aximalem diameter into the nozzle chamber 14 protrudes. The nozzle chamber 14 is hydraulically connected via a connecting line 15 with a compression space 16. The compression space 16 is bounded on one side by an end face 17 of a booster piston 18 of the pressure booster 5. At the booster piston 18, a step-shaped extension 19 is formed, which defines a control space 21 with an end face 20 pointing in the direction of the compression space 16. The step-shaped extension 19 divides the booster piston 18 into a first piston part 22 which faces the compression space 16 and a second piston part 23, which adjoins the stepped extension 19 on the side facing away from the compression space 16. The second piston part 23 is enclosed by a spring element 24, which is preferably designed as a spiral spring. The spring element 24 is supported with one side against a stop 25, which closes the booster piston 18 and with the other side against a received in the pressure booster annular stop 26. As an annular stop An¬ 26 is for example a locking ring for holes or a snap ring. The control chamber 21 of the pressure booster 5 is connected via a bypass 27 to the control line 9. The compression chamber 16 is supplied with fuel via a supply line 28, which also branches off from the control line 9. In the supply line 28, a 2/2-way valve is added, which closes the supply line 28, so¬ soon the pressure in the compression chamber 16 is higher than the pressure in the control line 9. The 2/2 -Wege- valve 29 is thus designed in the form of a check valve. A supply line 30 to a second control chamber 31 also extends from the compression chamber 16. The second control chamber 31 is delimited on one side by an end face 32 of a transmission element in the form of a hold-down piston 33. A connecting line 34 leads from the control line 9 into a damping chamber 35, in which the hold-down piston is arranged. In the damping chamber 35, a damping element 37 is further accommodated, which is formed, for example, in the shape of a piston. In the damping chamber 35, the transfer element 33 is surrounded by a second spring element 39. The second spring element 39 is preferably designed as a spiral spring. However, any further compression spring known to the person skilled in the art may also be used as the second spring element 39.
Das zweite Federelement 39 stützt sich mit einer Seite gegen eine Stirnwand des Dämp¬ fungsraumes 35 und mit der zweiten Seite gegen einen Einstellring 41. Der Einstellring 41 umschließt das Übertragerelement 33 und liegt auf einer dem Dämpfungselement zuge¬ wandten stufenförmigen Erweiterung des Übertragerelements auf. Der Einstellring 41 dient zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen, so dass bei jedem Kraftstoffinjektor 1, der mon¬ tiert wird, die gleiche Federkraft auf das Übertragerelement 33 und damit auf das Dämp¬ fungselement 37 wirkt, auf welchem das Übertragerelement aufliegt. Auf der dem Dämp¬ fungselement abgewandten Seite des Übertragerelements geht letzteres im Vergleich zu der dem Dämpfungselement zugewandten Seite in einen durchmesserkleineren Bereich über, wobei dieser durchmesserkleine Bereich des Übertragerelements in Form eines Niederhalte¬ kolbens teilweise durch den Druckübersetzerkörper geführt wird und dabei den Steuerraum 31 vom Dämpfungsraum 35 in jeder möglichen Stellung des Niederhaltekolbens trennt. Auf der dem Übertragerelement 33 abgewandten Seite begrenzt das Dämpfungselement 37 ei¬ nen dritten Steuerraum 42. Der dritte Steuerraum 42 wird über einen Zulauf 43, welcher mit der Steuerleitung 9 verbunden ist, mit Kraftstoff versorgt. Das Dämpfungselement 37 ist auf der dem Einspritzventilglied zugewandten Seite mit einer plangeschliffenen Stirnfläche 44 versehen. Auf seiner der plangeschliffenen Stirnfläche 44 des Dämpfungselementes 37 zu- gewandten Seite ist am Einspritzventilglied 13 ebenfalls eine plangeschliffene Stirnfläche 45 ausgebildet. Das Dämpfungselement 37 ist unabhängig vom Einspritzventilglied 13 beweg¬ bar. Zum Schließen der mindestens einen Einspritzöffnung 12, die eine Verbindung zu ei¬ nem Brennraum 49 einer Brennkraftmaschine herstellt, wird das Einspritzventilglied 13 in einen Sitz 46 gestellt, wobei die plangeschliffene Stirnfläche 45 des Einspritzventilgliedes 13 von Kraftstoff, der über eine Drossel 48 und die Zuleitung 43 in den Steuerraum 42 strömen kann, beaufschlagt wird. Hierdurch trennen sich das Einspritzventilglied 13 und das Dämp¬ fungselement 37, und das Einspritzventilglied 13 wird zunächst unabhängig vom Dämp¬ fungselement 37 in Richtung der mindestens einen Einspritzöffnung 12 bewegt. Das Dämp¬ fungselement 37 weist eine Bohrung 58 auf, die auf der Stirnfläche 44 mündet und eine Verbindung zum Dämpfungsraum 35 herstellt. Auf der dem Übertragerelement 33 zuge¬ wandten Oberfläche des Dämpfungselements ist ein Verbindungspfad 66 in Form einer Nut eingebracht, der eine mit Kraftstoff befüllbare Verbindung zwischen der Bohrung 58 und einem Randbereich des Dämpfungsraums 35 herstellt. In der Verbindungsleitung 34 zum Dämpfungsraum 35 ist ein erstes Drosselelement 47 und im Zulauf 43 zum dritten Steuer- räum 42 das bereits erwähnte (zweite) Drosselelement 48 ausgebildet. Im dargestellten Aus¬ führungsbeispiel sind das Übertragerelement 33 und das Dämpfungselement 37 als vonein¬ ander getrennte Bauteile ausgeführt. Bei einer einstückigen Ausführungsvariante ist der Verbindungspfad 66 als senkrecht zur zentralen Bohrung 58 stehende Bohrung ausgeführt.The second spring element 39 is supported on one side against an end wall of the damping chamber 35 and on the second side against an adjusting ring 41. The adjusting ring 41 surrounds the transformer element 33 and rests on a stepped extension of the transformer element facing the damping element. The adjusting ring 41 serves to compensate for manufacturing tolerances, so that with each fuel injector 1, which is installed, the same spring force acts on the transmitter element 33 and thus on the damping element 37 on which the transmitter element rests. On the side of the transformer element facing away from the damping element, the latter is compared to the the damping element facing side in a smaller diameter area, said small diameter portion of the Übertragerelements in the form of a hold-down piston is partially guided by the pressure booster body and thereby separates the control chamber 31 from the damping chamber 35 in any possible position of the hold-down piston. On the side facing away from the transformer element 33, the damping element 37 limits a third control chamber 42. The third control chamber 42 is supplied with fuel via an inlet 43, which is connected to the control line 9. The damping element 37 is provided on the injection valve member side facing a flat ground end surface 44. On its side facing the flat ground end face 44 of the damping element 37, a plane-ground end face 45 is likewise formed on the injection valve member 13. The damping element 37 is independent of the injection valve member 13 movable bar. To close the at least one injection opening 12, which establishes a connection to a combustion chamber 49 of an internal combustion engine, the injection valve member 13 is placed in a seat 46, wherein the flat ground end face 45 of the injection valve member 13 of fuel, via a throttle 48 and the supply line 43 can flow into the control chamber 42, is acted upon. As a result, the injection valve member 13 and the damping element 37 separate, and the injection valve member 13 is initially moved independently of the damping element 37 in the direction of the at least one injection opening 12. The damping element 37 has a bore 58 which opens on the end face 44 and establishes a connection to the damping chamber 35. On the surface of the damping element facing the transducer element 33, a connecting path 66 in the form of a groove is introduced, which produces a fuel-fillable connection between the bore 58 and an edge region of the damping chamber 35. In the connecting line 34 to the damping chamber 35, a first throttle element 47 and in the inlet 43 to the third control space 42, the already mentioned (second) throttle element 48 is formed. In the exemplary embodiment shown, the transmitter element 33 and the damping element 37 are designed as components separated from one another. In a one-piece embodiment variant, the connection path 66 is designed as a hole perpendicular to the central bore 58.
Im Ruhezustand befindet sich das Steuerventil 8 in der in Figur 1 dargestellten Stellung und es erfolgt keine Kraftstoffeinspritzung in einen dem Kraftstoffinjektor 1 zugeordneten Brennraum 49. Hierzu steht das Einspritzventilglied 13 im Sitz 46 und verschließt so die mindestens eine Einspritzöffnung 12. Auch liegt die plangeschliffene Stirnfläche 44 des Dämpfungselementes 37 auf der plangeschliffenen Stirnfläche 45 des Einspritzventilgliedes 13, so dass die Bohrung 58 im Dämpfungselelement 37 verschlossen ist. Bei geschlossener Einspritzöffnung 12 ist die Verbindung von der Zuleitung 3 in die Steuerleitung 9 über das Steuerventil 8 freigegeben. Aus der Steuerleitung 9 gelangt der unter Speicherdruck (Sys¬ temdruck) stehende Kraftstoff über den Bypass 27 in den Steuerraum 21. Weiterhin gelangt Kraftstoff über die Versorgungsleitung 28 in den Kompressionsraum 16 und von dort über die Verbindungsleitung 15 in den Düsenraum 14 bzw. über die Zuleitung 30 in den zweiten Steuerraum 31. Der dritte Steuerraum 42 wird über den Zulauf 43 ebenfalls mit unter Spei¬ cherdruck stehendem Kraftstoff versorgt. Somit sind der Arbeitsraum 4, der Steuerraum 21, der Kompressionsraum 16, der zweite Steuerraum 31, der Dämpfungsraum 35, der dritte Steuerraum 42 und der Düsenraum 14 mit dem im Hochdruckspeicher 2 herrschenden Druckniveau beaufschlagt und der Übersetzerkolben 18 im Druckübersetzer 5 befindet sich im druckausgeglichenen Zustand. In diesem Zustand ist der Druckübersetzer 5 deaktiviert und es findet keine Druckverstärkung statt. Der Übersetzerkolben 18 wird durch das Feder- element 24 in der Ausgangslage gehalten. Um den Kraftstoffeinspritzvorgang zu starten, wird das Steuerventil 8 in seine andere Position geschaltet. Hierdurch wird die Steuerleitung 9 mit dem niederdruckseitigen Rücklauf 50 verbunden und die Zuleitung 7 verschlossen. Durch die Verbindung der Steuerleitung 9 mit dem niederdruckseitigen Rücklauf 50 strömt der unter Speicherdruck stehende Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor 1, wodurch der Druck in den mit Steuerleitung 9 verbundenen hydraulischen Räumen 21 und 42 abnimmt. Weiterhin schließt sich aufgrund des Druckunterschiedes zwischen dem Kompressionsraum 16 und der Steuerleitung 9 das 2/2 -Wege- Ventil 29. Im Arbeitsraum 4, der direkt mit dem Hochdruckspeicher 2 über die Zuleitung 3 verbunden ist, ändert sich der Druck nicht. Auf¬ grund des abnehmenden Druckes im Steuerraum 21 und der damit abnehmenden Druckkraft auf die Stirnfläche 20 der stufenförmigen Erweiterung 19 bewegt sich der Übersetzerkolben 18 in den Kompressionsraum 16, was zu einer Abnahme des Volumens im Kompressions¬ raum 16 und damit zu einer Druckzunahme führt. Da der Kompressionsraum 16 über die Verbindungsleitung 15 mit dem Düsenraum 14 und über die Zuleitung 30 mit dem zweiten Steuerraum 31 hydraulisch verbunden ist, erhöht sich im Düsenraum 14 und im zweiten Steuerraum 31 der Druck ebenfalls. Der zunehmende Druck im zweiten Steuerraum 31 führt dazu, dass aufgrund der auf die Stirnfläche 32 des Niederhaltekolbens 33 wirkenden Druckkraft eine zusätzliche Schließkraft auf das Einspritzventilglied 13 ausgeübt wird. Der Dämpfungsraum entleert sich zwar, gesteuert über die Drossel 47, langsam, einer zuneh¬ menden Öffnungskraft auf das Einspritzventilglied im Düsenraum 14 steht jedoch eine eben- falls zunehmende Schließkraft im zweiten Steuerraum 31 gegenüber. Die Kraft, die auf den Dämpfungskolben 37 in Richtung des Einspritzventilgliedes 13 wirkt und damit das Ein¬ spritzventilglied 13 in seinen Sitz 46 stellt, setzt sich zusammen aus der Druckkraft des Kraftstoffes im Dämpfungsraum 35, der Federkraft des Federelementes 39 und der Druck¬ kraft des Kraftstoffes im zweiten Steuerraum 31. Die Querschnittsfläche des Niederhalte- kolbens im zweiten Steuerraum 31 ist kleiner als die Fläche des maximalen Querschnitts des Einspritzventilglieds im Düsenraum 14. Dadurch erhöht sich bei zunehmender Verdichtung des Kraftstoffs im Kompressionsraum 16 die Öffnungskraft auf das Einspritzventilglied, die im Düsenraum angreift, schneller als die in Schließrichtung wirkende Kraft im zweiten Steu- erraum 31. Des Weiteren entleert sich der Dämpfungsraum über die Drossel 47 langsam, so dass ab einem bestimmten Druckniveau im Kompressionsraum, das über dem Systemdruck¬ niveau des Hochdruckspeichers 2 liegt, sich der Verbund aus Einspritzventilglied 13 und Dämpfungselement 37 von der mindestens einen Einspritzöffhung 12 abhebt, wodurch sich das Einspritzventilglied 13 vollends aus seinem Sitz 46 hebt und so die mindestens eine Ein- spritzöffhung 12 freigibt. Sobald sich das Einspritzventilglied 13 aus seinem Sitz 46 hebt, wird Kraftstoff in den Brennraum 49 eingespritzt. Der Niederhaltekolben bewirkt also mit¬ tels seiner Druckbeaufschlagung über den Kompressionsraum eine gezielte Verzögerung des Anhebens des Einspritzventilglieds, um einen hinreichend hohen, über dem Systemdruck des Hochdruckspeichers liegenden Druckaufbau im Düsenraum zu gewährleisten, so dass auch bei kurzen Ansteuerzeiten sofort ein druckverstärktes Kraftstoffdruckniveau anliegt, sobald eine Einspritzöffnung geöffnet wird.In the idle state, the control valve 8 is in the position shown in Figure 1 and there is no fuel injection in a fuel injector 1 associated combustion chamber 49. For this purpose, the injection valve member 13 is in the seat 46 and thus closes the at least one injection port 12. Also lies the flat ground end face 44 of the damping element 37 on the flat-ground end face 45 of the injection valve member 13, so that the bore 58 is closed in the damping element 37. When the injection opening 12 is closed, the connection from the supply line 3 to the control line 9 is released via the control valve 8. From the control line 9, the fuel under storage pressure (system pressure) passes via the bypass 27 into the control chamber 21 Fuel via the supply line 28 in the compression chamber 16 and from there via the connecting line 15 in the nozzle chamber 14 and via the supply line 30 into the second control chamber 31. The third control chamber 42 is also supplied via the inlet 43 with cherbuchstruck under fuel pressure , Thus, the working space 4, the control chamber 21, the compression chamber 16, the second control chamber 31, the damping chamber 35, the third control chamber 42 and the nozzle chamber 14 are acted upon by the pressure prevailing in the high-pressure accumulator 2 pressure level and the booster piston 18 in the pressure booster 5 is in the pressure-balanced Status. In this state, the pressure booster 5 is deactivated and there is no pressure boosting. The booster piston 18 is held by the spring element 24 in the starting position. To start the fuel injection process, the control valve 8 is switched to its other position. As a result, the control line 9 is connected to the low-pressure side return 50 and the supply line 7 is closed. By connecting the control line 9 with the low-pressure side return line 50, the fuel under storage pressure flows out of the fuel injector 1, as a result of which the pressure in the hydraulic lines 21 and 42 connected to the control line 9 decreases. Furthermore, due to the pressure difference between the compression chamber 16 and the control line 9, the 2/2-way valve 29 closes. In the working space 4, which is connected directly to the high-pressure accumulator 2 via the supply line 3, the pressure does not change. Auf¬ due to the decreasing pressure in the control chamber 21 and the resulting decreasing pressure force on the end face 20 of the stepped extension 19, the booster piston 18 moves into the compression chamber 16, resulting in a decrease in the volume in Kompressions¬ space 16 and thus to an increase in pressure. Since the compression chamber 16 is hydraulically connected via the connecting line 15 to the nozzle chamber 14 and via the supply line 30 to the second control chamber 31, the pressure also increases in the nozzle chamber 14 and in the second control chamber 31. The increasing pressure in the second control chamber 31 causes an additional closing force on the injection valve member 13 to be exerted due to the pressure force acting on the end face 32 of the hold-down piston 33. Although the damping chamber empties slowly, controlled by the throttle 47, an increasing opening force on the injection valve member in the nozzle chamber 14 is opposed by a likewise increasing closing force in the second control chamber 31. The force acting on the damping piston 37 in the direction of the injection valve member 13 and thus the Ein¬ injection valve member 13 in its seat 46 is composed of the pressure force of the fuel in the damping chamber 35, the spring force of the spring element 39 and the Druck¬ force of Fuel in the second control chamber 31. The cross-sectional area of the hold-down piston in the second control chamber 31 is smaller than the area of the maximum cross-section of the injection valve member in the nozzle chamber 14. This increases with increasing compression of the fuel in the compression chamber 16, the opening force on the injection valve member in the nozzle chamber attacks faster than the force acting in the closing direction in the second control Furthermore, the damping chamber slowly empties via the throttle 47, so that, starting at a specific pressure level in the compression chamber, which is above the system pressure level of the high-pressure accumulator 2, the composite of injection valve member 13 and damping element 37 moves away from the at least one injection opening 12 lifts, whereby the injection valve member 13 completely lifts from its seat 46 and so the at least one injection opening 12 releases. As soon as the injection valve member 13 lifts out of its seat 46, fuel is injected into the combustion chamber 49. The hold-down piston thus causes mit¬ means of its pressurization on the compression space a targeted delay of the lifting of the injection valve member to ensure a sufficiently high, above the system pressure of the high-pressure accumulator pressure build-up in the nozzle chamber, so that even with short drive times immediately applied a pressure-boosted fuel pressure level, as soon an injection port is opened.
Zum Beenden des Einspritzvorganges wird das Steuerventil 8 wieder in die in Figur 1 dar- gestellte Stellung geschaltet. Hierdurch wird die Verbindung vom Hochdruckspeicher 2 in die Steuerleitung 9 geöffnet. Über den Bypass 27 strömt unter Speicherdruck stehender Kraftstoff in den Steuerraum 21. Aufgrund der hierdurch zunehmenden Druckkraft auf die Stirnfläche 20 der stufenförmigen Erweiterung 19 am Übersetzerkolben 18 bewegt sich der Übersetzerkolben 18 unterstützt durch die Federkraft der Druckfeder 24 aus dem Kompres- sionsraum 16, wodurch das Volumen des Kompressionsraumes 16 vergrößert wird und so der Druck im Kompressionsraum 16 sowie im Düsenraum 14 abnimmt. Die Schließbewegung des Einspritzventilgliedes 13 erfolgt über die Wiederbefüllung des Steuer¬ raumes 42 und der darauf angepassten Drossel 48. Der ansteigende Kraftstoffdruck auf die Stirnfläche 44 bewirkt damit eine schnelle Schließbewegung des Einspritzventilglieds 13 in den Sitz 46. Dabei löst sich das Einspritzventilglied 13 vom Dämpfungselement 37 und gibt die Dichtfläche 44 frei. Durch das Öffnen der Dichtfläche 44 erfolgt die Wiederbefüllung des Dämpferraumes 35 über die Bohrung 58 und die Nut 66. Die Schließbewegung des Dämpfungselements 37 wird dabei vornehmlich durch das Federelement 39 bestimmt. Dies führt zu einer langsameren Schließbewegung des Dämpferkolbens 37 im Vergleich zum Einspritzventilglied 13. Das Einspritzventilglied löst sich also schließlich vom Dämpfungs¬ element 37 und wird in seinen Sitz 46 gestellt. Hierdurch wird die mindestens eine Ein¬ spritzöffnung 12 verschlossen und der Einspritzvorgang in den Brennraum 49 beendet. Über den Zulauf 43 gelangt, wie bereits erwähnt, unter Speicherdruck stehender Kraftstoff in den dritten Steuerraum 42. Somit ist das Dämpfungselement 37 druckausgeglichen. Das ist der Grund dafür, dass, wie bereits ausgeführt, das Dämpfungselement 37 durch die Federkraft des als Druckfeder ausgebildeten Federelementes 39 zusammen mit dem Niederhaltekolben mit der plangeschliffenen Stirnfläche 44 auf die plangeschliffene Stirnfläche 45 des Ein¬ spritzventilgliedes gestellt wird. Hierdurch wird die Bohrung 58 im Dämpfungselement 37 geschlossen, so dass kein Kraftstoff aus dem dritten Steuerraum 42 in den Dämpfungsraum 35 strömen kann. Aufgrund des abnehmenden Druckes im Kompressionsraum 16 und des zunehmenden Druckes in der Steuerleitung 9 öffnet das 2/2 -Wege- Ventil 29 und gibt so die Versorgungsleitung 28 frei, damit unter Speicherdruck stehender Kraftstoff aus der Steuer- leitung 9 in den Kompressionsraum 16 strömen kann. Aus dem Kompressionsraum 16 ge¬ langt unter Speicherdruck stehender Kraftstoff über die Zuleitung 30 in den zweiten Steuer¬ raum 31. Somit ist der auch der Niederhaltekolben 33 druckausgeglichen. Sobald das Steu¬ erventil 8 erneut betätigt wird, um einen neuen Einspritzvorgang zu starten, und der Druck im Kompressionsraum 16 zunimmt, wird aufgrund des dadurch ebenfalls zunehmenden Druckes im zweiten Steuerraum 31 und die damit zunehmende Druckkraft auf die Stirnflä¬ che 32 des Niederhaltekolbens erneut gewährleistet, dass sich das Einspritzventilglied erst dann von seinem Sitz 46 abhebt, wenn sich eine hinreichend große Druckdifferenz am Nie¬ derhaltekolben 33 zwischen dem Dämpfungsraum 35 und dem Steuerraum 31 ausgebildet hat. Der Niederhaltekolben 33 gewährleistet dabei stets eine Verbindung jedes Bereichs des Dämpfungsbereichs mit der Verbindungsleitung 34, so dass die Drossel 47 die Geschwin¬ digkeit bestimmt.To end the injection process, the control valve 8 is again switched to the position shown in FIG. As a result, the connection from the high pressure accumulator 2 is opened in the control line 9. Due to the thereby increasing pressure force on the end face 20 of the stepped extension 19 on the booster piston 18, the booster piston 18 moves supported by the spring force of the compression spring 24 from the compression chamber 16, whereby the volume of the compression chamber 16 is increased and so the pressure in the compression chamber 16 and in the nozzle chamber 14 decreases. The closing movement of the injection valve member 13 takes place via the refilling of the control chamber 42 and the throttle 48 adapted thereto. The rising fuel pressure on the end face 44 thus causes a fast closing movement of the injection valve member 13 into the seat 46. In this case, the injection valve member 13 releases from the damping element 37 and releases the sealing surface 44. By opening the sealing surface 44, the refilling space 35 is refilled via the bore 58 and the groove 66. The closing movement of the damping element 37 is determined primarily by the spring element 39. This leads to a slower closing movement of the damper piston 37 in comparison to the injection valve member 13. The injection valve member thus finally dissolves element 37 from the damping element and is placed in its seat 46. As a result, the at least one injection opening 12 is closed and the injection process into the combustion chamber 49 is ended. Via the inlet 43 passes, as already mentioned, fuel under storage pressure in the third control chamber 42. Thus, the damping element 37 is pressure balanced. This is the reason that, as already stated, the damping element 37 is provided by the spring force of the spring element 39 designed as a compression spring together with the hold-down piston with the flat-ground end face 44 on the flat-ground end face 45 of the injection valve member Ein¬. As a result, the bore 58 in the damping element 37th closed, so that no fuel from the third control chamber 42 can flow into the damping chamber 35. Due to the decreasing pressure in the compression chamber 16 and the increasing pressure in the control line 9, the 2/2-way valve 29 opens, thus releasing the supply line 28 so that fuel under storage pressure can flow from the control line 9 into the compression space 16 , Coming from the compression space 16, fuel under storage pressure reaches the second control chamber 31 via the supply line 30. Thus, the hold-down piston 33 is also pressure-balanced. As soon as the control valve 8 is again actuated in order to start a new injection process and the pressure in the compression chamber 16 increases, the pressure in the second control chamber 31, which is likewise increasing as a result, and the pressure force on the end surface 32 of the hold-down piston increase again ensures that the injection valve member only lifts off from its seat 46 when a sufficiently large pressure difference has formed on the Nie¬ derhaltekolben 33 between the damping chamber 35 and the control chamber 31. The hold-down piston 33 always ensures a connection of each region of the damping region with the connecting line 34, so that the throttle 47 determines Geschwin¬ speed.
In Figur 2 ist der Düsenkörper eines weiteren erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftstoffin¬ jektors dargestellt. Um die Herstellung und die Montage des Kraftstoffinjektors 1 zu er- leichtern, ist der Düsenkörper 11 in einzelne Segmente geteilt. Der Vorteil der Aufteilung in einzelne Segmente liegt darin, dass jeweils in den einzelnen Segmenten lediglich Bohrungen ausgebildet sind oder Vertiefungen eingefräst werden. Bei der in Figur 2 dargestellten Aus¬ führungsform ist der Düsenkörper 11 in ein Ventilsegment 51, ein Drosselsegment 52, ein Kolbenführungssegment 53, ein Nadelführungssegment 54 und ein Einspritzsegment 55 geteilt. Oberhalb des Düsenkörpers schließt sich auf der Seite des Ventilsegments 51 der Druckübersetzerkörper 10 an. Im Druckübersetzerkörper integriert ist neben dem Kompres¬ sionsraum 16 auch der zweite Steuerraum 31 und die Kolbenführung des durchmesserklei¬ nen Bereichs des Niederhaltekolbens. Alternativ kann (nicht dargestellt) die Kolbenführung auch in einer Zwischenplatte zwischen dem Ventilsegment und dem Druckübersetzerkörper integriert sein, so dass die Zwischenplatte den Kompressionsraum bis auf die Verbindungs¬ leitung 30, die im in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel als zur bedarfsgerechten Steuerung des Druckaufbaus bzw. des Druckabbaus im zweiten Steuerraum dienendes Drosselelement 64 ausgestaltet ist, auf der dem zweiten Steuerraum 31 zugewandten Seite abschließt. Das 2/2 -Wege- Ventil 29 ist teilweise im Ventilsegment 51 und mit seinem Sitz für das Kugellager 29 in dem Drosselsegment 52 angeordnet. Weiterhin befindet sich im Ventilsegment 51 ein Abzweigungsbereich 77, der eine Verbindung der Steuerleitung 9 im Druckübersetzerkörper zu einem nachfolgend im Drosselsegment sich anschließenden Zu¬ lauf 43 und zu einem weiteren Kraftstoffpfad herstellt, der zum Dämpfungsraum 35 führt und eine Fortsetzung der Steuerleitung 9 darstellt. Des Weiteren befindet sich im Ventil¬ segment 51 ein Stück der Verbindungsleitung 15 zum Düsenraum 14. Weiterhin ist im Druckübersetzerkörper 10 eine erste Nut 56 ausgebildet, über welche eine im Ventilseg¬ ment angeordnete Verbindungsleitung 34 mit dem Dämpfungsraum 35 verbunden ist, wobei diese Verbindungsleitung 34 wiederum über eine zweite Nut 59 in dem Kolbenführungs- segment 53, das sich auf der dem Ventilsegment 51 abgewandten Seite des Drosselsegments 52 befindet, mit der Fortsetzung der Steuerleitung 9 verbunden ist. Im Drosselsegment 52 sind der Großteil des Dämpfungsraums 35 sowie Bohrungen für den Zulauf 43 zum dritten Steuerraum 42, die Fortsetzung der Steuerleitung 9, die Versorgungsleitung 28 zum Kom- pressionsraum 16, die Verbindungsleitung 34 zum Dämpfungsraum 35 sowie die Verbin¬ dungsleitung 15 zum Düsenraum 14 ausgebildet. Weiterhin sind im Drosselsegment 52 die Drosselelemente 47 und 48 zur Dämpfung von Druckpulsationen bzw. zur Steuerung der Geschwindigkeit der Befüllung bzw. Entleerung des Dämpfungsraums ausgebildet. Im Kol¬ benführungssegment 53 ist eine Bohrung 57 ausgebildet, in welcher das Dämpfungselement 37 geführt ist. Neben der Bohrung 57 zur Führung des Dämpfungselementes 37 sind im Kolbenführungssegment 53 Bohrungen für den Zulauf 43 zum dritten Steuerraum 42 sowie eine dritte Nut 60 und der dritte Steuerraum 42 als auch eine zweite Nut 59, durch welche die Fortsetzung der Steuerleitung 9 mit der Versorgungsleitung 28 und der Verbindungslei¬ tung 34 verbunden ist, ausgebildet. Im Nadelführungssegment 54 ist eine Bohrung 61 aus- gebildet, in welcher das Einspritzventilglied 13 geführt ist. Die Bohrung 61 öffnet sich stu¬ fenförmig in den Düsenraum 14. Schließlich ist im Nadelführungssegment 54 eine Bohrung für die Verbindungsleitung 15 in den Düsenraum 14 aufgenommen, welche in der stufen¬ förmigen Erweiterung, die den der Einspritzöffhung 12 abgewandten Teil des Düsenraumes bildet, mündet. Im Einspritzsegment 55 ist der Düsenraum 14 samt den Einspritzöffhungen 12 ausgebildet. Bei der Montage des Düsenkörpers 11 ist darauf zu achten, dass die Boh¬ rungen in den einzelnen Segmenten 51, 52, 53, 54 und 55, die jeweils eine Leitung bilden, bündig übereinander angeordnet sind. Hierzu können zum Beispiel an den einzelnen Seg¬ menten 51, 52, 53, 54, 55 nicht näher dargestellte Zapfen ausgebildet sein, welche in ent¬ sprechende nicht näher dargestellte Vertiefungen an dem benachbarten Segment eingreifen. Dabei haben die Zapfen und die Vertiefung jeweils den gleichen Querschnitt. Die Verbin¬ dung der einzelnen Segmente 51, 52, 53, 54, 55 erfolgt vorzugsweise kraftschlüssig. Hierzu eignet sich zum Beispiel eine Überwurfmutter, welche mit einem am Druckübersetzerkörper 10 angebrachten Außengewinde zusammenwirkt.FIG. 2 shows the nozzle body of a further fuel injector designed according to the invention. To facilitate the manufacture and assembly of the fuel injector 1, the nozzle body 11 is divided into individual segments. The advantage of the division into individual segments is that in each case only holes are formed in the individual segments or depressions are milled. In the embodiment shown in FIG. 2, the nozzle body 11 is divided into a valve segment 51, a throttle segment 52, a piston guide segment 53, a needle guide segment 54 and an injection segment 55. Above the nozzle body joins on the side of the valve segment 51 of the pressure booster body 10. Integrated in the pressure booster body is, in addition to the compression chamber 16, also the second control chamber 31 and the piston guide of the diameter-reduced region of the hold-down piston. Alternatively, (not shown), the piston guide may be integrated in an intermediate plate between the valve segment and the pressure booster body, so that the intermediate plate the compression chamber up to the Verbindungs¬ line 30, which in the embodiment shown in Figure 2 as to demand control of the pressure build or ., the pressure reduction in the second control chamber serving throttle element 64 is configured, on the second control chamber 31 side facing. The 2/2-way valve 29 is partially disposed in the valve segment 51 and with its seat for the ball bearing 29 in the throttle segment 52. Furthermore, located in the valve segment 51 is a branch region 77, which produces a connection of the control line 9 in the pressure booster body to a following in the throttle segment subsequent Zu¬ 43 and to another fuel path leading to the damping chamber 35 and represents a continuation of the control line 9. Furthermore, in the valve segment 51 is a piece of the connecting line 15 to the nozzle chamber 14. Furthermore, a first groove 56 is formed in the pressure booster body 10 via which a connecting line 34 arranged in the valve segment is connected to the damping chamber 35, this connecting line 34 in turn via a second groove 59 in the Kolbenführungs- segment 53, which is located on the side facing away from the valve segment 51 side of the throttle segment 52 is connected to the continuation of the control line 9. In the throttle segment 52 are the majority of the damping chamber 35 and bores for the inlet 43 to the third control chamber 42, the continuation of the control line 9, the supply line 28 to the compression space 16, the connecting line 34 to the damping chamber 35 and the connecting line 15 to the nozzle chamber 14th educated. Furthermore, in the throttle segment 52, the throttle elements 47 and 48 are designed for damping pressure pulsations or for controlling the speed of filling or emptying of the damping chamber. In Kol¬ benführungssegment 53 a bore 57 is formed, in which the damping element 37 is guided. In addition to the bore 57 for guiding the damping element 37 are in the piston guide segment 53 holes for the inlet 43 to the third control chamber 42 and a third groove 60 and the third control chamber 42 and a second groove 59 through which the continuation of the control line 9 with the supply line 28th and the connection line 34 is connected. In the needle guide segment 54, a bore 61 is formed, in which the injection valve member 13 is guided. The bore 61 opens stu¬ fenförmig in the nozzle chamber 14. Finally, in the needle guide segment 54 a bore for the connecting line 15 is received in the nozzle chamber 14, which opens in the ste¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬ , In the injection segment 55 of the nozzle chamber 14 is formed together with the Einspritzöffhungen 12. When mounting the nozzle body 11, care must be taken that the holes in the individual segments 51, 52, 53, 54 and 55, which each form a line, are arranged flush over one another. For this purpose, for example, on the individual segments 51, 52, 53, 54, 55, pegs not shown in greater detail can be formed, which engage in corresponding recesses (not illustrated in greater detail) on the adjacent segment. The pins and the recess each have the same cross section. The connection of the individual segments 51, 52, 53, 54, 55 is preferably non-positive. For this purpose, for example, a union nut, which cooperates with a mounted on the pressure booster body 10 external thread.
Mit der Unterseite liegt der Niederhaltekolben auf dem Dämpfungselement 37 auf. Zur Bei¬ behaltung dieser Lage stützt sich die Feder zwischen dem Druckübersetzerkörper und dem Niederhaltekolben ab. Damit hat das zweite Federelement 39 gleichzeitig die Funktion zum Zuhalten des Einspritzventils und als Vorspannelement für den Kolbenverband von Nieder- haltekolben, Dämpfungselement und Einspritzventilglied. Der maximal zulässige Hub des Einspritzventilglieds 13 kann über den Hub 76 des Niederhaltekolbens oder über den Hub 75 des Dämpfungselements begrenzt werden. Die Größe der druckbeaufschlagten Flächen senkrecht zur Öffhungsrichtung des Einspritzventilglieds am Niederhaltekolben 33, am Dämpfungselement 37 und am Einspritzventilglied 13 selbst bestimmen zusammen mit den sich einstellenden Kraftstoffdruckniveaus im Dämpfüngsraum 35, im zweiten Steuerraum 31 und im Düsenraum 14 das Öffhungsverhalten des Einspritzventilglieds. Nimmt man nähe¬ rungsweise an, dass der Druck im Düsenraum und im zweiten Steuerraum ungefähr gleich dem Druck im Kompressionsraum ist, so besteht zum Zeitpunkt des Öffiiens des Einspritz- ventilglieds der Zusammenhang, dass das Verhältnis des KraftstofFdrucks im Dämpfungs¬ raum zum Kraftstoffdruck im Kompressionsraum (Kraftstoffdruck im Dämpfungsraum im Zähler des Quotienten stehend) kleiner ist als folgender Quotient: (Durchmesser 72 des Ein¬ spritzventilglieds - Durchmesser 70 des Niederhaltekolbens) / Durchmesser 71 des Dämp¬ fungselements. Ist also das Verhältnis der wirksamen Drücke kleiner als es das geometrische Kolbenverhältnis vorgibt, öffnet das Einspritzventilglied. With the bottom of the hold-down piston is located on the damping element 37. In order to maintain this position, the spring is supported between the pressure booster body and the hold-down piston. Thus, the second spring element 39 at the same time has the function of holding the injection valve and as a biasing element for the piston assembly of low retaining piston, damping element and injection valve member. The maximum allowable stroke of the injection valve member 13 can be limited via the stroke 76 of the hold-down piston or via the stroke 75 of the damping element. The size of the pressurized surfaces perpendicular to the Öffhungsrichtung the injection valve member on hold-down piston 33, the damping element 37 and the injection valve member 13 itself determine together with the self-adjusting fuel pressure levels in Dämpfüngsraum 35, the second control chamber 31 and the nozzle chamber 14, the Öffhungsverhalten the injection valve member. Assuming approximately that the pressure in the nozzle chamber and in the second control chamber is approximately equal to the pressure in the compression chamber, at the time of opening the injection valve member there is the relationship that the ratio of the fuel pressure in the damping chamber to the fuel pressure in the compression chamber (Fuel pressure in the damping chamber standing in the numerator of the quotient) is smaller than the following quotient: (diameter 72 of Ein¬ injection valve member - diameter 70 of the hold-down piston) / diameter 71 of Dämp¬ tion element. Thus, if the ratio of effective pressures is less than the geometric piston ratio dictates, the injection valve member opens.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum (49) einer Verbrennungskraftmaschine, welche von einem Druckspeicher (2), insbesondere einem Hochdruckspeicher, mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgt wird, wobei ein Kompressionsraum (16), der mit dem Druckspeicher (2) verbindbar ist, mit einem Dü¬ senraum (14) verbunden ist, wobei der Düsenraum (14) ein Einspritzventilglied (13) umschließt, welches mindestens eine Einspritzöffnung (12) verschließt oder freigibt, und wobei dem Einspritzventilglied (13) ein unabhängig von diesem bewegbares Dämp¬ fungselement (37) zugeordnet ist, welches seinerseits einen Dämpfungsraum (35) be¬ grenzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement über ein Übertragerele¬ ment (33) mit einer mit dem Kraftstoffdruck im Kompressionsraum (16) variierenden Kraft beaufschlagt werden kann.1. A fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber (49) of an internal combustion engine, which is supplied by a pressure accumulator (2), in particular a high-pressure accumulator, with pressurized fuel, wherein a compression chamber (16) connected to the pressure accumulator (2) is connectable, with a Dü¬ senraum (14) is connected, wherein the nozzle chamber (14) encloses an injection valve member (13) which closes or releases at least one injection port (12), and wherein the injection valve member (13) independently of this movable Dämp¬ tion element (37) is assigned, which in turn limits a damping chamber (35), characterized in that the damping element via a Übertragerele¬ ment (33) can be acted upon by a varying the fuel pressure in the compression space (16) force.
2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragerele¬ ment als Niederhaltekolben ausgebildet ist.2. Fuel injector according to claim 1, characterized in that the Übertragerele¬ element is designed as a hold-down piston.
3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhaltekol¬ ben stufenförmig ausgebildet ist.3. Fuel injector according to claim 2, characterized in that the Niederhaltekol¬ ben is stepped.
4. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (39) derart angeordnet ist, dass auf das Übertragerelement (33) eine Kraft in Richtung zum Dämpfungselement (37) ausgeübt wird.4. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that a spring element (39) is arranged such that on the transformer element (33) a force in the direction of the damping element (37) is exerted.
5. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnflä¬ che (32) des Niederhaltekolbens (33) einen Steuerraum (31) begrenzt.5. Fuel injector according to claim 2 or 3, characterized in that a Stirnflä¬ surface (32) of the hold-down piston (33) delimits a control chamber (31).
6. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Steu¬ erraum zugewandte Bereich des Niederhaltekolbens einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser im dem Dämpfungselement zugewandten Bereich des Niederhaltekolbens.6. The fuel injector according to claim 3, wherein the region of the hold-down piston facing the control chamber has a diameter which is smaller than the diameter in the region of the hold-down piston facing the damping element.
7. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des dem Steuerraum zugewandten Bereichs des Niederhaltekolbens kleiner ist als der ma¬ ximale Durchmesser des in den Düsenraum hineinragenden Bereichs (13a) des Ein¬ spritzventilglieds. 7. Fuel injector according to claim 5, characterized in that the diameter of the control chamber facing region of the hold-down piston is smaller than the ma¬ maximum diameter of the projecting into the nozzle chamber portion (13 a) of the injection valve member Ein¬.
8. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Dämpfungselement zugewandte Bereich des Niederhaltekolbens im Dämpiungsraum angeordnet ist.8. Fuel injector according to claim 3 and 5, characterized in that the damping element facing the region of the hold-down piston is arranged in Dämpiungsraum.
9. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3 und 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Steuerraum zugewandte Bereich des Niederhaltekolbens den Steuerraum (31) zum Dämpfungsraum (35) hin begrenzt.9. Fuel injector according to claim 3 and 5 or 8, characterized in that the control chamber facing the region of the hold-down piston limits the control chamber (31) to the damping chamber (35).
10. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (31) mit dem Kompressionsraum (16) hydraulisch über eine Zuleitung (30) verbunden ist.10. Fuel injector according to claim 5, characterized in that the control chamber (31) with the compression space (16) is hydraulically connected via a feed line (30).
11. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (30) zwischen dem Steuerraum (31) und dem Kompressionsraum (16) ein Drosselele- ment (64) angeordnet ist.11. Fuel injector according to claim 10, characterized in that in the supply line (30) between the control chamber (31) and the compression space (16) a throttle element (64) is arranged.
12. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Dämpfungselement (37) eine Bohrung (58), insbesondere eine zentrale Boh¬ rung, ausgebildet ist.12. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that in the damping element (37) has a bore (58), in particular a central Boh¬ tion, is formed.
13. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Dämpfungsele¬ ment (37) auf der dem Übertragerelement zugewandten Seite die Bohrung ständig mit dem Dämpfungsraum in Verbindung steht.13. Fuel injector according to claim 12, characterized in that in the Dämpfungsele¬ element (37) on the side facing the transmitter element side, the bore is constantly in communication with the damping chamber.
14. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventilglied (13), das Dämpfungselement (37) und das Übertragerele¬ ment (33) in einen Düsenkörper (11) aufgenommen sind, welcher in einzelne Segmente (51, 52, 53, 54, 55) geteilt ist, die zur Montage übereinander gestapelt werden.14. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the injection valve member (13), the damping element (37) and the Übertragerele¬ element (33) are received in a nozzle body (11) which in individual segments (51, 52, 53, 54, 55) is divided, which are stacked for mounting one above the other.
15. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an Abzweigpositio¬ nen der in den Segmenten (51, 52, 53, 54, 55) aufgenommenen Leitungen (9, 15, 28, 34, 43) in den Stirnflächen der Segmente (51, 52, 53, 54, 55) Ausnehmungen (56, 59) ausgebildet sind, in die mindestens eine Leitung (9) mündet, über welche Kraftstoff zugeführt wird und mindestens zwei Leitungen (9, 43; 28, 34) münden, über welche Kraftstoff abgeführt wird. 15. Fuel injector according to claim 14, characterized in that at branch positions of the in the segments (51, 52, 53, 54, 55) recorded lines (9, 15, 28, 34, 43) in the end faces of the segments (51 , 52, 53, 54, 55) recesses (56, 59) are formed, in which at least one line (9) opens, via which fuel is supplied and at least two lines (9, 43, 28, 34) open, via which Fuel is discharged.
16. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitun¬ gen (9, 15, 28, 34, 43) als Bohrungen in den Segmenten (51, 52, 53, 54, 55) ausgebil¬ det sind.16. Fuel injector according to claim 14 or 15, characterized in that the lines (9, 15, 28, 34, 43) are designed as bores in the segments (51, 52, 53, 54, 55).
17. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressionsraum (16) über eine Leitung (9, 28) mit dem Hochdruckspeicher verbindbar ist.17. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the compression space (16) via a line (9, 28) is connectable to the high-pressure accumulator.
18. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (9, 28) eine Steuerleitung (9) und eine davon abzweigende Versorgungsleitung (28) aufweist.18. Fuel injector according to claim 17, characterized in that the line (9, 28) has a control line (9) and a branching off thereof supply line (28).
19. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in die Versorgungs¬ leitung (28) zum Kompressionsraum (16) ein 2/2 -Wege- Ventil (29) aufgenommen ist.19. Fuel injector according to claim 18, characterized in that in the Versorgungs¬ line (28) to the compression chamber (16) a 2/2 -way valve (29) is added.
20. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das 2/2 -Wege- Ventil (29) als Kugelventil ausgebildet ist. 20. Fuel injector according to claim 19, characterized in that the 2/2 -way valve (29) is designed as a ball valve.
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