DE102008042492A1

DE102008042492A1 - Fuel injector for high pressure common rail injection system in motor vehicle, has low pressure control chamber that is filled with fuel staying under system pressure by connection line that comprises inlet throttle

Info

Publication number: DE102008042492A1
Application number: DE200810042492
Authority: DE
Inventors: Andreas Rau
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-04-01

Abstract

The injector (10) has an injector body (12), a nozzle body (72) and a switching valve (30) via which a needle-shaped injecting valve element (60) is operated. The injecting valve element is accommodated in the nozzle body. A low pressure control chamber (50) is filled with the fuel staying under system pressure by a connection line (54) that comprises an inlet throttle (52). A branch line has an outlet throttle (48) that extends from the connection line to a pressure chamber (42). The pressure chamber is connected with a low pressure chamber (20), when a valve seat (34) is closed.

Description

Stand der TechnikState of the art

Bei heute eingesetzten Kraftstoffinjektoren, insbesondere Kraftstoffinjektoren für Hochdruckspeichereinspritzsysteme (Common-Rail), wird durch Bestromung eines Aktors, der z. B. als Piezoaktor ausgebildet sein kann, ein mit einem Niederdruckbereich verbundenes Schaltventil geöffnet. Anstelle eines Piezoaktors kann auch ein Magnetventil eingesetzt werden. Bei Betätigung des Aktors und dem damit einhergehenden Öffnen des Niederdruckbereiches wird ein Steuerraum, in dem Hochdruck herrscht, druckentlastet. Bei dem im Steuerraum herrschenden Druckniveau handelt es sich um ein Systemdruckniveau, welches in einem Hochdruckspeicherraum (Common-Rail) durch ein Hochdruckförderaggregat, wie z. B. eine Hochdruckpumpe, erzeugt wird. Beim Öffnen des Niederdruckbereiches durch Betätigen des Aktors strömt aus dem Hochdrucksteuerraum über einen Ablaufkanal, in dem eine kavitierende Ablaufdrossel vorgesehen ist, Steuermenge in den Niederdruckbereich ab. Aufgrund der Druckentlastung des Hochdrucksteuerraums sinkt der Druck in diesem, was zum Öffnen eines in der Regel nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes führt. Der im Hochdrucksteuerraum herrschende Systemdruck wirkt im Allgemeinen auf eine Stirnseite des Einspritzventilgliedes, wodurch dieses bei Druckbeaufschlagung des Hochdrucksteuerraums in seinen Sitz und bei Druckentlastung des Hochdrucksteuerraums aus diesem bewegt wird.at Fuel injectors used today, in particular fuel injectors for high-pressure accumulator injection systems (Common Rail), by energizing an actuator, the z. B. as Piezoactuator may be formed, one connected to a low pressure region Switch valve open. Instead of a piezoelectric actuator and a solenoid valve can be used. When pressed of the actuator and the concomitant opening of the low pressure area is a control room, in which high pressure prevails, pressure relieved. In which in the control room prevailing pressure level is a system pressure level, which in a high-pressure storage space (common rail) by a high pressure pumping unit, such as B. a high pressure pump is generated. When opening the Low pressure range by pressing of the actuator flows from the high pressure control room over a flow channel, in which a cavitating outlet throttle provided is off, tax amount in the low pressure area. Due to the pressure relief of the high-pressure control chamber, the pressure in this decreases, causing an opening usually needle-shaped trained injection valve member leads. The in the high-pressure control room prevailing system pressure generally acts on one end face the injection valve member, whereby this when pressurized the high-pressure control room in his seat and pressure relief of the high-pressure control space is moved from this.

Wird als Aktor zur Betätigung des Kraftstoffinjektors ein Piezoaktor eingesetzt, so erfolgt eine Entladung des Piezoaktors, wodurch dieser sich verkürzt, was zum Schließen des Schaltventils ausgenutzt werden kann. Ist der Ablaufkanal, in dem mindestens eine kavitierende Ablaufdrosselstelle vorgesehen ist, verschlossen, so steigt im Hochdrucksteuerraum aufgrund dessen Verbindung durch mindestens eine Zulaufdrossel der Druck wieder an, so dass auf die im Hochdrucksteuerraum befindliche Stirnseite des in der Regel nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes der Systemdruck wirkt, was zum Schließen des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes führt. Dieses wird bei Ansteigen des Drucks im Hochdrucksteuerraum demzufolge wieder in seinen Sitz gestellt, so dass am brennraumsei tigen Ende des Kraftstoffinjektors vorgesehene Einspritzöffnungen wieder geschlossen werden.Becomes as an actuator for actuation the fuel injector a piezoelectric actuator used, so there is a discharge the piezoelectric actuator, whereby this shortens, resulting in the closing of the Switching valve can be exploited. Is the drainage channel in which at least one cavitating outlet throttle point is provided, closed, so rises in the high pressure control room due to its connection through at least one inlet throttle the pressure on again, so that on located in the high-pressure control chamber end face of the rule acicular trained injection valve member, the system pressure acts, what to close of the needle-shaped trained injection valve member leads. This will increase the pressure in the high pressure control room accordingly back in his seat placed so that the brennraumsei term end of the fuel injector provided injection openings be closed again.

Bei bisher eingesetzten Kraftstoffinjektoren bewirkt jede Kraftänderung am Einspritzventilglied eine Druckänderung innerhalb des Hochdrucksteuerraumes. Dieses führt zu einem geänderten Öffnungsgeschwindigkeitsverlauf und damit einer Änderung der in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffmenge. Solche Injektoren reagieren sehr empfindlich auf Düsensitzänderungen aufgrund sich während der Lebensdauer des Kraftstoffinjektors einstellenden Verschleißes oder aufgrund von Toleranzeinflüssen, die bei der Herstellung der Kraftstoffinjektoren jedoch in Kauf zu nehmen sind.at Previously used fuel injectors causes any change in force at the injection valve member, a pressure change within the high-pressure control chamber. This leads to a changed opening speed course and thus a change in the fuel quantity injected into the combustion chamber. Such injectors are very sensitive to nozzle seat changes due to while the life of the fuel injector adjusting wear or due to tolerance influences, However, in the manufacture of fuel injectors in purchase to take.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Kraftstoffinjektor vorgeschlagen, bei welchem ein Niederdruck-Steuerraum am Einspritzventilglied über eine kavitierend ausgelegte Zulaufdrossel befüllt wird. Kraftänderungen, die auf das Einspritzventilglied wirken, so z. B. Kraftänderungen infolge von sich einstellendem Sitzverschleiß bzw. bei der Herstellung auftretende Toleranzen, führen zwar zu Druckänderungen im Steuerraum. Bei einer kavitierend ausgelegten Zulaufdrossel ist der Zufluss aber lediglich vom Druck auf der Hochdruckseite abhängig und damit unabhängig von dem Druck, der im Niederdrucksteuerraum herrscht. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich erreichen, dass auftretende Kraftänderungen keinen Einfluss auf das Öffnungsverhalten haben und der erfindungsgemäß vorgeschlagene Kraftstoffinjektor daher äußerst robust gegenüber sich im Laufe von der Lebenszeit einstellende Sitzdriften und herstellungsbedingte Toleranzen ist. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene im Niederdruckbereich liegende Steuerraum wird bevorzugt über eine kavitierend ausgelegte Zulaufdrossel befüllt. Deren Durchfluss ist unabhängig vom Druck, der im Niederdrucksteuerraum vorliegt, und damit unabhängig von auf das Einspritzventilglied wirkenden Kräften. Dies führt zu einem äußerst robusten Injektordesign hinsichtlich auftretender Driften und Toleranzen. Da stark ansteigende Kräfte beim Öffnen des in der Regel nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes dessen Öffnungsgeschwindigkeit nicht beeinflussen, kann eine schnell entdrosselnde Düse eingesetzt werden und bei rechteckigem Ratenverlauf trotzdem eine hervorragende Kleinstmengenfähigkeit des Kraftstoffinjektors erreicht werden.According to the invention is a Fuel injector proposed in which a low-pressure control chamber on the injection valve member via a cavitated inlet throttle is filled. Changes in force, which act on the injection valve member, such. B. force changes as a result of self-adjusting seat wear or during manufacture occurring tolerances lead although to pressure changes in the control room. In the case of a cavitatively designed inlet throttle the inflow but only by the pressure on the high pressure side dependent and with it independent from the pressure prevailing in the low pressure control room. By the proposed according to the invention Solution can be achieve that occurring force changes do not affect the opening behavior have and the inventively proposed Fuel injector therefore extremely robust across from in the course of the lifetime adjusting seat drifts and production-related Tolerances is. The invention proposed in the low pressure range lying control chamber is preferably designed over a kavitierend Inlet throttle filled. Their flow is independent from the pressure present in the low-pressure control room, and thus independent of acting on the injection valve member forces. This leads to a very robust Injector design with regard to drifts and tolerances. As strongly rising forces When opening of the usually needle-shaped trained injection valve member whose opening speed is not can be used, a fast Entschrosselnde nozzle and at rectangular rate course nevertheless an excellent Kleinstmengenfähigkeit of the fuel injector can be achieved.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann bei dem in der Regel nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied mit Niederdrucksteuerraum zum Ausgleich der durch im Niederdrucksteuerraum hervorgerufenen schließenden Kräfte eine zusätzliche Niederdruckfläche an der Oberseite des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes ausgebildet werden.In an advantageous embodiment can usually needle-shaped trained injection valve member with low pressure control chamber to compensate the caused by the low pressure control chamber closing forces a additional low pressure area at the Top of the needle-shaped Injection valve member are formed.

Der Niederdrucksteuerraum kann durch das Schaltventil über die kavitierende Zulaufdrossel befällt werden, wobei es sich bei dem eingesetzten Schaltventil sowohl um ein schnellschaltendes als auch ein druckausgeglichenes Schaltventil handeln kann. Des Weiteren ist der Niederdrucksteuerraum, der über die kavitierende Z-Drossel befüllbar ist, über eine Ablaufdrossel mit dem Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors verbunden.The low-pressure control chamber can be filled by the switching valve via the cavitating inlet throttle, wherein it can be both a fast-switching and a pressure-balanced switching valve in the switching valve used. Furthermore, the low-pressure control chamber, which can be filled via the cavitating Z-throttle, via an outlet throttle with the low pressure region of the Fuel injector connected.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.Based In the drawings, the invention will be described below in more detail.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektor mit Niederdrucksteuerraum und mit einem druckausgeglichen ausgebildeten Schaltventil.The single figure shows a section through the invention proposed Fuel injector with low pressure control chamber and with a pressure balanced trained switching valve.

Ausführungsformenembodiments

Aus der Darstellung gemäß der Zeichnung geht ein Schnitt durch einen erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektor 10 hervor, der einen Injektorkörper 12 aufweist sowie einen durch Bezugszeichen 72 bezeichneten Düsenkörper.The illustration according to the drawing shows a section through a fuel injector proposed according to the invention 10 forth, the one injector body 12 and a reference numeral 72 designated nozzle body.

Am Injektorkörper 12 befindet sich ein Hochdruckanschluss 14, der in eine Hochdruckleitung 16 übergeht. Die Hochdruckleitung 16 mündet in einen hydraulischen Raum im Düsenkörper 72. Im Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 befindet sich des Weiteren ein Niederdruckraum 20, in dem ein Aktor 22 aufgenommen ist. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Aktor 22 handelt es sich um einen Piezoaktor, dessen elektrische Kontakte 76 durch die obere Stirnseite des Injektorkörpers 12 des Kraftstoffinjektors 10 abgedichtet nach außen geführt sind. Anstelle des in der Zeichnung als Aktor 22 eingesetzten Piezoaktors könnte auch ein Magnetventil eingesetzt werden. Vom Niederdruckraum 20 aus, in den abgesteuerte Menge überführt wird, verläuft ein Rücklauf 18 in den niederdruckseitigen Bereich des Kraftstoffeinspritzsystems zum Tank des Kraftfahrzeugs.At the injector body 12 there is a high pressure connection 14 which is in a high pressure line 16 passes. The high pressure line 16 opens into a hydraulic space in the nozzle body 72 , In the injector body 12 of the fuel injector 10 Furthermore, there is a low-pressure room 20 in which an actor 22 is included. In the actuator shown in the drawing 22 it is a piezoelectric actuator whose electrical contacts 76 through the upper end face of the injector body 12 of the fuel injector 10 sealed led to the outside. Instead of in the drawing as an actuator 22 used piezoelectric actuator could also be used a solenoid valve. From the low pressure room 20 from, is transferred to the diverted amount, runs a return 18 in the low-pressure side region of the fuel injection system to the tank of the motor vehicle.

Der Aktor 22 umfasst einen Kopplerkolben 28, der Teil eines hydraulischen Kopplers 24 zur Übertragung der Längenänderung des als Aktor 22 eingesetzten Piezoaktors dient. Der Kopplerkolben 28 ragt in eine Kopplerhülse 26 hinein. Die Kopplerhülse 26 ist durch eine Aktorfeder 80 beaufschlagt, die sich an einem Bund 78 im Fußbereich des als Aktor 22 eingesetzten Piezoaktors abstützt. Die Kopplerhülse 26 ist durch die Kraft der Aktorfeder 80 stets an den Boden des Niederdruckraumes 20 im Injektorkörper 12 angestellt. In die Kopplerhülse 26 des hydraulischen Kopplers 24 ragt neben dem Kopplerkolben 28 auch ein Ven tilkörper 32 eines Schaltventils 30. Bei dem Schaltventil 30 gemäß der Zeichnung handelt es sich um ein druckausgeglichenes Schaltventil. Der Ventilkörper 32 des druckausgeglichenen Schaltventils 30 ist von einem Kanal 40 durchzogen, der sich von einem Druckraum 42 an der unteren Stirnseite des Ventilkörpers 32 aus durch diesen erstreckt und innerhalb der Kopplerhülse 26 mündet. Der Ventilkörper 32 des druckausgeglichenen Schaltventils 30 umfasst darüber hinaus eine angeschrägte Sitzfläche 36, die mit einem im Injektorkörper 12 ausgebildeten Ventilsitz 34 zusammenwirkt. Im Bereich des Ventilsitzes 34 weist der Ventilkörper 32 des druckausgeglichen ausgebildeten Schaltventils 30 eine Einschnürung 38 auf. Im Bereich der Einschnürung 38 an der Mantelfläche des Ventilkörpers 32 mündet eine Verbindungsleitung 54. Diese verläuft zum Teil durch den Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 und zum Teil durch den Düsenkörper 72, der mit dem Injektorkörper 12 abgedichtet verbunden ist. Die Verbindungsleitung 54 mündet im Düsenkörper 72 in einen Niederdrucksteuerraum 50.The actor 22 includes a coupler piston 28 , the part of a hydraulic coupler 24 for transmitting the change in length of the actuator 22 used piezoelectric actuator is used. The coupler piston 28 protrudes into a coupler sleeve 26 into it. The coupler sleeve 26 is by an actuator spring 80 charged with a covenant 78 in the foot area of the actor 22 supported piezoelectric actuator supported. The coupler sleeve 26 is due to the power of the actuator spring 80 always to the bottom of the low-pressure room 20 in the injector body 12 hired. In the coupler sleeve 26 of the hydraulic coupler 24 protrudes next to the coupler piston 28 also a Ven tilkörper 32 a switching valve 30 , At the switching valve 30 according to the drawing is a pressure balanced switching valve. The valve body 32 the pressure compensated switching valve 30 is from a channel 40 pervaded, extending from a pressure room 42 at the lower end of the valve body 32 from extending through and within the coupler sleeve 26 empties. The valve body 32 the pressure compensated switching valve 30 also includes a tapered seat 36 that with one in the injector body 12 trained valve seat 34 interacts. In the area of the valve seat 34 points the valve body 32 the pressure balanced trained switching valve 30 a constriction 38 on. In the area of constriction 38 on the lateral surface of the valve body 32 opens a connection line 54 , This runs partly through the injector body 12 of the fuel injector 10 and partly through the nozzle body 72 that with the injector body 12 sealed connected. The connection line 54 opens in the nozzle body 72 in a low pressure control room 50 ,

Am Ventilkörper 32 des druckausgeglichen ausgebildeten Schaltventils 30 gemäß der Zeichnung befindet sich eine mittels einer Feder vorgespannte Hülse, die einen Druckraum 42 begrenzt. Der Druckraum 42 ist über einen Verbindungskanal 46 mit einem Steuerraum 44, der innerhalb des Düsenkörpers 72 liegt, hydraulisch verbunden. Vom Druckraum 42 aus verläuft ein Abzweig, in dem eine Ablaufdrossel 48 aufgenommen ist. In der Verbindungsleitung 54 ist eine Zulaufdrossel 52 ausgebildet, die kavitierend ausgelegt ist. Die Verbindungsleitung erstreckt sich zu dem Niederdrucksteuerraum 50. Im Niederdrucksteuerraum 50 ist eine Druckstufe 64 ausgebildet, die in Öffnungsrichtung wirkt, d. h. an einem nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied 60 eine in Öffnungsrichtung wirkende hydraulische Kraft erzeugt. Am Einspritzventilglied 60 ist eine über eine Feder 58 vorgespannte Hülse 56 ausgeführt, die an eine Fläche des Düsenraums 66 angestellt ist. Das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 60 umfasst des Weiteren eine Stirnseite 62, die den Steuerraum 44 begrenzt.At the valve body 32 the pressure balanced trained switching valve 30 According to the drawing is a biased by a spring sleeve, which is a pressure chamber 42 limited. The pressure room 42 is via a connection channel 46 with a control room 44 that inside the nozzle body 72 lies, hydraulically connected. From the pressure room 42 from runs a branch, in which an outlet throttle 48 is included. In the connection line 54 is an inlet throttle 52 formed, which is designed kavitierend. The connection line extends to the low pressure control room 50 , In the low pressure control room 50 is a pressure stage 64 formed, which acts in the opening direction, that is, on a needle-shaped injection valve member 60 generates an acting in the opening direction hydraulic force. At the injection valve member 60 is one over a spring 58 preloaded sleeve 56 executed, which is attached to a surface of the nozzle space 66 is employed. The needle-shaped injection valve member 60 further includes an end face 62 that the control room 44 limited.

Unterhalb des Niederdrucksteuerraums 50 erstreckt sich das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 60 in Richtung auf einen Sitz 68 im Düsenkörper 72. Aus der Darstellung gemäß der Zeichnung geht hervor, dass die Spitze des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 60 in eben diesen Sitz 68 gestellt ist und am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 72 ausgebildete Einspritzöffnungen 70 verschließt. Über die hier am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 72 ausgebildeten, im Schnitt dargestellten beiden Einspritzöffnungen 70 wird bei offenstehendem Sitz 68 Kraftstoff aus dem Düsenraum 66 in den in der Zeichnung nicht dargestellten Brennraum einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine eingespritzt.Below the low pressure control room 50 extends the needle-shaped injection valve member 60 towards a seat 68 in the nozzle body 72 , From the illustration according to the drawing shows that the tip of the needle-shaped injection valve member 60 in just this seat 68 is set and the combustion chamber end of the nozzle body 72 trained injection ports 70 closes. About the here at the combustion chamber end of the nozzle body 72 trained, shown in section two injection ports 70 becomes with the seat open 68 Fuel from the nozzle chamber 66 injected into the combustion chamber, not shown in the drawing of a self-igniting internal combustion engine.

Die Druckbeaufschlagung des in der Zeichnung dargestellten Kraftstoffinjektors 10 gestaltet sich derart, dass das am Hochdruckanschluss 14 anstehende Kraftstoffvolumen, welches unter einem sehr hohen Systemdruck steht, über die Hochdruckleitung 16 dem hydraulischen Raum innerhalb des Injektorkörpers 12 zuströmt, in welchem der druckausgeglichen ausgebildete Ventilkörper 32 angeordnet ist, der in der Position gemäß der Zeichnung den Ventilsitz 34 verschließt. Darüber hinaus strömt der unter Systemdruck stehende Kraftstoff, der aus der Hochdruckleitung 16 in den Düsenkörper 72 strömt, dem hydraulischen Raum zu, in dem die Hülse 56 und die diesen beaufschlagende Feder 58 aufgenommen sind. Von diesem hydraulischen Raum zweigt ein Kanal ab, der sich parallel zum nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied 60 erstreckt. Dieser Kanal mündet im Düsenraum 66, von dem aus ein Ringspalt in Richtung des Sitzes 68 des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 60 verläuft. In der Darstellung gemäß der Zeichnung ist der Sitz 34 geschlossen. Im Niederdruckraum 20, von dem aus der Rücklauf zum Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems verläuft, herrscht Niederdruck, ebenso wie im Kanal 40, der den druckausgeglichen ausgebildeten Ventilkörper 32 durchzieht. Niederdruck herrscht in der Darstellung gemäß der Zeichnung ebenfalls im Druckraum 42, der über den Verbindungskanal 46 mit dem Steuerraum 44 verbunden ist. Aufgrund des geschlossenen Sitzes herrscht in der Verbindung des Sitzes 34 unterhalb der Einschnürung 38 des druckausgeglichen ausgebildeten Ventilkörpers 32 ebenfalls Niederdruck, ebenso wie im Niederdrucksteuerraum 50 unterhalb der Druckstufe 64, die am nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied 60 ausgeführt ist.The pressurization of the fuel injector shown in the drawing 10 designed so that that at the high pressure port 14 Pending fuel volume, which is under a very high system pressure, via the high pressure line 16 the hydraulic space within the injector body 12 flows in, in which the pressure-balanced trained valve body 32 disposed is in the position shown in the drawing the valve seat 34 closes. In addition, the fuel under system pressure flows out of the high-pressure line 16 in the nozzle body 72 flows to the hydraulic space in which the sleeve 56 and the spring acting on it 58 are included. From this hydraulic space branches off a channel which is parallel to the needle-shaped injection valve member 60 extends. This channel opens into the nozzle chamber 66 , from which an annular gap in the direction of the seat 68 the needle-shaped injection valve member 60 runs. In the illustration according to the drawing is the seat 34 closed. In the low pressure room 20 , from which the return runs to the low-pressure region of the fuel injection system, there is low pressure, as well as in the channel 40 that the pressure-balanced valve body 32 pervades. Low pressure prevails in the illustration according to the drawing also in the pressure chamber 42 that's over the connection channel 46 with the control room 44 connected is. Due to the closed seat prevails in the connection of the seat 34 below the constriction 38 the pressure balanced trained valve body 32 also low pressure, as well as in the low pressure control room 50 below the pressure level 64 located on the needle-shaped injection valve member 60 is executed.

Zum Öffnen der Einspritzöffnungen 70 am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 72 des Kraftstoffinjektors 10 wird der Aktor 22 bestromt. Ist der Aktor 22 als Piezoaktor ausgebildet, so längt sich dessen Piezokristallstapel und über den hydraulischen Koppler 24 wird der bevorzugt druckausgeglichen ausgebildete Ventilkörper 32 des Schaltventils 30 aus seinem Sitz 34 gedrückt. Mit dem Öffnen des Sitzes 34 wird eine Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 54, der Ablaufdrossel 48, dem Druckraum 42, dem Kanal 40 und einer Querbohrung 82 in den Niederdruckraum 20 an der Öffnung 84 geschlossen. Die Öffnung 84 kann in vorteilhafter Weise an der Kopplerhülse 26 des hydraulischen Kopplers 24, der sich im Niederdruckraum 20 befindet, ausgebildet sein. Die Öffnung 84 kann zum Beispiel als Bohrung oder als Schlitz oder dergleichen gestaltet sein. Aus funktionellen Gründen besteht stets eine hydraulische Verbindung zwischen dem Niederdruckraum 20, dem Druckraum 42 und dem Steuerraum 44.To open the injection openings 70 at the combustion chamber end of the nozzle body 72 of the fuel injector 10 becomes the actor 22 energized. Is the actor 22 designed as a piezoelectric actuator, so its piezocrystal stack lengthens and over the hydraulic coupler 24 is the preferred pressure-balanced valve body 32 the switching valve 30 from his seat 34 pressed. With the opening of the seat 34 will connect between the connection line 54 , the outlet throttle 48 , the pressure room 42 , the channel 40 and a transverse bore 82 in the low pressure room 20 at the opening 84 closed. The opening 84 can advantageously on the coupler sleeve 26 of the hydraulic coupler 24 who is in the low pressure room 20 is, be trained. The opening 84 may for example be designed as a bore or as a slot or the like. For functional reasons, there is always a hydraulic connection between the low-pressure chamber 20 , the pressure room 42 and the control room 44 ,

Eine Trennung des Druckraumes 42 und der Ablaufdrossel 48 kann durch ein Anschlagen des Ventilkörpers 32 an der Drosselplatte 47 erreicht werden. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise ein schnelles Öffnen des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 60 erreichen, was zudem Vorteile bei der Robustheit bringt. Zudem ist die Absteuerung über die Ablaufdrossel 48 hinsichtlich der Menge deutlich kleiner.A separation of the pressure chamber 42 and the outlet throttle 48 can be achieved by striking the valve body 32 at the throttle plate 47 be achieved. As a result, can be advantageously a rapid opening of the needle-shaped injection valve member 60 reach, which also brings advantages in robustness. In addition, the control is via the outlet throttle 48 in terms of quantity much smaller.

Beim Öffnen des Sitzes 34 strömt am Hochdruckanschluss 14 und demzufolge in der Hochdruckleitung 16 anstehender, unter Systemdruck stehender Kraftstoff über den geöffneten Sitz 34 an der Einschnürung 38 der Mantelfläche des Ventilkörpers 32 in die Verbindungsleitung 54. Die Verbindungsleitung 54 enthält die Zulaufdrossel 52, die kavitierend ausgelegt ist. Aufgrund der Druckdifferenz vor und stromab der Zulaufdrossel 52 sowie der Drosselcharakteristik kavitiert die Kraftstoffströmung. Bei kavitierenden Drosseln hängt der Durchfluss nur von der Hochdruckseite, nicht jedoch von der Niederdruckseite ab. Dies bedeutet, dass der Niederdrucksteuerraum 50 befüllt werden kann, ohne dass eventuell auftretende Druckänderungen im Niederdrucksteuerraum 50 eine Auswirkung auf die Befüllgeschwindigkeit desselben und damit auf die Geschwindigkeit hätten, mit der das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 60 bewegt wird. Durch die mindestens eine in der Verbindungsleitung 54 ausgebildete kavitierende Zulaufdrossel 52 ist eine robuste Injektorauslegung gewährleistet. Da stark ansteigende Kräfte das Öffnen des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 60 und dessen Öffnungsgeschwindigkeit nicht beeinflussen, kann eine sehr schnell entdrosselnde Düse am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors verwendet werden und bei einem rechteckig verlaufenden Einspritzratenverlauf trotzdem eine sehr gute Kleinstmengenfähigkeit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 erreicht werden.When opening the seat 34 flows at the high-pressure connection 14 and consequently in the high pressure line 16 upcoming, under system pressure fuel over the open seat 34 at the constriction 38 the lateral surface of the valve body 32 in the connection line 54 , The connection line 54 contains the inlet throttle 52 , which is designed kavitierend. Due to the pressure difference before and downstream of the inlet throttle 52 as well as the throttle characteristic kavitiert the fuel flow. With cavitating chokes, the flow depends only on the high pressure side, but not on the low pressure side. This means that the low pressure control room 50 can be filled without any pressure changes occurring in the low pressure control room 50 have an effect on the filling speed of the same and thus on the speed with which the needle-shaped injection valve member 60 is moved. Through the at least one in the connecting line 54 trained cavitating inlet throttle 52 a robust injector design is guaranteed. As strongly rising forces the opening of the needle-shaped injection valve member 60 and its opening speed does not affect, a very fast Entschrosselnde nozzle can be used at the combustion chamber end of the fuel injector and with a rectangular course of the injection rate nevertheless a very good Kleinstmengenfähigkeit the inventively proposed fuel injector 10 be achieved.

Aufgrund des Umstandes, dass bei kavitierenden Drosseln der Durchfluss nur von der Hochdruckseite abhängt, aber nicht von der Niederdruckseite, d. h. von den Druckverhältnissen im Niederdrucksteuerraum 50, haben Krafteinflüsse auf das Einspritzventilglied 60 mit daraus resultierenden Druckänderungen im Niederdrucksteuerraum 50 keine Auswirkung auf die Befüllgeschwindigkeit des Niederdrucksteuerraumes 50. Sobald der Öffnungsdruck im Niederdrucksteuerraum 50 erreicht ist, wird aufgrund der im Niederdrucksteuerraum 50 liegenden Druckstufe 64 das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 60 geöffnet, d. h. aus seinem im Düsenkörper 72 ausgebildeten brennraumseitigen Sitz 68 gehoben. In diesem Falle strömt Kraftstoff, der unter Systemdruck steht, über den Düsenraum 66 und einen Ringspalt den geöffnet stehenden Einspritzöffnungen 70 zu, so dass der unter Systemdruck stehende Kraftstoff über eine oder mehrere Einspritzöffnungen 70 am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 72 in den in der Zeichnung nicht dargestellten Brennraum der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden kann, Zum Schließen des in der Regel nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 60 erfolgt ein Entladen des als Aktor 22 eingesetzten Piezoaktors. Beim Entladen eines Piezoaktors nimmt dessen Piezokristallstapel wieder seine ursprüngliche Länge ein, d. h. im Gegensatz zum geladenen Zustand verkürzt sich der Piezoaktor wieder. Dies führt dazu, dass der Kopplerkolben 28 des hydraulischen Kopplers 24 aufgezogen wird und der Ventilkörper 36 des Schaltventils 30 wieder in seinen Sitz 34 fahrt. Damit ist der Niederdrucksteuerraum 50 vom Systemdruck abgeschlossen, da die mindestens eine kavitierende Zulaufdrossel 52 in der Verbindungsleitung 54 bei geschlossenem Sitz 34 des Ventilkörpers 36 von der Hochdruckleitung 16, die sich durch den Injektorkörper 12 erstreckt, getrennt ist. Gleichzeitig mit dem Schließen des Sitzes 34 erfolgt in einer vorteilhaften Ausführungsform das Abheben des Ventilkörpers 32 von der Drosselplatte 47, so dass eine hydraulische Verbindung zwischen der Ablaufdrossel 48 und dem Aktorraum 20 entsteht. Dies bedeutet, dass der Niederdrucksteuerraum 50 über die Ablaufdrossel 48, den Druckraum 42, den Kanal 40, die Querbohrung 82 und die Öffnung 84 in den Niederdruckraum 20 und damit in den Rücklauf 18 druckentlastet wird. Aufgrund der Absenkung des Druckes im Niederdrucksteuerraum 50 fahrt das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 60 in seinen Sitz 68, so dass die Einspritzöffnungen 70, über welche Kraftstoff in den Brennraum der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird, wieder schließen. Damit ist die Einspritzung beendet.Due to the fact that in kavitierenden chokes the flow depends only on the high pressure side, but not from the low pressure side, ie from the pressure conditions in the low pressure control chamber 50 , have force influences on the injection valve member 60 with resulting pressure changes in the low pressure control room 50 no effect on the filling speed of the low pressure control room 50 , As soon as the opening pressure in the low-pressure control room 50 is reached, due to the low pressure control room 50 lying pressure level 64 the needle-shaped injection valve member 60 open, ie from his in the nozzle body 72 trained combustion chamber side seat 68 lifted. In this case, fuel under system pressure flows over the nozzle space 66 and an annular gap the opened injection ports 70 to, so that the fuel under system pressure via one or more injection ports 70 at the combustion chamber end of the nozzle body 72 can be injected into the combustion chamber of the self-igniting internal combustion engine, not shown in the drawing, for closing the usually needle-shaped injection valve member 60 Discharging takes place as the actuator 22 used piezoelectric actuator. When unloading a piezoelectric actuator whose piezocrystal stack takes back its original length, ie in Ge In contrast to the charged state, the piezoactuator shortens again. This causes the coupler piston 28 of the hydraulic coupler 24 is raised and the valve body 36 the switching valve 30 back in his seat 34 journey. This is the low pressure control room 50 completed by the system pressure, since the at least one cavitating inlet throttle 52 in the connection line 54 when the seat is closed 34 of the valve body 36 from the high pressure line 16 passing through the injector body 12 extends, is separated. Simultaneously with the closing of the seat 34 takes place in an advantageous embodiment, the lifting of the valve body 32 from the throttle plate 47 , so that a hydraulic connection between the outlet throttle 48 and the actuator room 20 arises. This means that the low pressure control room 50 over the outlet throttle 48 , the pressure room 42 , the channel 40 , the transverse bore 82 and the opening 84 in the low pressure room 20 and thus in the return 18 relieved of pressure. Due to the lowering of the pressure in the low pressure control room 50 drive the needle-shaped injection valve member 60 in his seat 68 so that the injection openings 70 , via which fuel is injected into the combustion chamber of the self-igniting internal combustion engine, close again. This completes the injection.

Claims

Fuel injector ( 10 ), in particular for high-pressure accumulator injection systems, with an injector body ( 12 ) and a nozzle body ( 72 ) and a switching valve ( 30 ) via which a needle-shaped injection valve member ( 60 ), which is in the nozzle body ( 72 ), characterized in that the fuel injector ( 10 ) a low pressure control room ( 50 ), which by a, at least one cavitating inlet throttle ( 52 ) containing connecting line ( 54 ) is filled with pressurized fuel under a system pressure.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that from the connecting line ( 54 ) a branch with at least one outlet throttle ( 48 ) to a pressure chamber ( 42 ), which when the valve seat ( 34 ) with a low pressure space ( 20 ) connected is.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 2, characterized in that when the valve seat ( 34 ) the pressure chamber ( 42 ) from the low-pressure space ( 20 ), at the same time a hydraulic connection between the low pressure space ( 50 ) and a hydraulic room ( 44 ) consists.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the switching valve ( 30 ) a valve body ( 32 ) comprising a channel ( 40 ), via the fuel with the valve seat closed ( 34 ) via a coupler sleeve ( 26 ) into the low-pressure space ( 20 ) flows out.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the injection valve member ( 60 ) a pressure stage ( 64 ), which within the low pressure control room ( 50 ) lies.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the injection valve member ( 60 ) a depressing surface 62 includes.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the valve body ( 32 ) of the switching valve ( 30 ) is executed pressure balanced.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the valve body ( 32 ) on its lateral surface a constriction ( 38 ) and with a frusto-conical seat ( 36 ) is provided.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the coupler sleeve ( 26 ) an opening ( 84 ), at which a hydraulic connection to the low pressure space ( 20 ) is closed or released.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the valve body ( 32 ) with its front side in the pressure chamber ( 42 ) with the valve open by a biting edge or a valve seat, a hydraulic separation of the pressure chamber ( 42 ) of the outlet throttle ( 84 ).