Stand der TechnikState of the art
Die
Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor mit einem kraftausgeglichenen
Steuerventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The
The invention relates to a fuel injector with a force balanced
Control valve according to the preamble of claim 1.
Bei
einem hubgesteuerten Kraftstoffinjektor mit einem Einspritzventilglied,
das zum Öffnen
und Schließen
von Einspritzöffnungen
eine axial verschiebbar geführte
Düsennadel
aufweist, liegt an einem Bereich der in Öffnungsrichtung wirkenden Druckfläche und
an einer in Schließrichtung
wirkenden Druckfläche
ein hoher Kraftstoffdruck an, wie er beispielsweise von einer Kraftstoff-Sammelleitung
eines Common-Rrail-Systems bereitgestellt wird. Zum Öffnen des
Einspritzventilgliedes wird der an der rückwärtigen Steuerfläche der
Düsenadel
anliegende Kraftstoffdruck abgesenkt bis die in Öffnungsrichtung wirkende hydraulische
Druckkraft, resultierend aus den an der Düsennadel wirkenden Druckflächen, die in
Schließrichtung
wirkende Kraft übersteigt.
Dadurch wird die Düsennadel
vom Düsennadelsitz
abgehoben und Kraftstoff mit dem Systemdruck der Kraftstoff-Sammelleitung
in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt. An der in Öffnungsrichtung
wirkenden Druckschulter der Düsennadel liegt
somit ständig
der Systemdruck der Kraftstoff-Sammelleitung an. Die Einleitung
der Kraftstoffeinspritzung wird durch das Ansteuern eines Steuerventils
durch den Hube eines Aktors bzw. Stellers eingeleitet, wodurch diese
Art von Kraftstoffinjektoren auch als hubgesteuerte Kraftstoffinjektoren
bezeichnet werden.at
a stroke-controlled fuel injector with an injection valve member,
that to open
and closing
injection ports
an axially displaceable guided
nozzle needle
has, lies on a region of the pressure acting in the opening direction of the pressure surface and
at one in the closing direction
acting pressure surface
a high fuel pressure, such as from a fuel rail
a common Rrail system is provided. To open the
Injection valve member is the at the rear control surface of the
nozzle needle
applied fuel pressure is lowered until acting in the opening direction hydraulic
Compressive force resulting from the pressure acting on the nozzle needle pressure surfaces in
closing direction
exceeds acting force.
This will cause the nozzle needle
from the nozzle needle seat
lifted and fuel with the system pressure of the fuel rail
injected into the combustion chamber of an internal combustion engine. At the opening direction
acting pressure shoulder of the nozzle needle is located
thus constantly
the system pressure of the fuel rail. The introduction
Fuel injection is achieved by driving a control valve
initiated by the Hube of an actuator or actuator, which this
Kind of fuel injectors also as stroke-controlled fuel injectors
be designated.
Aus DE 100 65 220 A1 ist
ein Kraftstoffinjektor mit einem kraft- bzw. druckausgeglichene
Steuerventil bekannt, bei dem das Steuerventil einen Steuerkolben
mit einem Ventilssitz aufweist. Der Steuerkolben ist mit einer ersten,
stellelementfernen Druckfläche
einem druckentlastbaren Steuerraum der Düsennadel und mit einer zweiten,
stellelementseitigen Druckfläche
einem Ausgleichsraum ausgesetzt. Zur Druckentlastung wird der Steuerraum durch Öffnen des
Ventilsitzes des Steuerventils mit einer Leckölleitung, die an ein Niederdruck-Rücklaufsystem
angeschlossen ist, verbunden. Durch den Steuerkolben des Steuerentils
führt eine
Ausgleichsbohrung, wodurch aufgrund einer Durchmesserauslegung der stellelementfernen
und der stellelementseitigen Druckfläche eine Kraftstausgeglichenheit
des Steuerkolbens erzielt wird, so dass das als Magnetsteller ausgeführte elektromagnetische
Stellelement zum Verstellen des Steuerventils nur geringe Stellkräfte aufbringen
muss. Der Magnetsteller ist mit einem Magnetanker in einem mit dem
Niederdrucksystem verbundenen Aufnahmeraum angeordnet. Dadurch ist es
notwendig, dass der mit Systemdruck beaufschlage Ausgleichsraum
von dem mit dem Niederdruckrücklaufsystem
verbundenen Aufnahmeraum des Magnetankers hydraulisch getrennt ist.
Dazu ist eine Kolbenstange des Magnetankers zum Betätigen des Steuerkolbens
in einer im Wesentlichen hydraulisch dichten Führung geführt.Out DE 100 65 220 A1 a fuel injector with a force or pressure balanced control valve is known in which the control valve has a control piston with a valve seat. The control piston is exposed to a first, actuating element remote pressure surface of a pressure-relieved control chamber of the nozzle needle and with a second, actuating element-side pressure surface a compensation chamber. To relieve pressure, the control chamber is connected by opening the valve seat of the control valve with a leak oil line, which is connected to a low-pressure return system. By the control piston of the control valve performs a balance hole, which due to a diameter dimension of the actuating element distant and the actuating element side pressure equalization of the control piston is achieved, so that designed as a magnetic actuator electromagnetic actuator for adjusting the control valve must apply only small actuating forces. The magnetic actuator is arranged with a magnet armature in a receiving space connected to the low-pressure system. As a result, it is necessary for the compensation space subjected to system pressure to be hydraulically separated from the receiving space of the magnet armature connected to the low-pressure return system. For this purpose, a piston rod of the magnet armature for actuating the control piston is guided in a substantially hydraulically sealed guide.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen hubgesteuerten Kraftstoffinjektor
mit einem kraftausgeglichenen Steuerventil zu schaffen, das eine
geringe Baugröße aufweist
und das schnelle Schaltzyklen realisiert.task
It is the object of the present invention to provide a stroke controlled fuel injector
with a force balanced control valve to create that
has small size
and realized the fast switching cycles.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die
Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass der Magnetanker des Magnetstellers zusammen mit der
stellelementseitigen Druckfläche
des Steuerkolbens gemeinsam einem mit Systemdruck beaufschlagten
Ausgleichsraum ausgesetzt ist, wird ein kraftausgeglichenes Steuerventil
mit geringer Baugröße und schnellen
Schaltzyklen geschaffen, das den Einsatz von kleinen, schnell schaltenden
Magnetstellern ermöglicht
und darüber hinaus
den Einsatz des Kraftstoffinjektors bei Systemdrücken bis 2000 N erlaubt. Der
Magnetanker schwimmt mit der Ankerplatte im Systemdruck, wodurch
keine hydraulisch dichtende Führung
für eine Kolbenstange
des Steuerkolbens erforderlich ist.The
The object of the invention is with the characterizing features of
Claim 1 solved.
Characterized in that the magnet armature of the magnetic actuator together with the
actuating element-side pressure surface
of the control piston together acted upon by a system pressure
Equalization space is exposed, a force-balanced control valve
with small size and fast
Switching cycles created the use of small, fast switching
Magnetic actuators allows
and beyond
the use of the fuel injector at system pressures up to 2000 N allowed. Of the
Magnetic anchor floats with the anchor plate in the system pressure, causing
no hydraulic sealing guide
for a piston rod
of the control piston is required.
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Maßnahmen der Unteransprüche möglich. Da
der Magnetanker mit der Ankerplatte und der Steuerkolben mit der
Kolbenstange dem Systemdruck ausgesetzt ist, wird die dem Ausgleichsraum ausgesetzte
stellelementseitige Druckfläche
des Steuerkolbens vom Durchmesser des stellelementseitigen Kolbenabschnitts
bestimmt. Dadurch können
zur Ausbildung des kraftausgegliche nen Steuerventils die zwei gegenüberliegenden
Durchmesser der Kolbenabschnitte des Steuerkolbens gleich groß ausgeführt werden.
Dazu ist ein Federraum zur Aufnahme eines als Schließfeder wirkenden
Federelements für
den Magnetanker vorgesehen, wobei der Federraum mit dem Ausgleichsraum
hydraulisch verbundnen ist und wobei die Kolbenstange im Ausgleichsraum
und im Federraum dem gleichen Systemdruck ausgesetzt ist.advantageous
Further developments of the invention are possible by the measures of the subclaims. There
the armature with the anchor plate and the control piston with the
Piston rod is exposed to the system pressure, which is exposed to the compensation space
actuating element-side pressure surface
of the control piston of the diameter of the actuator-side piston portion
certainly. Thereby can
to form the force-balanced NEN control valve, the two opposite
Diameter of the piston sections of the control piston are made the same size.
For this purpose, a spring chamber for receiving a acting as a closing spring
Spring element for
provided the armature, wherein the spring chamber with the compensation chamber
is hydraulically connected and wherein the piston rod in the expansion chamber
and is exposed to the same system pressure in the spring chamber.
Zur
Ausbildung des kraftausgeglichenen Steuerventils ist es vorteilhaft,
wenn der Steuerkolben eine Dichtkante aufweist, die mit dem Durchmesser
d1 des stellelementseitigen Kolbenabschnitts auf den Ventilsitz
einwirkt, wenn der Ventilsitz einen ersten Ringraum und einen zweiten
Ringraum am Steuerkolben im geschlossenen Zustand der Düsennadel trennt,
und wenn einer der beiden Ringräume
an die Leckölleitung
angeschlossen und der jeweils andere Ringraum mit einer mit Systemdruck
beaufschlagte Hochdruckleitung verbunden ist. Vorteilhaferweise
ist der eine mit Systemdruck beaufschlagte Ringraum über mindestens
eine Zulaufdrossel mit dem Systemdruck verbunden.To form the force-balanced control valve, it is advantageous if the control piston has a sealing edge which acts on the valve seat with the diameter d1 of the actuating element-side piston section, if the valve seat separates a first annular space and a second annular space on the control piston in the closed state of the nozzle needle, and if one of the two annular spaces connected to the drain line and the other Annulus is connected to a pressurized system pressure high pressure line. Advantageously, the one pressurized with system pressure annulus is connected via at least one inlet throttle with the system pressure.
Um
das Steuerventil fertigungstechnisch vorteilhaft herzustellten,
ist vorgesehen, dass der Steuerkolben neben dem stellelementseitigen
Kolbenabschnitt mit dem Durchmesser d1 einen stellelementfernen
Kolbenabschnitt mit einem kleineren Durchmesser d2 aufweist, dass
sich am Übergang
vom stellelementseitigen Durchmesser d1 zum stellelementfernen Durchmesser
d2 die Dichtkante ausbildet, dass auf den kleineren Durchmesser
d2 des stellelementfernen Kolbenabschnitts eine Führungshülse aufgesetzt
ist, die in einer Führungsbohrung
hydraulisch dicht geführt
ist, und dass die Führungshülse einen
Außendurchmesser
d3 aufweist, der zumindest annähernd
dem Durchmesser d1 des stellelementseitigen Kolbenabschnitts entspricht.Around
producing the control valve advantageously in terms of production,
is provided that the control piston next to the actuator side
Piston section with the diameter d1 remove a Stellelement
Piston portion having a smaller diameter d2 has that
at the transition
from the actuator side diameter d1 to the actuator distal diameter
d2 forms the sealing edge that on the smaller diameter
d2 of the actuator remote piston portion mounted a guide sleeve
that's in a pilot hole
hydraulically tight
is, and that the guide sleeve one
outer diameter
d3, the at least approximately
the diameter d1 of the actuator-side piston portion corresponds.
Gemäße einer
ersten Ausführungsform
wirkt die stellelementferne Druckfläche des Steuerkolbens unmittelbar
auf den Steuerraum ein, dem die Düsennadel mit einer Steuerfläche ausgesetzt
ist, wobei der Steuerraum über
eine Ablaufdrossel mit dem mit Systemdruck beaufschlagten zweiten
Ringraum verbunden ist.Like one
first embodiment
the actuating element remote pressure surface of the control piston acts directly
on the control room, which exposed the nozzle needle with a control surface
is, the control room over
a drain throttle with the second system pressure acted upon
Annulus is connected.
Bei
einer zweiten Ausführungsform
ist die stellelementferne Druckfläche des Steuerkolbens einem
Kopplerraum ausgesetzt, der mit der Hochdruckleitung in Verbindung
steht, wobei der Kopplerraum über
eine Zulaufdrossel mit dem Steuerraum in Verbindung steht, dem eine
Steuerfläche
der Düsennadel
ausgesetzt ist, und wobei der Steuerraum über eine Ablaufdrossel mit
dem ersten Ringraum und die Leckölleitung
mit dem zweiten Ringraum verbunden ist. Zweckmäßigerweise sind der Steuerraum
und der Kopplerraum durch eine Drosselplatte getrennt, in der die
Zulaufdrossel und die Ablaufdrossel ausgebildet sind.at
a second embodiment
is the actuating element remote pressure surface of the control piston a
Coupler space exposed, which communicates with the high pressure line
stands, the coupler space over
an inlet throttle is in communication with the control room, the one
control surface
the nozzle needle
is exposed, and wherein the control room via an outlet throttle with
the first annulus and the drain line
connected to the second annulus. Conveniently, the control room
and the coupler space is separated by a throttle plate in which the
Inlet restrictor and the outlet throttle are formed.
Eine
dritte Ausführungsform
besteht darin, dass zwischen Steuerraum und Kopplerraum zumindest
das Steuerventil positioniert ist und dass der Steuerkolben des
Steuerventils mit der anderen, stellelementfernen Druckfläche an der
zum Steuerraum abgewandten Seite auf den Kopplerraum einwirkt. Zum
Befüllen
des Steuerraumes zweigt eine Verbindungsleitung mit einer Zulaufdrossel
von der Hochdruckleitung ab.A
third embodiment
is that between the control room and the coupler space at least
the control valve is positioned and that the control piston of the
Control valve with the other, far away printing element pressure surface on the
to the control room facing away from the coupler space acts. To the
fill
of the control room branches a connecting line with an inlet throttle
from the high pressure line.
Fertigungstechnisch
lässt sich
der Kraftstoffinjektor günstig
herstellen, wenn das Gehäuse
aus mehreren Gehäuseteilen
aufgebaut ist. Eine Dämpfung
von auftretenden Druckschwingungen wird erzielt, wenn im Injektorgehäuse ein
Hochdruckraum als Druckspeicher vorgesehen ist, in den die Hochdruckleitung
führt.manufacturing technology
let yourself
the fuel injector low
produce when the case
from several housing parts
is constructed. A damping
occurring pressure oscillations is achieved when in the injector
High-pressure chamber is provided as an accumulator, in which the high-pressure line
leads.
Ausführungsbeispieleembodiments
Vier
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.Four
embodiments
The invention are illustrated in the drawing and in the following
Description closer
explained.
Es
zeigenIt
demonstrate
1 eine
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel, 1 a sectional view of a fuel injector according to the invention according to a first embodiment,
2 eine
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel, 2 a sectional view of a fuel injector according to the invention according to a second embodiment,
3 eine
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
und 3 a sectional view of a fuel injector according to the invention according to a third embodiment and
4 eine
Teilschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel. 4 a partial sectional view of a fuel injector according to the invention according to a fourth embodiment.
Die
in den 1 bis 4 dargestellten Kraftstoffinjektoren
weisen ein Gehäuse
mit einem Injektorkörper 10 und
einem Düsenkörper 15 auf.
Im Injektorkörper 10 ist
ein als Magnetsteller 12 bezeichnetes elektromagnetisches
Stellelement und ein Steuerventil 13 angeordnet. Im Düsenkörper 15 ist eine
Düsennadel 16 axial
verschiebbar geführt.
Injektorkörper 10 und
Düsenkörper 15 werden
mittels einer Spannmutter 17 hydraulisch dicht verspannt. Durch
den Injektorkörper 10 sind
eine Hochdruckleitung 18 und eine Leckölleitung 19 geführt. Die
Hochdruckleitung 18 ist an ein nicht dargestelltes Common-Rail-System eine Dieseleinspritzanlage
angeschlossen. Die Leckölleitung 19 steht
mit einem Niederdrucksystem in Verbindung, das an ein ebenfalls nicht
dargestelltes Rücklaufsystem
angeschlossen ist.The in the 1 to 4 illustrated fuel injectors have a housing with an injector body 10 and a nozzle body 15 on. In the injector body 10 is a magnetic actuator 12 designated electromagnetic actuator and a control valve 13 arranged. In the nozzle body 15 is a nozzle needle 16 guided axially displaceable. injector 10 and nozzle body 15 be by means of a clamping nut 17 hydraulically tightly clamped. Through the injector body 10 are a high pressure line 18 and a drain line 19 guided. The high pressure line 18 is connected to a common rail system, not shown, a diesel injection system. The leak oil line 19 is connected to a low pressure system, which is connected to a likewise not shown return system.
Im
Düsenkörper 15 sind
an einer Kuppe Einspritzöffnungen 21 eingebracht.
Den Einspritzöffnungen 21 ist
am Düsenkörper 15 ein
Düsennadelsitz 22 vorgelagert,
auf dem die Düsennadel 16 mit
einer Dichtfläche
aufliegt. Dem Düsennadelsitz 22 ist
im Düsenkörper 15 ein
Düsennadeldruckraum 23 vorgelagert,
dem die Düsennadel 16 mit
einer oberen Druckschulter 24 und einer unteren Druckschulter 25 ausgesetzt
ist. Die Düsennadel 16 weist
ferner einen Düsennadelkolben 26 auf,
der mit einer Steuerfläche 20 in
einen Steuerraum 27 weist.In the nozzle body 15 are at a crest injection openings 21 brought in. The injection openings 21 is on the nozzle body 15 a nozzle needle seat 22 upstream, on which the nozzle needle 16 rests with a sealing surface. The nozzle needle seat 22 is in the nozzle body 15 a nozzle needle pressure chamber 23 upstream, the nozzle needle 16 with an upper pressure shoulder 24 and a lower pressure shoulder 25 is exposed. The nozzle needle 16 also has a nozzle needle piston 26 on that with a control surface 20 in a control room 27 has.
Das
Steuerventil 13 weist einen Steuerkolben 30 mit
einem ersten, stellelementseitigen Kolbenabschnitt 31 mit
einem Durchmesser d1 und einem zweiten, stellelementfernen Kolbenabschnitt 32 mit
einem Durchmesser d2 auf, wobei der Durchmesser d2 kleiner ist als
der Durchmesser d1. Zwischen den beiden Kolbenabschnitten 31, 32 verläuft eine kegelförmige Verjüngung, die
am Durchmesser d1 eine Dichtkante 33 ausbildet.The control valve 13 has a control piston 30 with a first, actuator-side piston portion 31 with a diameter d1 and a second, far away actuator piston portion 32 with a diameter d2, wherein the diameter d2 is smaller than the diameter d1. Between the two piston sections 31 . 32 runs a conical taper, the diameter d1 a sealing edge 33 formed.
Im
Injektorkörper 10 ist
eine Stufenbohrung mit einem ersten Führungsabschnitt 34 für den Durchmesser
d1 des stellelementseitigen Kolbenabschnitts 31, ein Bohrungsabschnitt 35 sowie
eine zweite Führungsbohrung 36 ausgebildet.
Die zweite Führungsbohrung 36 weist
einen Durchmesser d3 auf, der vorzugsweise gleich ist mit dem Durchmesser
d1 der ersten Führungsbohrung 34.
In der zweiten Führungsbohrung 36 ist
der Steuerkolben 30 mittels einer Führungshülse 37 geführt, die
am stellelementfernen Kolbenabschnitt 32 befestigt ist.
Zwischen der ersten Führungsbohrung 34 und
dem Bohrungsabschnitt 35 ist eine Bohrungserweiterung ausgeführt, die
einen den stellelementseitigen Kolbenabschnitt 31 umschließenden ersten
Ringraum 38 ausbildet. Der zwischen dem ersten Ringraum 38 und der
zweiten Führungsbohrung 36 liegende
Bohrungsabschnitt 35 besitzt im Vergleich zum Durchmesser
d1 einen kleineren Durchmesser und bildet zwischen dem Injektorkörper 10 und
dem zweiten Kolbenabschnitt 32 einen zweiten Ringraum 39 aus. Durch
eine konische Verjüngung
des ersten Ringraums 38 zum Bohrungsabschnitt 35 hin
wird ein Ventilsitz 50 am Ventilkörper 10 ausgebildet,
auf den die Dichtkante 33 des Steuerkolbens 30 drückt. Dadurch
wird im geschlossenen Zustand des Ventilsitzes 50 der erste
Ringraum 38 vom zweiten Ringraum 39 hydraulisch
getrennt.In the injector body 10 is a stepped bore with a first guide portion 34 for the diameter d1 of the actuator-side piston portion 31 , a bore section 35 and a second guide bore 36 educated. The second guide hole 36 has a diameter d3, which is preferably equal to the diameter d1 of the first guide bore 34 , In the second guide hole 36 is the control piston 30 by means of a guide sleeve 37 guided, the remote from the actuator piston section 32 is attached. Between the first guide hole 34 and the bore section 35 a bore extension is executed, which is a the actuator-side piston portion 31 enclosing first annulus 38 formed. The one between the first annulus 38 and the second guide bore 36 lying bore section 35 has a smaller diameter compared to the diameter d1 and forms between the injector body 10 and the second piston portion 32 a second annulus 39 out. By a conical rejuvenation of the first annulus 38 to the bore section 35 there will be a valve seat 50 on the valve body 10 formed on which the sealing edge 33 of the control piston 30 suppressed. As a result, in the closed state of the valve seat 50 the first annulus 38 from the second annulus 39 hydraulically isolated.
Im
Injektorkörper 10 ist
weiterhin eine Ausgleichsraum 40 mit einem angrenzenden
Federraum 43 ausgebildet, wobei der Ausgleichsraum 40 über einen
Ausgleichskanal 44 mit der Hochdruckleitung 18 hydraulisch
verbunden ist. Dadurch liegt im Ausgleichsraum 40 und im
Federraum 43 der vom Raildruck gebildete Systemdruck an.In the injector body 10 is still a compensation room 40 with an adjacent spring chamber 43 formed, the compensation space 40 via a compensation channel 44 with the high pressure line 18 hydraulically connected. This is due to the compensation room 40 and in the spring room 43 the system pressure formed by the rail pressure.
Der
Magnetsteller 12 weist einen Magentanker mit einer tellerförmigen Ankerplatte 46 auf.
Die Ankerplatte 46 ist an einer Kolbenstange 47 befestigt, die
fest mit dem Steuerkolben 30 verbunden ist. Dadurch bildet
sich am ersten Kolbenabschnitt 31 des Steuerkolbens 30 eine
stirnseitige Ringfläche 41.1 aus,
die in den Ausgleichsraum 40 weist. Eine weitere Stirnfläche 41.2 der
Kolbenstange 47 weist in den Federraum 43, so
dass diese weitere Stirnfläche 41.2 ebenfalls
dem Systemdruck ausgesetzt ist. Die nicht näher bezeichneten, eventuell
weiteren an der Kolbenstange 47 ausgebildeten Ringflächen, die
zusammen mit der Stirnfläche 41.1 in
die gleiche Kraftrichtung weisen, sind ebenfalls dem Systemdruck
im Ausgleichsraum 40 ausgesetzt. Dadurch entsteht eine
auf den Steuerkolben 30 wirkende wirksame stellelementseitige
Druckfläche 41,
die vom Durchmesser d1 des stellelementseitigen Kolbenabschnitts 31 gebildet
wird. An einer gegenüberliegenden
Stirnseite ist am Steuerkolben 30 eine stellelementferne Druckfläche 42 ausgebildet,
die zur stellelementseitigen Druckfläche 41 entgegengesetzt
gerichtet wirkt. Die stellelementferne Druckfläche 42 setzt sich
zusammen aus der Stirnfläche
des zweiten Kolbenabschnitts 32 mit dem Durchmesser d2
und der Stirnfläche
der Führungshülse 37 mit
dem Durchmesser d3, so dass die wirksame stellelementferne Druckfläche 42 des
Steuerkolbens 30 vom Durchmesser d3 gebildet wird.The magnetic actuator 12 has a magenta tanker with a plate-shaped anchor plate 46 on. The anchor plate 46 is on a piston rod 47 attached, firmly with the control piston 30 connected is. This forms on the first piston section 31 of the control piston 30 a frontal ring surface 41.1 out in the equalization room 40 has. Another face 41.2 the piston rod 47 points into the spring chamber 43 , so this more face 41.2 also exposed to system pressure. The unspecified, possibly further on the piston rod 47 trained annular surfaces, which together with the end face 41.1 pointing in the same direction of force are also the system pressure in the compensation chamber 40 exposed. This creates one on the control piston 30 acting effective actuator-side pressure surface 41 that is of diameter d1 of the actuator-side piston portion 31 is formed. On an opposite end face is on the control piston 30 a printing element remote from the printing element 42 formed to the actuating element side pressure surface 41 oppositely directed acts. The actuating element remote printing surface 42 is composed of the end face of the second piston portion 32 with the diameter d2 and the end face of the guide sleeve 37 with the diameter d3, so that the effective pressure element remote from the actuating element 42 of the control piston 30 is formed by the diameter d3.
Auf
die Ankerplatte 46 drückt
in Schließrichtung
des Steuerventils 30 ein im Federraum 43 angeordnetes
erstes Federelement 48. Da die Ankerplatte 46 zweckmäßigerweise
zum Ausgleichen eines Überhubs
verschiebbar an der Kolbenstange 47 angeordnet ist, drückt ein
zweites Federelement 49 entgegen der Druckrichtung des
ersten Federelements 48 die Ankerplatte 46 gegen
einen an der Kolbenstange 47 ausgebildeten Anschlag 51.
Damit beide Seiten der Ankerplatten 46 vom gleichen Systemdruck
beaufschlagt sind, sind zweckmäßigerweise Bohrungen 52 in
die Ankerplatte 46 eingebracht, die bei einer axialen Bewegung
der Ankerplatte 46 eine Durchströmung des Kraftstoffs von der
einen Seite zur anderen Seite gewährleisten. Dadurch schwimmt die
Ankerplatte 46 im mit System- bzw. Raildruck beaufschlagten Kraftstoff
innerhalb des Ausgleichsraums 40.On the anchor plate 46 pushes in the closing direction of the control valve 30 one in the spring room 43 arranged first spring element 48 , Because the anchor plate 46 expediently for compensating an overstroke slidably on the piston rod 47 is arranged, presses a second spring element 49 against the pressure direction of the first spring element 48 the anchor plate 46 against one on the piston rod 47 trained stop 51 , So that both sides of the anchor plates 46 are acted upon by the same system pressure, are expediently holes 52 in the anchor plate 46 introduced during an axial movement of the anchor plate 46 ensure a flow of fuel from one side to the other side. As a result, the anchor plate floats 46 in fuel supplied with system or rail pressure within the equalization chamber 40 ,
Bedingung
für die
vorliegende Erfindung ist es, dass die an den gegenüberliegenden
Stirnseiten des Steuerkolbens 30 wirkenden Druckkräfte zumindest
annähernd
gleich groß sind.
Erreicht wird dies dadurch, indem die stellelementseitige Druckfläche 41 und
die stellelementferner Druckfläche 42 gleich groß sind.
Da die in gleicher Richtung wie die Ringfläche 41.1 am Steuerkolben 30 weisenden
Druckflächen 41.2 an
der Kolbenstange 47 ebenfalls dem Ausgleichsraum 40 und/oder
dem Federraum 43 ausgesetzt sind, wird die stellelementseitige
Druckfläche 41 durch
den Durchmesser d1 des stellelementseitigen Kolbenabschnitts 31 des
Steuerkolbens 30 bestimmt. Dadurch ist es möglich, dass
die Führungsbohrungen 34 und 36 für die jeweiligen
Kolbenabschnitte 31 und 32 den gleichen Durchmesser
(d1 = d3) aufweisen können.Condition for the present invention is that at the opposite end faces of the control piston 30 acting compressive forces are at least approximately equal. This is achieved by the actuating element-side pressure surface 41 and the actuator remote printing surface 42 are the same size. Because the same direction as the ring surface 41.1 on the control piston 30 pointing printing surfaces 41.2 on the piston rod 47 also the equalization room 40 and / or the spring chamber 43 are exposed, the actuator-side pressure surface 41 by the diameter d1 of the actuator-side piston portion 31 of the control piston 30 certainly. This makes it possible for the guide holes 34 and 36 for the respective piston sections 31 and 32 may have the same diameter (d1 = d3).
Beim
Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ist im
Düsenkörper 15 eine
weitere Hochdruckleitung 28 eingebracht, die die Hochdruckleitung 18 mit
dem Düsennadeldruckraum 23 verbindet.
Der Düsenkörper 15 weist
dabei eine Führungsbohrung 29 auf,
in der die Düsennadel 16 mit
dem Düsennadelkolben 26 geführt ist.
Der Steuerraum 27 wird beim Ausführungsbeispiel in 1 an
seinem Umfang vom Düsenkörper 15 begrenzt.
Dem Steuerraum 27 ist bei Ausführungsbeispiel in 1 neben
der Steuerfläche 20 auch
die stellelementferne Druckfläche 42 des
Steuerkolbens 30 ausgesetzt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist
der Steuerkolben 30 eine erste hydraulische Verbindung 53 auf,
die den Steuerraum 27 mit dem ersten Ringraum 39 verbindet.
Die hydraulische Verbindung 53 ist durch eine Axialbohrung 54 und
eine Querbohrung 55 realisiert. Zusätzlich weist die hydraulische
Verbindung 53 eine hydraulische Ablaufdrossel 56 auf.
Das Ausführungsbeispiel
in 1 weist weiterhin eine erste hydraulische Verbindungsleitung 58 mit
einer ersten Zulaufdrossel 58.1 und eine zweite hydraulische
Verbindungsleitung 59 mit einer zweiten Zulaufdrossel 59.1 auf.
Die erste Verbindungsleitung 58 mit der ersten Zulaufdrossel 58.1 verbindet
die Hochdruckleitung 18 mit dem Steuerraum 27.
Die zweite Verbindungsleitung 59 mit der zweiten Zulaufdrossel 59.1 verbindet
die Hochdruckleitung 18 mit dem zweiten Ringraum 39.
Bei dem Ausführungsbeispiel
in 1 mündet
die Leckölleitung 19 in
den ersten Ringraum 38.According to the embodiment 1 is in the nozzle body 15 another high-pressure line 28 introduced the the high pressure line 18 with the nozzle needle pressure chamber 23 combines. The nozzle body 15 has a guide hole 29 on, in which the nozzle needle 16 with the nozzle needle piston 26 is guided. The control room 27 is in the embodiment in 1 at its periphery from the nozzle body 15 limited. The control room 27 is in embodiment in 1 next to the tax che 20 also the actuating element remote printing surface 42 of the control piston 30 exposed. According to the embodiment 1 points the spool 30 a first hydraulic connection 53 on top of the control room 27 with the first annulus 39 combines. The hydraulic connection 53 is through an axial bore 54 and a transverse bore 55 realized. In addition, the hydraulic connection 53 a hydraulic outlet throttle 56 on. The embodiment in 1 also has a first hydraulic connection line 58 with a first inlet throttle 58.1 and a second hydraulic connection line 59 with a second inlet throttle 59.1 on. The first connection line 58 with the first inlet throttle 58.1 connects the high pressure line 18 with the control room 27 , The second connection line 59 with the second inlet throttle 59.1 connects the high pressure line 18 with the second annulus 39 , In the embodiment in 1 opens the drain line 19 in the first annulus 38 ,
Beim
Ausführungsbeispiel
gemäß 2 ist zwischen
dem Injektorkörper 10 und
dem Düsenkörper 15 eine
Drosselplatte 60 angeordnet. Am Düsennadelkolben 26 ist
eine Steuerraumhülse 61 geführt, die
mittels einer Druckfeder 62 vorgespannt ist und gegen eine
düsennadelseitige
Stirnfläche
der Drosselplatte 60 drückt.
Dadurch wird ein Druckraum vom umgebenden Hochdruckraum 23 abgetrennt,
der den Steuerraum 27 ausbildet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist
die stellelementferne Druckfläche 42 des Steuerkolbens 30 einem
Kopplerraum 70 zugeordnet, der über einen zweiten hydraulischen
Verbindungskanal 71 mit der Hochdruckleitung 18 in
Verbindung steht. Der Kopplerraum 70 ist weiterhin durch
die weitere Stirnfläche
der Drosselplatte 60 begrenzt. In der Drosselplatte 60 ist
eine erste hydraulische Verbindungsleitung 68 mit einer
Zulaufdrossel 68.1 und eine zweite hydraulische Verbindungsleitung 69 mit
einer Ablaufdrossel 69.1 ausgebildet. Über die erste Verbindungsleitung 68 mit
der Zulaufdrossel 68.1 wird der Steuerraum 27 mit
dem Kopplerraum 70 hydraulisch verbunden. Die zweite Verbindungsleitung 69 mit
der Ablaufdrossel 69.1 verbindet den Steuerraum 27 über eine
weitere hydraulische Verbindungsleitung 73 mit dem ersten
Ringraum 38. In der Drosselplatte 60 ist ferner
eine Hochdruckverbindung 74 angeordnet, die die Hochdruckleitung 18 mit
dem Düsennadeldruckraum 23 verbindet.
Beim Ausführungsbeispiel
gemäß 2 ist
die Leckölleitung 19 mit
dem zweiten Ringraum 39 verbunden. Außerdem weist der Steuerkolben 30 eine
hydraulische Verbindung 76 auf, die den Kopplerraum 70 mit
dem Ausgleichsraum 40 hydraulisch verbindet. Vom der Verbindung 76 zweigt
eine hydraulische Querverbindung 77 mit einer weiteren
Zulaufdrossel 77.1 in den ersten Ringraum 38 ab, über die
der erste Ringraum 38 befüllt wird.According to the embodiment 2 is between the injector body 10 and the nozzle body 15 a throttle plate 60 arranged. At the nozzle needle piston 26 is a control chamber sleeve 61 guided, by means of a compression spring 62 is biased and against a nozzle needle-side end face of the throttle plate 60 suppressed. This creates a pressure chamber from the surrounding high-pressure chamber 23 detached, the the control room 27 formed. According to the embodiment 2 is the printing element remote from the printing element 42 of the control piston 30 a coupler room 70 assigned, via a second hydraulic connection channel 71 with the high pressure line 18 communicates. The coupler room 70 is still through the more face of the throttle plate 60 limited. In the throttle plate 60 is a first hydraulic connection line 68 with an inlet throttle 68.1 and a second hydraulic connection line 69 with a drain throttle 69.1 educated. About the first connection line 68 with the inlet throttle 68.1 becomes the control room 27 with the coupler room 70 hydraulically connected. The second connection line 69 with the outlet throttle 69.1 connects the control room 27 via another hydraulic connection line 73 with the first annulus 38 , In the throttle plate 60 is also a high pressure connection 74 arranged the the high pressure line 18 with the nozzle needle pressure chamber 23 combines. According to the embodiment 2 is the leak oil line 19 with the second annulus 39 connected. In addition, the control piston 30 a hydraulic connection 76 on that the coupler room 70 with the compensation room 40 connects hydraulically. From the connection 76 branches a hydraulic cross connection 77 with another inlet throttle 77.1 in the first annulus 38 off, over which the first annulus 38 is filled.
Das
Ausführungsbeispiel
in 3 entspricht vom Prinzip her dem Ausführungsbeispiel
in 2, insbesondere hinsichtlich des Aufbaus des Einspritzventilglieds
und des Steuerventils 30 sowie der hydraulischen Anschlüsse. Zusätzlich weist
das Ausführungsbeispiel
in 3 innerhalb des Injektorkörpers 10 einen Hochdruckraum 80 auf,
in den die Hochdruckleitung 18 führt. Der Hochdruckraum 80 bildet
ein Speichervolumen innerhalb des Kraftstoffinjektors, wodurch innerhalb
des Kraftstoffinjektors auftretende Druckschwingungen reduziert
bzw. gedämpft
werden. Weiterhin ist beim Ausführungsbeispiel
gemäß 3 der
Injektorkörper 10 aus
Fertigungsgründen
aus zwei Teilkörpern 10.1 und 10.2 ausgeführt, die
mittels einer weiteren Spannmutter 81 verspannt sind. Der
Hochdruckraum 80 ist im Teilkörper 10.1 angeordnet.
Durch die Teilkörper 10.1 und 10.2 führen jeweils
Hochdruckleitungen 18.1 und 18.2, die an den Hochdruckraum 80 angeschlossen sind
und zur weiteren Hochdruckverbindung 74 in der Drosselplatte 60 führen. Dadurch
wird die Hochdruckleitung 18 über den Hochdruckraum 80 mit
dem Düsennadelnadeldruckraum 23 hydraulisch
verbunden. Außerdem
ist im Teilkörper 10.1 eine
Verlängerungsleitung 19.1 für die Leckölleitung 19 angeordnet.
Die Versorgung des Kopplerraums 70 mit Systemdruck erfolgt
beim Ausführungsbeispiel
in 3 über
eine durch die Drosselplatte 60 geführte zusätzliche Verbindungsleitung 82.
Weiterhin ist bei diesem Ausführungsbeispiel
eine im Teilkörper 10.2 angeordnete
Führungsscheibe 83 mit
Durchströmöffnungen 84 zur
axialen Führung
der Kobenstange 47 der Ankerplatte 46 angeordnet.
Auch hier schwimmt die Ankerplatte 46 im Rail- bzw. Systemdruck,
wobei der Kraftstoff über
einen Verbindungskanal 85, der die Funktion des Verbindungskanals
in den 1 bis 3 hat, beispielsweise von der
Hochdruckleitung 18.1 abgezweigt und in einen vorgelagerten
Ausgleichsraum 86 geleitet wird, in dem sich die Ankerplatte 46 befindet.
Der vorgelagerte Ausgleichsraum 86 steht mit dem Ausgleichsraum 40 über die
Durchströmöffnungen 84 in
Verbindung. Die in der Drosselplatte 60 angeordneten Verbindungsleitungen 68 und 69 mit
der Zulaufdrossel 68.1 und der Ablaufdrossel 69.1 führen wie
beim Ausführungsbeispiel
in 2 in den Kopplerraum 70 und in den ersten
Ringraum 38. Beim Ausführungsbeilspiel
in 3 ist die hydraulische Verbindung 76 mit
einer Querbohrung 86 versehen, die die Verbindung 76 in
den Ausgleichsraum 40 führt.
Der erste Ringraum 38 wird hierbei auch über die
hydraulische Querverbindung 77 mit der weiteren Zulaufdrossel 77.1 befüllt.The embodiment in 3 corresponds in principle to the embodiment in FIG 2 , in particular with regard to the structure of the injection valve member and the control valve 30 as well as the hydraulic connections. In addition, the embodiment in 3 within the injector body 10 a high pressure room 80 on, in which the high pressure line 18 leads. The high pressure room 80 forms a storage volume within the fuel injector, thereby reducing or attenuating pressure oscillations occurring within the fuel injector. Furthermore, according to the embodiment 3 the injector body 10 for manufacturing reasons of two partial bodies 10.1 and 10.2 executed, by means of another clamping nut 81 are tense. The high pressure room 80 is in the part body 10.1 arranged. Through the part bodies 10.1 and 10.2 each lead high-pressure lines 18.1 and 18.2 attached to the high pressure room 80 are connected and for further high-pressure connection 74 in the throttle plate 60 to lead. This will cause the high pressure line 18 over the high pressure room 80 with the nozzle needle pressure chamber 23 hydraulically connected. Besides, in the part body 10.1 an extension line 19.1 for the leak oil line 19 arranged. The supply of the coupler room 70 with system pressure occurs in the embodiment in 3 over one through the throttle plate 60 guided additional connection line 82 , Furthermore, in this embodiment, one in the partial body 10.2 arranged guide disc 83 with flow openings 84 for axial guidance of the Kobenstange 47 the anchor plate 46 arranged. Again, the anchor plate floats 46 in rail or system pressure, the fuel via a connecting channel 85 , which is the function of the connection channel in the 1 to 3 has, for example, from the high pressure line 18.1 branched off and in an upstream compensation room 86 is directed, in which the anchor plate 46 located. The upstream compensation room 86 stands with the compensation room 40 over the flow openings 84 in connection. The in the throttle plate 60 arranged connecting lines 68 and 69 with the inlet throttle 68.1 and the outlet throttle 69.1 lead as in the embodiment in 2 in the coupler room 70 and in the first annulus 38 , When Ausführungsbeilspiel in 3 is the hydraulic connection 76 with a cross hole 86 provided that the connection 76 in the compensation room 40 leads. The first annulus 38 This is also done via the hydraulic cross connection 77 with the additional inlet throttle 77.1 filled.
Das
Ausführungsbeispiel
gemäß 4 entspricht
vom Prinzip her ebenfalls dem Kraftstoffinjektor in 2 und 3.
Der Unterschied besteht darin, das der Magnetsteller 12 und
das Steuerventil 30 im Vergleich zu 2 und 3 auf
dem Kopf stehend im Injektorkörper 10 angeordnet
sind. Durch diese Ausführung
kann die Drosselplatte 60 entfallen. Dazu ist der Kopplerraum 70 an
einer zum Steuerraum 27 entgegengesetzten Seite angeordnet,
so dass zwischen Steuerraum 27 und Kopplerraum 70 das
Steuerventil 13 und der Magnetsteller 12 positioniert
sind. Es ist aber auch denkbar, nur das Steuerventil 13 mit
dem Steuerkolben 30 zwischen dem Steuerraum 27 und
dem Kopplerraum 70 anzuordnen. Der Kopplerraum 70 wird über einen
weiteren Verbindungskanal 91 mit der Hochdruckleitung 18 verbunden.
Vom Steuerraum 27 führt
eine Verbindungsleitung 92 mit einer Ablaufdrossel 92.1 in
den ersten Ringraum 38, wobei die Ablaufdrossel 92.1 der
Ablaufdrossel 69.1 in 3 entspricht.
Von der Hochdruckleitung 18 zweigt eine weitere Verbindungsleitung 93 mit
einer weiteren Zulaufdrossel 93.1 ab. Die weitere Zulaufdrossel 93.1 übernimmt dabei
die Funktion der Zulaufdrossel 68.1 in 3, so
dass über
die Verbindungsleitung 93 und die Zulaufdrossel 93.1 der
Steuerraum 27 befüllt
wird. Die hydraulischen Verbindungen am Steuerkolben 30 sind
gegenüber 2 und 3 ebenfalls
abgewandelt, wobei eine hydraulische Verbindung 94 über eine
Querkanal 95 mit einer weiteren Zulaufdrossel 95.1 den
Kopplerraum 70 mit dem ersten Ringraum 38 verbindet.
Alternativ kann die Verbindung 95 auch mittels einer weiterführenden
hydraulischen Verbindung 96 ausgeführt sein, so dass dann der
Kopplerraum 70 und der Steuerraum 27 hydraulisch
kurz geschlossen sind.The embodiment according to 4 corresponds in principle also to the fuel injector in 2 and 3 , The difference is that the magnetic actuator 12 and the control valve 30 compared to 2 and 3 upside down in the injector body 10 are arranged. Through this design, the throttle plate 60 entfal len. This is the coupler room 70 at one to the control room 27 arranged opposite side, so that between control room 27 and coupler room 70 the control valve 13 and the magnetic actuator 12 are positioned. But it is also conceivable, only the control valve 13 with the control piston 30 between the control room 27 and the coupler room 70 to arrange. The coupler room 70 is via another connection channel 91 with the high pressure line 18 connected. From the control room 27 leads a connection line 92 with a drain throttle 92.1 in the first annulus 38 , where the outlet throttle 92.1 the outlet throttle 69.1 in 3 equivalent. From the high pressure line 18 branches another connection line 93 with another inlet throttle 93.1 from. The additional inlet throttle 93.1 takes over the function of the inlet throttle 68.1 in 3 so that over the connecting line 93 and the inlet throttle 93.1 the control room 27 is filled. The hydraulic connections on the control piston 30 are opposite 2 and 3 also modified, with a hydraulic connection 94 over a cross channel 95 with another inlet throttle 95.1 the coupler room 70 with the first annulus 38 combines. Alternatively, the connection 95 also by means of a continuing hydraulic connection 96 be executed, so that then the coupler space 70 and the control room 27 hydraulically short closed.
Der
Kraftstoffinjektoren gemäß 1 funktioniert
folgendermaßen:
Durch Bestromung des Magnetstellers 12 wird die Ankerplatte 46 angezogen
und der Steuerkolben 30 in Richtung Ausgleichsraum 40 bewegt.
Dadurch öffnet
der Ventilsitz 50, so dass eine hydraulische Verbindung
zwischen der an das Rücklaufsystem
angeschlossenen Leckölleitung 19 und
dem zweiten Ringraum 39 hergestellt wird. Da der zweite
Ringraum 39 über
die hydraulische Verbindung 53 mit dem Steuerraum 27 gekoppelt
ist, wird über
die Ablaufdrossel 56 der Druck im Steuerraum 27 entlastet.
Dadurch sinkt die auf die Steuerfläche 20 der Düsennadel 16 wirkende
Schließkraft unter
die auf die Druckschultern 24, 25 wirkende Öffnungskraft,
die durch den Systemdruck in dem Düsennadeldruckraum 23 bestimmt
ist. Die Düsennadel 16 hebt
vom Düsennadelsitz 22 ab
und der Einspritzvorgang erfolgt. Die Bewegung des Steuerkolbens 30 erfordert
dabei lediglich eine geringe Kraft, weil an der dem Ausgleichsraum 40 ausgesetzten
stellelementseitigen Druckfläche 41 und
der dem Steuerraum 27 ausgesetzten stellelementfernen Druckfläche 42 im
geschlossenen Zustand des Ventilsitzes 80 der gleiche Druck
anliegt. Zum Beenden des Einspritzvorganges wird die Stromversorgung
des Magnetkreises des Magnetstellers 12 unterbrochen, so dass
aufgrund der Kraft der Schließfeder 48 der Steuerkolben 30 wieder
in den Ventilsitz 50 gestellt wird. Dabei wird der Steuerraum 27 wieder über die erste
Zulaufdrossel 58.1 und zugleich auch über die Ablaufdrossel 56 befüllt, wobei
die Ablaufdrossel 56 die Befüllung über die zweite Zulaufdrossel 59.1 und den
zweiten Ringraum 39 erhält.
Im Steuerraum 27 liegt wieder Systemdruck an und die Düsennadel 16 wird
durch den Druckaufbau im Steuerraum 27 und die in Schließrichtung
wirkende Steuerfläche 20 in den
Ventilnadelsitz 22 gestellt.The fuel injectors according to 1 works as follows: By energizing the magnetic actuator 12 becomes the anchor plate 46 tightened and the spool 30 in the direction of the equalization room 40 emotional. This opens the valve seat 50 so that a hydraulic connection between the leak oil line connected to the return system 19 and the second annulus 39 will be produced. Because the second annulus 39 over the hydraulic connection 53 with the control room 27 is coupled, via the outlet throttle 56 the pressure in the control room 27 relieved. As a result, it sinks onto the control surface 20 the nozzle needle 16 acting closing force under the pressure on the shoulders 24 . 25 acting opening force, by the system pressure in the nozzle needle pressure chamber 23 is determined. The nozzle needle 16 lifts from the nozzle needle seat 22 from and the injection process takes place. The movement of the control piston 30 requires only a small force, because of the compensation space 40 exposed actuator-side pressure surface 41 and the control room 27 exposed actuator remote printing surface 42 in the closed state of the valve seat 80 the same pressure is applied. To end the injection process, the power supply of the magnetic circuit of the magnetic actuator 12 interrupted, so due to the force of the closing spring 48 the control piston 30 back in the valve seat 50 is provided. This is the control room 27 again via the first inlet throttle 58.1 and at the same time via the outlet throttle 56 filled, with the outlet throttle 56 the filling via the second inlet throttle 59.1 and the second annulus 39 receives. In the control room 27 System pressure is applied again and the nozzle needle 16 is due to the pressure build-up in the control room 27 and the control surface acting in the closing direction 20 in the valve needle seat 22 posed.
Der
Kraftstoffinjektoren der Ausführungsbeispiele
in 2 und 3 arbeiten folgendermaßen: Im
geschlossenen Zustand der Düsennadel 16 ist
der Steuerkolben 30 in den Ventilsitz 50 gestellt.
Zum Öffnen
der Ventilnadel 16 wird der Magnetkreis des Magnetstellers 12 bestromt
und die Ankerplatte 46 gegen die Druckkraft der Schließfeder 48 bewegt. Dadurch
wird der Steuerkolben 30 vom Ventilsitz 50 abgehoben und
die Ringräume 38 und 39 werden
hydraulisch verbunden. Dadurch ist der erste Ringraum 38 an
die Leckölleitung 19 angekoppelt
und mit dem mit Niederdruck beaufschlagten Rücklaufsystem verbunden. Dadurch
wird aufgrund der hydraulischen Verbindung des Ringraums 38 über die
Verbindungsleitungen 69, 73 und die Ablaufdrossel 69.1 der Druck
im Steuerraum 27 entlastet. Die an den Druckschultern 24 und 25 wirkende Öffnungskraft übersteigt
die auf die Steuerfläche 20 des
Düsennadelkolbens 26 wirkende
Schließkraft
und die Düsennadel 16 wird
vom Düsennadelsitz 22 abgehoben,
so dass der Einspritzvorgang erfolgt. Zum Schließen der Düsennadel 16 wird die
Stromversorgung des Magnetkreises des Magnetstellers 45 unterbrochen,
wodurch aufgrund der Kraft der Schließfeder 48 der Steuerkolben 30 wieder
in den Ventilsitz 80 gestellt wird. Dadurch wird der erste
Ringraum 38 wieder von der Leckölleitung 19 abgekoppelt.
Gleichzeitig wird der Steuerraum 27 über die Zulaufdrossel 68.1 mit dem
im Kopplerraum 70 herrschenden Systemdruck beaufschlagt.
Ebenfalls gleichzeitig erfolgt über
die weitere Zulaufdrossel 77.1 die Befüllung des Ringraums 38,
so dass auch dort Systemdruck anliegt. Dadurch schließt der Steuerkolben 30 schnell,
wodurch auch die Düsennadel 16 eine
schnelle Schließbewegung
ausführt.
Im geschlossenen Zustand des Steuerkolbens 30 sind alle
Druckräume
wieder mit Systemdruck druckausgeglichen. Ein weiterer Vorteil der
Erfindung ist, dass der Magnetsteller 12 leckagefrei ist
und dass durch die Verwendung von zwei Zulaufdrosseln 68.1 und 77.1 das
Steuerventil 13 schnell arbeitet.The fuel injectors of the embodiments in 2 and 3 work as follows: In the closed state of the nozzle needle 16 is the control piston 30 in the valve seat 50 posed. To open the valve needle 16 becomes the magnetic circuit of the magnetic actuator 12 energized and the anchor plate 46 against the pressure force of the closing spring 48 emotional. As a result, the control piston 30 from the valve seat 50 lifted off and the annular spaces 38 and 39 are hydraulically connected. This is the first annulus 38 to the drain line 19 coupled and connected to the pressurized with low pressure return system. This is due to the hydraulic connection of the annulus 38 over the connecting lines 69 . 73 and the outlet throttle 69.1 the pressure in the control room 27 relieved. The at the pressure shoulders 24 and 25 Actual opening force exceeds that on the control surface 20 of the nozzle needle piston 26 acting closing force and the nozzle needle 16 gets from the nozzle needle seat 22 lifted so that the injection process takes place. To close the nozzle needle 16 becomes the power supply of the magnetic circuit of the magnetic actuator 45 interrupted, which due to the force of the closing spring 48 the control piston 30 back in the valve seat 80 is provided. This will be the first annulus 38 again from the drain line 19 decoupled. At the same time the control room 27 via the inlet throttle 68.1 with the in the coupler room 70 prevailing system pressure applied. Also at the same time via the additional inlet throttle 77.1 the filling of the annulus 38 , so that system pressure is applied there, too. This closes the control piston 30 fast, which also causes the nozzle needle 16 performs a fast closing movement. In the closed state of the control piston 30 All pressure chambers are pressure balanced again with system pressure. Another advantage of the invention is that the magnetic actuator 12 is leak-free and that by the use of two inlet throttles 68.1 and 77.1 the control valve 13 works fast.
Der
Kraftstoffinjektor gemäß 4 arbeitet ähnlich wie
die Ausführungsbeispiele
in 2 und 3. Zum Öffnen der Ventilnadel 16 wird
der Magnetkreis des Magnetstellers 12 bestromt und die
Ankerplatte 46 gegen die Druckkraft der Schließfeder 48 bewegt.
Dadurch wird der Steuerkolben 30 vom Ventilsitz 50 abgehoben
und die Ringräume 38 und 39 werden
hydraulisch verbunden. Dadurch ist der erste Ringraum 38 an
die Leckölleitung 19 angekoppelt und
damit mit dem mit Niederdruck beaufschlagten Rücklaufsystem verbunden. Dadurch
wird aufgrund der hydraulischen Verbindung des Ringraums 38 über die
Verbindungsleitung 92 und die Ablaufdrossel 92.1 der
Druck im Steuerraum 27 entlastet. Die an den Druckschultern 24 und 25 wirkende Öffnungskraft übersteigt
die auf die Steuerfläche 20 des
Düsennadelkolbens 26 wirkende
Schließkraft
und die Düsennadel 16 wird
vom Düsennadelsitz 22 abgehoben,
so dass der Einspritzvorgang erfolgt. Zum Schließen der Düsennadel 16 wird die
Stromversorgung des Magnetkreises des Magnetstellers 12 unterbrochen,
wodurch aufgrund der Kraft der Schließfeder 48 der Steuerkolben 30 wieder
in den Ventilsitz 50 gestellt wird. Dadurch wird der Ringraum 39 wieder
von der Leckölleitung 19 abgekoppelt.
Gleichzeitig wird der Steuerraum 27 über die Zulaufdrossel 93.1 mit
dem in der Hochdruckleitung 18 herrschenden Systemdruck
beaufschlagt. Ebenfalls gleichzeitig erfolgt über den Kopplerraum 70,
die hydraulischen Verbindungen 94, 95 und die
weitere Zulaufdrossel 95.1 die Befüllung des ersten Ringraums 38, so
dass der dort herrschende Systemdruck über die Verbindungsleitung 92 und
die Ablaufdrossel 92.1 zusätzlich in den Steuerraum 27 gelangt.
Dadurch schließt
der Steuerkolben 30 schnell, wodurch auch hier die Düsennadel 16 eine
schnelle Schließbewegung
ausführt.
Im geschlossenen Zustand des Steuerkolbens 30 sind alle
Druckräume
wieder mit Systemdruck druckausgeglichen.The fuel injector according to 4 works similar to the embodiments in 2 and 3 , To open the valve needle 16 becomes the magnetic circuit of the magnetic actuator 12 energized and the anchor plate 46 against the pressure force of the closing spring 48 emotional. This will be the spool 30 from the valve seat 50 lifted off and the annular spaces 38 and 39 are hydraulically connected. This is the first annulus 38 to the drain line 19 coupled and thus acted upon with the low pressure Return system connected. This is due to the hydraulic connection of the annulus 38 over the connecting line 92 and the outlet throttle 92.1 the pressure in the control room 27 relieved. The at the pressure shoulders 24 and 25 Actual opening force exceeds that on the control surface 20 of the nozzle needle piston 26 acting closing force and the nozzle needle 16 gets from the nozzle needle seat 22 lifted so that the injection process takes place. To close the nozzle needle 16 becomes the power supply of the magnetic circuit of the magnetic actuator 12 interrupted, which due to the force of the closing spring 48 the control piston 30 back in the valve seat 50 is provided. This will make the annulus 39 again from the drain line 19 decoupled. At the same time the control room 27 via the inlet throttle 93.1 with the in the high pressure line 18 prevailing system pressure applied. Also at the same time via the coupler room 70 , the hydraulic connections 94 . 95 and the additional inlet throttle 95.1 the filling of the first annulus 38 , so that the prevailing system pressure over the connecting line 92 and the outlet throttle 92.1 additionally in the control room 27 arrives. This closes the control piston 30 fast, which also causes the nozzle needle 16 performs a fast closing movement. In the closed state of the control piston 30 All pressure chambers are pressure balanced again with system pressure.