WO2007082598A1 - Kraftstoffinjektor - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a fuel injector according to the preamble of patent claim 1.
- Diesel common rail systems including fuel injectors or their components are subject to high pressure loads during operation.
- the amount of pressure corresponds approximately to the injection pressures to be achieved in the engine.
- these pressures should be increased as much as possible.
- previous designs have reached their limits in their geometry design.
- leakage is discharged from the holding body via a leakage oil return line which extends in the holding body and opens into a separate low-pressure side space of the holding body.
- the fuel injector according to the invention for internal combustion engines with the characterizing features of claim 1 is used to increase pressure, cost reduction and quality improvement. It can be eliminated by the invention strength-reducing manufacturing process on the holding body.
- the burr formation due to the current construction in the region of the intersection of the leak oil pocket / leak oil groove is eliminated. This eliminates the operation of deburring, and eliminates several operations. Wall thickness problems are solved so that e.g. a longer and more robust valve tightening screw (more carrying aisles) can be used to tighten the holding body, which in turn allows for pressure increases.
- the construction of the invention simplifies the structure of the fuel injector and reduces the number of processing steps.
- an increase in the strength of the holding body and a pressure increase of the fuel injector are possible.
- FIG. 1 is an overall view of the fuel injector according to the invention
- FIG. 2 is a detailed view in the region of the valve piece of FIG. 1;
- FIG. 3 shows a second embodiment of the fuel injector according to the invention in a representation analogous to FIG. 2.
- the fuel injector 1 shown in Fig. 1 is arranged in a pressurized with high pressure injection line 2 of the fuel and protrudes into the combustion chamber of the engine to be supplied.
- a piston-shaped valve member (nozzle needle) 5 is slidably mounted with a conical valve sealing surface 6, which is pressed by a closing spring 7 against a conical valve seat 8 of the nozzle body 4 and closes the injection holes 9 provided there.
- the injection line 2 opens into the nozzle body 4 in an annular pressure chamber 10, from which an annular gap extending between the guide bore 3 and the nozzle needle 5 leads to the valve seat surface 8.
- the nozzle needle 5 has in the region of the pressure chamber 10 designed as a pressure shoulder control surface 11 to which the supplied via the injection line 2 fuel attacks in the opening direction of the nozzle needle 5.
- Valve piston 12 controlled which is axially displaceably guided in a guide bore 13 of a holding body 14 and with its one end to the valve sealing surface 6 facing away from the end face of the nozzle needle 5 acts axially.
- the valve piston 12 with a control surface 15 acting in the closing direction, limits in a valve piece 16 a control chamber 17, which is connected via a Z-axis.
- Throttle 18 is connected to the injection line 2. From the control chamber 17 is an A-throttle 19, which is connected via a trained example as a 2/2-way solenoid valve control valve 20 (valve closure member 21) with a low-pressure side Abêtraum 22. To remove leakage oil from the region of the holding body 13 is provided in the valve piece 16 a leakage oil return line 23 in the form of an axial through hole, which goes off from the low-pressure loaded guide bore 13 of the holding body 14 and extends into the discharge chamber 22.
- the holding body 14 can be made with a greater wall thickness, so that, for example, a longer and more robust valve clamping screw 24 (more carrying gears) can be used for clamping the valve member 16, which in turn allows pressure increases.
- the control surfaces 11, 14 and the closing spring 7 are designed so that when the control valve 20 is closed, i. at the same pressure in the pressure chamber 10 and the control chamber 17, the nozzle needle 5, the spray holes 9 closes.
- the Z-throttle 18 is smaller than the A-throttle 19, so that by opening the control valve 20 of the pressure prevailing in the control chamber 17 pressure is reduced via the Abêtraum 22 and the pressure prevailing in the pressure chamber 10 pressure is sufficient, the nozzle needle 5 against the effect of Aufzu juryn closing spring 7.
- the embodiment shown in Fig. 3 differs only in that here the leak oil return line 23 'not directly into the Abberichtraum 22, but - at the same hydraulic operation - laterally into an outer surface 25 of the valve member 16 opens and from there up to the low pressure side is performed.
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Abstract
Bei einem Kraftstoffinjektor (1) für Brennkraftmaschinen mit einer in einem Düsenkörper (4) axial verschiebbar geführten Düsennadel (5), welche mindestens ein Spritzloch (9) für eine Kraftstoffeinspritzung freigibt oder verschließt, mit einem 10 in einem Haltekörper (14) axial verschiebbar geführten Ventilkolben (12), der die Öffnungs- und Schließbewegung der Düsennadel (5) steuert, mit einem Ventilstück (16), in welchem der Ventilkolben (12) einen an eine Hochdruckseite (2) angeschlossenen Steuerraum (17) begrenzt, der über ein Steuerventil (20) an eine Niederdruckseite (22) angeschlossen ist, und mit einer Lecköl-Rückführungsleitung 15 (23), die Lecköl aus dem Bereich des Haltekörpers (14) abführt, verläuft erfindungsgemäß die Lecköl-Rückführungsleitung (23) zumindest teilweise im Ventilstück (16).
Description
Kraftstoffinjektor
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffinjektor nach der Gattung des Patentanspruchs 1 .
Diesel Common Rail Systeme einschließlich Kraftstoffinjektoren bzw. deren Komponenten unterliegen während des Betriebes starken Druckbelastungen. Die Höhe des Druckes entspricht ungefähr den zu erzielenden Einspritzdrücken im Motor. Je höher diese Einspritzdrücke, desto besser ist das Motorverhalten (Leistung/Verbrauch/Geräusch/Emissionen). In der Vergangenheit und auch in Zukunft sind diese Drücke möglichst zu erhöhen. Allerdings stoßen bisherige Konstruktionen in ihrer Geometrieauslegung an die Grenzen.
Bei bekannten Kraftstoffinjektoren wird Leckage aus dem Haltekörper über eine Lecköl-Rückführungsleitung abgeführt, die im Haltekörper verläuft und in einen separaten niederdruckseitigen Raum des Haltekörpers mündet.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Kraftstoff injektor für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 dient der Drucksteigerung, der Kostenreduzierung und der Qualitätsverbesserung. Es können durch die Erfindung festigkeitsreduzierende Fertigungsverfahren am Haltekörper entfallen. Die durch die jetzige Konstruktion bedingte Gratbildung im Bereich der Verschneidung Lecköltasche/Leckölnut wird eliminiert. Dadurch entfällt dort der Arbeitsgang des Entgratens, und insgesamt entfallen mehrere Arbeitsgänge. Wandstärkeprobleme werden gelöst, so dass z.B. eine längere und robustere Ventilspannschraube (mehr tragende Gänge) zum Verspannen des Haltekörpers verwendet werden kann, was wiederum Drucksteigerungen zulässt. Durch die Erfindung ist es möglich, Kraftstoffinjektoren mit höherem Betriebsdruck zu realisieren oder zumindest diesem Ziel näher zu kommen. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird der Aufbau des Kraftstoffinjektors vereinfacht, und die Anzahl an Bearbeitungsschritten wird verringert. Außerdem sind eine Festigungssteigerung des Haltekörpers und eine Drucksteigerung des Kraftstoffinjektors möglich.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnungen
Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors;
Fig. 2 eine Detailansicht im Bereich des Ventilstücks von Fig. 1 ; und
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors in einer Darstellung analog zu Fig. 2.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Der in Fig. 1 gezeigte Kraftstoffinjektor 1 ist in einer mit Hochdruck beaufschlagten Einspritzleitung 2 des Kraftstoffs angeordnet und ragt in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine.
In einer axialen Führungsbohrung 3 eines Düsenkörpers 4 ist ein kolbenförmiges Ventilglied (Düsennadel) 5 mit einer konischen Ventildichtfläche 6 verschiebbar gelagert, welche durch eine Schließfeder 7 gegen eine konische Ventilsitzfläche 8 des Düsenkörpers 4 gedrückt wird und die dort vorgesehenen Spritzlöcher 9 verschließt. Die Einspritzleitung 2 mündet im Düsenkörper 4 in einen ringförmigen Druckraum 10, von dem ein zwischen Führungsbohrung 3 und Düsennadel 5 verlaufender Ringspalt bis zur Ventilsitzfläche 8 führt. Die Düsennadel 5 hat im Bereich des Druckraumes 10 eine als Druckschulter ausgebildete Steuerfläche 11 , an welcher der über die Einspritzleitung 2 zugeführte Kraftstoff im Öffnungssinn an der Düsennadel 5 angreift.
Die Öffnungs- und Schließbewegung der Düsennadel 5 wird durch einen
Ventilkolben 12 gesteuert, der in einer Führungsbohrung 13 eines Haltekörpers 14 axial verschiebbar geführt ist und mit seinem einen Ende auf die der Ventildichtfläche 6 abgewandte Stirnseite der Düsennadel 5 axial einwirkt. Wie in Fig. 2 zeigt, begrenzt anderenends der Ventilkolben 12 mit einer in Schließrichtung wirkenden Steuerfläche 15 in einem Ventilstück 16 einen Steuerraum 17, der über eine Z-
Drossel 18 mit der Einspritzleitung 2 verbunden ist. Vom Steuerraum 17 geht eine A- Drossel 19 ab, die über ein z.B. als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildetes Steuerventil 20 (Ventilschließglied 21) mit einem niederdruckseitigen Absteuerraum 22 verbindbar ist. Um Lecköl aus dem Bereich des Haltekörpers 13 abzuführen, ist
im Ventilstück 16 eine Lecköl-Rückführungsleitung 23 in Form einer axialen Durchgangsbohrung vorgesehen, die von der niederdruckbelasteten Führungsbohrung 13 des Haltekörpers 14 abgeht und sich bis in den Absteuerraum 22 erstreckt. Der Haltekörper 14 kann mit einer größeren Wandstärke gefertigt werden, so dass z.B. eine längere und robustere Ventilspannschraube 24 (mehr tragende Gänge) zum Verspannen des Ventilstücks 16 verwendet werden kann, was wiederum Drucksteigerungen zulässt.
Die Steuerflächen 11 , 14 und die Schließfeder 7 sind so ausgelegt, dass bei geschlossenem Steuerventil 20, d.h. bei gleichem Druck im Druckraum 10 und im Steuerraum 17, die Düsennadel 5 die Spritzlöcher 9 verschließt. Die Z-Drossel 18 ist kleiner als die A-Drossel 19, so dass durch Öffnen des Steuerventils 20 der im Steuerraum 17 herrschende Druck über den Absteuerraum 22 abgebaut wird und der im Druckraum 10 herrschende Druck nun ausreicht, die Düsennadel 5 gegen die Wirkung der Schließfeder 7 aufzusteuern.
Von der Ausführung der Fig. 2 unterscheidet sich die in Fig. 3 gezeigte Ausführung lediglich dadurch, dass hier die Lecköl-Rückführungsleitung 23' nicht direkt in den Absteuerraum 22, sondern - bei gleicher hydraulischer Funktionsweise - seitlich in eine Außenfläche 25 des Ventilstücks 16 mündet und von dort nach oben zur Niederdruckseite geführt ist.
Claims
1 . Kraftstoffinjektor (1 ) für Brennkraftmaschinen, mit einer in einem Düsenkörper (4) axial verschiebbar geführten Düsennadel (5), welche mindestens ein Spritzloch (9) für eine Kraftstoffeinspritzung freigibt oder verschließt, mit einem in einem Haltekörper (14) axial verschiebbar geführten Ventilkolben (12), der die Öffnungs- und Schließbewegung der Düsennadel (5) steuert, mit einem Ventilstück (16), in welchem der Ventilkolben (11 ) einen an eine Hochdruckseite (2) angeschlossenen Steuerraum (17) begrenzt, der über ein Steuerventil (20) an eine Niederdruckseite (22) angeschlossen ist, und mit einer Lecköl-Rückführungsleitung (23; 23'), die Lecköl aus dem Bereich des Haltekörpers (14) abführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lecköl-Rückführungsleitung (23; 23') zumindest teilweise im Ventilstück (16) verläuft.
2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lecköl- Rückführungsleitung (23) in einen niederdruckseitigen Absteuerraum (22) des Steuerventils (20) mündet.
3. Kraftstoff! πjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lecköl-Rückführungsleitung (23) durch eine einzige Durchgangsbohrung gebildet ist.
4. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lecköl-Rückführungsleitung (23) ausschließlich im Ventilstück (16) verläuft.
5. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lecköl-Rückführungsleitung (23') seitlich in eine Außenfläche (25) des Ventilstϋcks (16) mündet und von dort zur Niederdruckseite geführt ist.
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