DE102007014359A1

DE102007014359A1 - Injector for internal combustion engine, has injection hole axially limiting needle control area that is hydraulically connected with coupling area over coupling path, and control device controlling hydraulic pressure in rod control area

Info

Publication number: DE102007014359A1
Application number: DE102007014359A
Authority: DE
Inventors: Joachim Boltz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2008-03-06

Abstract

The injector (1) has an injector body (2) with an injecting hole (15), and a control rod (12) arranged coaxial to the injector body in a stroke-variable manner. The control rod immerges in a rod control area (11) and in a coupling area (13). A nozzle needle (14) is arranged in the injector body in a stroke-variable manner for controlling injection of fuel over the injection hole. The injection hole axially limits a needle control area that is hydraulically connected with the coupling area over a coupling path (17). A control device controls hydraulic pressure in the rod control area.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.The The present invention relates to an injector for a fuel injection system an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle.

Um die Schadstoffemission von Brennkraftmaschinen weiter reduzieren zu können, steht insbesondere eine Steigerung eines Einspritzdruckes bei der Kraftstoffeinspritzung in einen Brennraum im Fokus. Hierbei ist vorteilhafterweise ein großes Kraftstoffvolumen im Injektorkörper anzustreben, um Druckschwingungen bei Mehrfacheinspritzungen möglichst gering zu halten. Die Steigerung des Einspritzdruckes wird bei bekannten Injektoren üblicherweise dadurch erreicht, dass eine Druckübersetzung vorgenommen wird, mit Hilfe welcher der Kraftstoff mit einem gegenüber dem Hochdruck des Systems erhöhten Druck, also mit einem Vielfachen des Atmosphärendrucks beaufschlagt wird und mit diesem hohen Druck in die Brennkammer eingedüst wird. Dabei erfolgt eine Zuleitung von Kraftstoff zum Druckübersetzer üblicherweise über mehrere miteinander verbundene Bohrungen, welche jedoch den Injektorkörper schwächen und dadurch die Haltbarkeit des Injektors beeinträchtigen und anfällig für Leckagen sind.Around further reduce pollutant emissions from internal combustion engines to be able to is in particular an increase of an injection pressure in the Fuel injection in a combustion chamber in focus. Here is advantageously a large one Fuel volume in the injector body aspire to pressure oscillations in multiple injections as possible to keep low. The increase of the injection pressure is known Injectors usually achieved by a pressure translation is made, with the help of which the fuel with a relation to the high pressure of the system increased pressure, So is applied to a multiple of the atmospheric pressure and is injected with this high pressure in the combustion chamber. In this case, a supply of fuel to the pressure booster usually takes place over several interconnected holes, but which weaken the injector body and thereby impairing the durability of the injector and being susceptible to leakage.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße Injektor mit den Merkmalen des Anspruches 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass im Injektorkörper keine Bohrungen für eine hydraulische Anbindung einer Druckübersetzung vorgesehen werden müssen und dadurch die Haltbarkeit des erfindungsgemäßen Injektors gesteigert werden kann. Dabei weist der Injektor eine koaxial im Injektorkörper hubverstellbar angeordnete Steuerstange auf, die einenends in einen Stangensteuerraum und anderenends in einen Kopplerraum eintaucht, wobei der Kopplerraum über einen Kopplungspfad hydraulisch mit einem Nadelsteuerraum verbunden ist. Der Nadelsteuerraum wird axial von einer, im Injektorkörper hubverstellbar angeordneten Düsennadel begrenzt, die zum Steuern der Einspritzung von Kraftstoff ausgebildet ist. Kernvorteil ist hierbei die räumliche Trennung des Stangensteuerraums vom Kopplerraum, wobei die Steuerstange derart einenends in den Stangensteuerraum und anderenends in den Kopplerraum eingreift, dass eine Druckverminderung, welche beispielsweise durch eine Steuereinrichtung zum Steuern des hydraulischen Drucks im Stangensteuerraum hervorgerufen wird, eine axiale Verlagerung der Steuerstange bewirkt, wodurch auch im Kopplerraum eine Reduzierung des Druckes auftritt. Durch die Tatsache, dass der Kopplerraum über den Kopplungspfad mit dem Nadelsteuerraum verbunden ist, bewirkt eine Reduzierung des Drucks im Stangensteuerraum auch eine Reduzierung des Drucks im Nadelsteuerraum, welche dann einen Öffnungshub der Düsennadel bewirkt. Somit kann die Einspritzung lediglich über eine Veränderung des Drucks im Stangensteuerraum gesteuert werden, wodurch aufwendige und die Haltbarkeit des Injektors beeinträchtigende sowie leckageanfällige Bohrungen innerhalb des Injektorkörpers entfallen können.Of the Inventive injector with the features of claim 1 has the advantage that in the injector body no Holes for a hydraulic connection of a pressure intensification can be provided have to and thereby the durability of the injector according to the invention can be increased can. In this case, the injector has a stroke-adjustable coaxially in the injector body arranged control rod on one end into a rod control room and at the other end immersed in a coupler space, wherein the coupler space via a Coupling path is hydraulically connected to a needle control room. The needle control chamber is axially adjustable from one in the injector body arranged nozzle needle limited, which is designed to control the injection of fuel is. Core advantage here is the spatial separation of the bar control room from the coupler space, wherein the control rod so one end in the Rod control room and the other end engages in the coupler room, that a pressure reduction, which, for example, by a control device is caused to control the hydraulic pressure in the rod control room, causes an axial displacement of the control rod, which also in the Coupler space a reduction of pressure occurs. Through the fact, that the coupler space over the coupling path is connected to the needle control chamber causes a reduction of the pressure in the rod control room also a reduction the pressure in the needle control chamber, which then an opening stroke the nozzle needle causes. Thus, the injection can only by a change the pressure in the rod control room are controlled, thereby consuming and the durability of the injector impairing and leakage-prone holes omitted within the injector body can.

Zweckmäßig ist der Kopplerraum von der Steuerstange, einem Druckverstärkerboden und umfangsseitig von einem Stufenkolben begrenzt und weist eine Quernut auf, welche im Druckverstärkerboden und/oder in der Steuerstange angeordnet ist und über welche der Kopplerraum mit einer den Druckverstärkerboden axial durchdringenden Bohrung hydraulisch verbunden ist. Diese Bohrung mündet an ihrem vom Kopplerraum abgewandten Ende im Nadelsteuerraum. Durch diese konstruktiv einfache Lösung wird erreicht, dass sich eine Druckänderung im Kopplerraum über die Quernut und die Bohrung in den Nadelsteuerraum überträgt, wobei wie im vorherigen Absatz erwähnt eine Druckänderung im Stangensteuerraum über die Steuerstange in den Kopplerraum und dadurch in den Nadelsteuerraum übertragen wird. Die den Druckverstärkerboden axial durchdringende Bohrung, welche den Kopplerraum mit dem Nadelssteuerraum hydraulisch verbindet, ist dabei im Vergleich zu herkömmlichen im Injektorkörper anzuordnenden Bohrungen zentral gelegen und deutlich einfacher herzustellen, bzw. abzudichten. Insbesondere entfällt bei dieser Lösung eine hydraulische Leitungsführung in einer Injektorkörperwand oder außerhalb des Injektors zum Nadelsteuerraum.Is appropriate the coupler space from the control rod, a pressure booster ground and peripherally bounded by a stepped piston and has a Quernut on which in the pressure intensifier bottom and / or in the control rod is arranged and over which the coupler space with the pressure intensifier plate axially penetrating Bore is hydraulically connected. This hole opens their end remote from the coupler space in the needle control room. By this structurally simple solution is achieved that a pressure change in the coupler space on the Transverse groove and the bore in the needle control room transfers, taking as in the previous one Paragraph mentioned a pressure change in the bar control room over transferred the control rod in the coupler space and thereby in the needle control room becomes. The pressure booster floor axially penetrating bore, which the coupler space with the needle control room hydraulically connects, is thereby compared to conventional in the injector body centrally located and much easier to manufacture or seal. In particular, this solution eliminates one hydraulic cable routing in an injector body wall or outside of the injector to the needle control room.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist eine hubverstellbar am Stufenkolben gelagerte Übersetzerhülse vorgesehen sowie eine Vorspannfeder, die sich einenends am Stufenkolben und anderenends an der Übersetzerhülse axial abstützt und letztere gegen die Stirnplatte des Druckverstärkerbodens vorspannt. Dabei begrenzen der Stufenkolben, die Übersetzerhülse und die Stirnplatte des Druckverstärkerbodens einen Übersetzerraum. Der Stufenkolben, die Übersetzerhülse und die Stirnplatte des Druckverstärkerbodens bilden zusammen mit der Vorspannfeder eine Übersetzungseinrichtung zum Übersetzen des im Kopplerraum herrschenden Drucks in einen für den Einspritzvorgang erforderlichen, deutlich höheren Druck im Übersetzerraum. Eine Übersetzungswirkung wird dabei durch die zwischen dem Kopplerraum und dem Übersetzerraum herrschende, deutlichen Größenunterschiede, bewirkt. Dies ermöglicht es, einen hohen Einspritzdruck bei einem gleichzeitig moderaten Systemdruck zu erzielen, wodurch die Schadstoffemission des mit dem Injektor ausgerüsteten Verbrennungsmotors deutlich reduziert werden kann.at an advantageous embodiment the solution according to the invention a translation sleeve mounted on the stepped piston and adjustable in height, and a pretensioning spring, which at one end on the stepped piston and the other at the translator sleeve axially supported and the latter against the face plate of the pressure intensifier bottom biases. Here limit the stepped piston, the translator sleeve and the face plate of the pressure intensifier bottom a translator room. The graduated piston, the translator sleeve and form the front plate of the pressure intensifier bottom together with the biasing spring, a translation device for translating of the pressure prevailing in the coupler space in one for the injection process required, significantly higher Pressure in the translator room. A translation effect is characterized by the between the coupler space and the translator prevailing, significant size differences, causes. this makes possible it, a high injection pressure at a moderate at the same time System pressure to achieve, whereby the pollutant emission of the equipped with the injector Internal combustion engine can be significantly reduced.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform enthält der Injektorkörper einen Hochdruckraum, in welchem die Steuerstange, der Stufenkolben und die Übersetzerhülse angeordnet sind. Der Hochdruckraum ist dabei im Vergleich zum Koppler-, Übersetzer- und Nadelssteuerraum der größte Raum und weist daher das größte Volumen auf. Ein großes Hochdruckvolumen wirkt sich dabei positiv auf Druckschwingungen bei Mehrfacheinspritzungen aus, welche dann auf einem geringen Maß gehalten werden können.at In a further advantageous embodiment, the injector body contains a High pressure chamber in which the control rod, the stepped piston and arranged the translator sleeve are. The high pressure chamber is compared to the coupler, translator and needle control room the largest room and therefore has the largest volume. A big High-pressure volume has a positive effect on pressure oscillations in multiple injections, which then kept at a low level can be.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine druckerzeugende Hydraulikquelle vorgesehen, die über eine Hydraulikleitung direkt mit dem Hochdruckraum und indirekt über eine Ventileinrichtung der Steuereinrichtung mit dem Stangensteuerraum verbunden ist. Dabei verlaufen sowohl die direkte Zuleitung zum Hochdruckraum als auch die indirekte Zuleitung über die Ventileinrichtung der Steuereinrichtung zum Stangensteuerraum zumindest teilweise parallel in der Injektorstirnplatte, so dass eine Anbindung des erfindungsgemäßen Injektors an die Hydraulikquelle über lediglich eine Seite, nämlich die Injektorstirnplatte, möglich ist. Eine weitere, komplizierte bzw. aufwendige Leitungsführung, beispielsweise zum Übersetzerraum oder zum Nadelsteuerraum ist nicht erforderlich.at a further preferred embodiment a pressure-generating hydraulic source is provided, which via a Hydraulic line directly to the high pressure chamber and indirectly via a Valve device of the control device with the rod control room connected is. Both the direct supply lead to High-pressure chamber and the indirect supply via the valve device of Control device for rod control room at least partially parallel in the injector end plate, so that a connection of the injector according to the invention to the hydraulic source via only one page, namely the Injector end plate, possible is. Another, complicated or expensive wiring, for example to the translator room or to the needle control room is not required.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Injektors ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Further important features and advantages of the injector according to the invention arise from the dependent claims, from the drawing and from the associated description of the figures the drawing.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Injektors sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.embodiments of the injector according to the invention are shown in the drawings and are explained in more detail below.

Dabei zeigen die Figuren jeweils schematisch,there show the figures each schematically,

1 einen stark vereinfachten, prinzipiellen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Injektor, 1 a greatly simplified, schematic longitudinal section through an injector according to the invention,

2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einer anderen Ausführungsform. 2 a representation like in 1 but in another embodiment.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Entsprechend den 1 und 2 umfasst ein erfindungsgemäßer Injektor 1 einen Injektorkörper 2, welcher entweder einteilige oder mehrteilig ausgebildet sein kann. Im in 1 gezeigten Beispiel ist der Injektorkörper 2 vereinfacht aus zwei Abschnitten zusammengebaut, nämlich aus einem unten angeordneten Nadelabschnitt 3 und einem darüber angeordneten Steuerstangenabschnitt 4. Die beiden Abschnitte 3 und 4 können dabei durch eine geeignete Verbindungstechnik, beispielsweise eine Schweißverbindung oder eine Schraubverbindung, miteinander verbunden sein. Im gezeigten Beispiel ist eine Überwurfmutter 5 vorgesehen, welche den Nadelabschnitt 3 aufnimmt und gegenüber dem Steuerstangenabschnitt 4 verspannt. Dabei ist die Überwurfmutter 5 vorzugsweise am Steuerstangenabschnitt 4 angeschraubt.According to the 1 and 2 comprises an injector according to the invention 1 an injector body 2 , which may be formed either one-piece or multi-part. Im in 1 The example shown is the injector body 2 simplified assembled from two sections, namely from a bottom arranged needle section 3 and a control rod section disposed above 4 , The two sections 3 and 4 can be connected to each other by a suitable connection technique, such as a welded joint or a screw connection. In the example shown is a union nut 5 provided, which the needle section 3 receives and against the control rod section 4 braced. Here is the union nut 5 preferably on the control rod section 4 screwed.

Gespeist wird der Injektor 1 von einer druckerzeugenden Hydraulikquelle 6, welche über eine Hydraulikleitung 7 direkt mit einem im Injektor 1 angeordneten Hochdruckraum 8 und indirekt über eine, eine Ventileinrichtung 9 aufweisende Hydraulikleitung 7' mit einem Stangensteuerraum 11 verbunden ist. Die Ventileinrichtung 9 ist dabei Bestandteil einer Steuereinrichtung 10 und kann beispielsweise ein 3/2-Ventil aufweisen, welches entweder über ein Magnetventil oder einen Piezo angesteuert werden kann. Denkbar ist aber auch ein kleines 2/2 oder 3/2-Magnet- oder Piezoventil, welches in Kombination mit einem Miniservoventil, die 3/2-Funktionalität gewährleistet. Dabei bilden der Injektor 1 und die Hydraulikleitungen 7, 7', welche hier als Kraftstoffleitungen ausgebildet sind, jeweils einen Bestandteil einer im übrigen nicht gezeigten Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, welche insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann. Bei einem Common-Rail-System sind mehrere Injektoren 1 an die gleiche Kraftstoffhochdruckleitung 7, 7' angeschlossen.The injector is fed 1 from a pressure generating hydraulic source 6 , which via a hydraulic line 7 directly with one in the injector 1 arranged high-pressure chamber 8th and indirectly via one, a valve device 9 having hydraulic line 7 ' with a bar control room 11 connected is. The valve device 9 is part of a control device 10 and may for example have a 3/2 valve, which can be controlled either by a solenoid valve or a piezo. It is also conceivable a small 2/2 or 3/2-solenoid or piezo valve, which in combination with a miniservovalve, which ensures 3/2 functionality. At the same time form the injector 1 and the hydraulic lines 7 . 7 ' , which are formed here as fuel lines, each one part of a fuel injection system for an internal combustion engine, not shown otherwise, which can be arranged in particular in a motor vehicle. In a common rail system are several injectors 1 to the same high-pressure fuel line 7 . 7 ' connected.

Koaxial im Injektorkörper 2 ist hubverstellbar eine Steuerstange 12 angeordnet, welche einenends in den Stangensteuerraum 11 und anderenends in einen Kopplerraum 13 eintaucht. Im Nadelabschnitt 3 ist eine bezüglich des Injektorkörpers 2 hubverstellbar angeordnete Düsennadel 14 zum Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein Spritzloch 15 vorgesehen, wobei die Düsennadel 14 einen Nadelsteuerraum 16 axial begrenzt. Wie der 1 zu entnehmen ist, sind dabei der Kopplerraum 13 und der Nadelsteuerraum 16 über einen Kopplungspfad 17, hier eine in Axialrichtung des Injektors 1 verlaufende Bohrung, hydraulisch miteinander verbunden.Coaxial in the injector body 2 Hubverstellbar is a control rod 12 arranged one end in the bar control room 11 and at the other end into a coupler room 13 dips. In the needle section 3 is one with respect to the injector body 2 Hubverstellbar arranged nozzle needle 14 for controlling an injection of fuel through at least one spray hole 15 provided, with the nozzle needle 14 a needle control room 16 axially limited. Again 1 can be seen, are the coupler space 13 and the needle control room 16 via a coupling path 17 , here one in the axial direction of the injector 1 extending bore, hydraulically connected.

Der Stangensteuerraum 11 wird gemäß 1 in axialer Richtung von der Steuerstange 12 und einer Injektorstirnplatte 18 und in Umfangsrichtung von einer Dichthülse 19 begrenzt, wobei die Dichthülse 19 hubverstellbar an der Steuerstange 12 gelagert ist. Dabei weist die Dichthülse 19 auf ihrer, der Injektorstirnplatte 18 zugewandten Seite einen zugespitzten Bereich auf, welcher eine im wesentlichen dicht an die Injektorstirnplatte 18 anliegende Dichtkante bildet. Darüber hinaus ist eine Rückstellfeder 20 vorgesehen, die sich einerseits an der Steuerstange 12 und andererseits an der Dichthülse 19 axial abstützt und die Dichthülse 19 gegen die Injektorstirnplatte 18 vorspannt. Dabei kann eine Federkraft der Rückstellfeder 20 über zumindest ein Distanzelement 21, beispielsweise eine Unterlegscheibe, eingestellt bzw. verändert werden. Das Distanzelement 21 ist zwischen der Rückstellfeder 20 und einem, an der Steuerstange 12 ausgebildeten Kragen 22 angeordnet.The bar control room 11 is according to 1 in the axial direction of the control rod 12 and an injector faceplate 18 and in the circumferential direction of a sealing sleeve 19 limited, wherein the sealing sleeve 19 stroke adjustable on the control rod 12 is stored. In this case, the sealing sleeve 19 on her, the injector faceplate 18 facing a pointed area, which is a substantially close to the Injektorstirnplatte 18 forms adjacent sealing edge. In addition, a return spring 20 provided, on the one hand to the tax erstange 12 and on the other hand on the sealing sleeve 19 axially supported and the sealing sleeve 19 against the injector faceplate 18 biases. In this case, a spring force of the return spring 20 over at least one spacer element 21 For example, a washer, adjusted or changed. The spacer element 21 is between the return spring 20 and one, on the control rod 12 trained collar 22 arranged.

Der oben erwähnte Kopplerraum 13 wird von der Steuerstange 12, einem Druckverstärkerboden 23 und umfangsseitig von einem Stufenkolben 24 begrenzt. Dabei verläuft im Druckverstärkerboden 23 der als Axialbohrung ausgeführte Kopplungspfad 17 und verbindet den Kopplerraum 13 mit dem Nadelsteuerraum 16. Um eine hydraulische Verbindung zwischen dem Kopplungspfad 17 und dem Kopplerraum 13 herstellen zu können, ist im Druckverstärkerboden 23 und/oder an einer Stirnseite der Steuerstange 12, hier im Druckverstärkerboden 23, eine Quernut 25 vorgesehen.The above-mentioned coupler room 13 is from the control rod 12 , a pressure booster floor 23 and circumferentially of a stepped piston 24 limited. It runs in the pressure intensifier floor 23 the coupling path designed as an axial bore 17 and connects the coupler room 13 with the needle control room 16 , To make a hydraulic connection between the coupling path 17 and the coupler room 13 to be able to produce, is in the pressure intensifier floor 23 and / or on an end face of the control rod 12 , here in the pressure intensifier floor 23 , a transverse groove 25 intended.

In Richtung des Nadelabschnittes 3 weist der Druckverstärkerboden 23 eine Stirnplatte 26 auf, welcher den Nadelsteuerraum 16 in axialer Richtung begrenzt, ebenso wie die Düsennadel 14. In Umfangsrichtung ist der Nadelsteuerraum 16 von einer die Düsennadel 14 ringförmig umschließenden Düsennadelhülse 27 begrenzt. Darüber hinaus ist im Nadelabschnitt 3 eine Schließdruckfeder 28 vorgesehen, welche sich einenends an der Düsennadel 14 und anderenends an der Düsennadelhülse 27, hier speziell an einem an der Düsennadel 14 angeformten Kragen 22', abstützt und die Düsennadelhülse 27 gegen die Stirnplatte 26 des Druckverstärkerbodens 23 vorspannt. Dabei ist die Düsennadel 14 hubverstellbar in einem, von der Stirnplatte 26 des Druckverstärkerbodens 23 begrenzten Düsenraum 29 des Injektorkörpers 2 angeordnet.In the direction of the needle section 3 indicates the pressure intensifier bottom 23 a face plate 26 on which the needle control room 16 limited in the axial direction, as well as the nozzle needle 14 , In the circumferential direction is the needle control room 16 one of the nozzle needle 14 ring-shaped nozzle needle sleeve 27 limited. In addition, in the needle section 3 a closing pressure spring 28 provided, which at one end to the nozzle needle 14 and at the other end to the nozzle needle sleeve 27 , especially at one of the nozzle needle 14 molded collar 22 ' , supports and the nozzle needle sleeve 27 against the face plate 26 of the pressure intensifier bottom 23 biases. Here is the nozzle needle 14 adjustable in one stroke, from the front plate 26 of the pressure intensifier bottom 23 limited nozzle space 29 of the injector body 2 arranged.

Umfangsseitig radial außen ist der Stufenkolben 24 von einer Übersetzerhülse 30 umgeben, die in axialer Richtung hubverstellbar am Stufenkolben 24 gelagert ist. Die Übersetzerhülse 30, der Stufenkolben 24 und eine Vorspannfeder 31 bilden dabei die wesentlichen Bestandteile einer Übersetzereinrichtung, welche einen Kraftstoffeinspritzdruck erzeugt, der deutlich über einem Systemdruck liegt. Die Vorspannfeder 31 stützt sich einenends am Stufenkolben 24 und anderenends an der Übersetzerhülse 30 axial ab und spannt letztere gegen die Stirnplatte 26 des Druckverstärkerbodens 23 vor. Die Stirnplatte 26 kann dabei ein Bestandteil des Druckverstärkerbodens 23 sein. Wie der 1 weiter zu entnehmen ist, begrenzen der Stufenkolben 24, die Übersetzerhülse 30 und die Stirnplatte 26 einen Übersetzerraum 32, wobei in der Stirnplatte 26 des Druckverstärkerbodens 23 zumindest eine Durchgangsöffnung 33 vorgesehen ist, welche den Düsenraum 29 und den Übersetzerraum 32 hydraulisch miteinander verbindet. Der Übersetzerraum 32 weist dabei eine Fläche A auf, welche im Vergleich zum Kopplerraum 13 mit einer Fläche B deutlich unterschiedlich ist. Aufgrund dieses Flächenverhältnisses kann die extreme Drucksteigerung erreicht werden.On the circumference radially outward is the stepped piston 24 from a translator sleeve 30 surrounded, the stroke-adjustable in the axial direction on the stepped piston 24 is stored. The translator sleeve 30 , the step piston 24 and a biasing spring 31 form the essential components of a translator device, which generates a fuel injection pressure that is well above a system pressure. The biasing spring 31 leans on the stepped piston at one end 24 and at the other end at the translator sleeve 30 axially from and spans the latter against the face plate 26 of the pressure intensifier bottom 23 in front. The face plate 26 can be a part of the pressure booster floor 23 be. Again 1 can be seen further, limit the stepped piston 24 , the translator sleeve 30 and the face plate 26 a translator room 32 , being in the face plate 26 of the pressure intensifier bottom 23 at least one passage opening 33 is provided, which the nozzle space 29 and the translator room 32 hydraulically interconnected. The translator room 32 has an area A, which compared to the coupler space 13 with a surface B is clearly different. Due to this area ratio, the extreme pressure increase can be achieved.

Abgestützt ist die Übersetzereinrichtung einerseits an der Stirnplatte 26 des Druckverstärkerbodens 23 und andererseits an einem injektorkörperseitigen Anschlag 34. Dabei ist in dem Anschlag 34 ebenfalls zumindest eine Durchgangsöffnung 33' vorgesehen, welche eine hydraulische Verbindung zwischen einem oberhalb des Anschlags 34 gelegenen Abschnitt des Hochdruckraumes 8 mit einem unterhalb des Anschlages 34 gelegenen Abschnitt des Hochdruckraumes 8 verbindet. Dabei weist der Hochdruckraum 8 im Vergleich zu den anderen Räumen ein relativ großes Volumen auf, wodurch eine verbesserte Mehrfacheinspritzfähigkeit erreicht werden kann.The translator device is supported on the front plate on the one hand 26 of the pressure intensifier bottom 23 and on the other hand to an injector-side stop 34 , It is in the attack 34 also at least one passage opening 33 ' provided, which is a hydraulic connection between one above the stop 34 located section of the high-pressure chamber 8th with one below the stop 34 located section of the high-pressure chamber 8th combines. In this case, the high-pressure chamber 8th Compared to the other rooms, a relatively large volume, whereby an improved multi-injection capability can be achieved.

Im folgenden soll nun kurz die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Injektors 1 nach der 1 erläutert werden:
Im gezeigten Ausgangszustand, bei dem die Düsennadel 14 das wenigstens eine Spritzloch 15 verschließt, befinden sich alle Drücke im Injektor 1 auf einem Systemdruckniveau. Durch ein Betätigung der Ventileinrichtung 9 kann nun der Druck im Stangensteuerraum 11 abgesenkt werden, woraufhin sich aufgrund der hydraulischen Kräfte die Steuerstange 12 nach oben bewegt. Diese liegt im Ausgangszustand, d.h. in einer Schließstellung der Düsennadel 14, am Druckverstärkerboden 23 an. Durch die Bewegung der Steuerstange 12 gemäß der 1 nach oben, verringert sich ein hydraulischer Druck im Kopplerraum 13, wobei die Steuerstange 12 hierbei als mechanisches Übertragungsglied dient, wodurch aufwendige und störanfällige Bohrungen im Injektorkörper 2 entfallen können. Durch die Druckabsenkung im Kopplerraum 13 werden nun zwei Dinge nahezu gleichzeitig bewirkt. Zum einen wird über den Kopplungspfad 17 auch ein hydraulischer Druck im Nadelsteuerraum 16 verringert, wodurch sich die Düsennadel 14 ebenfalls nach oben bewegt und das wenigstens eine Spritzloch 15 öffnet, wodurch es zu eine Einspritzung von Kraftstoff kommt. Zum zweiten wird sich ebenfalls aufgrund der hydraulisch wirksamen Kräfte der Stufenkolben 24 nach unten bewegen, wodurch sich der Druck im Übersetzerraum 32 deutlich erhöht, und damit der Druck im Düsenraum 29. Durch die Druckerhöhung im Düsenraum 29 wird der Einspritzdruck erhöht. Insgesamt kann durch die beschriebenen Bewegungen ein Einspritzdruck erzeugt werden, welcher deutlich oberhalb des Systemdrucks liegt.In the following, now briefly the operation of the injector according to the invention 1 after 1 be explained:
In the initial state shown, in which the nozzle needle 14 the at least one spray hole 15 closes, all pressures are in the injector 1 at a system pressure level. By actuating the valve device 9 can now the pressure in the rod control room 11 be lowered, whereupon due to the hydraulic forces, the control rod 12 moved upwards. This is in the initial state, ie in a closed position of the nozzle needle 14 , at the pressure intensifier bottom 23 at. By the movement of the control rod 12 according to the 1 upward, a hydraulic pressure in the coupler chamber decreases 13 , where the control rod 12 Hereby serves as a mechanical transmission element, thereby consuming and trouble-prone holes in the injector body 2 can be omitted. Due to the pressure reduction in the coupler compartment 13 Now two things are done almost simultaneously. Firstly, via the coupling path 17 also a hydraulic pressure in the needle control room 16 decreases, causing the nozzle needle 14 also moved up and that at least one spray hole 15 opens, resulting in an injection of fuel. The second is also due to the hydraulically effective forces of the stepped piston 24 move down, which increases the pressure in the translator room 32 significantly increased, and thus the pressure in the nozzle chamber 29 , Due to the pressure increase in the nozzle chamber 29 the injection pressure is increased. Overall, an injection pressure can be generated by the described movements, which is significantly above the system pressure.

Wird die Ventileinrichtung 9 wieder geschlossen, so erfährt die Steuerstange 12 eine Kraft nach unten, woraufhin sie sich axial nach unten bewegt. Hierdurch wird der Druck sowohl im Kopplerraum 13 als auch im Nadelsteuerraum 16 erhöht, woraufhin sich eine Schließbewegung der Düsennadel 14 nach unten einstellt. Gleichzeitig fällt auch der Druck im Übersetzerraum 32 ab, was die Schließbewegung der Düsennadel 14 weiter unterstützt. Fällt der Druck unterhalb des vorhandenen Systemdruckes ab, wird sich die Druckübersetzerhülse 30 für kurze Zeit des Druckausgleichs von der Stirnplatte 26 des Druckverstärkerbodens 23 lösen, d.h. sie bewegt sich nach oben, wodurch sich der Übersetzerraum 32 und der Düsenraum 29 wieder mit Kraftstoff auffüllen. Nach dieser sehr kurzen Phase ist der Ausgangszustand, in welchem alle Volumina des Injektors 1 auf Systemdruck liegen, wieder hergestellt und der Vorgang beginnt von neuem.Will the valve device 9 closed again, so learns the control rod 12 a force behind down, whereupon it moves axially downwards. As a result, the pressure in both the coupler space 13 as well as in the needle control room 16 increases, whereupon a closing movement of the nozzle needle 14 down. At the same time, there is pressure in the interpreter room 32 from what the closing movement of the nozzle needle 14 further supported. If the pressure falls below the existing system pressure, the pressure translator sleeve 30 for a short time the pressure equalization of the face plate 26 of the pressure intensifier bottom 23 solve, that is, it moves upward, causing the translator's room 32 and the nozzle space 29 refill with fuel. After this very short phase is the initial state, in which all volumes of the injector 1 At system pressure, restored and the process begins again.

Gemäß 2 bildet die Steuerstange 12 an ihrem der Injektorstirnplatte 18 zugewandten Ende ebenso wie beim Injektor 1 gemäß der 1 zusammen mit der Dichthülse 19 und der Stirnplatte 18 einen Stangensteuerraum 11 aus. Die Dichthülse 19 wird durch die Rückstellfeder 20 nach oben gegen die Stirnplatte 18 gedrückt. In der Hydraulikleitung 7' kann im Bereich der Stirnplatte 18 eine nicht dargestellte Drossel zur hydraulischen Abstimmung angeordnet sein.According to 2 forms the control rod 12 at her the injector faceplate 18 facing end as well as the injector 1 according to the 1 together with the sealing sleeve 19 and the face plate 18 a bar control room 11 out. The sealing sleeve 19 is due to the return spring 20 up against the face plate 18 pressed. In the hydraulic line 7 ' can in the area of the face plate 18 a throttle, not shown, be arranged for hydraulic tuning.

Auf der Steuerstange 12 ist der Stufenkolben 24 geführt, der wiederum durch die Vorspannfeder 31 gegen den Anschlag 34 gedrückt wird. Im Anschlag 34 ist hierbei wiederum eine Durchgangsöffnung 33' vorgesehen, welche den Hochdruckraum 8 oberhalb des Anschlags 34 mit dem Hochdruckraum 8 unterhalb des Anschlags 34 hydraulisch verbindet. Die Vorspannfeder 31 stützt sich dabei auf der gemäß 2 unteren Seite an der Übersetzerhülse 30 ab, welche außen auf dem Stufenkolben 24 geführt ist. Der Stufenkolben 24 ist seinerseits auf seiner Innenseite durch den Druckverstärkerboden 23 geführt. Der Stufenkolben 24, die Steuerstange 12 und der Druckverstärkerboden 23 bilden zusammen einen Kopplerraum 13, der über einen Kopplungspfad 17 mit dem Nadelsteuerraum 16 verbunden ist. Der Stufenkolben 24, die Übersetzerhülse 30 und der Druckverstärkerboden 23 umschließen einen Übersetzerraum 32, welcher über entsprechende Durchgangsöffnungen 33 und 33'' mit dem Düsenraum 29 und dem Hochdruckraum 8 verbunden sind. Die Steuerstange 12 wird im Ausgangszustand mittels der Rückstellfeder 20 auf den Druckverstärkerboden 23 und dieser auf die Düsennadel 14 gedrückt, wodurch ein Austritt von Kraftstoff aus den Spritzlöchern 15 vermieden wird. Am Druckverstärkerboden 23 schließt sich ein Hohlkolbenabschnitt 36 an, in welchem die Düsennadel 14 geführt ist. Dabei weist der Hohlkolbenabschnitt 36 im Bereich des Nadelabschnitts 3 eine Schließkante 35 auf, welche bei inaktivem Injektor 1 den Hochdruckraum 8 von den Durchgangsöffnungen 33 und 33'' trennt, diese aber trotzdem eine Verbindung des Übersetzerraums 32 mit dem Düsenraum 29 weiterhin erlauben.On the control rod 12 is the stepped piston 24 guided, in turn, by the biasing spring 31 against the attack 34 is pressed. At the ready 34 Here again is a passage opening 33 ' provided, which the high pressure room 8th above the stop 34 with the high pressure room 8th below the stop 34 connects hydraulically. The biasing spring 31 relies on the according to 2 lower side on the translator sleeve 30 from which outside on the stepped piston 24 is guided. The stepped piston 24 is in turn on its inside through the pressure intensifier bottom 23 guided. The stepped piston 24 , the control rod 12 and the pressure intensifier bottom 23 together form a coupler room 13 that is via a coupling path 17 with the needle control room 16 connected is. The stepped piston 24 , the translator sleeve 30 and the pressure intensifier bottom 23 enclose a translator room 32 , which has corresponding passage openings 33 and 33 '' with the nozzle space 29 and the high pressure room 8th are connected. The control rod 12 is in the initial state by means of the return spring 20 on the pressure intensifier bottom 23 and this on the nozzle needle 14 pressed, causing a leakage of fuel from the spray holes 15 is avoided. At the pressure intensifier bottom 23 closes a hollow piston section 36 in which the nozzle needle 14 is guided. In this case, the hollow piston section 36 in the area of the needle section 3 a closing edge 35 on, which with inactive injector 1 the high pressure room 8th from the passageways 33 and 33 '' but this still connects the translator room 32 with the nozzle space 29 continue to allow.

Im Folgenden soll die Funktionsweise des Injektors 1 gemäß der 2 kurz beschrieben werden:
Wird durch Betätigung der Ventileinrichtung 9 der hydraulische Druck im Stangensteuerraum 11 abgesenkt, so wird sich aufgrund der hydraulischen Kräfte die Steuerstange 12 nach oben bewegen, wodurch sich im Kopplerraum 13 ebenfalls ein geringerer Druck einstellt. Die Steuerstange 12 dient somit als mechanisches Übertragungsglied in einer Steuerkette, wodurch aufwändige und stets eine Schwächung darstellende Hochdruckbohrungen im Injektorkörper 2 entfallen können. Durch die Druckabsenkung im Kopplerraum 13 wird nun zunächst über den Kopplungspfad 17 auch der Nadelsteuerraum 16 druckentlastet, wodurch die Düsennadel 14 sich hebt und es zu einer Einspritzung von Kraftstoff durch die Spritzlöcher 15 kommt. Durch den Hub der Düsennadel 14 führt auch der Hohlkolbenabschnitt 36 des Druckverstärkerbodens 23 einen entsprechenden Hub aus, was dazu führt, dass der Hohlkolbenabschnitt 36 die Schließkante 35 schließt. Folglich fällt aufgrund der hydraulisch wirksamen Kräfte an der Steuerstange 12 der Druck im Kopplerraum 13 weiter ab. Hierdurch wird der Stufenkolben 24 nach unten bewegt und verstärkt dabei den Druck im Übersetzerraum 32, wodurch ein Einspritzdruck oberhalb des Systemdrucks erreicht werden kann.The following is the operation of the injector 1 according to the 2 be briefly described:
Is by pressing the valve device 9 the hydraulic pressure in the rod control room 11 lowered, so is due to the hydraulic forces the control rod 12 move upwards, resulting in the coupler space 13 also sets a lower pressure. The control rod 12 thus serves as a mechanical transmission element in a timing chain, thereby consuming and always a weakening high-pressure holes in the injector body 2 can be omitted. Due to the pressure reduction in the coupler compartment 13 is now first on the coupling path 17 also the needle control room 16 Relieves pressure, causing the nozzle needle 14 it lifts and it injects fuel through the spray holes 15 comes. Through the stroke of the nozzle needle 14 also leads the hollow piston section 36 of the pressure intensifier bottom 23 a corresponding stroke, which causes the hollow piston section 36 the closing edge 35 closes. Consequently falls due to the hydraulically effective forces on the control rod 12 the pressure in the coupler room 13 continue down. This will cause the stepped piston 24 moved downward, thereby increasing the pressure in the interpreter room 32 , whereby an injection pressure above the system pressure can be achieved.

Wird die Ventileinrichtung 9, beispielsweise ein 3/2-Ventil, wieder in die Ausgangslage gebracht, so steigt der Druck im Stangensteuerraum 11 an, wodurch sich die Steuerstange 12 nach unten verstellt. Hierdurch wird der Druck sowohl im Kopplerraum 13 als auch im Nadelsteuerraum 16 erhöht, wodurch eine Schließbewegung, hier also eine nach Untenbewegung, der Düsennadel 14 erreicht wird. Gleichzeitig fällt auch der Druck im Übersetzerraum 32 und damit im Düsenraum 29 ab, was die Schließbewegung der Düsennadel 14 weiter unterstützt. Der Druckabfall im Düsenraum 29 führt zu einer Bewegung der Übersetzerhülse 30, wodurch die Schließkante 35 öffnet und der Hochdruckraum 8 einerseits mit dem Übersetzerraum 32 und andererseits mit dem Düsenraum 29 hydraulisch verbunden wird, so dass in diesen Räumen Systemdruck herrscht. Hierdurch setzt eine Befüllung der Hochdruckräume ein. Nach dieser Phase wird aufgrund der Federkräfte der Rückstellfeder 20 und der Vorspannfeder 31 der Ausgangszustand und damit der Druck in allen Räumen wieder hergestellt.Will the valve device 9 , For example, a 3/2-valve, brought back to the starting position, the pressure in the rod control room increases 11 on, which causes the control rod 12 adjusted downwards. As a result, the pressure in both the coupler space 13 as well as in the needle control room 16 increases, creating a closing movement, here so a down movement, the nozzle needle 14 is reached. At the same time, there is pressure in the interpreter room 32 and thus in the nozzle chamber 29 from what the closing movement of the nozzle needle 14 further supported. The pressure drop in the nozzle chamber 29 leads to a movement of the translator sleeve 30 , whereby the closing edge 35 opens and the high pressure room 8th on the one hand with the translator room 32 and on the other hand with the nozzle space 29 hydraulically connected, so that in these rooms system pressure prevails. As a result, a filling of the high-pressure spaces begins. After this phase, due to the spring forces of the return spring 20 and the biasing spring 31 the initial state and thus the pressure in all rooms restored.

Claims

Injector ( 1 ) for a fuel injection system of an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, With an injector body ( 2 ), the at least one injection hole ( 15 ), - with a coaxial in the injector body ( 2 ) Hubverstellbar arranged control rod ( 12 ), which ends at one end in a bar control room ( 11 ) and at the other end into a coupler room ( 13 ), - with one in the injector body ( 2 ) Hubverstellbar arranged nozzle needle ( 14 ) for controlling an injection of fuel through the at least one injection hole ( 15 ), which has a needle control room ( 16 ) axially limited, which via a coupling path ( 17 ) with the coupler space ( 13 ) is hydraulically connected, - with a control device ( 10 ) for controlling a hydraulic pressure in the rod control room ( 11 ).

Injector according to claim 1, characterized in that - the rod control room ( 11 ) from the control rod ( 12 ), a sealing sleeve ( 19 ) and an injector faceplate ( 18 ) is limited, wherein the sealing sleeve ( 15 ) adjustable stroke the control rod ( 12 ), - that a return spring ( 20 ) is provided, on the one hand on the control rod ( 12 ) and on the other hand on the sealing sleeve ( 19 ) is axially supported and the sealing sleeve ( 19 ) against the injector faceplate ( 18 ).

Injector according to claim 1 or 2, characterized in that - the coupler space ( 13 ) from the control rod ( 12 ), a pressure intensifier base ( 23 ) and peripherally by a stepped piston ( 24 ) is limited, - that the coupler space ( 13 ) over a transverse groove ( 25 ) with one, the pressure intensifier bottom ( 23 ) penetrating bore ( 17 ) is hydraulically connected, - that the bore ( 17 ) at her, from the coupler room ( 13 ) facing away from the needle control room ( 16 ) opens.

Injector according to claim 3, characterized in that the control rod ( 12 ) in a closed position of the nozzle needle ( 14 ) at the pressure intensifier bottom ( 23 ) is present.

Injector according to claim 3 or 4, characterized in that - the needle control chamber ( 16 ) in the axial direction of a face plate ( 26 ) of the pressure intensifier base ( 23 ) and the nozzle needle ( 14 ) and in the circumferential direction of a nozzle needle ( 14 ) annularly enclosing nozzle needle sleeve ( 27 ) or from one the nozzle needle ( 14 ) annularly enclosing hollow piston section ( 36 ) of the pressure intensifier base ( 23 ) is limited, and / or - that a closing pressure spring ( 28 ) is provided, which at one end at the nozzle needle ( 14 ) and at the other end to the nozzle needle sleeve ( 27 ) is supported axially and the latter against the end plate ( 26 ) of the pressure intensifier base ( 23 ).

Injector according to claim 5, characterized in that the nozzle needle ( 14 ) in one, from the face plate ( 26 ) of the pressure intensifier base ( 23 ) limited nozzle space ( 29 ) of the injector body ( 2 ) is arranged.

Injector according to claim 5 or 6, characterized in that - a translator sleeve ( 30 ) is provided, the stroke adjustable on the stepped piston ( 24 ), - that a biasing spring ( 31 ) is provided, which at one end on the stepped piston ( 24 ) and at the other end at the translator sleeve ( 30 ) is supported axially and the latter against the end plate ( 26 ) of the pressure intensifier base ( 23 ) or the needle section ( 3 ), - that the stepped piston ( 24 ) and the translator sleeve ( 30 ) a translator room ( 32 ), that the stepped piston ( 24 ) on his, from the front plate ( 26 ) of the pressure intensifier base ( 23 ) facing away from an injektorkörperseitigen stop ( 34 ) is supported.

Injector according to claim 7, characterized in that in the pressure intensifier bottom ( 23 ) or in the translator sleeve ( 30 ) at least one passage opening ( 33 ) is provided, which the nozzle space ( 29 ) and the Translator Room ( 32 ) connects hydraulically to each other.

Injector according to claim 7 or 8, characterized in that the injector body ( 2 ) a high pressure room ( 8th ), in which the control rod ( 12 ), the stepped piston ( 24 ) and the translator sleeve ( 30 ) are arranged

Injector according to claim 9, characterized in that a pressure-generating hydraulic source ( 6 ) is provided, which via a hydraulic line ( 7 ) directly to the high-pressure chamber ( 8th ) and indirectly via a valve device ( 9 ) of the control device ( 10 ) with the bar control room ( 11 ) connected is.