DE102006054064A1

DE102006054064A1 - Kraftstoffinjektor

Info

Publication number: DE102006054064A1
Application number: DE200610054064
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2008-05-21
Also published as: WO2008058799A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor mit einem Haltekörper (18), an dem mit Hilfe einer Düsenspannmutter (22) ein Düsenkörper (5) befestigt ist, in dem eine Düsennadel (8) aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung hin- und herbewegbar geführt ist, in der mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Um einen Kraftstoffinjektor zu schaffen, der vielseitig einsetzbar und kostengünstig herstellbar ist, weist der Düsenkörper (5) an seinem brennraumfernen Ende eine Düsenkörperverlängerung auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor mit einem Haltekörper, an dem mit Hilfe einer Düsenspannmutter ein Düsenkörper befestigt ist, in dem eine Düsennadel aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung hin und her bewegbar geführt ist, in der mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
Stand der Technik
Herkömmliche Kraftstoffinjektoren haben einen Außendurchmesser von 19 Millimetern.
Vorteile der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der vielseitig einsetzbar und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einem Kraftstoffinjektor mit einem Haltekörper, an dem mit Hilfe einer Düsenspannmutter ein Düsenkörper befestigt ist, in dem eine Düsennadel aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung hin und her bewegbar geführt ist, in der mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird, dadurch gelöst, dass der Düsenkörper an seinem brennraumfernen Ende eine Düsenkörperverlängerung aufweist. Die künstliche Düsenkörperverlängerung ermöglicht es, den Kraftstoffinjektor an seinem brennraumnahen Ende, insbesondere auf einen Außendurchmesser von 17 Millimetern, einzuengen. Das liefert den Vorteil, dass der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor auch in kleineren Motoren eingesetzt werden kann. Darüber hinaus wird durch die künstliche Düsenkörperverlängerung das hydraulische Volumen in dem Düsenkörper vergrößert. Dadurch können im Betrieb des Kraftstoffinjektors auftretende hydraulische Schwingungen reduziert werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkörperverlängerung einstückig mit dem Düsenkörper verbunden ist. Der Düsenkörper mit der Düsenkörperverlängerung ist länger als herkömmliche Düsenkörper.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkörperverlängerung eine Verlängerungshülse umfasst, die eine brennraumnahe Stirnfläche aufweist, die an einer brennraumfernen Stirnfläche des Düsenkörpers anliegt. Bei der Verlängerungshülse handelt es sich um ein zusätzliches Bauteil.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungshülse die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels aufweist. Vorzugsweise ist die Gestalt der Verlängerungshülse an die Gestalt des brennraumfernen Endes des Düsenkörpers angepasst.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungshülse den gleiche Innendurchmesser und/oder den gleichen Außendurchmesser wie der Düsenkörper aufweist. Vorzugsweise ist die Dicke der Verlängerungshülse an die Dicke des brennraumfernen Endes des Düsenkörpers angepasst.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Verlängerungshülse eine Steuerraumbegrenzungshülse angeordnet ist, in der das brennraumferne Ende der Düsennadel einen Steuerraum begrenzt. Vorzugsweise weist die Steuerraumbegrenzungshülse an ihrem brennraumfernen Ende eine Beißkante auf.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verlängerung des Düsenkörpers und dem Haltekörper eine Drosselplatte und/oder eine Ventilplatte angeordnet sind/ist. Die Ventilplatte und/oder die Drosselplatte sind/ist Teil einer Steuerventileinrichtung, die in den Kraftstoffinjektor integriert ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel eine Düsennadelverlängerung aufweist. Vorzugsweise ist die Düsennadelverlängerung genauso groß wie die Düsenkörperverlängerung.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenspannmutter, zumindest an ihrem brennraumfernen Ende, einen Außendurchmesser von 17 Millimetern aufweist. Damit hat der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor, insbesondere an seinem brennraumfernen Ende, einen um zwei Millimeter geringeren Außendurchmesser als herkömmliche Kraftstoffinjektoren.
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Baukasten für einen vorab beschriebenen Kraftstoffinjektor, mit Düsennadeln, Düsenkörpern und Düsenspannmuttern, die unterschiedlich lang sind und/oder unterschiedlich große Außendurchmesser aufweisen. Die Düsenkörper können einteilig oder mehrteilig, das heißt mit mindestens einer Verlängerungshülse, ausgeführt sein. Der erfindungsgemäße Baukasten ermöglicht mit nur drei neuen Bauteilen eine Ausführung des Kraftstoffinjektors mit einem Außendurchmesser von 17 Millimetern im unteren Bereich des Kraftstoffinjektors.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
Zeichnung
Die beiliegende Figur zeigt eine Teildarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors im Längsschnitt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die beiliegende Figur zeigt einen Kraftstoffinjektor, der auch als Kraftstoffeinspritzventil bezeichnet wird, und zum Einbau in eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Der Kraftstoffinjektor ist als Common-Rail-Injektor zur Einspritzung von vorzugsweise Dieselkraftstoff ausgebildet.
Der Kraftstoffinjektor umfasst ein Injektorgehäuse 1 mit einem Düsenmodul 2 und einem Ventilsteuermodul 3. Das Düsenmodul 2 umfasst eine in einem Düsenkörper 5 angeordnete und geführte Düsennadel 8. Die Düsennadel 8 weist an einem Ende eine Düsennadelspitze 9 auf, die in dem freien Ende des Düsenkörpers 5 vorgesehene Spritzlöcher 11, 12 verschließt. Wenn die Düsennadelspritze 9 von einem zugehörigen Dichtsitz abhebt, dann wird mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff durch die Spritzlöcher 11, 12 in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt. Daher wird die Düsennadelspitze 9 auch als brennraumnahes Ende der Düsennadel 8 bezeichnet. Analog wird das Ende des Düsenkörpers 5 mit den Spritzlöchern 11, 12 als brennraumnahes Ende des Düsenkörpers 5 bezeichnet.
Das Ventilsteuermodul 3 umfasst eine Drosselplatte 15 und eine Ventilplatte 16. Die Drosselplatte 15 und die Ventilplatte 16 sind unter Zwischenschaltung einer Verlängerungshülse 20 mit Hilfe einer Düsenspannmutter 22 gegen einen Haltekörper 18 verspannt. Die Verlängerungshülse 20 ist in Verlängerung des Düsenkörpers in axialer Richtung zwischen dem Düsenkörper 5 und der Drosselplatte 15 angeordnet. Die Ventilplatte 16 ist in axialer Richtung zwischen der Drosselplatte 15 und dem Haltekörper 18 angeordnet. Der Haltekörper 18 ist mit einem Außengewinde 23, insbesondere einem metrischen Außengewinde M15, versehen, auf das ein komplementär ausgebildetes Innengewinde der Düsenspannmutter 22 aufgeschraubt ist.
Der Düsenkörper 5 hat an seinem brennraumfernen Ende die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels. Die Verlängerungshülse 20 hat ebenfalls die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels, dessen Gestalt an die Gestalt des brennraumfernen Endes des Düsenkörpers 5 angepasst ist. Das brennraumferne Ende des Düsenkörpers 5 und die Verlängerungshülse 20 begrenzen radial innen ein im Wesentlichen kreiszylinderförmiges hydraulisches Volumen 24, das über einen Kraftstoffzulauf 26 mit mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff gefüllt ist.
Das hydraulische Volumen 24 steht über einen Verbindungskanal, der zwischen einer Abflachung 31 und dem Düsenkörper 5 ausgespart ist, mit einem Druckraum 32 in Verbindung. Der Hochdruckkanal 30 umfasst einen ersten Hochdruckkanalabschnitt 27, der durch die Drosselplatte 15 verläuft, einen zweiten Hochdruckkanalabschnitt 28, der durch die Ventilplatte 16 verläuft, und einen dritten Hochdruckkanalabschnitt 29, der durch den Haltekörper 18 verlauft.
Das der Düsennadelspitze 9 entgegengesetzte Ende der Düsennadel 8 wird auch als brennraumfernes Ende der Düsennadel 8 bezeichnet und begrenzt in axialer Richtung einen Steuerraum 34, der in radialer Richtung von einer Steuerraumbegrenzungshülse 36 begrenzt wird. Die Steuerraumbegrenzungshülse 36 weist an ihrem brennraumfernen Ende eine Beißkante auf, die sich in die Drosselplatte 15 eingräbt.
Zwischen dem brennraumnahen Ende der Steuerraumbegrenzungshülse 36 und einem Federteller 39 ist eine Düsenfeder 38 eingespannt. Der Federteller 39 ist an einem Absatz 40 abgestützt, der an der Düsennadel 8 vorgesehen ist. Durch die Vorspannkraft der Düsenfeder 38 wird einerseits die Steuerraumbegrenzungshülse 36 mit ihrer Beißkante in Anlage an der Drosselplatte 15 gehalten. Andererseits wird die Düsennadelspitze 9 der Düsennadel 8 durch die Vorspannkraft der Düsenfeder 38 in Anlage an ihrem zugehörigen Dichtsitz gehalten.
Der Steuerraum 34 wird über einen mit einer Zulaufdrossel 41 ausgestatteten Zulaufkanal 42 aus dem Kraftstoffzulauf 26 mit mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff gefüllt. Über einen mit einer Ablaufdrossel 44 ausgestatteten Ablaufkanal 45 steht der Steuerraum 34 mit einem Ventilraum 48 in Verbindung. In dem Ventilraum 48 ist ein Steuerventilkörper 50 angeordnet. Der Steuerventilkörper 50 ist unter Zwischenschaltung eines Übersetzerkolbens 52 durch einen (nicht dargestellten) Aktor, insbesondere einen Piezoaktor, betätigbar.
Wenn der Steuerventilkörper 50 über den Aktor betätigt wird, dann gibt er eine Druckentlastungsverbindung zwischen dem Ventilraum 48 und einem Druckentlastungsraum frei. Daraufhin wird der Druck in dem Steuerraum 34 über den Ablaufkanal 45 abgebaut, so dass die Düsennadel 8 mit ihrer Spitze 9 von dem zugehörigen Dichtsitz abhebt. Der Ventilraum 48 steht über einen Verbindungskanal 54 mit dem hydraulischen Volumen 24 in Verbindung. Der Verbindungskanal 54 ist durch den Steuerventilkörper 50 verschließbar, wenn dieser betätigt wird.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist der Düsenkörper 5 durch die Verlängerungshülse 20 verlängert. Der Außendurchmesser der Verlängerungshülse 20 ist genau so groß wie der Außendurchmesser des brennraumfernen Endes des Düsenkörpers 5. Die Düsennadel 8 ist um die gleiche Länge verlängert, um welche der Düsenkörper 5 durch die Verlängerungshülse 20 verlängert ist. Des Weiteren ist die Düsenspannmutter 22 um die Länge der Verlängerungshülse 20 verlängert.
Somit wird auf einfache Art und Weise ein Baukasten geschaffen, der mit drei neuen Bauteilen, und zwar mit der Verlängerungshülse 20, der verlängerten Düsennadel 8 und der verlängerten Düsenspannmutter 22 die Schaffung eines Kraftstoffinjektors mit einem Außendurchmesser 60 von 17 Millimetern im unteren Bereich des Injektors, das heißt am brennraumfernen Ende der Düsenspannmutter 22, ermöglicht.

Claims

Kraftstoffinjektor mit einem Haltekörper (18), an dem mit Hilfe einer Düsenspannmutter (22) ein Düsenkörper (5) befestigt ist, in dem eine Düsennadel (8) aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung hin und her bewegbar geführt ist, in der mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (5) an seinem brennraumfernen Ende eine Düsenkörperverlängerung aufweist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkörperverlängerung einstückig mit dem Düsenkörper verbunden ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkörperverlängerung eine Verlängerungshülse (20) umfasst, die eine brennraumnahe Stirnfläche aufweist, die an einer brennraumfernen Stirnfläche des Düsenkörpers (5) anliegt.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungshülse (20) die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels aufweist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungshülse (20) den gleichen Innendurchmesser und/oder den gleichen Außendurchmesser wie der Düsenkörper (5) aufweist.
Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verlängerungshülse (20) eine Steuerraumbegrenzungshülse (36) angeordnet ist, in der das brennraumferne Ende der Düsennadel (8) einen Steuerraum (34) begrenzt.
Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verlängerung des Düsenkörpers (5) und dem Haltekörper (18) eine Drosselplatte (15) und/oder eine Ventilplatte (16) angeordnet sind/ist.
Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (8) eine Düsennadelverlängerung aufweist.
Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenspannmutter (22), zumindest an ihrem brennraumfernen Ende, einen Außendurchmesser von 17 Millimetern aufweist.
Baukasten für einen Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Düsennadeln, Düsenkörpern und Düsenspannmuttern, die unterschiedlich lang sind und/oder unterschiedlich große Außendurchmesser aufweisen.