DE10154576C1 - Fuel injector for direct fuel injection IC engine has control space for operation of jet needle vented under control of magnetic valve positioned above control space within injector body - Google Patents
Fuel injector for direct fuel injection IC engine has control space for operation of jet needle vented under control of magnetic valve positioned above control space within injector bodyInfo
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Abstract
Description
Bei Kraftstoffeinspritzsystemen für direkteinspritzende Verbrennungskraftmaschinen kommen Einspritzsysteme mit Hochdruckspeicherräumen (Common Rail) zum Einsatz.In fuel injection systems for direct-injection internal combustion engines injection systems with high-pressure storage spaces (common rail) are used.
Über den Hochdruckspeicherraum werden die einzelnen, den Brennräumen der Verbren nungskraftmaschine zugeordneten Kraftstoffinjektoren weitestgehend druckpulsationsfrei mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgt. Die Kraftstoffinjektoren werden im wesentlichen modular aufgebaut, um bei deren Serienfertigung günstige Herstellkosten zu erreichen und Varianten mit nur geringem Änderungsaufwand herzustellen.The individual, the combustion chambers of the combustion, are located in the high-pressure storage room Fuel injectors assigned to the engine are largely free of pressure pulsations supplied with fuel under high pressure. The fuel injectors are in the essentially modular in order to achieve low manufacturing costs in their series production achieve and produce variants with little change effort.
SAE 980 803, 1998 zeigt einen modular aufgebauten Kraftstoffinjektor, dessen einzelne Funktionsgruppen im wesentlichen hintereinanderliegend angeordnet sind. Im Injektorkör per sind eine Magnetspule, ein 2-Wege-Ventil sowie eine Adapterplatte aufgenommen. Das 2-Wege-Ventil ist druckausgeglichen und lässt sich mit geringen Strömen betreiben. Ferner ist das 2-Wege-Ventil massereduziert, so dass einerseits die mechanischen Bela stungen des Ventilsitzes reduziert und andererseits kurze Schaltzeiten realisiert werden können. Zwischen der Ablaufdrossel des Steuerraums und dem 2-Wege-Ventil ist eine By pass-Öffnung vorgesehen, die in den Zulauf zum Düsenraum im Injektorkörper mündet. Mit der Bypass-Öffnung lassen sich Absteuermengen aus dem Steuerraum teilweise in den Düsenzulauf ableiten, was jedoch zu einer starken Streuung der Einspritzmenge führen kann, die über den Düsenraumzulauf in den Düsenraum gelangt und damit zu einer Streu ung der Einspritzmenge führt.SAE 980 803, 1998 shows a modular fuel injector, the individual Functional groups are arranged essentially one behind the other. In the injector body per a magnetic coil, a 2-way valve and an adapter plate are included. The 2-way valve is pressure balanced and can be operated with low currents. Furthermore, the 2-way valve is reduced in mass, so that on the one hand the mechanical Bela Stations of the valve seat and on the other hand, short switching times can be realized can. There is a by between the flow restrictor of the control room and the 2-way valve pass opening provided, which opens into the inlet to the nozzle space in the injector body. With the bypass opening, waste quantities from the control room can be partially fed into the Derive the nozzle inlet, but this leads to a large spread of the injection quantity can, which enters the nozzle chamber via the nozzle chamber inlet and thus leads to litter leads the injection quantity.
EP 0 690 223 A2 bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor mit einstellbarem Hubweg. Mit tels einer Düsennadel lassen sich die einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine jeweils zuweisenden Einspritzöffnungen des Injektors öffnen bzw. verschließen. Die Dü sennadel wird mittels einer koaxialen Stange betätigt, die ihrerseits elektromagnetisch be tätigbar ist. Die koaxiale Stange wirkt über ein zylindrisches Element auf die Düsennadel. Das zylindrische Element wird in einer engen Führung im Gehäuse des Injektors geführt. Das zylindrische Element gleicht in Querrichtung auftretende Kräfte aufgrund von Un gleichmäßigkeiten zwischen der Position der koaxialen Stange und der Düsennadel im In jektorkörper aus. Das zylindrische Element kann in mehreren Größenklassen gefertigt wer den, so dass sich je nach Einbaufall des Kraftstoffinjektors an der Verbrennungskraftma schine das passende, die Höchsteinspritzmenge verwirklichende zylindrische Element zwi schen der Düsennadel und der Druckstange einbauen lässt.EP 0 690 223 A2 relates to a fuel injector with an adjustable stroke. with By means of a nozzle needle, the combustion chamber of the internal combustion engine can be Open or close the respective injection openings of the injector. The Dü Sennadel is operated by means of a coaxial rod, which in turn is electromagnetic is operable. The coaxial rod acts on the nozzle needle via a cylindrical element. The cylindrical element is guided in a narrow guide in the injector housing. The cylindrical element balances transverse forces due to Un Uniformity between the position of the coaxial rod and the nozzle needle in the In ejector body. The cylindrical element can be manufactured in several size classes the, so that depending on the installation of the fuel injector on the internal combustion ma seems the suitable cylindrical element realizing the maximum injection quantity between the needle and the push rod.
EP 0 740 068 A2 bezieht sich auf eine Einspritzvorrichtung. Gemäß dieser Lösung wird ein Steuerraum über ein Ventilelement entlastet, welches ein Ankerteil eines Magnetankers darstellt. Um eine kleine Absteuermenge aus dem Steuerraum darzustellen, ist in einer im Steuerraum aufgenommenen Platte oder in einem im Steuerraum aufgenommenen Körper ein Drosselelement angeordnet.EP 0 740 068 A2 relates to an injection device. According to this solution, a Control chamber relieved via a valve element, which is an armature part of a magnet armature represents. In order to display a small tax amount from the control room, in a Control room recorded plate or in a body recorded in the control room a throttle element arranged.
GB 2 341 893 A hat ein elektromagnetisch betätigtes Einspritzventil zum Gegenstand, welches in zwei Betätigungsstufen geschaltet werden kann. Eine Düsennadel ist innerhalb einer Bohrung verschiebbar aufgenommen. Das obere Ende der Düsennadel ist einem Druck in einem Steuerraum ausgesetzt. Der Druck innerhalb des Steuerraumes kann über ein Ventil entlastet werden, um ein Einspritzvorgang auszulösen. Das Ventilglied ist über einen ersten elektromagnetischen Aktor betätigbar, der eine erste Komponente umfasst, die mit dem Ventilglied gekuppelt ist sowie eine zweite Komponente enthält, welche mittels eines zweiten elektromagnetischen Aktors betätigbar ist. Auf diese Weise kann eine zwei stufige Einspritzung realisiert werden, indem die Windungen der elektromagnetischen Aktoren entsprechend bestromt werden. Der Kraftstoff kann sowohl über Ersteinspritzöff nungen als auch über erste und zweite Einspritzöffnungen in den Brennraum eingespritzt werden.GB 2 341 893 A relates to an electromagnetically actuated injection valve, which can be switched in two actuation levels. A nozzle needle is inside a bore slidably added. The top of the nozzle needle is one Exposed to pressure in a control room. The pressure inside the control room can be over a valve is relieved to trigger an injection process. The valve member is over a first electromagnetic actuator can be actuated, which comprises a first component, the is coupled to the valve member and contains a second component, which by means of a second electromagnetic actuator can be actuated. This way one can do two stage injection can be realized by the turns of the electromagnetic Actuators are energized accordingly. The fuel can be injected through both Solutions as well as injected into the combustion chamber via first and second injection openings become.
DE 198 57 338 C1 hat eine Dosiervorrichtung zum Gegenstand. Die Dosiervorrichtung umfasst eine Düsennadel, welche eine Bohrung in eine gedrosselt druckbeaufschlagbare Arbeitskammer und in eine druckbeaufschlagbare Fluidkammer unterteilt. Mindestens eine Einspritzöffnung ist mittels der Düsennadel verschließbar bzw. freigebbar. Es ist ein in die Arbeitskammer mündender Ablauf vorgesehen, welcher mittels eines Dichtelementes ver schließbar ist. Eine obere, druckbelastete Fläche der Düsennadel ist größer als eine untere druckbelastete Fläche ausgelegt. Mittels eines Stellantriebes ist das Dichtelement ver schiebschiebbar, so dass ein Öffnen und Schließen des Ablaufes steuerbar ist, wodurch ein Hub der Düsennadel derart eingestellt werden kann, dass ein Öffnen und Schließen der Einspritzöffnung gesteuert werden kann.DE 198 57 338 C1 has the object of a metering device. The dosing device includes a nozzle needle that throttled a bore into a pressurizable Working chamber and divided into a pressurizable fluid chamber. At least one Injection opening can be closed or released by means of the nozzle needle. It is one in the Work chamber opening drain provided, which ver by means of a sealing element is closable. An upper, pressure-loaded area of the nozzle needle is larger than a lower one surface under pressure. The sealing element is ver by means of an actuator sliding, so that opening and closing of the drain is controllable, thereby Stroke of the nozzle needle can be adjusted so that the opening and closing of the Injection opening can be controlled.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor bereitzustellen, welcher ein schnelles Ansprechverhalten und somit kurze Schaltzeiten aufweist.The invention has for its object to provide a fuel injector, which has a quick response and thus short switching times.
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung lässt sich ein Kraftstoffinjektor bereit stellen, der sich einerseits durch eine kostengünstige Herstellung auszeichnet und der ande rerseits geringe Steuervolumina zur Betätigung der Düsennadel benötigt und kurze, vom Steuervolumen zurückzulegende Wege aufweist. Durch die Anordnung einer Formfeder im Steuerraum kann das Steuerraumvolumen kleingehalten werden, wodurch sich kurze Schaltzeiten erzielen lassen. Eine weitere Möglichkeit, in vorteilhafter Weise kurze Schalt zeiten an einem Kraftstoffinjektor zu realisieren, liegt in Anordnung eines Füllstückes in nerhalb der Formfeder, das zusätzlichen Hohlraum belegt und das Steuervolumen gering hält. Zur weiteren Reduktion des Steuervolumens innerhalb des Steuerraums kann eine Ausgestaltung der Formfeder aus profiliertem Material, zum Beispiel mit vierkantförmi gem Querschnitt beitragen.A fuel injector can be prepared with the solution proposed according to the invention places that are characterized on the one hand by cost-effective production and the other on the other hand, small control volumes are required to actuate the nozzle needle and short, from Tax volume has to be covered. By arranging a form spring in Control room, the control room volume can be kept small, resulting in short Allow switching times to be achieved. Another possibility, advantageously short switching Realizing times on a fuel injector is the arrangement of a filler in within the form spring, the additional cavity occupied and the control volume small holds. To further reduce the control volume within the control room, a Design of the form spring from profiled material, for example with a square shape according to the cross section.
Gemäß der vorgeschlagenen Lösung wird zur Druckentlastung des Steuerraums ein Ma gnetventil eingesetzt, zwischen dessen Druckstange und dem Schließkörper ein Übertra gungselement angeordnet werden kann. Mittels des Übertragungselementes kann der Ma gnetventilhubweg sehr kleingehalten werden, so dass das Aufbringen größerer Magnet kräfte möglich ist, um definierte und reproduzierbare Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkte der Düsennadel im Injektorkörper zu realisieren. Durch Entfall der Bypass-Öffnung kann die vorgegebene Einspritzmenge durch Vermeidung zusätzlicher Toleranzen mit einer we sentlich weniger ausgeprägten Streuung bereitgestellt werden. Ferner stellt sich eine deut lich geringere Leckagemenge bei einem solcherart beschaffenen Kraftstoffinjektor ein. Ne ben der geringen, im Steuerraum aufgenommenen Steuermenge von Kraftstoff, die im Steuerraum des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Injektors aufgenommen ist und die zur Realisierung kürzester Schaltzeiten am erfindungsgemäß konfigurierten Kraftstoffinjektor führt, kann durch Beaufschlagung der Gesamtnadelfläche der Düsennadel ein schnelleres Schließen der Düsennadel beim Schließen der Ablaufdrossel im Injektorkörper erzielt wer den.According to the proposed solution, a measure is taken to relieve the pressure in the control room solenoid valve used, between its push rod and the closing body a transfer supply element can be arranged. By means of the transmission element, the Ma solenoid valve travel are kept very small, so that the application of larger magnet forces is possible at defined and reproducible opening and closing times the nozzle needle in the injector body. The bypass opening can be eliminated the specified injection quantity by avoiding additional tolerances with a we considerably less pronounced scatter are provided. There is also a point Lich smaller amount of leakage in such a fuel injector. ne ben of the small amount of tax in the control room of fuel, which in the Control room of the injector proposed according to the invention is included and for Realization of the shortest switching times on the fuel injector configured according to the invention leads, can be faster by acting on the total needle area of the nozzle needle Whoever closes the nozzle needle when closing the outlet throttle in the injector body the.
Je nachdem, ob der erfindungsgemäß konfigurierte Kraftstoffinjektor mit einer Zwischen platte mit darin integrierter Ablaufdrossel oder aus Kostengründen und Gründen der einfa cheren Herstellbarkeit ohne diese ausgestattet ist, können die Ablaufdrossel sowie der Ventilsitz des die Ablaufdrossel verschließenden und mittels eines Magnetventils betätig baren Schließkörpers in dem der Brennraumseite abgewandten Bereich des Düsenkörpers ausgebildet sein. Der die Ablaufdrossel verschließende bzw. freigebende Ventilkörper ist in den verschiedenen Ausführungsvarianten des der Erfindung zugrundeliegenden Gedan kens als kugelförmiger Schließkörper ausgebildet. In den einzelnen Ausführungsvarianten wird der kugelförmige Schließkörper durch eine kurze Druckstange, verbunden mit einem Übertragungselement betätigt. Das Übertragungselement kann über die Ankerfläche des Magnetventils betätigt werden und dazu einseitig an einem Drehpunkt innerhalb des In jektorkörpers sich abstützend, angelenkt werden. Neben der Ausführungsvariante, einen Schließkörper einer Ablaufdrossel mittels eines Übertragungselements und einer dadurch betätigten Druckstange anzusteuern, kann das Magnetventil auch derart im Inneren des Injektorkörpers angeordnet sein, dass dessen Ankerfläche unmittelbar auf die die Ablauf drosselöffnung freigebende bzw. verschließende Schließelement einwirkt.Depending on whether the fuel injector configured according to the invention has an intermediate plate with integrated flow restrictor or for reasons of cost and simplicity cheren manufacturability is equipped without this, the flow restrictor and the Valve seat of the discharge throttle closing and actuated by means of a solenoid valve baren closing body in the area of the nozzle body facing away from the combustion chamber be trained. The valve body closing or releasing the outlet throttle in the various variants of the Gedan on which the invention is based kens designed as a spherical closing body. In the individual versions the spherical closing body is connected to a by a short push rod Transmission element actuated. The transmission element can over the anchor surface of the Solenoid valve are operated and one-sided at a pivot point within the In supportive, articulated. In addition to the design variant, a Closing body of an outlet throttle by means of a transmission element and thereby to actuate the actuated push rod, the solenoid valve can also be located inside the Be arranged injector body that the anchor surface directly on the drain throttle opening releasing or closing element acts.
Die den Injektorkörper und sowohl diesen als auch den Düsenkörper durchsetzende Dü sennadel/Stößel-Anordnung kann gemäß der oben erwähnten Ausführungsvarianten auch mittels eines Druckstückes angesteuert werden, welches im Steuerraum des Injektorkörpers von einer Formfeder umschlossen und einen Füllkörper umschließend angeordnet ist. Durch diese Maßnahmen wird einerseits das Steuerraumvolumen innerhalb des Injektor körpers kleingehalten, so dass sich bei Betätigung von Zulaufdrossel bzw. Ablaufdrossele lement kürzeste Schaltzeiten zum Druckaufbau bzw. zur Druckentlastung und damit kürze ste Ansprechzeiten der Düsennadel/Stößel-Anordnungen auf Druckänderungen im Steuer raum einstellen.The nozzle penetrating the injector body and both this and the nozzle body Sennadel / tappet arrangement can also according to the above-mentioned design variants can be controlled by means of a pressure piece, which is in the control chamber of the injector body enclosed by a shaped spring and a packing is arranged enclosing. Through these measures, on the one hand, the control room volume within the injector body kept small, so that when the inlet or outlet throttle is actuated Shortest switching times for pressure build-up or pressure relief and therefore shorter The response times of the nozzle needle / tappet arrangements to changes in pressure in the steering wheel set room.
Im Teillastbereich, innerhalb dessen die im Injektorkörper bzw. vom Düsenkörper um schlossene Düsennadel/Stößel-Anordnung ballistische Kurven beschreibt, gelangt die Dü sennadel nicht bis zu ihrem Anschlag. Die damit verbundenen Mengenstreuungen können mittels eines Zwischenanschlages auslegungsabhängig ausgeschaltet werden. Durch das Vorsehen eines Zwischenanschlages ist die Düsennadel/Stößel-Anordnung gemäß der vor geschlagenen Erfindung im Teillastbereich stabilisiert. Durch den Zwischenanschlag lässt sich in vorteilhafter Weise erreichen, dass bei Öffnung der Ablaufdrossel am Steuerraum die Düsennadel in eine Vorhubstellung übergeht. Ein weiteres Abströmen von Steuervolu men aus dem Steuerraum erfolgt durch eine im Zwischenanschlag vorgesehene Bypass- Öffnung. Bei längerer Ansteuerung des Magnetventils ist sichergestellt, dass der Ge samthub der Düsennadel durchfahren wird. Um ein schnelles Schließen der Düsennadel zu ermöglichen, ist ein die Düsennadel/Stößel-Anordnung unmittelbar beaufschlagender Druckbolzen von zwei Federelementen umgeben, die eine Schließgeschwindigkeitserhö hung beim Einfahren der Düsennadel/Stößel-Anordnung in die die Einspritzöffnungen ver schließende Position unterstützt. Der die Düsennadel/Stößel-Anordnung beaufschlagende Druckbolzen wird von zwei Federelementen umschlossen, die beim Schließen der Düsen nadel/Stößel-Anordnung in ihren hier nicht dargestellten Sitz im Bereich der Einspritzöff nungen die Schließbewegung, d. h. die vertikale Abwärtsbewegung der Düsennadel/Stößel- Anordnung im Injektorkörper unterstützen.In the partial load range, within which the injector body or the nozzle body around closed nozzle needle / plunger arrangement describes ballistic curves, the nozzle reaches sennadel not until it stops. The associated spread of quantities can can be switched off depending on the design by means of an intermediate stop. By the Providing an intermediate stop is the nozzle needle / plunger arrangement according to the proposed invention stabilized in the partial load range. Leaves through the intermediate stop can achieve in an advantageous manner that when the discharge throttle is opened at the control chamber the nozzle needle changes to a pre-stroke position. Another outflow of control volu from the control room is by a bypass provided in the intermediate stop Opening. If the solenoid valve is actuated for a longer time, it is ensured that the Ge velvet stroke of the nozzle needle. To close the nozzle needle quickly enable, is a directly acting on the nozzle needle / plunger arrangement Push pin surrounded by two spring elements, which increase a closing speed hung when the nozzle needle / plunger arrangement is inserted into the injection openings closing position supported. The one that acts on the nozzle needle / plunger arrangement Push pin is enclosed by two spring elements, which close the nozzles needle / plunger arrangement in their seat, not shown here, in the area of the injection opening the closing movement, d. H. the vertical downward movement of the nozzle needle / tappet Support arrangement in the injector body.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the drawing.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors mit dem Magnetventil zugeordneten Übertragungselement, Fig. 1 shows a first embodiment of a fuel injector according to the invention with the solenoid valve associated transmission element,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Steuerraumbereiches des Injektors gemäß Fig. 1, Fig. 2 is an enlarged representation of the control chamber region of the injector according to Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Übertragungselements gemäß Fig. 1, Fig. 3 is an enlarged view of the transfer element according to Fig. 1,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsvariante eines Übertragungselements, Fig. 4 shows a further embodiment of a transfer member,
Fig. 5 ein erfindungsgemäß vom Steuerraum umschlossenes, kugelförmiges Betätigungselement der Düsennadel, Fig. 5 is a accordance with the invention enclosed from the control chamber, spherical operating element of the nozzle needle,
Fig. 6 eine Ausführungsvariante der Darstellung gemäß Fig. 1, jedoch ohne Zwi schenplatte, Fig. 6 is a variant of the diagram according to FIG. 1, but without interim rule plate,
Fig. 7 einen Kraftstoffinjektor mit direkter Steuerung des die Ablaufdrossel des Steuervolumens verschließenden bzw. freigebenden Schließkörpers, Fig. 7 shows a fuel injector with direct control of the outlet throttle of the control volume occluding or releasing the closing body,
Fig. 8 eine Darstellung des Steuerraumbereiches gemäß Fig. 7 und FIG. 8 shows the control room area according to FIGS. 7 and
Fig. 9 einen Kraftstoffinjektor mit die Düsennadel in einer Zwischenstellung stabilisierendem Zwischenanschlag im Steuerraum. Fig. 9 shows a fuel injector with the nozzle needle in an intermediate position stabilizing intermediate stop in the control room.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines Kraftstoffinjektors mit einem dem Ma gnetventil zugeordneten Übertragungselement. Fig. 1 shows a first embodiment of a fuel injector with a magnetic element associated with the transmission element.
Der Kraftstoffinjektor 1 gemäß der Darstellung in Fig. 1 umfasst einen Injektorkörper 2 und einen Düsenkörper 3, die über eine Düsenspannmutter 4 miteinander verschraubt sind. Der Düsenkörper 3 ist im wesentlichen von einer Düsennadel 5 durchsetzt, mit welcher Einspritzöffnungen 6 am brennraumseitigen Ende des Injektors freigegeben oder ver schlossen werden können. Der Injektorkörper 2 ist von einem Kraftstoffzulauf 7 durchzo gen, in welchem ein Filterelement 8 eingelassen ist. Am dem den Einspritzöffnungen 6 abgewandten Ende des Kraftstoffinjektors 1 ist am Injektorkörper 2 ein Anschlussgewinde vorgesehen, mit welchem die Kraftstoffzuleitung vom Hochdrucksammelraum oder einer anders gearteten Hochdruckquelle an den Kraftstoffinjektor 1 angeschlossen werden kann.The fuel injector 1 according to the illustration in FIG. 1 comprises an injector body 2 and a nozzle body 3 , which are screwed together via a nozzle clamping nut 4 . The nozzle body 3 is essentially penetrated by a nozzle needle 5 with which injection openings 6 at the combustion chamber end of the injector can be opened or closed. The injector body 2 is traversed by a fuel inlet 7 , in which a filter element 8 is embedded. At the end of the fuel injector 1 facing away from the injection openings 6, a connecting thread is provided on the injector body 2 , by means of which the fuel supply line from the high-pressure plenum or another high-pressure source can be connected to the fuel injector 1 .
An dem dem Düsenkörper 3 zuweisenden Ende des Injektorkörpers 2 ist in diesen ein Ma gnetventil 9 integriert. Das Magnetventil 9 umfasst eine Ankerplatte 10, welche über ein optional vorgesehenes Übertragungselement auf eine Druckstange 18 einwirkt. Mittels der Druckstange 18 ist ein eine Ablaufdrossel verschließender Schließkörper betätigbar. Der im Injektorkörper 2 im wesentlichen parallel zur Symmetrielinie verlaufende Kraftstoffzu lauf 7 mündet unter Zwischenschaltung einer Zwischenscheibe 14 in einen im Düsenkörper 3 vorgesehenen Düsenzulauf 11, über welchen der im Düsenkörper 3 vorgesehene Düsen raum 12 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt ist. Vom Düsenraum 12 strömt der Kraftstoff durch den zwischen Düsenkörperwandung und Mantelfläche der Dü sennadel 5 gebildeten Ringspalt in Richtung auf die Einspritzöffnugen 6. Die Düsennadel 5 ist in dem Bereich, der vom Düsenraum 12 im Düsenkörper 3 umschlossen ist, mit einer Druckschulter 13 versehen. In der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 ist zwischen dem Injektorkörper 2 und dem Düsenkörper 3 eine Zwischenscheibe 14 angeordnet. In dieser Zwischenscheibe 14 sind die Ablaufdrossel sowie der Sitz für den Schließkörper ausgebil det, welcher von der durch die Ankerplatte 10 des Magnetventils 9 betätigten Druckstange 18 in seine Schließ- bzw. in seine Freigabeposition stellbar ist. Die Druckstange 18 ist in einer Bohrung innerhalb des Injektorkörpers 2 geführt, über welche das abgesteuerte Steu ervolumen in eine Leckölleitung 15 des Injektorkörpers 2 einströmt und von dort zum Bei spiel in den Kraftstofftank zurückströmen kann. Mit Bezugszeichen 16 sind die Ansteuer leitungen für das im Düsenkörper 2 aufgenommene Magnetventil 9 bezeichnet.At the nozzle body 3 facing end of the injector body 2 , a magnetic valve 9 is integrated into this. The solenoid valve 9 comprises an anchor plate 10 , which acts on a push rod 18 via an optionally provided transmission element. A closing body closing an outlet throttle can be actuated by means of the push rod 18 . The extending substantially in the injector body 2 parallel to the line of symmetry fuel to run 7 opens, with the interposition of a washer 14 in a provided in the nozzle body 3 nozzle inlet 11, through which the provided in the nozzle body 3 nozzle chamber 12 is supplied with high pressure fuel. From the nozzle chamber 12 , the fuel flows through the annular gap formed between the nozzle body wall and the outer surface of the nozzle needle 5 in the direction of the injection openings 6 . The nozzle needle 5 is provided with a pressure shoulder 13 in the area which is enclosed by the nozzle chamber 12 in the nozzle body 3 . In the embodiment variant according to FIG. 1, an intermediate disk 14 is arranged between the injector body 2 and the nozzle body 3 . In this washer 14 , the flow restrictor and the seat for the closing body are ausgebil det, which can be adjusted by the pressure plate 18 actuated by the armature plate 10 of the solenoid valve 9 in its closing or in its release position. The push rod 18 is guided in a bore within the injector body 2 , via which the scrapped control ervolum flows into a leak oil line 15 of the injector body 2 and from there can flow back into the fuel tank, for example. The control lines for the magnetic valve 9 accommodated in the nozzle body 2 are designated by reference numeral 16 .
Über ein vom Kraftstoffzulauf 7 abzweigendes Drosselelement 21 wird ein Steuerraum 22 an dem Düsenkörper 3 zuweisenden Ende des Injektorkörpers 2 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Im Steuerraum 22 ist eine Formfeder 23 aufgenommen sowie ein Füllstück 25, um das im Steuerraum 22 bevorratete Steuervolumen zu minimie ren. Ferner befindet sich, im wesentlichen von der Zwischenscheibe 14 umschlossen, eine Einstellscheibe 24 zwischen der Formfeder 23 im Steuerraum 22 und dem diesen zuwei senden stirnseitigen Ende der Düsennadel 5.Via a throttle element 21 branching off from the fuel inlet 7 , a control chamber 22 at the end of the injector body 2 facing the nozzle body 3 is acted upon by fuel under high pressure. In the control chamber 22 a mold spring 23 is received and a patch 25 to the reservoired in the control chamber 22 control volume of minimizing ren. Furthermore, is enclosed substantially by the washer 14, a shim 24 between the mold spring 23 in the control chamber 22 and this Zuwei send the front end of the nozzle needle 5 .
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Steuerraumbereiches des Kraftstoffinjektors gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows an enlarged representation of the control chamber area of the fuel injector according to FIG. 1.
Der Düsenkörper 3 und der Injektorkörper 2 sind über eine Düsenspannmutter 4 miteinan der verschraubt. Das Innengewinde der Düsenspannmutter 4 und das Außengewinde am Injektorkörper 2 stehen an der Schraubverbindung 27 in Eingriff miteinander. Aus der in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab wiedergegebenen Darstellung geht hervor, dass der Na delhub 29 der Düsennadel 5 durch die Auslegung der Einstellscheibe 24 zwischen Stirn seite der Düsennadel 5 und der im Steuerraum 22 aufgenommenen Formfeder 23 resultiert. Der im düsenkörperseitigen Bereich des Injektorkörpers 2 angeordnete Steuerraum 22 wird über den Kraftstoffzulauf 7 von einer Zulaufdrossel 21 mit Steuervolumen beaufschlagt, während eine Druckentlastung des Steuerraums 22 über eine in der Zwischenscheibe 14 vorgesehene, schaltbare Ablaufdrossel 20 erfolgt. Dazu ist in der Zwischenscheibe 14 ein Kanal 28 ausgebildet, über welchen das abzusteuernde Steuervolumen in Richtung der Ablaufdrossel 20 strömt, deren Öffnung in der Zwischenscheibe 14 von einem kugelförmig ausgebildeten Schließkörper 19 verschlossen wird. Der kugelförmig ausgebildete Schließ körper 19 seinerseits ist in einer Bohrung 26 im Injektorkörper 2 aufgenommen und über eine vom in Fig. 1 dargestellten Magnetventil 9 betätigbare Druckstange 18 in seinen Sitz in der Zwischenscheibe 14 stellbar oder bei Unterbrechung der Bestromung des Magnet ventils 9 aus diesem Sitz stellbar.The nozzle body 3 and the injector body 2 are screwed to the nozzle nut 4 miteinan. The internal thread of the nozzle clamping nut 4 and the external thread on the injector body 2 are in engagement with one another on the screw connection 27 . From reproduced in Fig. 2 in an enlarged scale representation shows that the Na delhub 29 of the nozzle needle 5 by the design of the dial 24 side between the end of the nozzle needle 5 and the included in the control chamber 22 form spring 23 results. The arranged in the nozzle-body-side region of the injector 2 control chamber 22 is pressurized via the fuel feed 7 from an inlet throttle 21 to control volume, while a pressure relief of the control chamber 22 is effected via an opening provided in the intermediate disc 14, switchable outlet throttle 20th For this purpose, a channel 28 is formed in the intermediate disk 14 , via which the control volume to be controlled flows in the direction of the outlet throttle 20 , the opening of which in the intermediate disk 14 is closed by a spherical closing body 19 . The spherical closing body 19 in turn is received in a bore 26 in the injector body 2 and can be adjusted via a push rod 18 which can be actuated by the solenoid valve 9 shown in FIG. 1 in its seat in the intermediate disk 14 or upon interruption of the energization of the solenoid valve 9 from this seat adjustable.
Die im Inneren des Steuerraums 22 aufgenommene Formfeder 23 ist vorzugsweise aus einem 4-Kant-Draht gewickelt, so dass durch diese Formgebung und den Einsatz eines die Formfeder 23 innen durchsetzenden Füllkörpers 25 das Steuervolumen innerhalb des Steu erraums 22 des Injektorkörpers 2 minimierbar ist. Über die seitlich in den Steuerraum 22 mündende, vom Kraftstoffzulauf 7 abzweigende Zulaufdrossel 21 wird stets die gesamte Fläche der Einstellscheibe 24, die in einem vergrößerten Durchmesser D, im Vergleich zum Düsennadeldurchmesser d, ausgebildet ist mit Hochdruck beaufschlagt, so dass sich ein schnelles Schließen der Düsennadel 5 einstellt.The molded spring 23 received in the interior of the control chamber 22 is preferably wound from a square wire, so that the control volume within the control chamber 22 of the injector body 2 can be minimized by this shape and the use of a filler 25 penetrating the molded spring 23 inside. Via the inlet throttle 21 opening laterally into the control chamber 22 and branching off from the fuel inlet 7 , the entire surface of the shim 24 , which is of an enlarged diameter D compared to the nozzle needle diameter d, is always subjected to high pressure, so that the valve closes quickly Nozzle needle 5 sets.
Der Darstellung gemäß Fig. 3 ist eine vergrößerte Wiedergabe des Übertragungselements im Kraftstoffinjektor gemäß Fig. 1 zu entnehmen.The illustration according to FIG. 3 shows an enlarged representation of the transmission element in the fuel injector according to FIG. 1.
Das im Injektorkörper 2 aufgenommene Magnetventil 9 umfasst eine Ankerplatte 10, wel che in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 auf ein die Druckstange 18 betätigendes Übertragungselement 17 einwirkt. Dazu ist das als Hebel ausgebildete Übertragungsele ment 17 an einem Widerlager 30 in einem Anlenkpunkt 34 einer Ausnehmung 35 im Inne ren des Injektorkörpers 2 aufgenommen. Das sich vom Anlenkpunkt 34 vom Widerlager 30 zum magnetventilseitigen Ende der Druckstange 18 erstreckende Übertragungselement 17 weist eine leichte Krümmung auf und umfasst einen nasenförmigen Vorsprung 31, der durch die Ankerplatte 10 des Magnetventils 9 beaufschlagt wird. Am druckstangenseitigen Ende des Übertragungselements 17 steht dieses über ein Druckstück 32 mit dem in der Bohrung 26 geführten Druckstangenelement 18 in Kontakt. Durch das in der Ausführungs variante gemäß Fig. 3 wippenförmig gestaltete Übertragungselement 17 kann der Ma gnetventilhub zur Betätigung des Übertragungselements 17 sehr kleingehalten werden, so dass sich hohe Magnetkräfte erzeugen lassen, die mittels des Übertragungselements 17 an die Druckstange 18 in der Bohrung 26 des Injektorkörpers 2 übertragbar sind.The solenoid valve 9 accommodated in the injector body 2 comprises an anchor plate 10 , which acts in the embodiment variant according to FIG. 3 on a transmission element 17 actuating the push rod 18 . For this purpose, the transmission element 17 formed as a lever is received on an abutment 30 in an articulation point 34 of a recess 35 in the interior of the injector body 2 . The transmission element 17 , which extends from the articulation point 34 from the abutment 30 to the end of the push rod 18 on the solenoid valve side, has a slight curvature and comprises a nose-shaped projection 31 which is acted upon by the armature plate 10 of the solenoid valve 9 . At the end of the transmission element 17 on the push rod side, the transmission element 17 is in contact via a pressure piece 32 with the push rod element 18 guided in the bore 26 . By the execution variant according to Fig. 3 rocker-shaped shaped transmission member 17, the Ma gnetventilhub for actuating the transfer member 17 can be kept very small, then high magnetic forces that can be generated, by means of the transmission element 17 to the push rod 18 in the bore 26 of the injector 2 are transferable.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsvariante eines Übertragungselements gemäß der Darstellung in Fig. 3. FIG. 4 shows an embodiment variant of a transmission element as shown in FIG. 3.
Im Unterschied zur Ausführungsweise des Übertragungselements 17 gemäß Fig. 3 ist das Übertragungselement 17 gemäß der Ausführungsvariante in Fig. 4 kürzer. Das in Fig. 4 dargestellte Übertragungselement 17 stützt sich ebenfalls an einem Ende einer anders ge stalteten Ausnehmung 36 im Inneren des Injektorkörpers 2 ab und weist einen nasenförmi gen Vorsprung 31 auf, der im Bereich der Symmetrielinie 33 des Magnetventils 9 die An kerplatte 10 des Magnetventils 9 berührt. Das Druckstück 32, welches das dem Magnet ventil 9 zuweisende Ende der Druckstange 18 beaufschlagt, liegt auf ca. der halben Länge des Übertragungselements 17, welches in der Ausnehmung 36 im Injektorkörper 2 am Anlenkpunkt 34 verdrehbar aufgenommen ist. Mittels dieser Ausführungsvariante stellen sich im Vergleich zur Ausführungsvariante des Übertragungselements gemäß Fig. 3 noch kleinere, auf die Druckstange 18 übertragbare Hübe ein, da das Druckstück 32 in Bezug auf den Anlenkpunkt 34 auf halber Länge des Übertragungselements 17 liegt, während bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante des Übertragungselements 17 das Druckstück 32 in Bezug auf den Anlenkpunkt 34 am anderen Ende des Übertragungselements 17 liegt.In contrast to the embodiment of the transmission element 17 according to FIG. 3, the transmission element 17 according to the embodiment variant in FIG. 4 is shorter. The transmission element 17 shown in FIG. 4 is also supported at one end of a differently designed recess 36 in the interior of the injector body 2 and has a nose-shaped projection 31 , which in the region of the line of symmetry 33 of the solenoid valve 9, the kerplatte 10 of the solenoid valve 9 touches. The pressure piece 32 , which acts on the solenoid valve 9 facing end of the push rod 18 , is located on approximately half the length of the transmission element 17 , which is rotatably received in the recess 36 in the injector body 2 at the pivot point 34 . By means of this embodiment variant, compared to the embodiment variant of the transmission element according to FIG. 3, even smaller strokes which can be transmitted to the push rod 18 are set , since the pressure piece 32 lies halfway along the length of the transmission element 17 with respect to the articulation point 34 , while in the case of the embodiment shown in FIG. 3 shown embodiment of the transmission element 17, the pressure piece 32 is located in relation to the pivot point 34 at the other end of the transmission element 17 .
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante des Kraftstoffinjektors, in welchem ein vom Steu erraum umschlossenes, kugelförmiges Element dargestellt ist. Fig. 5 shows an embodiment of the fuel injector, in which a spherical element enclosed by the control chamber is shown.
Auch gemäß dieser Ausführungsvariante sind der Injektorkörper 2 und der Düsenkörper 3 über eine Düsenspannmutter 4 an einer Schraubverbindung 27 miteinander verbunden, wobei zwischen dem Injektorkörper 2 und dem Düsenkörper 3 eine Zwischenscheibe 14 aufgenommen ist. Die Zwischenscheibe 14 enthält analog zur Ausführungsvariante gemäß Fig. 2 die Ablaufdrossel 20, welche über einen mit Bezugszeichen 28 bezeichneten Kanal mit dem Steuerraum 22 im Injektorkörper 2 in Verbindung steht. Der Sitz des Schließele mentes 19 ist ebenfalls in der Zwischenscheibe 14 ausgeführt, wobei das Schließelement 19 durch eine Druckstange 18 über das in Fig. 5 nicht wiedergegebene Magnetventil 9 betätigbar ist.This embodiment, the injector body 2 and the nozzle body 3 via a nozzle tension nut 4 are joined together at a threaded joint 27 also in accordance, with an intermediate disc 14 is received between the injector 2 and the nozzle body. 3 Analogously to the embodiment variant according to FIG. 2, the intermediate disk 14 contains the outlet throttle 20 , which is connected to the control chamber 22 in the injector body 2 via a channel designated by reference numeral 28 . The seat of the Schließele mentes 19 is also carried out in the intermediate disk 14, wherein the closing element 19 is actuated by a push rod 18 through the in Fig. 5 is not reproduced solenoid valve 9.
Der Steuerraum 22 im düsenkörperseitigen Bereich des Injektorkörpers 2 umfasst eine Formfeder 23, die ein in den Steuerraum 22 eingelassenes Füllstück 25 umschließt. Der Steuerraum 22 wird über eine vom Kraftstoffzulauf 7 abzweigende Zulaufdrossel 21 mit Steuervolumen beaufschlagt. Zur Steuerraumvolumenminimierung ist im Steuerraum 22 eine Füllkugel 37 eingebracht, die sich an Formkörpern 38 abstützt. Die Formkörper 38 können beispielsweise an einer den Nadelhub 29 definierenden Einstellscheibe 24 aufge nommen sein. Die Einstellscheibe 24 ist in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 5 zwi schen der Stirnseite der Düsennadel 5 und der Füllkugel 37 aufgenommen. Durch die An ordnung der Füllkugel 37 im Inneren des Steuerraums 22 ist das in diesem bevorratbare Steuerraumvolumen minimiert. Weitere Maßnahmen hinsichtlich der Minimierung des Steuerraumvolumens sind durch die Anordnung des Füllkörpers 25 sowie in der Ausbil dung der Formfeder 23 aus 4-Kant-Material zu erblicken.The control chamber 22 in the region of the injector body 2 on the nozzle body side comprises a shaped spring 23 which surrounds a filler piece 25 let into the control chamber 22 . The control chamber 22 is acted upon by control volume via an inlet throttle 21 branching off from the fuel inlet 7 . In order to minimize the control space volume, a filling ball 37 is introduced in the control space 22 , which is supported on shaped bodies 38 . The mold body 38 can for example be taken up on a needle stroke 29 defining shim 24th The shim 24 is included in the embodiment of FIG. 5 between the end face of the nozzle needle 5 and the filling ball 37 . The arrangement of the filling ball 37 inside the control chamber 22 minimizes the control chamber volume that can be stored in this. Further measures regarding the minimization of the control chamber volume can be seen by the arrangement of the filler 25 and in the training of the form spring 23 made of 4-sided material.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsvariante gemäß der Darstellung in Fig. 1, jedoch ohne Zwischenscheibe. FIG. 6 shows an embodiment variant as shown in FIG. 1, but without an intermediate washer.
Gemäß der in Fig. 6 dargestellten, kostengünstigen Ausführungsvariante eines Kraftstof finjektors umschließt die Düsenspannmutter 4 den Injektorkörper 2 und den Düsenkörper 3, die entlang einer Fuge direkt miteinander in Verbindung stehen. Der Injektorkörper 2 und der Düsenkörper 3 sind über die Verschraubung 27 der Düsenspannmutter 4 mit dem Injektorkörper 2 miteinander abdichtend fixiert. Der im Injektorkörper 2 ausgebildete Kraftstoffzulauf 7 mündet in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 6 unmittelbar in den Düsenzulauf 11, der einen in Fig. 6 nicht dargestellten Düsenraum 12, der die Düsennadel 5 umschließt, mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgt.According to the inexpensive embodiment of a fuel injector shown in FIG. 6, the nozzle clamping nut 4 encloses the injector body 2 and the nozzle body 3 , which are directly connected to one another along a joint. The injector body 2 and the nozzle body 3 are fixed to one another in a sealing manner with the injector body 2 via the screw connection 27 of the nozzle clamping nut 4 . In the embodiment variant according to FIG. 6, the fuel inlet 7 formed in the injector body 2 opens directly into the nozzle inlet 11 , which supplies a nozzle chamber 12 (not shown in FIG. 6) which encloses the nozzle needle 5 with fuel under high pressure.
Im Unterschied zur Ausführungsvariante gemäß den Fig. 2 und 5 ist die den Steuer raum 22 entlastende Ablaufdrossel 20 im Düsenkörper 3 ausgebildet. Dazu befindet sich im Düsenkörper 3 an dessen dem Injektorkörper 2 gegenüberliegender Stirnseite ein Kanal, der schräg verlaufend ausgebildet ist, von dem die Ablaufdrossel 20 abzweigt, die durch einen Schließkörper 19 freigeb- oder verschließbar ist, der von einer Druckstange 18 betä tigbar ist. Analog zu den Ausführungsvarianten gemäß der Fig. 2 und 5 ist die Druck stange 18 in einer Bohrung 26 im Injektorkörper 2 geführt, die in einen in Fig. 1 ange deuteten Leckölablauf 15 übergeht, durch welchen das abgesteuerte Steuerraumvolumen in das Kraftstoffreservoir der Einspritzanlage zurückströmen kann. Analog zu den Ausfüh rungsvarianten gemäß der Fig. 2 und 5 wird der Steuerraum 22 über eine vom Kraft stoffzulauf 7 abzweigende Zulaufdrossel 21 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Im Steuerraum 22 sind ein Füllkörper 25 sowie eine diesen umschließende Formfeder 23 aufgenommen. Die Formfeder 23 ist aus einem 4-Kant-Material gewickelt, wobei die Wicklungen eng aneinanderliegend ausgebildet sind, so dass das im Steuerraum 22 bevorratbare Steuerraumvolumen weiter minimiert wird. Der Nadelhub 29 der Düsen nadel 5 wird durch die Auslegung der Einstellscheibe 24 definiert, die zwischen der dem Steuerraum 22 zuweisenden Stirnseite der Düsennadel 5 und dem dieser Stirnseite der Dü sennadel 5 zuweisenden Ende der Formfeder 23 aufgenommen ist.In contrast to the embodiment variant according to FIGS . 2 and 5, the outlet throttle 20 which relieves the control space 22 is formed in the nozzle body 3 . For this purpose, a channel is located in the nozzle body 3 on the end face opposite the injector body 2 , which channel is designed to run obliquely, from which the discharge throttle 20 branches off and can be released or closed by a closing body 19 which can be actuated by a push rod 18 . Analogous to the embodiments according to FIGS. 2 and 5, the pressure rod 18 in a bore 26 out in the injector 2, which merges into an integrally in FIG. 1, indicated leak fuel outlet 15 through which the diverted control chamber volume in the fuel reservoir of the fuel injection flow back can , Analogous to the embodiment variants according to FIGS . 2 and 5, the control chamber 22 is acted upon by an inlet throttle 21 branching off from the fuel inlet 7 with fuel under high pressure. In the control chamber 22 , a packing 25 and a form spring 23 enclosing it are accommodated. The shaped spring 23 is wound from a square material, the windings being formed close to one another, so that the control chamber volume that can be stored in the control chamber 22 is further minimized. The needle stroke 29 of the nozzle needle 5, the shim 24 is defined by the design, between the control chamber 22 facing end face of the nozzle needle 5 and that of the SI 5 facing the end of the shaped spring 23 is received this end face nozzle needle.
Fig. 7 zeigt einen Kraftstoffinjektor mit direkter Steuerung der Ablaufdrossel durch ein Magnetventil. Fig. 7 shows a fuel injector with direct control of the discharge throttle by a solenoid valve.
Der Kraftstoffinjektor 1 umfasst im wesentlichen den Injektorkörper 2 und den Düsenkör per 3, die an einer Verschraubung 27 über eine Düsenspannmutter 4 miteinander verbun den sind. Der den Injektorkörper 2 durchziehende Kraftstoffzulauf 7, in welchem ein Fil terelement 8 eingelassen ist, beaufschlagt den Düsenzulauf 11 zum Düsenraum 12, welcher die Düsennadel 5 im Bereich einer Druckschulter 13 umgibt.The fuel injector 1 essentially comprises the injector body 2 and the nozzle body by 3 , which are connected to one another at a screw connection 27 via a nozzle clamping nut 4 . The fuel inlet 7 , which runs through the injector body 2 and in which a filter element 8 is inserted, acts on the nozzle inlet 11 to the nozzle chamber 12 , which surrounds the nozzle needle 5 in the region of a pressure shoulder 13 .
Im Unterschied zu der in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsvariante eines Kraftstof finjektors fehlt bei dieser Ausführungsvariante die Zwischenscheibe 14 zwischen den Stirnseiten des Injektorkörpers 2 und der dieser Stirnseite gegenüberliegenden Stirnseite des Düsenkörpers 3. Zur Zentrierung sind die die Trennfuge bildenden Stirnseiten von In jektorkörper 2 und Düsenkörper 3 mittels eines Zentrierstiftes 40 miteinander verstiftet. In contrast to the shown in Fig. 1 embodiment of a Fuel finjektors of the injector body 2 and the end face of this is missing in this embodiment, the intermediate disc 14 between the end faces opposite face of the nozzle body 3. For centering, the end faces forming the parting line of injector body 2 and nozzle body 3 are pinned to one another by means of a centering pin 40 .
Oberhalb des Steuerraums 22 befindet sich das Magnetventil 9, dessen Ankerplatte 10 den Schließkörper 19 der Ablaufdrossel 20 unmittelbar beaufschlagt. Durch diese Anordnung können bei heute in Serie gefertigten Injektoren eingesetzte, den ganzen Düsenkörper 3 im wesentlichen durchziehende Druckstangen eingespart werden, so dass eine in Fig. 7 dar gestellte Düsennadel 5 zum Einsatz kommen kann, die im Vergleich zu den bisher gefer tigten langen, den Injektorkörper vollständig durchsetzenden Düsennadeln kürzer ist sowie den Einsatz einer Druckstange überflüssig machen.Above the control chamber 22 there is the solenoid valve 9 , the armature plate 10 of which acts directly on the closing body 19 of the flow restrictor 20 . With this arrangement, injectors used in series production today, the entire nozzle body 3 essentially pulling through push rods can be saved, so that a nozzle needle 5 shown in FIG. 7 can be used, which compared to the previously manufactured long, the Injector body that penetrates completely is shorter and the use of a push rod is unnecessary.
Der Steuerraum 22, der durch die mittels des Magnetventils 9 schaltbare Ablaufdrossel 20 druckentlastbar ist, wird über eine vom Kraftstoffzulauf 7 abzweigende Zulaufdrossel 21 mit Steuervolumen beaufschlagt. Zur Minimierung des im Steuerraum 22 bevorratbaren Steuervolumens ist in diesen ein Druckstück 42 eingelassen, welches von einer Formfeder 23 umschlossen ist. Die Formfeder 23, die in dieser Ausführungsvariante des Kraftstoffin jektors zum Einsatz kommt, entspricht im wesentlichen der Formfeder, die bereits in den Ausführungsvarianten gemäß der Fig. 2, 5 und 6 Verwendung fand.The control chamber 22 , which can be relieved of pressure by means of the outlet throttle 20 which can be switched by means of the solenoid valve 9 , is acted upon by control volume via an inlet throttle 21 branching off from the fuel inlet 7 . In order to minimize the control volume that can be stored in the control chamber 22 , a pressure piece 42 is embedded therein, which is enclosed by a shaped spring 23 . The shaped spring 23 , which is used in this embodiment variant of the fuel injector, corresponds essentially to the shaped spring which was already used in the embodiment variants according to FIGS. 2, 5 and 6.
Fig. 8 zeigt eine Darstellung des Steuerraumbereiches eines Kraftstoffinjektors gemäß Fig. 7. FIG. 8 shows an illustration of the control chamber area of a fuel injector according to FIG. 7.
Die über eine Verschraubung 27 über eine Düsenspannmutter 4 miteinander in Verbindung stehenden Komponenten des Kraftstoffinjektors, d. h. der Injektorkörper 2 und der Düsen körper 3, werden über den Zentrierstift 40 zueinander zentriert. Im Unterschied zu den in Fig. 2, 5 und 6 bereits beschriebenen Ausführungsvarianten ist im Injektorkörper 2 die Bohrung 26, die Druckstange 18, das Übertragungselement gemäß den Ausführungsvari anten in Fig. 3 und 4 sowie die Zwischenscheibe 14 zwischen Injektorkörper 2 und Düsenkörper 3 entfallen.The components of the fuel injector which are connected to one another via a screw connection 27 via a nozzle clamping nut 4 , ie the injector body 2 and the nozzle body 3 , are centered with respect to one another via the centering pin 40 . In contrast to in Fig. 2, 5 and 6, already described embodiments, the bore 26, the push rod 18, the transmission element is in the injector 2 according to Ausführungsvari distinctive in Fig. 3 and 4 and the intermediate disc 14 between the injector body 2 and nozzle body 3 are omitted ,
Im Steuerraum 22 gemäß der Ausführungsvariante nach Fig. 8 ist ein Druckstück 42 ein gelassen. Das Druckstück umfasst einen integrierten Füllkörper, der zu den Füllkörpern 25 gemäß den Fig. 2, 5 und 6 korrespondiert, jedoch mit dem Druckstück 42 einstückig ausgebildet ist. Das Druckstück 42 ist von der Formfeder 23 umschlossen, die analog zu den Ausführungsvarianten gemäß der Fig. 2, 5 und 6 aus einem 4-Kant-Material gefer tigt ist und deren Windungen eng aneinander liegen. Das Druckstück 24 umfasst eine erste gerundete Fläche 43 sowie eine der Stirnseite der Düsennadel 5 gegenüberliegende zweite gerundete Fläche 44. Die den Steuerraum 22 druckentlastende Ablaufdrossel 20 ist an der Decke des Steuerraums 22 ausgebildet und umfasst einen Ventilsitz für den kugelförmig konfigurierten Schließkörper 19, der der Ankerplatte 10 des Magnetventils 9 unmittelbar gegenüberliegt. In the control room 22 according to the variant of FIG. 8, a pressure piece 42 is left. The pressure piece comprises an integrated filler, which corresponds to the filler 25 according to FIGS. 2, 5 and 6, but is formed in one piece with the pressure piece 42 . The pressure piece 42 is enclosed by the form spring 23 , which is made analogous to the embodiment variants according to FIGS. 2, 5 and 6 made of a 4-edged material and whose turns are close to each other. The pressure piece 24 comprises a first rounded surface 43 and a second rounded surface 44 opposite the end face of the nozzle needle 5 . The outlet throttle 20 which relieves the pressure from the control chamber 22 is formed on the ceiling of the control chamber 22 and comprises a valve seat for the spherically configured closing body 19 , which is directly opposite the armature plate 10 of the solenoid valve 9 .
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsvariante eines Kraftstoffinjektors mit die Düsennadel in einer Zwischenstellung stabilisierendem Zwischenanschlag im Steuerraum. FIG. 9 shows an embodiment variant of a fuel injector with an intermediate stop in the control chamber that stabilizes the nozzle needle in an intermediate position.
Auch gemäß dieser Ausführungsvariante sind der Injektorkörper 2 sowie der an diesen angrenzende Düsenkörper 3 mittels einer Düsenspannmutter 4 an einer Verschraubung 27 miteinander verbunden. Die Zwischenscheibe 14 zwischen dem Injektorkörper 2 und dem Düsenkörper 3 ist gemäß dieser Ausführungsvariante entfallen, so dass analog zur Dar stellung gemäß Fig. 6 die den Steuerraum 22 druckentlastende Ablaufdrossel 20 an der Stirnseite des Düsenkörpers 3 ausgebildet ist, welche der Stirnseite des Injektorkörpers 2 gegenüberliegt. Die Ablaufdrossel 20 steht mit dem Steuerraum 22 an der Stirnseite des Injektorkörpers 2 über einen schräg im Düsenkörper 3 verlaufenden Kanal in Verbindung. Der Injektorkörper 2 umfasst die Bohrung 26, welche von der über das hier nicht darge stellte Magnetventil 9 betätigbaren Druckstange 18 durchsetzt ist, die den Schließkörper 19 zwischen einer die Ablaufdrossel 20 freigebenden bzw. diese verschließende Position hin und her bewegt. Im Inneren des Injektorkörpers 2 befindet sich ein Druckbolzen 50. An diesem Druckbolzen 50 ist ein Ring ausgebildet, der den Anschlag eines ersten Injektor körper 2 aufgenommenen Federelementes 52 bildet. Das erste Federelement 52 - durchaus vergleichbar zur Formfeder 23 gemäß der vorbeschriebenen Ausführungsvarianten - stützt sich mit einem Ende am erwähnten Ring 51 des Druckbolzens 50 ab und liegt mit ihrem gegenüberliegenden Ende an einer das erste Federelement 52 umschließenden Wandung des Injektorkörpers 2 an. Unterhalb des Anschlagrings 51 des Druckbolzens 50 ist im In jektorkörper 2 ein Stützring 54 aufgenommen. An diesem Stützring 54 stützt sich ein zweites Federelement 53 - welches ebenfalls gemäß der in den Ausführungsvarianten 2, 5 und 6 eingesetzten Formfeder 23 beschaffen sein kann - ab und beaufschlagt einen, den Druckbolzen 50 im Bereich des Steuerraums 22 umgebenden Anschlagring 57. Der Druck bolzen 50 ist an seinem der Stirnseite der Düsennadel 5 gegenüberliegenden Ende mit einer Rundung versehen. Während das erste Federelement 52 ausschließlich auf den Druckbol zen 50 einwirkt, übt das zweite Federelement 53 seine Vorspannung lediglich auf den An schlagring 57 aus. Im Anschlagring ist eine Anschlagfläche 60 ausgebildet, die einen Vor hub 56 der Düsennadel 5 entgegen der Wirkung des Druckbolzens 50 ermöglicht. Ferner umfasst der Anschlagring 57 eine Öffnung 58, über welche der Steuerraum 22 im Injektor körper 2 mit der das hier nicht dargestellte Magnetventil 9 schaltbaren Ablaufdrossel 20 in Verbindung steht. Mit dieser Ausführungsvariante lässt sich eine Stabilisierung der Düsen nadel im Teillastbereich realisieren, so dass bei Nichterreichen des Anschlags zu große Mengenstreuungen bei der Einspritzung vermieden werden können. Mittels des als Zwi schenanschlag dienenden Anschlagrings 57, durch dessen Anschlagfläche 60 ein Hubbe reich zwischen 0,05 bis 0,15 mm je nach Auslegung realisiert werden kann, kann die Dü sennadel innerhalb des Vorhubs 56 stabilisiert werden. Wird die Ablaufdrossel 20 durch Ansteuerung des Magnetventils 9 geöffnet, nimmt die Düsennadel 5 ihre Vorhubstellung ein, d. h. ihre Stirnseite liegt an der Anschlagfläche 60 im unteren Bereich des Anschlag rings 57 an entgegen der Federwirkung des ersten Federelementes 52, die dieses über den Ring 51 auf den Druckbolzen 50 ausübt. Um ein weiteres Abströmen an Steuervolumen aus dem Steuerraum 22 zu ermöglichen, ist der Anschlagring 57 mit einer Bypass-Öffnung 58 versehen, so dass weiteres Steuervolumen über den schräg im Düsenkörper 3 verlaufen den Kanal und die Ablaufdrossel 20 in die Bohrung 26 zum Lecköl 15 hin abströmen kann. Bei längerer Ansteuerung des Magnetventils strömt über den im Anschlagring 57 vorgese henen Bypass 58 ein größeres Steuerraumvolumen ab, so dass die bereits um ihren Vorhub 56 an die Anschlagfläche 60 des Anschlagrings 57 gefahrene Düsennadel 5 den Anschlag ring 57 entsprechend seines Gesamthubes 55 an die am Steuerraum 22 ausgebildete Ring fläche des Injektorkörpers 2 anstellt.According to this embodiment variant, the injector body 2 and the nozzle body 3 adjoining them are connected to one another by means of a nozzle clamping nut 4 at a screw connection 27 . The intermediate disc 14 between the injector body 2 and the nozzle body 3 is omitted in accordance with this embodiment, so that, analogously to the position shown in FIG. 6, the flow restrictor 20 relieving pressure from the control chamber 22 is formed on the end face of the nozzle body 3 , which is opposite the end face of the injector body 2 , The outlet throttle 20 is connected to the control chamber 22 on the end face of the injector body 2 via a channel running obliquely in the nozzle body 3 . The injector body 2 comprises the bore 26 , which is penetrated by the push rod 18 which can be actuated via the solenoid valve 9 (not shown here) and which moves the closing body 19 back and forth between a discharge throttle 20 which releases it or closes it. A pressure bolt 50 is located inside the injector body 2 . On this pressure pin 50 , a ring is formed, which forms the stop of a first injector body 2 received spring element 52 . The first spring element 52 - quite comparable to the shaped spring 23 in accordance with the above-described design variants - is supported at one end on the ring 51 of the pressure bolt 50 mentioned and lies at its opposite end on a wall of the injector body 2 surrounding the first spring element 52 . A support ring 54 is received in the injector body 2 below the stop ring 51 of the pressure bolt 50 . A second spring element 53 is supported on this support ring 54 , which can also be designed according to the form spring 23 used in the embodiment variants 2 , 5 and 6 , and acts on a stop ring 57 surrounding the pressure bolt 50 in the area of the control chamber 22 . The pressure bolt 50 is provided at its end opposite the end of the nozzle needle 5 with a curve. While the first spring element 52 acts exclusively on the Druckbol zen 50 , the second spring element 53 exerts its pretension only on the impact ring 57 . A stop surface 60 is formed in the stop ring, which enables a front stroke 56 of the nozzle needle 5 against the action of the pressure bolt 50 . Furthermore, the stop ring 57 comprises an opening 58 , through which the control chamber 22 in the injector body 2 is connected to the discharge throttle 20, which is not switchable here, the solenoid valve 9 . With this embodiment variant, the nozzle needle can be stabilized in the partial-load range, so that if the stop is not reached, large quantities can be avoided during injection. By means of the stop ring 57 serving as an intermediate stop, through the stop face 60 of which a stroke range between 0.05 and 0.15 mm can be realized, depending on the design, the nozzle needle can be stabilized within the advance stroke 56 . If the outlet throttle 20 is opened by actuating the solenoid valve 9 , the nozzle needle 5 assumes its pre-stroke position, ie its end face lies on the stop surface 60 in the lower region of the stop ring 57 against the spring action of the first spring element 52 , which is received by the ring 51 exerts the pressure pin 50 . In order to allow a further outflow of control volumes from the control chamber 22 , the stop ring 57 is provided with a bypass opening 58 , so that further control volumes run over the slant in the nozzle body 3 , the channel and the outlet throttle 20 into the bore 26 towards the leak oil 15 can flow off. By prolonged activation of the solenoid valve, a larger control volume flows out over the vorgese the stop ring 57 Henen bypass 58 so that already at their pre-stroke 56 driven against the stop surface 60 of the stop ring 57 nozzle needle 5 the stop ring 57 according to its total stroke 55 to the control room 22 trained ring surface of the injector body 2 hires.
Wird durch Ansteuerung des Magnetventils 9 der Schließkörper 19 in seinen Sitz gestellt und die Ablaufdrossel 20 somit geschlossen, wird ein schnelles Schließen der Düsennadel 5 dadurch erreicht, dass zunächst sowohl das erste Federelement 52 als auch das zweite Federelement 53 gemeinsamen wirken, so dass sich ein schneller Nadelschließbeginn durch eine schnellere Druckanstiegsgeschwindigkeit im Steuerraum 22 durch über die Zu laufdrossel 21 einschießendes Steuervolumen einstellt. Mit der erfindungsgemäß vorge schlagenen Lösung kann ein 2-Wege-Ventil zur Ansteuerung der Ablaufdrossel eingespart werden, wobei bei Einsatz des Magnetventils 9 insbesondere durch das in den Fig. 3 und 4 in unterschiedlichen Ausführungsvarianten auslegbare Übertragungselement kleinste Hubwege und damit erhebliche Stellkräfte erzeugbar sind. Über die Zulaufdrossel 21 wird stets die gesamte Fläche mit Durchmesser D der Einstellscheibe 24 beaufschlagt, so dass sich ein schnelleres Schließen der Düsennadel 5 beim Schließen der Ablaufdrossel 20 ein stellt. Durch das geringe, im Steuerraum 22 bevorratbare Steuerraumvolumen - bedingt durch Füllkörper 25, Auslegung der Formfeder 23, Konfiguration der Einstellscheibe 24, Vorsehen einer Füllkugel 37 oder Einsatz eines Druckstückes 42 - lassen sich die Steuer raumvolumina gering halten, so dass sich in vorteilhafter Weise der erfindungsgemäßen Lösung kürzeste Schaltzeiten an einem Kraftstoffinjektor realisieren lassen, wodurch klein ste Einspritzmengen in Anpassung an den Verbrennungsfortschritt im Brennraum der Brennkraftmaschine in diesen einspritzbar sind. If the closing body 19 is placed in its seat by actuation of the solenoid valve 9 and the outlet throttle 20 is thus closed, the nozzle needle 5 is quickly closed by firstly acting both the first spring element 52 and the second spring element 53 together, so that one quicker needle closing begins by a faster rate of pressure rise in the control chamber 22 by means of the throttle valve 21 which shoots in. With the solution proposed according to the invention, a 2-way valve for controlling the flow restrictor can be saved, with the use of the solenoid valve 9, in particular through the transmission element that can be designed in FIGS . 3 and 4 in different design variants, the smallest stroke lengths and thus considerable actuating forces can be generated. Via the inlet throttle 21, the entire surface with a diameter D of the dial 24 is always acted upon, then a more rapid closing of the nozzle needle 5 that when closing the outlet throttle 20 sets. Due to the small, available in the control room 22 control room volume - due to packing 25 , design of the form spring 23 , configuration of the adjusting washer 24 , provision of a filler ball 37 or use of a pressure piece 42 - the control room volumes can be kept low, so that advantageously The shortest switching times according to the invention can be implemented on a fuel injector, as a result of which the smallest injection quantities can be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine in adaptation to the progress of combustion in the combustion chamber.
11
Kraftstoffinjektor
fuel injector
22
Injektorkörper
injector
33
Düsenkörper
nozzle body
44
Düsenspannmutter
Nozzle clamping nut
55
Düsennadel
nozzle needle
66
Einspritzöffnungen
Injection ports
77
Kraftstoffzulauf
Fuel supply
88th
Filterelement
filter element
99
Magnetventil
magnetic valve
1010
Ankerplatte
anchor plate
1111
Düsenzulauf
nozzle inlet
1212
Düsenraum
nozzle chamber
1313
Druckschulter
pressure shoulder
1414
Zwischenscheibe
washer
1515
Leckölablauf
Oil drain
1616
Anschlußleitung
lead
1717
Übertragungselement
transmission element
1818
Druckstange
pushrod
1919
Schließkörper
closing body
2020
Ablaufdrossel
outlet throttle
2121
Zulaufdrossel
inlet throttle
2222
Steuerraum
control room
2323
Formfeder
shaped spring
2424
Einstellscheibe
Focusing
2525
Füllkörper
packing
2626
Bohrung
drilling
2727
Verschraubung
screw
2828
Kanal
channel
2929
Nadelhub
needle stroke
3030
Widerlage
abutment
3131
nasenförmiger Vorsprung
nose-shaped projection
3232
Druckstück
Pressure piece
3333
Symmetrielinie
line of symmetry
3434
Anlenkpunkt
articulation
3535
Ausnehmung
recess
3636
weitere Ausnehmungsform
further recess shape
3737
Füllkugel
Füllkugel
3838
Formkörper
moldings
4040
Zentrierstift
Centering
4141
Ventilsitz
valve seat
4242
Druckstück
Pressure piece
4343
erste gerundete Fläche
first rounded surface
4444
zweite gerundete Fläche
second rounded surface
5050
Druckbolzen
pushpin
5151
Bolzenring
bolt ring
5252
erstes Federelement
first spring element
5353
zweites Federelement
second spring element
5454
Stützscheibe
support disc
5555
Gesamthubweg
total stroke
5656
Vorhubweg
pre-stroke
5757
Anschlagring
stop ring
5858
Bypass-Öffnung
Bypass opening
5959
Bohrung
drilling
6060
Anschlagfläche
stop surface
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