DE102012211169A1

DE102012211169A1 - Fuel injector for injecting fuel to chamber of combustion engine, has injection port that is hydraulically connected with high pressure space via through-hole, such that pressure chamber is fuel-supplied by lifting nozzle needle

Info

Publication number: DE102012211169A1
Application number: DE201210211169
Authority: DE
Inventors: Andreas Köninger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-01-23

Abstract

The fuel injector (10) has a nozzle needle (20) that is movably arranged in a high pressure space (40) of an injector housing (11). A first injection port (21) is formed with respect to a longitudinal axis (13) of the housing and is axially spaced apart from a second injection port (22). The first injection port is hydraulically connected with the high pressure space through the through-hole (36), such that the pressure chamber (38) is fuel-supplied by lifting the nozzle needle with a sealing seat (30).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Kraftstoffinjektor ist aus der 1 der DE 27 11 902 A1 der Anmelderin bekannt. Der bekannte Kraftstoffinjektor weist mehrere Reihen von Einspritzöffnungen auf, die in Bezug auf die Längsachse eines Ventilgehäuses axial zueinander beabstandet über übereinander angeordnet sind. In einer im Ventilgehäuse radial geführten Düsennadel sind ein Verbindungskanal sowie eine Ringnut für den Verbindungskanal ausgebildet, die einen im Bodenbereich des Ventilgehäuses ausgebildeten Druckraum mit dem eigentlichen Hochdruckraum innerhalb des Ventilgehäuses verbinden, der oberhalb der Einspritzöffnungen angeordnet ist. Eine derartige Ausbildung eines Kraftstoffinjektors ermöglicht es, in einer ersten Stellung der Düsennadel, bei der die Düsennadel von einem Dichtsitz abgehoben ist, die erste Reihe von Einspritzöffnungen mit Kraftstoff zu versorgen bzw. diese Einspritzöffnungen freizugeben. Demgegenüber sind bei vollständig angehobener Düsennadel alle Einspritzöffnungen freigegeben, sodass eine maximale Menge von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Durch den bekannten Kraftstoffinjektor lassen sich somit in vorteilhafter Weise unterschiedliche Einspritzmengen, beispielsweise für einen Teillastbetrieb und einen Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine erzielen. Bei dem bekannten Kraftstoffinjektor ist die Reihe der dem Hochdruckraum zugewandten zweiten Einspritzöffnungen in der Schließstellung sowie während eines ersten Teilhubs der Düsennadel von der Düsennadel überdeckt. Das hat zur Folge, dass bei sich einer von ihrem Dichtsitz abhebenden Düsennadel zunächst der mit den ersten Einspritzöffnungen hydraulisch gekoppelte Druckraum über die Verbindungsbohrung Verbindung mit dem Hochdruckraum hat und zunächst ein Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine über die ersten Einspritzöffnungen erfolgt. Hierzu muss jedoch zunächst der Kraftstoff über die Verbindungsbohrung in den Druckraum gelangen. Erst bei einer sich weiter öffnenden Düsennadel werden, wie erläutert, die zweiten Einspritzöffnungen freigegeben. Diese konstruktive Auslegung hat einen zeitlich verzögerten Einspritzbeginn zur Folge.Such a fuel injector is from the 1 of the DE 27 11 902 A1 the applicant known. The known fuel injector has a plurality of rows of injection openings, which are arranged axially above one another with respect to the longitudinal axis of a valve housing, spaced apart from one another. In a valve needle radially guided nozzle needle, a connecting channel and an annular groove for the connecting channel are formed, which connect a formed in the bottom region of the valve housing pressure chamber with the actual high-pressure chamber within the valve housing, which is arranged above the injection openings. Such a design of a fuel injector makes it possible, in a first position of the nozzle needle, in which the nozzle needle is lifted from a sealing seat, to supply the first row of injection openings with fuel or to release these injection openings. In contrast, all injection openings are released when fully raised nozzle needle, so that a maximum amount of fuel can be injected into the combustion chamber of an internal combustion engine. By the known fuel injector can thus be advantageously different injection quantities, for example, achieve a partial load operation and a full load operation of the internal combustion engine. In the known fuel injector, the row of the second injection openings facing the high-pressure chamber is covered by the nozzle needle in the closed position and during a first partial stroke of the nozzle needle. The result of this is that, in the case of a nozzle needle which lifts off from its sealing seat, first the pressure chamber hydraulically coupled to the first injection openings communicates with the high-pressure chamber via the connection bore and initially injection of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine takes place via the first injection openings. For this, however, the fuel must first pass through the connection bore into the pressure chamber. Only with a further opening nozzle needle, as explained, the second injection openings are released. This constructive design has a delayed start of injection result.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass nach dem Abheben der Düsennadel von ihrem Dichtsitz ein möglichst rasches Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine erzielt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass bei vom Dichtsitz abgehobener Düsennadel stets wenigstens eine zweite Einspritzöffnung mit dem Hochdruckraum verbunden ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass beim Abheben der Düsennadel von ihrem Dichtsitz die wenigstens eine zweite Einspritzöffnung unmittelbar mit dem Hochdruckraum verbunden ist, während gleichzeitig eine Verbindung zwischen dem Hochdruckraum und dem Druckraum (für die wenigstens eine erste Einspritzöffnung) über die Verbindungs Durchgangsbohrung ausgebildet wird. Die ersten Einspritzöffnungen dienen somit, im Gegensatz zum Stand der Technik, dem Volllastbetrieb des Kraftstoffinjektors, wobei bei der Öffnungsbewegung der Düsennadel genügend Zeit vorhanden ist, um den zur Versorgung der ersten Einspritzöffnungen und somit dem Vollastbetrieb dienenden Druckraum mit Kraftstoff zu befüllen.Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a fuel injector according to the preamble of claim 1 such that after lifting the nozzle needle from its sealing seat the fastest possible injection of fuel is achieved in the combustion chamber of an internal combustion engine. This object is achieved in a fuel injector with the features of claim 1, characterized in that at least lifted from the sealing seat nozzle needle at least a second injection port is connected to the high-pressure chamber. In other words, this means that when lifting the nozzle needle from its sealing seat, the at least one second injection port is directly connected to the high-pressure chamber while simultaneously forming a connection between the high-pressure chamber and the pressure chamber (for the at least one first injection port) via the connecting through-bore becomes. The first injection openings thus serve, in contrast to the prior art, the full-load operation of the fuel injector, wherein during the opening movement of the nozzle needle sufficient time is available to fill the serving for supplying the first injection openings and thus the full load operation pressure chamber with fuel.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.Advantageous developments of the fuel injector according to the invention are specified in the subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors, bei der in einer Zwischenstellung der Düsennadel die Möglichkeit der Regulierung der abgegebenen Kraftstoffmenge über eine Variation der Durchflussquerschnitte an der bzw. den ersten Einspritzöffnungen ermöglicht wird, wird erzielt, wenn die Düsennadel einen der wenigstens einen ersten Einspritzöffnung zugeordneten Dichtabschnitt aufweist, der die wenigstens eine erste Einspritzöffnung bis zum Erreichen eines bestimmten Hubs der Düsennadel verschließt, und der bei einem Hub, der größer ist als der bestimmte Hub, die wenigstens eine erste Einspritzöffnung über eine Sitzkante an der Düsennadel nach und nach freigibt.In a preferred embodiment of the fuel injector, in which in an intermediate position of the nozzle needle the possibility of regulating the amount of fuel delivered via a variation of the flow cross sections at the or the first injection openings is made possible, is achieved when the nozzle needle of the at least one first injection port associated sealing portion comprising, which closes the at least one first injection opening until reaching a certain stroke of the nozzle needle, and which at a stroke which is greater than the determined stroke, the at least one first injection port gradually releases via a seat edge on the nozzle needle.

In herstellungs- bzw. fertigungstechnisch vorteilhafter Ausgestaltung der Düsennadel sowie der den Druckraum mit dem Hochdruckraum verbindenden Durchgangsbohrung wird vorgeschlagen, dass die Düsennadel einen den Dichtsitz bildenden Sitzabschnitt aufweist, dass sich auf der dem stirnseitigen Ende des Ventilgehäuses zugewandten Seite ein im Durchmesser reduzierter Zwischenabschnitt anschließt, in dem die wenigstens eine Durchgangsbohrung angeordnet ist, und dass sich der Dichtabschnitt an den im Durchmesser reduzierten Zwischenabschnitt auf der dem stirnseitigen Ende des Ventilgehäuses zugewandten Seite anschließt. In manufacturing or production engineering advantageous embodiment of the nozzle needle and the pressure chamber communicating with the high-pressure chamber through hole is proposed that the nozzle needle has a seat portion forming the sealing seat, that adjoins the reduced diameter on the intermediate side of the end face of the valve housing, in which the at least one through-hole is arranged, and in that the sealing portion adjoins the diameter-reduced intermediate portion on the side facing the front end of the valve housing.

Um beim Öffnen bzw. Schließen der Düsennadel die über die wenigstens eine erste Einspritzöffnung eingespritzte Kraftstoffmenge zu modulieren, wird in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Durchgangsbohrung als Drosselbohrung ausgebildet ist bzw. als hydraulische Drossel wirkt. Aufgrund der Dimensionierung der Düsennadel im Bereich der Bohrung ist eine derartige Drossel üblicherweise durch Ausbildung eines im Querschnitt verengten Abschnitts in der Bohrung ausgebildet, die beispielsweise durch elektrochemische Materialbearbeitung oder Ähnliches gebildet werden kann.To open or close the nozzle needle over the at least one first In another embodiment of the invention, it is proposed that the injection opening inject injected fuel quantity that the at least one through-bore is designed as a throttle bore or acts as a hydraulic throttle. Due to the dimensioning of the nozzle needle in the region of the bore, such a throttle is usually formed by forming a cross-sectional narrowed portion in the bore, which can be formed for example by electrochemical material processing or the like.

Um einerseits ein relativ großes Kraftstoffvolumen im Druckraum für die wenigstens eine erste Einspritzöffnung bereitzustellen, und andererseits die axiale Baulänge des Kraftstoffinjektors dadurch nicht unnötig zu vergrößern, wird in einer weiteren konstruktiven Ausgestaltung vorgeschlagen, dass der Druckraum von einer in einer Stirnseite der Düsennadel ausgehenden Sacklochbohrung begrenzt ist, in deren Bereich der wenigstens eine Durchgangsbohrung mündet.On the one hand to provide a relatively large volume of fuel in the pressure chamber for the at least one first injection port, and on the other hand, not unnecessarily increase the axial length of the fuel injector, is proposed in a further structural design that limits the pressure chamber of an outgoing in an end face of the nozzle needle blind hole is, in the region of at least one through hole opens.

Die Ausbildung der wenigstens einen Durchgangsbohrung in der Düsennadel sowie die Geometrie der Düsennadel kann fertigungs- bzw. herstellungstechnisch vorteilhaft gestaltet werden, wenn die Düsennadel, zumindest in dem die wenigstens eine Durchgangsbohrung aufweisenden Bereich, als MIM-Bauteil ausgebildet ist. Unter einem MIM-Bauteil wird dabei ein Bauteil verstanden, welches durch Metallpulver-Spritzgießen hergestellt ist. The design of the at least one through-hole in the nozzle needle as well as the geometry of the nozzle needle can be made advantageous manufacturing or manufacturing technology, if the nozzle needle, at least in which the at least one through-hole region, is formed as a MIM component. Under a MIM component is understood to mean a component which is produced by metal powder injection molding.

Fertigungstechnisch besonders vorteilhaft ist es bei der zuletzt genannten Fertigungstechnologie, wenn die Düsennadel aus zwei miteinander durch eine Schweißung axial verbundenen Teilelementen besteht, von denen das eine Teilelement das MIM-Bauteil ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass lediglich der den Einspritzöffnungen zugewandte Endbereich der Düsennadel als MIM-Bauteil ausgebildet ist, während der andere, den größten Teil der Länge der Düsennadel ausbildende Bereich, in konventioneller Technik ausgebildet ist.In terms of manufacturing technology, it is particularly advantageous in the case of the last-mentioned production technology if the nozzle needle consists of two sub-elements axially connected to one another by a weld, of which one sub-element is the MIM component. In other words, this means that only the end of the nozzle needle facing the injection openings is formed as an MIM component, while the other, the most part of the length of the nozzle needle forming area is formed in conventional technology.

Eine weitere Beeinflussung der in den Brennraum abgegebenen Einspritzmengen bei einer sich öffnenden Düsennadel wird erzielt, wenn wenigstens eine dritte Einspritzöffnung im Ventilgehäuse vorgesehen ist, die axial in Bezug auf die Längsachse des Ventilgehäuses auf der der zweiten Einspritzöffnung gegenüberliegenden Seite der ersten Einspritzöffnung angeordnet ist.A further influencing of the injection quantities delivered into the combustion chamber with an opening nozzle needle is achieved if at least one third injection opening is provided in the valve housing which is arranged axially with respect to the longitudinal axis of the valve housing on the side of the first injection opening opposite the second injection opening.

Ganz besonders bevorzugt ist es bei letztgenannter Variante, wenn in der Schließstellung der Düsennadel die wenigstens eine dritte Einspritzöffnung Verbindung mit dem Druckraum hat. Dadurch wird unmittelbar nach dem Öffnen der Düsennadel ein Einspritzen von Kraftstoff über die wenigstens eine dritte Einspritzöffnung ermöglicht.In the latter variant, it is most particularly preferred if, in the closed position of the nozzle needle, the at least one third injection opening has connection to the pressure chamber. As a result, an injection of fuel via the at least one third injection opening is made possible immediately after the opening of the nozzle needle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 bis 3 jeweils einen unteren Endbereich eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors während dreier unterschiedlicher Stellungen der Düsennadel, jeweils im Teillängsschnitt und 1 to 3 in each case a lower end region of a fuel injector according to the invention during three different positions of the nozzle needle, in each case in partial longitudinal section and

4 ein gegenüber den 1 bis 3 abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem drei axial übereinander angeordnete Reihen von Einspritzöffnungen im Ventilgehäuse ausgebildet sind, ebenfalls im Teillängsschnitt. 4 one opposite the 1 to 3 modified embodiment in which three axially superimposed rows of injection openings are formed in the valve housing, also in partial longitudinal section.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In den 1 bis 3 ist der einem Brennraum einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine zugewandte Endbereich eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors 10 im Teillängsschnitt dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 10 umfasst ein Injektorgehäuse 11, das auf der dem Brennraum zugewandten Ende einen geschlossenen, kuppenförmigen Bodenbereich 12 aufweist. In dem dargestellten Bereich des Injektorgehäuses 11 weist dieses mehrere, in Bezug auf eine Längsachse 13 des Injektorgehäuses 11 axial aneinander anschließende Abschnitte 14 bis 16 auf. Der erste Abschnitt 14 ist kegelförmig ausgebildet und bildet eine Dichtfläche 18 für eine später noch im Detail näher beschriebene Düsennadel 20 aus. An die Dichtfläche 18 bzw. den ersten Abschnitt 14 schließt sich in Richtung des Bodenbereichs 12 der zylindrisch ausgebildete zweite Abschnitt 15 an. Der zweite Abschnitt 15 geht wiederum in den ebenfalls kegelförmig ausgebildeten Abschnitt 16 über, der den Bodenbereich 12 in Form einer Sacklochbohrung formt. In the 1 to 3 is the end of a fuel injector according to the invention facing a combustion chamber of an internal combustion engine, not shown 10 shown in partial longitudinal section. The fuel injector 10 includes an injector housing 11 that on the combustion chamber end facing a closed, dome-shaped bottom area 12 having. In the illustrated area of the injector housing 11 this one has several, with respect to a longitudinal axis 13 of the injector housing 11 axially adjoining sections 14 to 16 on. The first paragraph 14 is cone-shaped and forms a sealing surface 18 for a later described in detail in more detail nozzle needle 20 out. To the sealing surface 18 or the first section 14 closes in the direction of the floor area 12 the cylindrically shaped second section 15 at. The second section 15 in turn goes into the likewise cone-shaped section 16 over, the floor area 12 shaped in the form of a blind hole.

In dem Injektorgehäuse 11 ist im Bereich des zweiten Abschnitts 15 wenigstens eine erste Einspritzöffnung 21 ausgebildet. Axial oberhalb der ersten Einspritzöffnung 21, d.h. in Bezug zur Längsachse 13 axial beabstandet zur wenigstens einen ersten Einspritzöffnung 21, ist im ersten Abschnitt 14 wenigstens eine zweite Einspritzöffnung 22 ausgebildet. In der Praxis sind üblicherweise mehrere, in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete erste Einspritzöffnungen 21 und zweite Einspritzöffnungen 22 vorgesehen, wobei die Anzahl sowie der Durchmesser der ersten Einspritzöffnungen 21 von der Anzahl sowie dem Durchmesser der zweiten Einspritzöffnungen 22 abweichen kann. Ferner verlaufen die Längsachsen 23, 24 der beiden Einspritzöffnungen 21, 22 unter einem schrägen Winkel zur Längsachse 13 des Injektorgehäuses 11, wobei die Winkel der beiden Längsachsen 23, 24, wie dargestellt, unterschiedlich sein können.In the injector housing 11 is in the area of the second section 15 at least one first injection opening 21 educated. Axially above the first injection opening 21 , ie in relation to the longitudinal axis 13 axially spaced from the at least one first injection port 21 , is in the first section 14 at least one second injection opening 22 educated. In practice, a plurality of, at regular angular intervals to each other arranged first injection openings are usually 21 and second injection openings 22 provided, wherein the number and the diameter of the first injection openings 21 of the number and diameter of the second Injection ports 22 may differ. Furthermore, the longitudinal axes run 23 . 24 the two injection ports 21 . 22 at an oblique angle to the longitudinal axis 13 of the injector housing 11 where the angles of the two longitudinal axes 23 . 24 , as shown, may be different.

Innerhalb des Injektorgehäuses 11 ist in Richtung des Doppelpfeils 25 (2) die Düsennadel 20 auf- und abbeweglich angeordnet. Die Düsennadel 20 wird mittels eines nicht dargestellten, weil nicht erfindungswesentlichen Aktuators angesteuert. Die Ansteuerung der Düsennadel 20 erfolgt derart, dass die Düsennadel 20 zwischen der in der 1 dargestellten Schließstellung (Hub h = Null) und der in der 3 dargestellten, vollständig geöffneten Stellung (Hub h = Maximum) beliebige Hübe ausführen kann, sodass auch eine in der 2 dargestellte Zwischenstellung mit einem Teilhub h_t eingenommen werden kann. Inside the injector housing 11 is in the direction of the double arrow 25 ( 2 ) the nozzle needle 20 arranged up and down movable. The nozzle needle 20 is controlled by means of an actuator, not shown, because not essential to the invention. The control of the nozzle needle 20 takes place such that the nozzle needle 20 between in the 1 illustrated closed position (stroke h = zero) and in the 3 shown, fully open position (stroke h = maximum) can perform any strokes, so that one in the 2 shown intermediate position with a partial stroke h _t can be taken.

Die stiftförmig bzw. zylindrisch ausgebildete Düsennadel 20 weist einen im oberen Bereich der 1 bis 3 lediglich noch teilweise dargestellten, zylindrischen Abschnitt 27 auf, der in einen kegelförmigen Sitzabschnitt 28 übergeht. Der Sitzabschnitt 28 bildet zusammen mit der Dichtfläche 18 des Injektorgehäuses 11 bei der in der 1 dargestellten Schließstellung der Düsennadel 20 einen Dichtsitz 30 aus, der axial oberhalb der wenigstens einen zweiten Einspritzöffnung 22 angeordnet ist. An den Sitzabschnitt 28 schließt sich ein im Außendurchmesser reduzierter Zwischenabschnitt 31 an, der auf der dem Sitzabschnitt 28 abgewandten Seite in einen zylindrischen Dichtabschnitt 32 übergeht. Der Dichtabschnitt 32 schließt mit einer ebenen Stirnseite 34 ab, die eine Sitzkante 29 für die erste Einspritzöffnung 21 ausbildet. The pin-shaped or cylindrical nozzle needle 20 has one at the top of the 1 to 3 only partially shown, cylindrical section 27 on that into a cone-shaped seat section 28 passes. The sitting section 28 forms together with the sealing surface 18 of the injector housing 11 at the in the 1 shown closed position of the nozzle needle 20 a sealing seat 30 from the axially above the at least one second injection port 22 is arranged. To the sitting section 28 closes a reduced outer diameter in the intermediate section 31 on the seat section 28 opposite side in a cylindrical sealing portion 32 passes. The sealing section 32 closes with a flat front 34 off, which is a seat edge 29 for the first injection opening 21 formed.

Der Zwischenabschnitt 31 ist in Form einer radial umlaufenden Ringnut mit einem Grund 33 ausgebildet. Von der dem Bodenbereich 12 des Injektorgehäuses 11 zugewandten Stirnseite 34 der Düsennadel 20 geht eine in der Längsachse 13 verlaufende Sacklochbohrung 35 aus. Die Sacklochbohrung 35 ist mit dem Grund 33 des Zwischenabschnitts 31 über wenigstens eine, vorzugsweise jedoch über mehrere, in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Durchgangsbohrungen 36 verbunden, die im dargestellten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Längsachse 13 verlaufen. Die Sacklochbohrung 35 bildet zusammen mit dem zwischen der Düsennadel 20 und dem Bodenbereich 12 ausgebildeten Volumen einen Druckraum 38 aus. The intermediate section 31 is in the form of a radially encircling annular groove with a bottom 33 educated. From the ground area 12 of the injector housing 11 facing end face 34 the nozzle needle 20 one goes in the longitudinal axis 13 running blind hole 35 out. The blind hole 35 is with the reason 33 of the intermediate section 31 via at least one, but preferably over a plurality, at regular angular intervals to each other arranged through holes 36 connected, in the illustrated embodiment, perpendicular to the longitudinal axis 13 run. The blind hole 35 forms together with the between the nozzle needle 20 and the floor area 12 trained volume a pressure chamber 38 out.

Die Herstellung der Düsennadel 20 kann in konventioneller Art und Weise, d.h. durch Schleifen des Durchmessers und Ausbilden der Durchgangsbohrung 36 beispielsweise durch eine Laserbearbeitung oder durch eine elektrochemische Materialbearbeitung (ECM) erfolgen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Düsennadel 20 aus zwei miteinander durch eine Schweißung axial verbundenen Teilelementen besteht, von denen das eine Teilelement, das die Durchgangsbohrung 36 und die Sacklochbohrung 35 aufweist, als MIM-Bauteil ausgebildet ist. Unter einem MIM-Bauteil wird dabei ein Bauteil verstanden, welches durch Metallpulver-Spritzgießen hergestellt ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass lediglich der den Einspritzöffnungen 21, 22 zugewandte Endbereich der Düsennadel 20 als MIM-Bauteil ausgebildet ist, während der andere, den größten Teil der Länge der Düsennadel 20 ausbildende Bereich, in konventioneller Technik ausgebildet ist.The production of the nozzle needle 20 can in a conventional manner, ie by grinding the diameter and forming the through hole 36 for example, by laser processing or by electrochemical material processing (ECM). However, it can also be provided that the nozzle needle 20 consists of two axially connected by a weld sub-elements, of which the one sub-element, the through-hole 36 and the blind hole 35 has, is designed as an MIM component. Under a MIM component is understood to mean a component which is produced by metal powder injection molding. In other words, this means that only the injection openings 21 . 22 facing end of the nozzle needle 20 is designed as an MIM component, while the other, most of the length of the nozzle needle 20 training area, formed in conventional technology.

Die Düsennadel 20 ist insgesamt in einem Hochdruckraum 40 des Injektorgehäuses 11 angeordnet, der über einen nicht dargestellten Hochdruckanschluss mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt ist.The nozzle needle 20 is altogether in a high pressure room 40 of the injector housing 11 arranged, which is acted upon by a high-pressure port, not shown, with high-pressure fuel.

Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor 10 arbeitet wie folgt: In der in der 1 dargestellten Schließstellung der Düsennadel 20 ist der Dichtsitz 30 ausgebildet, was zur Folge hat, dass der Hochdruckraum 40 hydraulisch von den Einspritzöffnungen 21, 22 getrennt ist. Dadurch kann kein Kraftstoff über die Einspritzöffnungen 21, 22 in den Brennraum der Brennkraftmaschine abgegeben werden. Wird nun entsprechend der 2 mittels des erwähnten Aktuators die Düsennadel 20 aus ihrer in der 1 dargestellten Schließstellung nach oben bewegt, sodass die Düsennadel 20 von ihrem Dichtsitz 30 abhebt, so gelangt zunächst Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 40 über den zwischen dem Sitzabschnitt 28 und dem Abschnitt 14 des Injektorgehäuses 11 ausgebildeten Ringspalt unmittelbar in den Bereich der wenigstens einen zweiten Einspritzöffnung 22, und wird von dort (unter hohem Druck) in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Gleichzeitig dichtet jedoch der Dichtabschnitt 32 der Düsennadel 20 die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 21 weiterhin ab. Ungeachtet dessen gelangt Kraftstoff über den Zwischenabschnitt 31 und die wenigstens eine Durchgangsbohrung 36 in den Bereich des Druckraums 38. In dem Druckraum 38 herrscht somit, zumindest näherungsweise, der in dem Hochdruckraum 40 herrschende Druck des Kraftstoffs. Das Einströmen des Kraftstoffs in den Druckraum 38 erzeugt eine in Öffnungsrichtung der Düsennadel 20 wirkende, zusätzliche hydraulische Öffnungskraft. The fuel injector according to the invention 10 works as follows: In the in the 1 shown closed position of the nozzle needle 20 is the seal seat 30 formed, which has the consequence that the high pressure space 40 hydraulically from the injection ports 21 . 22 is disconnected. This will not allow fuel through the injection ports 21 . 22 be delivered into the combustion chamber of the internal combustion engine. Will now according to the 2 by means of said actuator, the nozzle needle 20 from her in the 1 shown closed position moves upward so that the nozzle needle 20 from her tight seat 30 First takes fuel from the high-pressure chamber 40 over the between the seat section 28 and the section 14 of the injector housing 11 formed annular gap directly into the region of the at least one second injection port 22 , and is injected from there (under high pressure) into the combustion chamber of the internal combustion engine. At the same time, however, the sealing section seals 32 the nozzle needle 20 the at least one first injection opening 21 continue from. Regardless, fuel passes over the intermediate section 31 and the at least one through-bore 36 in the area of the pressure chamber 38 , In the pressure room 38 Thus, at least approximately, prevails in the high-pressure chamber 40 prevailing pressure of the fuel. The inflow of fuel into the pressure chamber 38 creates an opening direction of the nozzle needle 20 acting, additional hydraulic opening force.

Die in der 2 dargestellte Zwischenstellung der Düsennadel 20 stellt einen Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine dar, bei der lediglich über die wenigstens eine zweite Einspritzöffnung 22 Kraftstoff eingespritzt wird. Um eine größere Menge von Kraftstoff in den Brennraum einzuspritzen, wie es insbesondere für den Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine erforderlich ist, wird die Düsennadel 20 über die in der 2 dargestellte Zwischenstellung in Richtung der in der 3 dargestellten, vollständig geöffneten Stellung der Düsennadel 20 bewegt. Hierbei gibt der Dichtabschnitt 32 der Düsennadel 20 über die Sitzkante 29 die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 21 frei, sodass Kraftstoff aus dem Druckraum 38 über die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 21, zusätzlich zu dem weiterhin aus der wenigstens einen zweiten Einspritzöffnung 22 eingespritzten Kraftstoff, in den Brennraum eingespritzt wird.The in the 2 illustrated intermediate position of the nozzle needle 20 represents a partial load operation of the internal combustion engine, in which only via the at least one second injection port 22 Fuel is injected. To inject a larger amount of fuel into the combustion chamber, as in particular for the full load operation of the Internal combustion engine is required, the nozzle needle 20 about in the 2 illustrated intermediate position in the direction of in the 3 illustrated, fully open position of the nozzle needle 20 emotional. Here are the sealing section 32 the nozzle needle 20 over the seat edge 29 the at least one first injection opening 21 free, so fuel from the pressure chamber 38 over the at least one first injection opening 21 in addition to that further from the at least one second injection port 22 injected fuel is injected into the combustion chamber.

Eine Feinmodulation der über die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 21 abgegebenen Kraftstoffmenge sowie eine Beeinflussung der Öffnungs- bzw. Schließkraft auf die Düsennadel 20, verursacht durch den durch die wenigstens eine Durchgangsbohrung 36 strömenden Kraftstoff, kann erzielt werden, wenn die Durchgangsbohrung 36 in Form einer Drosselbohrung 42 ausgebildet ist, wie dies lediglich beispielhaft anhand der 1 durch die gestrichelte Darstellung der Drosselbohrung 42 angedeutet ist.A fine modulation of the at least one first injection opening 21 delivered amount of fuel and an influence on the opening or closing force on the nozzle needle 20 caused by the through the at least one through hole 36 flowing fuel, can be achieved when the through-hole 36 in the form of a throttle bore 42 is formed, as this only by way of example with reference to 1 through the dashed representation of the throttle bore 42 is indicated.

In der 4 ist ein gegenüber den 1 bis 3 abgewandelter Kraftstoffinjektor 10a dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 10a weist ein Injektorgehäuse 11a auf, das zusätzlich zu der wenigstens einen ersten Einspritzöffnung 21 und der wenigstens einen zweiten Einspritzöffnung 22 wenigstens eine dritte Einspritzöffnung 43 aufweist, die axial in Bezug auf die Längsachse 13 unterhalb der beiden Einspritzöffnungen 21, 22, d.h. in Richtung zum Bodenbereich 12 des Injektorgehäuses 11a, angeordnet ist.In the 4 is one opposite the 1 to 3 modified fuel injector 10a shown. The fuel injector 10a has an injector housing 11a in addition to the at least one first injection port 21 and the at least one second injection port 22 at least a third injection opening 43 which is axial with respect to the longitudinal axis 13 below the two injection openings 21 . 22 ie towards the floor area 12 of the injector housing 11a , is arranged.

In der in der 4 dargestellten Schließstellung der gegenüber dem Kraftstoffinjektor 10 unverändert ausgebildeten Düsennadel 20 ist die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 21 von dem Dichtabschnitt 32 der Düsennadel 20 überdeckt bzw. abgedichtet, während die wenigstens eine dritte Einspritzöffnung 43 zum Druckraum 38 hin offen ist. Da jedoch durch den Dichtsitz 30 die Verbindung vom Hochdruckraum 40 über die wenigstens eine Durchgangsbohrung 36 zum Druckraum 38 hin abgedichtet ist, wird in den Brennraum der Brennkraftmaschine, für den Fall, dass sich im Druckraum 38 kein Kraftstoff befindet, auch kein Kraftstoff eingespritzt. Beim Abheben der Düsennadel 20 von ihrem Dichtsitz 30 wird somit nahezu zeitgleich Kraftstoff über die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 21 und die wenigstens eine dritte Einspritzöffnung 43 in den Brennraum der Brennkraftmaschine abgegeben (Teillast). Erst beim weiteren Öffnen der Düsennadel 20 wird auch die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 21 vom Dichtabschnitt 32 der Düsennadel 20 bzw. Der Steuerkante 29 freigegeben, sodass dann über alle Einspritzöffnungen 21, 22, 43 Kraftstoff eingespritzt wird.In the in the 4 illustrated closed position of the opposite the fuel injector 10 unchanged formed nozzle needle 20 is the at least one first injection port 21 from the sealing section 32 the nozzle needle 20 covered or sealed, while the at least one third injection port 43 to the pressure room 38 is open. However, because of the sealing seat 30 the connection from the high pressure room 40 over the at least one through hole 36 to the pressure room 38 is sealed in the combustion chamber of the internal combustion engine, in the event that in the pressure chamber 38 no fuel, no fuel injected. When lifting the nozzle needle 20 from her tight seat 30 Thus, fuel is almost simultaneously over the at least one first injection port 21 and the at least one third injection port 43 discharged into the combustion chamber of the internal combustion engine (partial load). Only when further opening the nozzle needle 20 also becomes the at least one first injection opening 21 from the sealing section 32 the nozzle needle 20 or The control edge 29 released, so then over all injection ports 21 . 22 . 43 Fuel is injected.

Die soweit beschriebene Kraftstoffinjektoren 10, 10a können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The fuel injectors described so far 10 . 10a can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2711902 A1 [0002]

Claims

Fuel injector ( 10 ; 10a ), with one in a high pressure room ( 40 ) of an injector housing ( 11 ; 11a ) movably arranged nozzle needle ( 20 ), with at least one first injection opening ( 21 ) and at least one with respect to a longitudinal axis ( 13 ) of the injector housing ( 11 ; 11a ) from the at least one first injection opening ( 21 ) axially spaced second injection port ( 22 ), with one between a front end ( 12 ) of the injector housing ( 11 ; 11a ) and the nozzle needle ( 20 ), the fuel supply at least a first injection port ( 21 ) serving pressure space ( 38 ), which has at least one through-hole ( 36 ) from a sealing seat ( 30 ) lifted nozzle needle ( 20 ) with the high-pressure chamber ( 40 ) is hydraulically connected, characterized in that from the sealing seat ( 30 ) lifted nozzle needle ( 20 ) always at least one second injection opening ( 22 ) with the high-pressure chamber ( 40 ) connected is.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the nozzle needle ( 20 ) one of the at least one first injection opening ( 21 ) associated sealing portion ( 32 ), the at least one first injection port ( 21 ) until a certain stroke (h _t ) of the nozzle needle ( 20 ) and at a stroke (h) which is greater than the specific stroke (h _t ), the at least one first injection port ( 21 ) over a seat edge ( 29 ) on the nozzle needle ( 20 ) gradually releases.

Fuel injector according to claim 2, characterized in that the nozzle needle ( 20 ) a the sealing seat ( 30 ) forming seat section ( 28 ), that on the front end ( 12 ) of the valve housing ( 11 ; 11a ) side facing a reduced diameter intermediate section ( 29 ), in which the at least one through-bore ( 36 ) is arranged, and that the sealing portion ( 32 ) to the reduced diameter intermediate section ( 29 ) on the front end ( 12 ) of the valve housing ( 11 ; 11a ) facing side connects.

Fuel injector according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one through-bore ( 36 ) as throttle bore ( 42 ) is formed or acts as a hydraulic throttle.

Fuel injector according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure chamber ( 38 ) from one in one end face ( 34 ) of the nozzle needle ( 20 ) outgoing blind hole ( 35 ) is limited, in whose area the at least one through hole ( 36 ) opens.

Fuel injector according to one of claims 1 to 5, characterized in that the nozzle needle ( 20 ), at least in which the at least one through-bore ( 36 ), is formed as an MIM component.

Fuel injector according to claim 6, characterized in that the nozzle needle ( 20 ) consists of two by a weld axially connected sub-elements, of which one sub-element is the MIM component.

Fuel injector according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one third injection port ( 43 ) in the valve housing ( 11a ) provided axially with respect to the longitudinal axis ( 13 ) of the valve housing ( 11a ) on the second injection port ( 22 ) opposite side of the first injection port ( 21 ) is arranged.

Fuel injector according to claim 8, characterized in that in the closed position of the nozzle needle ( 20 ) the at least one third injection opening ( 43 ) Connection to the pressure chamber ( 38 ) Has.

Fuel injector according to one of claims 1 to 9, characterized in that the longitudinal axis ( 23 . 24 ) of the first and second injection openings ( 21 . 22 ) to the longitudinal axis ( 13 ) have different angles and / or that the flow cross-section of the first and second injection openings ( 21 . 22 ) is different in size.