WO2010081576A1 - Fuel injector - Google Patents

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WO2010081576A1
WO2010081576A1 PCT/EP2009/065436 EP2009065436W WO2010081576A1 WO 2010081576 A1 WO2010081576 A1 WO 2010081576A1 EP 2009065436 W EP2009065436 W EP 2009065436W WO 2010081576 A1 WO2010081576 A1 WO 2010081576A1
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WO
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control valve
valve element
fuel
control
chamber
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/065436
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German (de)
French (fr)
Inventor
Nadja Eisenmenger
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 WO2010081576A1 publication Critical patent/WO2010081576A1/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0045—Three-way valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector, in particular a common rail injector, for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to propose a fuel injector with a control valve which is of simple design and with which short injection valve element closing times can be realized.
  • the control valve should preferably be suitable for integration in common rail injectors in use.
  • control valve element as 3/2
  • 3/2-way valve trained control valve is characterized according to the invention by two sealing surfaces for cooperation with a respective control valve seat, wherein the sealing surfaces are arranged on two opposite end faces of the control valve element.
  • Such an arrangement of the sealing surfaces makes it possible, if necessary, to realize a control valve which is axially compressible, at least approximately, preferably completely, pressure-balanced, and which can be used at fuel pressures of more than 1800 bar.
  • a fuel injector is proposed with a control valve designed as a 3/2-way valve whose sealing faces are remote from each other for interaction with a control valve seat, thereby achieving shorter shift times and improved dynamics over standard fuel injectors.
  • control valve does not necessarily have to-be designed as a control valve that is pressure-balanced in the axial direction, at least approximately, preferably completely.
  • the advantage of, at least approximately, pressure balance in the axial direction is that overall the forces acting on the control valve element forces are minimized, whereby smaller closing springs and smaller actuators, in particular electromagnetic actuators, can be used, wherein an embodiment with piezoelectric actuator can be realized.
  • the only approximately pressure balance in the axial direction can be realized, for example, that the diameter of the first sealing surface, at least approximately, the diameter of the second sealing surface corresponds or in that the diameter of the first control valve seat corresponds to the diameter of the second control valve seat, and it is particularly preferred is, if the sealing surface diameter additionally correspond to a guide diameter of the control valve element, with which the control valve element at its
  • the first end face of the control valve element having the first sealing surface is arranged on a side facing the one- or multi-part injection valve element, pointing in the axial direction, and consequently avoids the second end face of the injection valve element is.
  • the injection valve element may alternatively be formed in one or more parts.
  • the combination of a control rod with a nozzle needle is preferred, wherein the control rod more preferably immediately frontally limits the control chamber in the axial direction.
  • control valve as a 3/2 way valve makes it possible to provide a backfilling channel in addition to the inlet valve supplying the control chamber permanently with fuel under high pressure, via which the control chamber can be backfilled in one of the two switch positions of the control valve element. Preferably flows through the backfilling channel in the direction
  • Control chamber flowing fuel through the outlet throttle, through which force substance can flow to the Injektor Weglaufan gleich in located in the other switching position control valve element.
  • control valve element is penetrated by a flow channel through which fuel in the first switching position of the control valve can flow to an injector return port.
  • the hydraulic connection to the injector return connection is preferably interrupted in the second switching position.
  • the control valve releases a hydraulic connection between the backfilling channel and the control chamber in the second switching position.
  • the backfill channel preferably opens into a valve chamber, which in the first switch position is hydraulically separated from an outlet throttle that opens out of the control chamber, through which fuel in the second switch position can flow out of the valve chamber into the control chamber.
  • Particularly expedient is an embodiment in which the drainage channel is arranged centrally within the control valve in order to achieve a symmetrical loading of the control valve element.
  • the flow channel located within the control valve element is aligned in the axial direction with the outlet throttle through which fuel, preferably in the first switching position of the control valve, can flow out of the control chamber into the drainage channel.
  • an electromagnetic Actuator is provided which preferably cooperates with a fixedly connected to the control valve member or integrally formed therewith anchor plate.
  • the electric actuator is arranged such that the control valve element when energized in the direction of the injection valve element, ie in the direction of a nozzle hole arrangement, by the fuel when open
  • Injection valve element can flow into the combustion chamber, is adjusted.
  • Fig. 1 is a schematic, sectional view of a fuel injector with a pressure-balanced in the axial direction, as
  • Fig. 1 designed as a common rail injector fuel injector 1 is shown for injecting fuel into a combustion chamber, not shown, of a likewise not shown internal combustion engine of a motor vehicle.
  • a high-pressure pump 2 delivers fuel from a reservoir 3 in a high-pressure fuel storage 4 (Rail). In this fuel, especially diesel or gasoline, under high pressure, of about 2000 bar in this embodiment, stored.
  • the fuel injector 1 is connected, among other injectors, not shown, via a supply line 5.
  • the supply line 5 opens into a supply channel 6, which in turn opens into a pressure chamber 7 (high pressure area).
  • the fuel flowing into the pressure chamber 7 flows in an injection process directly into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the fuel injector 1 is connected to a return line 9 via an injector return port 8.
  • an injection valve element 1 1 is arranged within an injector body 10.
  • the injection valve element 1 1 has at its tip 13 a closing surface 14 (sealing surface), with which the injection valve element 1 1 can be brought into a tight contact with an injection valve element seat 15 formed inside the nozzle body 12.
  • a closing surface 14 closing surface
  • the injection valve element 1 1 When the injection valve element 1 1 is applied to its injection valve element seat 15, i. is in a closed position, the fuel outlet from a nozzle hole arrangement 16 is locked. If, on the other hand, it is lifted off its injection valve element seat 15, fuel can flow out of the pressure chamber 7 into an annular space 17 formed radially between the injection valve element 11 and the nozzle body 12, past the injection valve element seat 15 to the nozzle hole arrangement 16 and there substantially under high pressure (rail pressure). be sprayed standing in the combustion chamber.
  • Section 19 of a throttle plate 20, a control chamber 21 is limited, which is supplied via a radially extending into the sleeve-shaped portion 19 of the throttle plate 20 inlet throttle 22 with fuel under high pressure from the pressure chamber 7.
  • the sleeve-shaped section 19 with the control chamber 21 enclosed therein is located radially outward from under high pressure
  • the control chamber 21 is concentric with the longitudinal central axis 24 of the
  • Fuel injector 1 extending, a drain throttle 25 having channel 26 connected to a valve chamber 27.
  • the valve chamber 27 is a valve chamber 27 of a control valve 28, by means of which the control chamber 21 can be hydraulically connected to the injector return port 8.
  • In the valve chamber 27 also opens a rinse tank 29, which connects the pressure chamber 7 hydraulically with the valve chamber 27.
  • control valve 28 is a 3/2-way valve whose sleeve-shaped control valve element 30 is axially adjustable between a lower, first switching position and an upper, second switching position shown.
  • the control valve element 30 In the second switching position shown, the control valve element 30 abuts with a second sealing surface 31 against a second control valve seat 32.
  • the second sealing surface 31 is arranged on a second end face 33, remote from the injection valve element 11, of the control valve element 30.
  • the second control valve seat 32 is located on a cover surface 34 of a trough-shaped insert member 35, which is clamped by a clamping nut 36 in the axial direction in the drawing plane down against a guide member 37, which in turn is clamped against the throttle plate 20, on an inner annular shoulder 38th the injector body 10 rests.
  • a hydraulic connection between the control chamber 21 and the injector return port 8 is interrupted in the second switching position shown.
  • a hydraulic connection between the rinse pump 29 and the control chamber 21 is released so that fuel can flow through the rinse bath 27 and the channel 26 with outlet throttle 25 in the control chamber 21 and thus can provide for faster refilling.
  • control valve member 30 abuts with a first, lower sealing surface 39 at a first Steuerven- tilsitz 40, which is formed on the throttle plate 20 and within the
  • Valve chamber 27 is located.
  • the first sealing surface 39 is located on a first end face 41 of the control valve element 30, which faces the injection valve element 1 1.
  • fuel can flow (centric) around the valve chamber 27 directly into a flow channel 42 extending axially within the control valve element 30, which is arranged coaxially to the longitudinal central axis 24 and is aligned with the channel 26 in the axial direction , flow to the second control valve seat 32 and between the second sealing surface 31 and the second control valve seat 32 in an armature plate chamber 43 (low pressure area) and from there via an axial passage 44 to the injector return port 8.
  • the discharge channel 42 opens in a trained within the control valve element 30 chamber 45, whose upper diameter corresponds to the diameter of the second sealing surface 31.
  • the diameter of the first sealing surface 39 corresponds to the diameter of the second sealing surface 31, wherein the sealing surface diameter again correspond to the diameter of the control valve element 30 in a guide portion 46, in which the control valve member 30 is guided at its outer periphery in a central bore 47 of the guide member 37 is.
  • the control valve 28 is pressure-balanced in both switching positions in the axial direction. If the sealing surface diameters deviate slightly from one another, the control valve element 30 is only approximately pressure balanced and has a closing or opening pressure step. In the event that the sealing surface diameters differ greatly, it can not be said that there is an axial pressure balance.
  • an electromagnetic actuator 48 with coil 52 is provided for adjusting the control valve element 30.
  • the electromagnetic actuator 48 is located in a region axially between an integrally formed with the control valve element 30 armature plate 49 and the injection valve element 1 1.
  • a closing spring 50 is supported, extending in the axial direction into a region radially between the actuator 48 and a bore 47 having extension 51 of the guide member 37 continues.
  • the closing spring 50 is supported on the guide part 37 on the side facing away from the armature plate 49 and acts on the control valve element 30 with a spring force in a direction away from the injection valve element 11 on the second control valve seat 32.
  • the coil 52 of the actuator 48 is energized, whereby the control valve member 30 is adjusted towards the injection valve element 1 1.
  • the electromagnetic actuator 48 is energized, so that the control valve element 30 is on the first control valve seat 40, ie in the first switching position, adjusted.
  • fuel can flow via the channel 26, through the outlet throttle 25 and the central outlet channel 42 to the injector return port 8.
  • the cross sections of the outlet throttle 25 and the inlet throttle 22 are matched to one another in such a way that a net Outflow of fuel (control amount) from the control chamber 21 results, with the result that the injection valve element 1 1 lifts from its injection valve element seat 15 and fuel can flow into the combustion chamber.
  • the energization of the electromagnetic actuator 48 is interrupted.
  • the control valve element 30 is adjusted by the spring force of the closing spring 50 in the second switching position, ie to the second control valve seat 32, so that the fuel through the drain passage 42 only into the chamber 45, but not on to the injector return port 8 can flow.
  • the hydraulic connection between the backfill channel 29 via the valve chamber 27 and the channel 26 is released into the control chamber 21, so that it is simultaneously refilled via the inlet throttle 22 and the scaffoldhellkanal 29, with the result that the fuel pressure in the control chamber 21 rapidly rises and the injection valve element 1 1 is moved back on its injection valve element seat 15, whereby the nozzle hole assembly 16 is closed.
  • Fig. 1 In the fuel-injector design shown in Fig. 1 is a so-called coaxial structure.
  • An embodiment is also conceivable in which the control valve 28 is displaced, i. is not arranged coaxially to the longitudinal central axis 24.
  • both control valve seats 40, 32 are designed as flat seats.
  • other known per se seat shapes such as ball seats, inner cone or outer conical seats can be realized.

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Abstract

The invention relates to a fuel injector (1), in particular a common rail injector, for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, having an injector valve element (11) that can be adjusted between a closed position and an open position releasing the flow of fuel into the combustion chamber as a function of the fuel pressure in a control chamber (21), and having a control valve (28) associated with the control chamber (21) and comprising a control valve element (30) having a first sealing surface (39) disposed on a first end face (41) for interacting with a first control valve seat (40). According to the invention, the control valve (28) is configured as a 3/2 directional valve, and the control valve element (30) of the control valve (28) comprises a second sealing surface (31) on a second end face (18) facing away from the first end face (41) for interacting with a second control valve seat (32).

Description

Beschreibung description
Kraftstoff-InjektorFuel injector
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff- Injektor, insbesondere einen Common-Rail- Injektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .The invention relates to a fuel injector, in particular a common rail injector, for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
Zum Einbringen von Kraftstoff in direkt einspritzende Dieselmotoren werden zurFor introducing fuel into direct injection diesel engines are the
Zeit vermehrt hubgesteuerte Common-Rail-Systeme eingesetzt. Vorteilhaft dabei ist, dass der Einspritzdruck an Last- und Drehzahl angepasst werden kann. Grundsätzlich bekannt sind hubgesteuerte Common-Rail-Injektoren mit 2/2- Wegeventilen, bei denen der Druck in einer Steuerkammer (Servoraum) mittels eines Steuerventils (Servoventil) geschaltet werden kann. Durch Herstellen einer hydraulischen Verbindung zwischen der Steuerkammer und einem Niederdruckbereich des Kraftstoff-Injektors wird der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer abgesenkt, woraus eine auf das Einspritzventilelement in Öffnungsrichtung orientierte hydraulische Kraft resultiert, die dafür sorgt, dass das Einspritzventilele- ment von seinem Einspritzventilelementsitz abhebt und so den Kraftstofffluss in den Brennraum der Brennkraftmaschine freigibt. Zum Reduzieren von Emissionen sowie zum Erzielen hoher spezifischer Leistungen werden immer höhere Einspritzdrücke gefordert, wodurch sich die Anforderungen an bekannte Steuerventile verändern. Da die heute in der Praxis eingesetzten Steuerventile in axia- ler Richtung nicht druckausgeglichen sind, ist deren Einsatz bei jenseits vonTime increasingly used stroke-controlled common rail systems. The advantage here is that the injection pressure can be adapted to load and speed. Basically known are stroke-controlled common rail injectors with 2/2-way valves, in which the pressure in a control chamber (servo chamber) by means of a control valve (servo valve) can be switched. By establishing a hydraulic connection between the control chamber and a low-pressure region of the fuel injector, the fuel pressure in the control chamber is lowered, resulting in a hydraulic force oriented toward the injection valve element in the opening direction, which causes the injection valve element to lift from its injection valve element seat and so on releases the flow of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine. In order to reduce emissions and to achieve high specific power ever higher injection pressures are required, which change the requirements of known control valves. Since the control valves used today in practice are not pressure-balanced in the axial direction, their use is beyond
1800 bar problematisch, insbesondere weil immer größere Aktuatorkräfte realisiert werden müssen.1800 bar problematic, especially because more and more Aktuatorkräfte must be realized.
Aus der DE 10 2006 060 593 A1 ist ein Kraftstoff-Injektor mit einem Steuerventil bekannt, das als in axialer Richtung druckausgeglichenes 2/2 -Wegeventil ausgebildet ist. Die Schließzeit des bekannten Injektors scheint optimierbar. Offenbarung der ErfindungFrom DE 10 2006 060 593 A1 a fuel injector with a control valve is known, which is designed as a pressure-balanced in the axial direction 2/2 way valve. The closing time of the known injector seems optimizable. Disclosure of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoff- Injektor mit einem ein- fach aufgebauten Steuerventil vorzuschlagen, mit dem kurze Einspritzventilele- mentschließzeiten realisiert werden können. Bevorzugt soll sich das Steuerventil zur Integration in sich im Einsatz befindenden Common-Rail-Injektoren eignen.The object of the invention is to propose a fuel injector with a control valve which is of simple design and with which short injection valve element closing times can be realized. The control valve should preferably be suitable for integration in common rail injectors in use.
Diese Aufgabe wird mit einem Kraftstoff- Injektor mit den Merkmalen des An- spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.This object is achieved with a fuel injector having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. All combinations of at least two features disclosed in the description, the claims and / or the figures fall within the scope of the invention.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Steuerventilelement als 3/2-The invention is based on the idea that the control valve element as 3/2
Wegeventil auszubilden, um somit in einer Schaltstellung des Steuerventilelementes die Steuerkammer über einen zusätzlich zur Zulaufdrossel vorgesehenen Rückfüllkanal rück zu befüllen, um somit den Rückfüllvorgang der Steuerkammer zu beschleunigen und in der Folge eine verkürzte Schließzeit des ein- oder mehr- teiligen Einspritzventilelementes zu erzielen. Das Steuerventilelement des alsDirectional valve form so as to fill in a switching position of the control valve element, the control chamber via an addition to the inlet throttle provided Rückfüllkanal back, thus accelerating the Rückfüllvorgang the control chamber and to achieve a shortened closing time of the one- or multi-part injection valve element. The control valve element of the
3/2-Wegeventil ausgebildeten Steuerventils zeichnet sich erfindungsgemäß durch zwei Dichtflächen zum Zusammenwirken mit jeweils einem Steuerventilsitz aus, wobei die Dichtflächen an zwei voneinander abgewandten Stirnseiten des Steuerventilelementes angeordnet sind. Eine derartige Anordnung der Dichtflä- chen ermöglicht - bei Bedarf - die Realisierung eines in axialer Richtung, zumindest näherungsweise, vorzugsweise vollständig, druckausgeglichenen Steuerventils, welches bei Kraftstoff-Drücken jenseits von 1800 bar einsetzbar ist. Anders ausgedrückt wird ein Kraftstoff-Injektor mit einem als 3/2-Wegeventil ausgebildeten Steuerventil vorgeschlagen, dessen Dichtflächen zum jeweiligen Zu- sammenwirken mit einem Steuerventilsitz voneinander abgewandt sind, um hierdurch verkürzte Schaltzeiten und eine verbesserte Dynamik gegenüber Serien- Kraftstoff-Injektoren zu erzielen.3/2-way valve trained control valve is characterized according to the invention by two sealing surfaces for cooperation with a respective control valve seat, wherein the sealing surfaces are arranged on two opposite end faces of the control valve element. Such an arrangement of the sealing surfaces makes it possible, if necessary, to realize a control valve which is axially compressible, at least approximately, preferably completely, pressure-balanced, and which can be used at fuel pressures of more than 1800 bar. In other words, a fuel injector is proposed with a control valve designed as a 3/2-way valve whose sealing faces are remote from each other for interaction with a control valve seat, thereby achieving shorter shift times and improved dynamics over standard fuel injectors.
Wie eingangs angedeutet kann das Steuerventil - muss jedoch nicht zwingend - als in axialer Richtung, zumindest näherungsweise, vorzugsweise vollständig, druckausgeglichenes Steuerventil ausgebildet werden. Dies bedeutet, dass auf das Steuerventilelement in seinen beiden Schaltstellungen im Wesentlichen nur in radialer Richtung orientierte Kräfte wirken, wohingegen sich die in axiale Richtungen wirkenden Druckkräfte, zumindest näherungsweise, kompensieren. Der Vorteil der, zumindest näherungsweise, Druckausgeglichenheit in Axialrichtung besteht darin, dass insgesamt die auf das Steuerventilelement wirkenden Kräfte minimiert werden, wodurch kleinere Schließfedern und kleinere Aktuatoren, insbesondere elektromagnetische Aktuatoren, einsetzbar sind, wobei auch eine Ausführungsform mit piezoelektrischem Aktuator realisierbar ist. Die lediglich näherungsweise Druckausgeglichenheit in axialer Richtung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Durchmesser der ersten Dichtfläche, zumindest näherungsweise, dem Durchmesser der zweiten Dichtfläche entspricht bzw. dadurch, dass der Durchmesser des ersten Steuerventilsitzes dem Durchmesser des zweiten Steuerventilsitzes entspricht, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn die Dichtflächendurchmesser zusätzlich einem Führungsdurchmesser des Steuerventilelementes entsprechen, mit dem das Steuerventilelement an seinemAs indicated at the outset, the control valve can-but does not necessarily have to-be designed as a control valve that is pressure-balanced in the axial direction, at least approximately, preferably completely. This means that up the control valve element act in its two switching positions substantially only in the radial direction oriented forces, whereas the pressure forces acting in axial directions, at least approximately, compensate. The advantage of, at least approximately, pressure balance in the axial direction is that overall the forces acting on the control valve element forces are minimized, whereby smaller closing springs and smaller actuators, in particular electromagnetic actuators, can be used, wherein an embodiment with piezoelectric actuator can be realized. The only approximately pressure balance in the axial direction can be realized, for example, that the diameter of the first sealing surface, at least approximately, the diameter of the second sealing surface corresponds or in that the diameter of the first control valve seat corresponds to the diameter of the second control valve seat, and it is particularly preferred is, if the sealing surface diameter additionally correspond to a guide diameter of the control valve element, with which the control valve element at its
Außenumfang geführt ist. Je nach dem, wie weit zumindest einer der Dichtflächendurchmesser vom Führungsdurchmesser abweicht, kommt es zu einer öffnenden bzw. schließenden, vorzugsweise kleinen, Druckstufe.Outside circumference is guided. Depending on how far at least one of the sealing surface diameters deviates from the guide diameter, an opening or closing, preferably small, compression stage occurs.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Kraftstoff-Injektors, bei der die die erste Dichtfläche aufweisende erste Stirnseite des Steuerventilelementes auf einer dem ein- oder mehrteiligen Einspritzventilelement zugewandten, in axialer Richtung zeigenden Seite angeordnet ist und in der Folge die zweite Stirnseite von dem Einspritzventilelement abgewandt ist. Wie angedeutet, kann das Einspritzventilelement alternativ einteilig oder mehrteilig ausgebildet werden. Bei einer mehrteiligen Ausbildung des Einspritzventilelementes ist die Kombination einer Steuerstange mit einer Düsennadel bevorzugt, wobei die Steuerstange weiter bevorzugt unmittelbar stirnseitig die Steuerkammer in axialer Richtung begrenzt.Very particular preference is given to an embodiment of the fuel injector in which the first end face of the control valve element having the first sealing surface is arranged on a side facing the one- or multi-part injection valve element, pointing in the axial direction, and consequently avoids the second end face of the injection valve element is. As indicated, the injection valve element may alternatively be formed in one or more parts. In a multi-part design of the injection valve element, the combination of a control rod with a nozzle needle is preferred, wherein the control rod more preferably immediately frontally limits the control chamber in the axial direction.
Die Ausbildung des Steuerventils als 3/2 -Wegeventil ermöglicht es, zusätzlich zu der die Steuerkammer dauerhaft mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgenden Zulaufdrossel einen Rückfüllkanal vorzusehen, über den die Steuerkammer in einer der beiden Schaltstellungen des Steuerventilelementes rückbe- füllt werden kann. Bevorzugt strömt der durch den Rückfüllkanal in RichtungThe design of the control valve as a 3/2 way valve makes it possible to provide a backfilling channel in addition to the inlet valve supplying the control chamber permanently with fuel under high pressure, via which the control chamber can be backfilled in one of the two switch positions of the control valve element. Preferably flows through the backfilling channel in the direction
Steuerkammer strömende Kraftstoff durch die Ablaufdrossel, durch welche Kraft- stoff bei sich in der anderen Schaltstellung befindlichem Steuerventilelement zum Injektorrücklaufanschluss strömen kann.Control chamber flowing fuel through the outlet throttle, through which force substance can flow to the Injektorrücklaufanschluss in located in the other switching position control valve element.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Kraftstoff-Injektors, bei der das zwischen zwei Schaltstellungen verstellbare Steuerventilelement in der ersten Schaltstellung mit seiner ersten Dichtfläche am ersten Steuerventilsitz anliegt und in der zweiten Schaltstellung mit seiner zweiten, vorzugsweise von dem Einspritzventilelement abgewandten, Dichtfläche am zweiten Steuerventilsitz.Particularly preferred is an embodiment of the fuel injector in which the controllable between two switching positions control valve element in the first switching position with its first sealing surface on the first control valve seat and in the second switching position with its second, preferably facing away from the injection valve element, sealing surface on the second control valve seat.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Steuerventilelement von einem Ablaufkanal durchsetzt ist, durch den Kraftstoff in der ersten Schaltstellung des Steuerventils bis zu einem Injektorrücklaufanschluss strömen kann. Die hydraulische Verbindung zum Injektorrücklaufanschluss wird in der zweiten Schaltstellung bevorzugt unterbrochen.In a further development of the invention is advantageously provided that the control valve element is penetrated by a flow channel through which fuel in the first switching position of the control valve can flow to an injector return port. The hydraulic connection to the injector return connection is preferably interrupted in the second switching position.
Bevorzugt ist es, wenn das Steuerventil in der zweiten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen dem Rückfüllkanal und der Steuerkammer freigibt. Bevorzugt mündet der Rückfüllkanal hierzu in eine Ventilkammer, die in der ersten Schaltstellung hydraulisch von einer aus der Steuerkammer ausmünden- den Ablaufdrossel getrennt ist, durch die Kraftstoff in der zweiten Schaltstellung aus der Ventilkammer in die Steuerkammer strömen kann.It is preferred if the control valve releases a hydraulic connection between the backfilling channel and the control chamber in the second switching position. For this purpose, the backfill channel preferably opens into a valve chamber, which in the first switch position is hydraulically separated from an outlet throttle that opens out of the control chamber, through which fuel in the second switch position can flow out of the valve chamber into the control chamber.
Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei der der Ablaufkanal zentrisch innerhalb des Steuerventils angeordnet ist, um eine symmetrische Belas- tung des Steuerventilelementes zu erreichen.Particularly expedient is an embodiment in which the drainage channel is arranged centrally within the control valve in order to achieve a symmetrical loading of the control valve element.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der innerhalb des Steuerventilelementes befindliche Ablaufkanal in axialer Richtung mit der Ablaufdrossel fluchtet, durch die Kraftstoff, vorzugsweise in der ersten Schaltstellung des Steuerventils, aus der Steuerkammer in den Ablaufkanal strömen kann. Eine derartige Ausführungsform ermöglicht auf einfache Weise die Integration des Steuerventils in bekannte, sich im Serieneinsatz befindliche Common-Rail-Injektoren, ohne dass es notwendig wäre, die Injektorkonstruktion vollständig umzustellen.It is particularly preferred if the flow channel located within the control valve element is aligned in the axial direction with the outlet throttle through which fuel, preferably in the first switching position of the control valve, can flow out of the control chamber into the drainage channel. Such an embodiment enables in a simple manner the integration of the control valve in known common rail injectors in series use, without it being necessary to completely change over the injector design.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der zum Verstellen desQuite particularly preferred is an embodiment in which for adjusting the
Steuerventilelementes zwischen seinen Schaltstellungen ein elektromagnetischer Aktuator vorgesehen ist, der bevorzugt mit einer fest mit dem Steuerventilelement verbundenen oder einstückig mit diesem ausgebildeten Ankerplatte zusammenwirkt. Bevorzugt ist der elektrische Aktuator derart angeordnet, dass das Steuerventilelement bei Bestromung in Richtung des Einspritzventilelementes, also in Richtung einer Düsenlochanordnung, durch die Kraftstoff bei geöffnetemControl valve element between its switching positions an electromagnetic Actuator is provided which preferably cooperates with a fixedly connected to the control valve member or integrally formed therewith anchor plate. Preferably, the electric actuator is arranged such that the control valve element when energized in the direction of the injection valve element, ie in the direction of a nozzle hole arrangement, by the fuel when open
Einspritzventilelement in den Brennraum strömen kann, verstellt wird.Injection valve element can flow into the combustion chamber, is adjusted.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.
Diese zeigt in der einzigenThis shows in the only one
Fig. 1 eine schematische, geschnittene Darstellung eines Kraftstoff- Injektors mit einem in axialer Richtung druckausgeglichenen, alsFig. 1 is a schematic, sectional view of a fuel injector with a pressure-balanced in the axial direction, as
3/2-Wegeventil ausgebildeten Steuerventil.3/2-way valve trained control valve.
In Fig. 1 ist ein als Common-Rail-Injektor ausgebildeter Kraftstoff-Injektor 1 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen nicht gezeigten Brennraum einer ebenfalls nicht gezeigten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Eine Hochdruckpumpe 2 fördert Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 3 in einen Kraftstoff- Hochdruckspeicher 4 (Rail). In diesem ist Kraftstoff, insbesondere Diesel oder Benzin, unter hohem Druck, von in diesem Ausführungsbeispiel etwa 2000 bar, gespeichert. An den Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 ist der Kraftstoff-Injektor 1 neben anderen, nicht gezeigten Injektoren über eine Versorgungsleitung 5 angeschlossen. Die Versorgungsleitung 5 mündet in einen Versorgungskanal 6, welcher wiederum in einen Druckraum 7 (Hochdruckbereich) mündet. Der in den Druckraum 7 einströmende Kraftstoff strömt bei einem Einspritzvorgang unmittelbar in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Der Kraftstoff- Injektor 1 ist ü- ber einen Injektorrücklaufanschluss 8 an eine Rücklaufleitung 9 angeschlossen.In Fig. 1, designed as a common rail injector fuel injector 1 is shown for injecting fuel into a combustion chamber, not shown, of a likewise not shown internal combustion engine of a motor vehicle. A high-pressure pump 2 delivers fuel from a reservoir 3 in a high-pressure fuel storage 4 (Rail). In this fuel, especially diesel or gasoline, under high pressure, of about 2000 bar in this embodiment, stored. To the high-pressure fuel accumulator 4, the fuel injector 1 is connected, among other injectors, not shown, via a supply line 5. The supply line 5 opens into a supply channel 6, which in turn opens into a pressure chamber 7 (high pressure area). The fuel flowing into the pressure chamber 7 flows in an injection process directly into the combustion chamber of the internal combustion engine. The fuel injector 1 is connected to a return line 9 via an injector return port 8.
Über die Rücklaufleitung 9 kann eine später noch zu erläuternde Steuermenge an Kraftstoff von dem Kraftstoff-Injektor 1 zu dem Vorratsbehälter 3 abfließen und von dort aus dem Hochdruckkreislauf wieder zugeführt werden.Via the return line 9, a later to be explained control amount of fuel from the fuel injector 1 to flow to the reservoir 3 and fed from there from the high pressure circuit again.
Innerhalb eines Injektorkörpers 10 ist ein Einspritzventilelement 1 1 angeordnet.Within an injector body 10, an injection valve element 1 1 is arranged.
Dieses ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mehrteilig ausgebildet und um- fasst eine in der Zeichnungsebene obere Steuerstange 1 1 a und eine mit dieser gekoppelte Düsennadel 1 1 b. Die Düsennadel 1 1 b ist innerhalb eines axial zum Injektorkörper 10 benachbarten Düsenkörpers 12 an ihrem Außenumfang geführt. Der nur ausschnittsweise dargestellte Düsenkörper 12 ist mittels einer nicht dargestellten Überwurfmutter mit dem Injektorkörper 10 verspannt.This is formed in the embodiment shown in several parts and um- summarizes an upper in the drawing plane control rod 1 1 a and coupled with this nozzle needle 1 1 b. The nozzle needle 1 1 b is guided within an axially adjacent to the injector body 10 nozzle body 12 at its outer periphery. The only partially shown nozzle body 12 is clamped by means of a union nut, not shown, with the injector body 10.
Das Einspritzventilelement 1 1 weist an seiner Spitze 13 eine Schließfläche 14 (Dichtfläche) auf, mit welcher das Einspritzventilelement 1 1 in eine dichte Anlage an einen innerhalb des Düsenkörpers 12 ausgebildeten Einspritzventilelementsitz 15 bringbar ist. Wenn das Einspritzventilelement 1 1 an seinem Einspritzventilelementsitz 15 anliegt, d.h. sich in einer Schließstellung befindet, ist der Kraftstoffaustritt aus einer Düsenlochanordnung 16 gesperrt. Ist es dagegen von seinem Einspritzventilelementsitz 15 abgehoben, kann Kraftstoff aus dem Druckraum 7 in einen radial zwischen dem Einspritzventilelement 1 1 und dem Düsen- körper 12 ausgebildeten Ringraum 17 an dem Einspritzventilelementsitz 15 vorbei zur Düsenlochanordnung 16 strömen und dort im Wesentlichen unter Hochdruck (Raildruck) stehend in den Brennraum gespritzt werden.The injection valve element 1 1 has at its tip 13 a closing surface 14 (sealing surface), with which the injection valve element 1 1 can be brought into a tight contact with an injection valve element seat 15 formed inside the nozzle body 12. When the injection valve element 1 1 is applied to its injection valve element seat 15, i. is in a closed position, the fuel outlet from a nozzle hole arrangement 16 is locked. If, on the other hand, it is lifted off its injection valve element seat 15, fuel can flow out of the pressure chamber 7 into an annular space 17 formed radially between the injection valve element 11 and the nozzle body 12, past the injection valve element seat 15 to the nozzle hole arrangement 16 and there substantially under high pressure (rail pressure). be sprayed standing in the combustion chamber.
Von einer oberen Stirnseite 18 des Einspritzventilelementes 1 1 , genauer der Steuerstange 1 1 a, und einem in der Zeichnungsebene unteren, hülsenförmigenFrom an upper end face 18 of the injection valve element 1 1, more precisely, the control rod 1 1 a, and a lower in the plane of the drawing, sleeve-shaped
Abschnitt 19 einer Drosselplatte 20 wird eine Steuerkammer 21 begrenzt, die ü- ber eine radial in den hülsenförmigen Abschnitt 19 der Drosselplatte 20 verlaufende Zulaufdrossel 22 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff aus dem Druckraum 7 versorgt wird. Der hülsenförmige Abschnitt 19 mit darin einge- schlossener Steuerkammer 21 ist radial außen von unter Hochdruck stehendemSection 19 of a throttle plate 20, a control chamber 21 is limited, which is supplied via a radially extending into the sleeve-shaped portion 19 of the throttle plate 20 inlet throttle 22 with fuel under high pressure from the pressure chamber 7. The sleeve-shaped section 19 with the control chamber 21 enclosed therein is located radially outward from under high pressure
Kraftstoff umschlossen, so dass ein ringförmiger Führungsspalt 23 zwischen dem hülsenförmigen Abschnitt 19 und dem Einspritzventilelement 1 1 vergleichsweise kraftstoffdicht ist.Fuel enclosed, so that an annular guide gap 23 between the sleeve-shaped portion 19 and the injection valve element 1 1 is relatively fuel-tight.
Die Steuerkammer 21 ist über einen konzentrisch zur Längsmittelachse 24 desThe control chamber 21 is concentric with the longitudinal central axis 24 of the
Kraftstoff-Injektors 1 verlaufenden, eine Ablaufdrossel 25 aufweisenden Kanal 26 mit einer Ventilkammer 27 verbunden. Bei der Ventilkammer 27 handelt es sich um eine Ventilkammer 27 eines Steuerventils 28, mit Hilfe dessen die Steuerkammer 21 hydraulisch mit dem Injektorrücklaufanschluss 8 verbindbar ist. In die Ventilkammer 27 mündet zudem ein Rückfüllkanal 29, der den Druckraum 7 hydraulisch mit der Ventilkammer 27 verbindet.Fuel injector 1 extending, a drain throttle 25 having channel 26 connected to a valve chamber 27. The valve chamber 27 is a valve chamber 27 of a control valve 28, by means of which the control chamber 21 can be hydraulically connected to the injector return port 8. In the valve chamber 27 also opens a Rückfüllkanal 29, which connects the pressure chamber 7 hydraulically with the valve chamber 27.
Wie sich aus Fig. 1 weiter ergibt, handelt es sich bei dem Steuerventil 28 um ein 3/2-Wegeventil, dessen hülsenförmiges Steuerventilelement 30 zwischen einer unteren, ersten Schaltstellung und einer gezeigten, oberen, zweiten Schaltstellung axial verstellbar ist. In der gezeigten zweiten Schaltstellung liegt das Steuerventilelement 30 mit einer zweiten Dichtfläche 31 an einem zweiten Steuerventilsitz 32 an. Die zweite Dichtfläche 31 ist dabei an einer zweiten, von dem Ein- spritzventilelement 1 1 abgewandten Stirnseite 33 des Steuerventilelementes 30 angeordnet. Der zweite Steuerventilsitz 32 befindet sich an einer Deckelfläche 34 eines wannenförmigen Einsatzteils 35, welches mittels einer Spannmutter 36 in axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach unten gegen ein Führungsteil 37 verspannt ist, welches wiederum gegen die Drosselplatte 20 verspannt ist, die auf einer inneren Ringschulter 38 des Injektorkörpers 10 aufliegt. Wie erwähnt, ist in der gezeigten, zweiten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen der Steuerkammer 21 und dem Injektorrücklaufanschluss 8 unterbrochen. Gleichzeitig ist eine hydraulische Verbindung zwischen dem Rückfüllkanal 29 und der Steuerkammer 21 freigegeben, so dass Kraftstoff über den Rückfüllkanal 29, die Ventilkammer 27 und den Kanal 26 mit Ablaufdrossel 25 in die Steuerkammer 21 strömen und somit für eine schnellere Rückbefüllung sorgen kann.As is further apparent from FIG. 1, the control valve 28 is a 3/2-way valve whose sleeve-shaped control valve element 30 is axially adjustable between a lower, first switching position and an upper, second switching position shown. In the second switching position shown, the control valve element 30 abuts with a second sealing surface 31 against a second control valve seat 32. The second sealing surface 31 is arranged on a second end face 33, remote from the injection valve element 11, of the control valve element 30. The second control valve seat 32 is located on a cover surface 34 of a trough-shaped insert member 35, which is clamped by a clamping nut 36 in the axial direction in the drawing plane down against a guide member 37, which in turn is clamped against the throttle plate 20, on an inner annular shoulder 38th the injector body 10 rests. As mentioned, a hydraulic connection between the control chamber 21 and the injector return port 8 is interrupted in the second switching position shown. At the same time a hydraulic connection between the Rückfüllkanal 29 and the control chamber 21 is released so that fuel can flow through the Rückfüllkanal 29, the valve chamber 27 and the channel 26 with outlet throttle 25 in the control chamber 21 and thus can provide for faster refilling.
In der ersten, nicht dargestellten, unteren Schaltstellung liegt das Steuerventilelement 30 mit einer ersten, unteren Dichtfläche 39 an einem ersten Steuerven- tilsitz 40 an, der an der Drosselplatte 20 ausgebildet ist und sich innerhalb derIn the first, not shown, lower switching position, the control valve member 30 abuts with a first, lower sealing surface 39 at a first Steuerven- tilsitz 40, which is formed on the throttle plate 20 and within the
Ventilkammer 27 befindet. Wie sich ohne weiteres aus Fig. 1 ergibt, befindet sich die erste Dichtfläche 39 an einer ersten Stirnseite 41 des Steuerventilelementes 30, die dem Einspritzventilelement 1 1 zugewandt ist. Bei in der ersten Schaltstellung befindlichem Steuerventilelement 30 kann Kraftstoff unter (zentrischer) Um- gehung der Ventilkammer 27 unmittelbar in einen in axialer Richtung innerhalb des Steuerventilelementes 30 verlaufenden Ablaufkanal 42, der koaxial zur Längsmittelachse 24 angeordnet ist und in axialer Richtung mit dem Kanal 26 fluchtet, zum zweiten Steuerventilsitz 32 und zwischen der zweiten Dichtfläche 31 und dem zweiten Steuerventilsitz 32 vorbei in eine Ankerplattenkammer 43 (Niederdruckbereich) strömen und von dort aus über einen Axialkanal 44 zum Injektorrücklaufanschluss 8. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, mündet der Ablaufkanal 42 in eine innerhalb des Steuerventilelementes 30 ausgebildete Kammer 45, deren oberer Durchmesser dem Durchmesser der zweiten Dichtfläche 31 entspricht.Valve chamber 27 is located. As is readily apparent from Fig. 1, the first sealing surface 39 is located on a first end face 41 of the control valve element 30, which faces the injection valve element 1 1. When the control valve element 30 is in the first switching position, fuel can flow (centric) around the valve chamber 27 directly into a flow channel 42 extending axially within the control valve element 30, which is arranged coaxially to the longitudinal central axis 24 and is aligned with the channel 26 in the axial direction , flow to the second control valve seat 32 and between the second sealing surface 31 and the second control valve seat 32 in an armature plate chamber 43 (low pressure area) and from there via an axial passage 44 to the injector return port 8. As is apparent from Fig. 1, the discharge channel 42 opens in a trained within the control valve element 30 chamber 45, whose upper diameter corresponds to the diameter of the second sealing surface 31.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht der Durchmesser der ersten Dichtfläche 39 dem Durchmesser der zweiten Dichtfläche 31 , wobei die Dichtflächendurchmesser wiederum dem Durchmesser des Steuerventilelementes 30 in einem Führungsabschnitt 46 entsprechen, in dem das Steuerventilelement 30 an seinem Außenumfang in einer zentrischen Bohrung 47 des Führungsteils 37 geführt ist. Hierdurch ist das Steuerventil 28 in beiden Schaltstellungen in axialer Richtung druckausgeglichen. Weichen die Dichtflächendurchmesser geringfügig voneinander ab, ist das Steuerventilelement 30 nur noch näherungsweise druckausgeglichen und weist eine schließende oder öffnende Druckstufe auf. Für den Fall, dass die Dichtflächendurchmesser stark voneinander abweichen, kann nicht von einer axialen Druckausgeglichenheit gesprochen werden.In the illustrated embodiment, the diameter of the first sealing surface 39 corresponds to the diameter of the second sealing surface 31, wherein the sealing surface diameter again correspond to the diameter of the control valve element 30 in a guide portion 46, in which the control valve member 30 is guided at its outer periphery in a central bore 47 of the guide member 37 is. As a result, the control valve 28 is pressure-balanced in both switching positions in the axial direction. If the sealing surface diameters deviate slightly from one another, the control valve element 30 is only approximately pressure balanced and has a closing or opening pressure step. In the event that the sealing surface diameters differ greatly, it can not be said that there is an axial pressure balance.
Wie sich weiter aus Fig. 1 ergibt, ist zum Verstellen des Steuerventilelementes 30 ein elektromagnetischer Aktuator 48 mit Spule 52 vorgesehen. Der elektromagnetische Aktuator 48 befindet sich in einem Bereich axial zwischen einer einstückig mit dem Steuerventilelement 30 ausgebildeten Ankerplatte 49 und dem Einspritzventilelement 1 1. An der Ankerplatte 49 stützt sich eine Schließfeder 50 ab, die sich in axialer Richtung bis in einen Bereich radial zwischen dem Aktuator 48 und einem die Bohrung 47 aufweisenden Fortsatz 51 des Führungsteils 37 fortsetzt. Die Schließfeder 50 stützt sich auf der von der Ankerplatte 49 abgewandten Seite am Führungsteil 37 ab und beaufschlagt das Steuerventil- element 30 mit einer Federkraft in eine von dem Einspritzventilelement 1 1 abgewandte Richtung hin auf den zweiten Steuerventilsitz 32. Zum Verstellen des Steuerventilelementes 30 auf seinen ersten Steuerventilsitz 40 wird die Spule 52 des Aktuators 48 bestromt, wodurch das Steuerventilelement 30 hin zum Einspritzventilelement 1 1 verstellt wird.As is further apparent from FIG. 1, an electromagnetic actuator 48 with coil 52 is provided for adjusting the control valve element 30. The electromagnetic actuator 48 is located in a region axially between an integrally formed with the control valve element 30 armature plate 49 and the injection valve element 1 1. At the armature plate 49 is a closing spring 50 is supported, extending in the axial direction into a region radially between the actuator 48 and a bore 47 having extension 51 of the guide member 37 continues. The closing spring 50 is supported on the guide part 37 on the side facing away from the armature plate 49 and acts on the control valve element 30 with a spring force in a direction away from the injection valve element 11 on the second control valve seat 32. To adjust the control valve element 30 on its the first control valve seat 40, the coil 52 of the actuator 48 is energized, whereby the control valve member 30 is adjusted towards the injection valve element 1 1.
Zum Starten eines Einspritzvorgangs wird der elektromagnetische Aktuator 48 bestromt, so dass das Steuerventilelement 30 auf den ersten Steuerventilsitz 40, also in die erste Schaltstellung, verstellt wird. Hierdurch kann Kraftstoff über den Kanal 26, durch die Ablaufdrossel 25 und den zentrischen Ablaufkanal 42 zum Injektorrücklaufanschluss 8 strömen. Die Querschnitte der Ablaufdrossel 25 und der Zulaufdrossel 22 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass ein Netto- abfluss von Kraftstoff (Steuermenge) aus der Steuerkammer 21 resultiert, mit der Folge, dass das Einspritzventilelement 1 1 von seinem Einspritzventilelementsitz 15 abhebt und Kraftstoff in den Brennraum strömen kann. Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird die Bestromung des elektromagnetischen Aktuators 48 unterbrochen. Das Steuerventilelement 30 wird durch die Federkraft der Schließfeder 50 in die zweite Schaltstellung, d.h. an den zweiten Steuerventilsitz 32, verstellt, so dass der Kraftstoff durch den Ablaufkanal 42 nur noch bis in die Kammer 45, nicht jedoch weiter zum Injektorrücklaufanschluss 8 strömen kann. Gleichzeitig wird die hydraulische Verbindung zwischen dem Rückfüllkanal 29 über die Ventilkammer 27 und den Kanal 26 in die Steuerkammer 21 freigegeben, so dass diese gleichzeitig über die Zulaufdrossel 22 und den Rückfüllkanal 29 rückbefüllt wird, mit der Folge, dass der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 21 rapide ansteigt und das Einspritzventilelement 1 1 auf seinem Einspritzventilelementsitz 15 zurückbewegt wird, wodurch die Düsenlochanordnung 16 ge- schlössen wird.To start an injection process, the electromagnetic actuator 48 is energized, so that the control valve element 30 is on the first control valve seat 40, ie in the first switching position, adjusted. As a result, fuel can flow via the channel 26, through the outlet throttle 25 and the central outlet channel 42 to the injector return port 8. The cross sections of the outlet throttle 25 and the inlet throttle 22 are matched to one another in such a way that a net Outflow of fuel (control amount) from the control chamber 21 results, with the result that the injection valve element 1 1 lifts from its injection valve element seat 15 and fuel can flow into the combustion chamber. To end the injection process, the energization of the electromagnetic actuator 48 is interrupted. The control valve element 30 is adjusted by the spring force of the closing spring 50 in the second switching position, ie to the second control valve seat 32, so that the fuel through the drain passage 42 only into the chamber 45, but not on to the injector return port 8 can flow. At the same time, the hydraulic connection between the backfill channel 29 via the valve chamber 27 and the channel 26 is released into the control chamber 21, so that it is simultaneously refilled via the inlet throttle 22 and the Rückfüllkanal 29, with the result that the fuel pressure in the control chamber 21 rapidly rises and the injection valve element 1 1 is moved back on its injection valve element seat 15, whereby the nozzle hole assembly 16 is closed.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoff-Injektor-Bauform handelt es sich um einen so genannten koaxialen Aufbau. Es ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der das Steuerventil 28 versetzt, d.h. nicht koaxial zur Längsmittelachse 24 angeordnet ist.In the fuel-injector design shown in Fig. 1 is a so-called coaxial structure. An embodiment is also conceivable in which the control valve 28 is displaced, i. is not arranged coaxially to the longitudinal central axis 24.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind beide Steuerventilsitze 40, 32 als Flachsitze ausgeführt. Selbstverständlich können als Steuerventilsitze 40, 32 andere, an sich bekannte Sitzformen, wie Kugelsitze, Innenkegel- oder Außen- kegelsitze, realisiert werden. In the embodiment of FIG. 1, both control valve seats 40, 32 are designed as flat seats. Of course, as control valve seats 40, 32, other known per se seat shapes, such as ball seats, inner cone or outer conical seats can be realized.

Claims

Ansprüche claims
1 . Kraftstoff-Injektor, insbesondere Common-Rail-Injektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem in Abhängigkeit des Kraftstoffdrucks in einer Steuerkammer (21 ) zwischen einer Schließ- Stellung und einer einen Kraftstofffluss in den Brennraum freigebenden Öffnungsstellung verstellbaren Einspritzventilelement (1 1 ) und mit einem der Steuerkammer (21 ) zugeordneten und ein Steuerventilelement (30) aufweisenden Steuerventil (28), wobei am Steuerventilelement (30) an einer ersten Stirnseite (41 ) eine erste Dichtfläche (39) zum Zusammenwirken mit einem ersten Steu- erventilsitz (40) ausgebildet ist,1 . A fuel injector, in particular a common rail injector, for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, having an injection valve element which is adjustable as a function of the fuel pressure in a control chamber (21) between a closed position and an open position releasing a fuel flow into the combustion chamber ( 1) and with a control valve (28) assigned to a control chamber (21) and having a control valve element (30), wherein on the control valve element (30) on a first end face (41) a first sealing surface (39) for interacting with a first control erventilsitz (40) is formed,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass das Steuerventil (28) als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist und dass das Steuerventilelement (30) des Steuerventils (28) an einer von der ersten Stirnseite (41 ) abgewandten zweiten Stirnseite (33) eine zweite Dichtfläche (31 ) zum Zusammenwirken mit einem zweiten Steuerventilsitz (32) aufweist.in that the control valve (28) is designed as a 3/2-way valve and that the control valve element (30) of the control valve (28) on a second end face (33) remote from the first end side (41) has a second sealing surface (31) for interacting with a second control valve seat (32).
2. Kraftstoff-Injektor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (28) in axialer Richtung, zumindest näherungsweise, druckausgeglichen ist.2. Fuel injector according to claim 1, characterized in that the control valve (28) in the axial direction, at least approximately, is pressure balanced.
3. Kraftstoff-Injektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnseite (41 ) des Steuerventilelementes (30) dem ein- oder mehrteiligen Einspritzventilelement (1 1 ) zugewandt und die zweite Stirnseite (33) von dem Einspritzventilelement (1 1 ) abgewandt ist. 3. Fuel injector according to one of claims 1 or 2, characterized in that the first end face (41) of the control valve element (30) facing the one- or multi-part injection valve element (1 1) and the second end face (33) of the injection valve element ( 1 1) facing away.
4. Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkammer (21 ) dauerhaft über eine Zulaufdrossel (22) und in einer Schaltstellung des Steuerventilelementes (30) über einen Rückfüllkanal (29) mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff rückbefüllbar ist.4. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the control chamber (21) is permanently refillable via an inlet throttle (22) and in a switching position of the control valve element (30) via a Rückfüllkanal (29) with fuel under high pressure.
5. Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventilelement (30) in einer ersten Schaltstellung mit seiner ers- ten Dichtfläche (39) am ersten Steuerventilsitz (40) anliegt und in einer zweiten5. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the control valve element (30) abuts in a first switching position with its first sealing surface (39) on the first control valve seat (40) and in a second
Schaltstellung mit seiner zweiten Dichtfläche (31 ) am zweiten Steuerventilsitz (32).Switching position with its second sealing surface (31) on the second control valve seat (32).
6. Kraftstoff-Injektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein axial durch das Steuerventilelement (30) verlaufender Ablaufkanal (42) vorgesehen ist, durch den Kraftstoff bei in der ersten Schaltstellung befindlichem Steuerventilelement (30) bis zu einem Injektorrücklaufanschluss (8) strömen kann.6. Fuel injector according to claim 5, characterized in that an axially through the control valve element (30) extending flow channel (42) is provided, through the fuel at befindlichem in the first switching position control valve element (30) to an injector return port (8) can.
7. Kraftstoff-Injektor nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen dem Rückfüllkanal (29) und der Steuerkammer (21 ), vorzugsweise über eine Ventil- kammer(27), freigegeben ist.7. Fuel injector according to one of claims 5 or 6, characterized in that in the second switching position, a hydraulic connection between the Rückfüllkanal (29) and the control chamber (21), preferably via a valve chamber (27) is released.
8. Kraftstoff-Injektor nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablaufkanal (42) zentrisch innerhalb des Steuerventils (28), vorzugs- weise koaxial zu einer Längsmittelachse (24) des Kraftstoff-Injektors (1 ), verläuft.8. Fuel injector according to one of claims 6 or 7, characterized in that the flow channel (42) centrally within the control valve (28), preferably coaxially to a longitudinal central axis (24) of the fuel injector (1) runs.
9. Kraftstoff-Injektor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablaufkanal (42) in axialer Richtung mit einer Ablaufdrossel (25), durch die Kraftstoff aus der Steuerkammer (21 ) ausströmen kann, fluchtet.9. Fuel injector according to one of claims 6 to 8, characterized in that the outlet channel (42) is aligned in the axial direction with an outlet throttle (25) through which fuel can flow out of the control chamber (21).
10. Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verstellen des Steuerventilelementes (30), vorzugsweise in Richtung des Einspritzventilelementes (1 1 ), ein elektromagnetischer Aktuator (48) vorgesehen ist. 10. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that for adjusting the control valve element (30), preferably in the direction of the injection valve element (1 1), an electromagnetic actuator (48) is provided.
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