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DE60313914T2 - Fuel injector - Google Patents

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Publication number
DE60313914T2
DE60313914T2 DE60313914T DE60313914T DE60313914T2 DE 60313914 T2 DE60313914 T2 DE 60313914T2 DE 60313914 T DE60313914 T DE 60313914T DE 60313914 T DE60313914 T DE 60313914T DE 60313914 T2 DE60313914 T2 DE 60313914T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
valve needle
fuel
chamber
injector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60313914T
Other languages
German (de)
Other versions
DE60313914D1 (en
Inventor
P. Rainham Buckley
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delphi Technologies Operations Luxembourg SARL
Original Assignee
Delphi Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Delphi Technologies Inc filed Critical Delphi Technologies Inc
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Publication of DE60313914D1 publication Critical patent/DE60313914D1/en
Publication of DE60313914T2 publication Critical patent/DE60313914T2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift

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Abstract

A fuel injector for an internal combustion engine includes a valve needle (14) having a first surface which is engageable with a valve needle seating to control fuel flow between a delivery chamber (20) and an outlet and a high pressure supply passage (22) for supplying fuel at high pressure to the delivery chamber (20). A thrust surface of the valve needle (14) is exposed to fuel pressure within the delivery chamber (20) such that a force is applied to the valve needle (14) to urge the needle away from the valve seating. The injector also includes a pressure chamber (32) in communication with the high pressure supply passage (22) which is defined, in part, by a surface associated with the valve needle (14) at an end thereof remote from the outlet, and means (34, 40; 22, 56, 48, 54) for generating a variable difference in fuel pressure between the delivery chamber (20) and the pressure chamber (32) in dependence upon the rate of increase of fuel pressure within the high pressure supply passage (22), thereby to provide a variable nozzle opening pressure at which the valve needle is caused to lift from the valve needle seating to initiate injection. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zum Verwenden bei der Förderung von Kraftstoff zu einem Brennraum einer Brennkraftmaschine. Im Speziellen, aber nicht ausschließlich, betrifft die Erfindung einen Unit-Injektor für eine Brennkraftmaschine oder eine Einspritzeinrichtung zum Verwenden mit einer Unit-Pump für eine Brennkraftmaschine.The The invention relates to a fuel injector for use in the promotion from fuel to a combustion chamber of an internal combustion engine. Particularly, but not exclusively, The invention relates to a unit injector for an internal combustion engine or an injector for use with a unit pump for an internal combustion engine.

Bei bekannten Unit-Injektoren dient ein Pumpelement dazu, Kraftstoff innerhalb einer Pumpkammer unter hohen Druck zu setzen und fördert Kraftstoff zu einem zugeordneten Einspritzeinrichtungs-Förderraum. Die Einspritzeinrichtung ist innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses mit den Pumpenkomponenten angeordnet und eine Hochdruck-Kraftstoffleitung, die innerhalb des gemeinsamen Gehäuses definiert ist, sorgt für einen Kommunikationsweg zwischen der Pumpkammer und dem Einspritzeinrichtungs-Förderraum. Die Einspritzeinrichtung umfasst eine Ventilnadel, die in innerhalb eines in einem Düsenkörpergehäuses vorgesehenen Lochs verschiebbar ist und mit einem Ventilnadelsitz in Eingriff bringbar ist, um eine Kraftstoffversorgung durch einen oder mehrere Einspritzeinrichtungsauslass/auslässe hindurch an einen zugeordneten Motorzylinder zu steuern. Die Ventilnadel ist typischerweise mittels einer Feder, die innerhalb einer Kammer an einem Ende der Ventilnadel entfernt von dem Auslass angeordnet ist, in Richtung des Sitzes vorgespannt. In Unit-Pump-Anordnungen sind die Pumpenelemente üblicherweise von den Einspritzeinrichtungskomponenten entfernt beabstandet und eine separate Hochdruck-Kraftstoffleitung verbindet einen Pumpenauslass mit einem Einspritzeinrichtungseinlass. Solche Anordnungen können auch als „Unit Pump/Injektor"-Anordnungen bezeichnet werden.at known unit injectors is a pumping element to fuel to put under high pressure within a pumping chamber and promotes fuel to an associated injector delivery room. The injector is within a common housing with the pump components arranged and a high-pressure fuel line inside the common housing is defined, takes care of a communication path between the pumping chamber and the injector delivery room. The injector includes a valve needle that is within a provided in a nozzle body housing hole is displaceable and engageable with a valve needle seat is to pass a fuel supply through one or more injector outlet / outlets to control an associated engine cylinder. The valve needle is typically by means of a spring, which is inside a chamber located at one end of the valve needle remote from the outlet is biased, in the direction of the seat. In unit-pump arrangements are the pump elements usually spaced apart from the injector components and a separate high pressure fuel line connects a pump outlet with an injector inlet. Such arrangements can also referred to as "unit pump / injector" arrangements become.

Sowohl in Unit-Injektor- als auch in Unit-Pump-Anordnungen besitzt das Pumpelement die Form eines Pumpkolbens, der innerhalb eines Kolbenloches unter dem Einfluss einer Antriebsanordnung hin- und herbewegbar ist, um Kraftstoff innerhalb der Pumpkammer unter Druck zu setzen. Ein Überströmventil dient dazu, eine Kommunikation zwischen der Pumpkammer und einem Niederdruckabfluss zu öffnen und zu schließen. Wenn das Überströmventil offen ist, bewirkt eine Hin- und Herbewegung des Pumpkolbens innerhalb des Loches, dass Kraftstoff in die Pumpkammer hinein gesaugt und aus dieser zu dem Niederdruckabfluss verdrängt wird. Wenn das Überströmventil geschlossen ist, ist die Kommunikation zwischen der Pumpkammer und dem Niederdruckabfluss unterbrochen, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens bewirkt, dass ein Kraftstoffdruck innerhalb der Pumpkammer ansteigt.Either in unit-injector as well as in unit-pump arrangements has the Pumping element the shape of a pumping piston, the inside of a piston hole reciprocated under the influence of a drive arrangement is to pressurize fuel within the pumping chamber. An overflow valve serves to communicate between the pumping chamber and a Low pressure drain to open and close. When the overflow valve is open causes a reciprocating motion of the pump piston within of the hole that sucked fuel into and out of the pumping chamber this is displaced to the low pressure drain. When the overflow valve is closed, the communication between the pumping chamber and the Low pressure drain interrupted so that a reciprocating motion of the piston causes a fuel pressure within the pumping chamber increases.

Während des Pumpens wird ein Punkt erreicht, an dem die hydraulischen Kräfte, die auf Druckflächen der Ventilnadel wirken, durch die Zufuhr von hohem Kraftstoffdruck an den Förderraum ausreichen, um die Kraft der Feder zu überwinden, und die Ventilnadel wird dazu gebracht, dass sie sich von ihrem Sitz hebt, um eine Einspritzung einzuleiten. Der Druck, bei dem bewirkt wird, dass sich die Einspritzeinrichtung von ihrem Sitz hebt, wird üblicherweise als „Düsenöffnungsdruck" bezeichnet. Wenn das Überströmventil geöffnet ist, wird Kraftstoff innerhalb der Pumpkammer zu dem Abfluss verdrängt, wenn eine Kolbenbewegung andauert, und die Ventilnadel wird mithilfe der Federkraft zurück in ihre Sitzposition gebracht, um die Einspritzung zu beenden. Die Federvorbelastung bestimmt den Druck, bei dem die Ventilnadelöffnung erfolgt, und diese wird typischerweise mithilfe einer Beilegscheibe eingestellt, die zwischen einem Ende der Ventilnadel entfernt von dem Einspritzeinrichtungsauslass und der Feder angeordnet ist.During the Pumping a point is reached at which the hydraulic forces, the on printing surfaces the valve needle act by the supply of high fuel pressure suffice for the delivery room, to overcome the force of the spring, and The valve needle is made to move from its seat lifts to initiate an injection. The pressure at which causes is that the injector lifts from its seat, is usually referred to as "nozzle opening pressure." When the overflow valve open is fuel is displaced within the pumping chamber to the drain when a piston movement continues, and the valve needle is using the spring force back placed in their sitting position to finish the injection. The Spring preload determines the pressure at which the valve needle opening occurs and this is typically set using a washer, that between an end of the valve needle remote from the injector outlet and the spring is arranged.

Für einige Anwendungen ist es wünschenswert, dass die Einspritzeinrichtung einen variablen Düsenöffnungsdruck aufweist. Es ist insbesondere wünschenswert, dass der Düsenöffnungsdruck für mittlere Maschinendrehzahlen relativ hoch und bei einer Nenn- (maximalen) Maschinendrehzahl geringer ist. Es ist bekannt, dass ein variabler Düsenöffnungsdruck erreicht wird, indem die Einspritzeinrichtung mit einem elektronisch gesteuerten Einspritzsteuerventil zum Ingangsetzen einer Ventilnadelbewegung versehen wird, wobei solche Systeme jedoch relativ komplex und kostspielig sind.For some Applications it is desirable the injection device has a variable nozzle opening pressure. It is particularly desirable, that the nozzle opening pressure for medium Machine speeds are relatively high and at nominal (maximum) Machine speed is lower. It is known that a variable Nozzle opening pressure is achieved by the injector with an electronic controlled injection control valve for starting a valve needle movement However, such systems are relatively complex and expensive are.

Als Hintergrund der Erfindung offenbart die US 6 269 795 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die zur Verwendung mit einer Unit-Pump geeignet ist. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung umfasst eine Ventilnadel, die durch eine Schraubenfeder, die innerhalb einer mit Kraftsoff gefüllten Federkammer angeordnet ist, in eine geschlossene Position vorgespannt ist. Die Ventilnadel weist eine zu dieser gehörenden Fläche auf, die in die Federkammer hinein vorsteht, sodass der Kraftstoff innerhalb der Federkammer wirksam ist, um eine Öffnungsbewegung der Ventilnadel zu dämpfen.As background of the invention discloses the US Pat. No. 6,269,795 a fuel injector suitable for use with a unit pump. The fuel injector includes a valve needle which is biased to a closed position by a coil spring disposed within a fuel-filled spring chamber. The valve needle has an associated surface which projects into the spring chamber so that the fuel within the spring chamber is effective to dampen an opening movement of the valve needle.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, einen variablen Düsenöffnungsdruck bei reduzierten Kosten zu erzielen.It An object of the invention is a fuel injector which makes it possible to provide one variable nozzle opening pressure to achieve at reduced costs.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 vorgesehen.According to one The first aspect of the present invention is a fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1 provided.

Die Einspritzeinrichtung kann einen Teil eines Kraftstoffsystems bilden, das eine Pumpe umfasst, die einen Pumpkolben aufweist, der dazu dient, Kraftstoff innerhalb einer Pumpkammer unter Druck zu setzen, von wo der Kraftsoff an den Förderraum der Einspritzeinrichtung geliefert wird. Die Pumpe weist ein zu ihr gehörendes Überströmventil auf, um eine Kommunikation zwischen der Pumpenkammer und einem Niederdruckabfluss zu steuern. Wenn das Überströmventil offen ist, bewirkt eine Bewegung des Pumpkolbens, dass Kraftstoff in die Pumpkammer hinein gesaugt und aus dieser verdrängt wird, und wenn das Überströmventil geschlossen ist, kann der Kraftstoff nicht zu dem Niederdruckabfluss entweichen, sodass Kraftstoff innerhalb der Pumpkammer unter Druck gesetzt wird und eine Druckwelle zu dem Hochdruck-Versorgungsdurchgang gefördert wird.The injector may form part of a fuel system that circumscribes a pump summarizes, which has a pump piston which serves to pressurize fuel within a pumping chamber, from where the Kraftoff delivered to the delivery chamber of the injector. The pump has an overflow valve associated therewith to control communication between the pumping chamber and a low pressure drain. When the spill valve is open, movement of the pump plunger causes fuel to be drawn into and out of the pumping chamber, and when the spill valve is closed, the fuel can not escape to the low pressure drain so that fuel within the pumping chamber is pressurized and a pressure wave is conveyed to the high pressure supply passage.

Es ist eine Notwendigkeit, den Kraftstoffdruck zu erhöhen, bei dem eine Einspritzung bei mittleren Maschinendrehzahlen beginnt (Düsenöffnungsdruck), aber einen relativ geringeren Düsenöffnungsdruck bei einer maximalen Nenndrehzahl zu erhalten. Bei niedrigeren Maschinendrehzahlen ist eine Anstiegsrate eines Kraftstoffdruckes innerhalb des Hochdruck-Versorgungsdurchganges relativ gering, wenn das Überströmventil geschlossen ist, sodass die Druckdifferenz zwischen dem Förderraum und der Druckkammer relativ gering ist. Dies führt zu einem relativ hohen Düsenöffnungsdruck. Für höhere Maschinendrehzahlen ist eine Anstiegsrate eines Kraftstoffdruckes höher, sodass die Druckdifferenz zwischen dem Förderraum und der Druckkammer erhöht ist, was zu einem verringerten Düsenöffnungsdruck führt. Die Einspritzeinrichtung bietet diese vorteilhafte Charakteristik bei reduzierten/r Kosten und Komplexität im Vergleich bekannten mit elektronisch gesteuerten Einspritzeinrichtungen.It is a necessity to increase the fuel pressure at which starts injection at medium engine speeds (Nozzle opening pressure), but a relatively lower nozzle opening pressure to get at a maximum rated speed. At lower engine speeds is a rate of increase of fuel pressure within the high pressure supply passage relatively low when the spill valve is closed, so that the pressure difference between the delivery chamber and the pressure chamber is relatively low. This leads to a relatively high Nozzle opening pressure. For higher engine speeds is a rate of increase of fuel pressure higher, so that the pressure difference between the pump room and the pressure chamber increases is, resulting in a reduced nozzle opening pressure leads. The injector provides this advantageous characteristic Compared with reduced cost and complexity compared with known electronically controlled injectors.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Einspritzeinrichtung einen Kolben, der der Ventilnadel zugeordnet ist, wobei eine Fläche des Kolbens die Druckkammer definiert.In a preferred embodiment the injection device comprises a piston, that of the valve needle is assigned, with an area of the piston defines the pressure chamber.

Vorzugsweise umfasst die Einspritzeinrichtung eine Feder, um die Ventilnadel in Richtung des Ventilnadelsitzes zu drängen. In einer Ausführungsform ist die Feder innerhalb einer Federkammer untergebracht und steht vorzugsweise zwischen einer ersten Fläche, die zu der Ventilnadel gehört, und einer Beilegscheibe, die innerhalb der Federkammer angeordnet ist, in Eingriff. Eine entsprechende Auswahl der Beilegscheibe ermöglicht es, die Federvorbelastung auf einen gewünschten Betrag einzustellen.Preferably the injector includes a spring around the valve needle to push in the direction of the valve needle seat. In one embodiment the spring is housed within a spring chamber and stands preferably between a first surface facing the valve needle belongs, and a washer placed inside the spring chamber is engaged. An appropriate selection of the washer makes it possible to adjust the spring preload to a desired amount.

Alternativ kann die Feder zwischen einer ersten Fläche, die zu der Ventilnadel gehört, und einer Fläche der Federkammer in Eingriff stehen.alternative The spring can be between a first surface leading to the valve needle belongs, and a surface the spring chamber engaged.

Vorzugsweise wirkt der Kolben über eine Schubstange, die sich durch die Feder hindurch erstreckt, auf die Ventilnadel.Preferably the piston acts over a push rod that extends through the spring on the valve needle.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung definiert eine Fläche der Ventilnadel die Druckkammer.In an alternative embodiment The invention defines a surface the valve needle the pressure chamber.

Der Hochdruck-Versorgungsdurchgang ist vorzugsweise durch eine erste Bohrung definiert, die in einem weiteren Einspritzeinrichtungsgehäuse vorgesehen ist. Sowohl der erste Strömungsweg als auch der zweite Strömungsweg sind teilweise durch einen gemeinsamen Bereich des Hochdruck-Versorgungsdurchgangs definiert und der zweite Strömungsweg ist ferner durch eine zweite Bohrung definiert, die zumindest teilweise innerhalb des weiteren Einspritzeinrichtungsgehäuses definiert ist.Of the High pressure supply passage is preferably through a first Defined bore provided in another injector housing is. Both the first flow path as well as the second flow path are partially through a common area of the high pressure supply passage defined and the second flow path is further defined by a second bore which is at least partially is defined within the further injector housing.

Die zweite Bohrung ist mit der ersten Bohrung vorzugsweise über einen Abzweigdurchgang verbunden, der durch eine Vertiefung, die in einer oberen Fläche eines Einspritzeinrichtungsgehäuses vorgesehen ist, definiert ist.The second bore is preferably connected to the first bore via a Branch passage connected by a depression, which in an upper area an injector housing provided is defined.

Der Hochdruck-Versorgungsdurchgang ist vorzugsweise mit einer Verengung versehen, um den Kraftstoffdruck, der während eines Einspritzens auf eine Druckfläche der Ventilnadel wirkt, auf einen Wert unter den vor einer Einspritzung zu reduzieren.Of the High pressure supply passage is preferably with a restriction provided to the fuel pressure during an injection to a print area the valve needle acts to a value below that before an injection to reduce.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritzsystem vorgesehen, das eine Kraftsoff-Unit-Pump, die einen Pumpkolben aufweist, der dazu dient, Kraftstoff innerhalb einer Pumpkammer unter Druck zu setzen, ein Überströmventil zum Steuern einer Kommunikation zwischen der Pumpkammer und einem Niederdruckabfluss zu, und eine Einspritzeinrichtung wie oben beschrieben umfasst.According to one Second aspect of the present invention is a fuel injection system provided that a fuel-unit pump, which has a pump piston, which serves to pressurize fuel within a pumping chamber to put, an overflow valve for controlling a communication between the pumping chamber and a Low pressure drain to, and an injector as described above includes.

Die Kraftstoffpumpe besitzt typischerweise die Form eines so genannten „Unit-Injektors", in dem der Pumpkolben und die Einspritzeinrichtung innerhalb einer gemeinsamen Einheit angeordnet sind.The Fuel pump is typically in the form of a so-called "unit injector" in which the pump piston and the injector within a common unit are arranged.

Es wird einzusehen sein, dass die bevorzugten und/oder optionalen Merkmale des ersten Aspekts der Erfindung, wie z. B. in den beiliegenden abhängigen Ansprüchen dargelegt, ebenfalls in dem Kraftstoffeinspritzsystem des zweiten Aspekts der Erfindung umfasst sein können.It it will be appreciated that the preferred and / or optional features the first aspect of the invention, such. B. in the accompanying dependent claims set forth, also in the fuel injection system of the second Aspect of the invention may be included.

Die Erfindung wird nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:The Invention will now be described by way of example only with reference to FIGS accompanying drawings in which:

1 eine Schnittdarstellung einer Einspritzeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist, 1 FIG. 3 is a sectional view of an injector according to a first embodiment of the invention; FIG.

2 eine vergrößerte, alternative Schnittdarstellung der Einspritzeinrichtung in 1 ist, 2 an enlarged, alternative cut Presentation of the injector in 1 is

35 Schnittdarstellungen einer alternativen Ausführungsform zu der in den 1 und 2 gezeigten Einspritzeinrichtung sind. 3 - 5 Sectional views of an alternative embodiment to those in the 1 and 2 shown injection device are.

Die 1 und 2 zeigen eine Einspritzeinrichtung, die keinen Teil der Erfindung bildet, die jedoch hier als Hilfe zum Verständnis der Erfindung beschrieben ist. Die Einspritzeinrichtung umfasst einen Düsenkörper 10, der mit einem Grundloch 12 versehen ist, in dem eine Ventilnadel 14 verschiebbar ist. Die Ventilnadel 14 ist mit einem Ventilnadelsitz (nicht gekennzeichnet) in Eingriff bringbar um eine Kraftsoffversorgung durch einen oder mehrere Einspritzeinrichtungsauslass/auslässe (nicht gezeigt) hindurch in einen zugeordneten Maschinenzylinder oder einen anderen Brennraum hinein zu steuern. Die Ventilnadel 14 ist mit einer Vielzahl von Abflachungen, Schlitzen oder Nuten 16 an ihrer Außenfläche versehen, die zulassen, dass Kraftstoff von einer durch einen vergrößerten Bereich des Loches 12 definierten ringförmigen Kammer 18 zu einem durch einen unterstromigen Bereich des Loches 12 definierten Förderraum 20 strömt. Die Ventilnadel 14 umfasst auch eine oder mehrere Druckfläche/n (nicht gezeigt), die einem Kraftstoffdruck innerhalb des Förderraumes 20 ausgesetzt ist/sind, sodass eine Kraft infolge eines auf die Druckflächen wirkenden Kraftstoffdruckes dazu dient, die Ventilnadel 14 von dem Ventilnadelsitz wegzudrängen.The 1 and 2 show an injector, which forms no part of the invention, but which is described here as an aid to understanding the invention. The injection device comprises a nozzle body 10 that with a blind hole 12 is provided in which a valve needle 14 is displaceable. The valve needle 14 is engageable with a valve pin seat (not labeled) to control fuel delivery through one or more injector outlet / outlets (not shown) into an associated engine cylinder or other combustion chamber. The valve needle 14 is with a variety of flats, slots or grooves 16 provided on its outer surface, which allow fuel from one through an enlarged area of the hole 12 defined annular chamber 18 to one through a downstream area of the hole 12 defined delivery room 20 flows. The valve needle 14 Also includes one or more pressure surfaces (not shown) that have a fuel pressure within the delivery chamber 20 is / are exposed so that a force due to acting on the pressure surfaces fuel pressure is used, the valve needle 14 away from the valve pin seat.

Die ringförmige Kammer 18 empfängt Kraftstoff unter hohem Druck über einen Hochdruck-Versorgungsdurchgang 22, der durch eine Vielzahl von Bohrungen, die in verschiedenen Einspritzeinrichtungsgehäuseteilen vorgesehen sind, definiert ist. Der Hochdruck-Versorgungsdurchgang 22 kommuniziert mit einem Einspritzeinrichtungseinlass 24, der unter Druck gesetzten Kraftstoff von einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) empfängt. Typischerweise ist die Pumpe von der Art, die einen Pumpkolben umfasst, der angetrieben wird, um Kraftstoff innerhalb einer Pumpkammer unter Druck zu setzen. Ein Überströmventil der Pumpe dient dazu, eine Kommunikation zwischen der Pumpkammer und einem Niederdruckabfluss zu steuern, sodass, wenn das Überströmventil offen ist, eine Bewegung des Pumpkolbens bewirkt, dass Kraftstoff in die Pumpkammer hinein gesaugt und aus dieser verdrängt wird, und, wenn das Überströmventil geschlossen ist, der Kraftstoff nicht zu dem Niederdruckabfluss entweichen kann, sodass der Kraftstoff innerhalb der Pumpkammer stark unter Druck gesetzt wird, wenn der Pumpkolben einen Pumphub ausführt. Kraftstoff unter hohem Druck wird typischerweise unter der Steuerung eines Förderventils von der Pumpkammer zu dem Einlass 24 der Einspritzeinrichtung gefördert.The annular chamber 18 receives fuel under high pressure via a high pressure supply passage 22 which is defined by a plurality of bores provided in various injector housing parts. The high pressure supply passage 22 communicates with an injector inlet 24 which receives pressurized fuel from a fuel pump (not shown). Typically, the pump is of the type that includes a pump piston that is driven to pressurize fuel within a pumping chamber. An overflow valve of the pump serves to control communication between the pumping chamber and a low pressure drain, so that when the spill valve is open, movement of the pump piston causes fuel to be drawn into and out of the pumping chamber, and if the spill valve is closed, the fuel can not escape to the low pressure drain, so that the fuel within the pumping chamber is strongly pressurized when the pump piston performs a pumping stroke. Fuel under high pressure is typically pumped from the pumping chamber to the inlet under the control of a delivery valve 24 promoted the injector.

Eine obere Fläche des Düsenkörpers 10 liegt an einem ersten Einspritzeinrichtungsgehäuseteil 23 an, der mit einem abgestuften Grundloch versehen ist, von dem ein unterer Abschnitt eine Federkammer 26 definiert, die eine Druckfeder 28 beherbergt. Ein Ende der Feder 28 wirkt auf eine obere Fläche der Ventilnadel 14 und das andere Ende der Feder 28 steht mit der Stufe in dem Loch innerhalb der Kammer 26 in Eingriff, sodass die Feder 28 die Ventilnadel 14 in Richtung des Ventilnadelsitzes drängt. Der Kolben 30 ist innerhalb des Loches in dem Einspritzeinrichtungsgehäuse 23 verschiebbar und ist über eine Schubstange (in der gezeigten Darstellung nicht zu sehen), die sich durch die Feder 28 hindurch erstreckt, mit der Ventilnadel 14 verbunden. Wie am deutlichsten in 2 ersichtlich, definiert eine obere Fläche des Kolbens 30 zusammen mit dem blinden Ende des Loches in dem Einspritzeinrichtungsgehäuse 23 eine Druckkammer 32, die über eine erste Verengung 34, die durch eine Bohrung in dem Einspritzeinrichtungsgehäuse 23 definiert ist, kontinuierlich mit einem Abschnitt des Hochdruck-Versorgungsdurchganges 22 kommuniziert.An upper surface of the nozzle body 10 is located on a first injector housing part 23 on, which is provided with a stepped blind hole, of which a lower portion of a spring chamber 26 defines a compression spring 28 houses. One end of the spring 28 acts on an upper surface of the valve needle 14 and the other end of the spring 28 stands with the step in the hole inside the chamber 26 engaged so that the spring 28 the valve needle 14 in the direction of the valve needle seat. The piston 30 is inside the hole in the injector housing 23 slidable and is via a push rod (not shown in the illustration), which is characterized by the spring 28 extends through, with the valve needle 14 connected. As most clearly in 2 can be seen defines an upper surface of the piston 30 along with the blind end of the hole in the injector housing 23 a pressure chamber 32 that has a first narrowing 34 passing through a bore in the injector housing 23 is defined continuously with a portion of the high pressure supply passage 22 communicated.

Ein Niederdruck-Abflussdurchgang 36 stellt einen Rücklaufweg für Leckkraftstoff in der Federkammer 26 zu einem Niederdruck bereit, wobei der Niederdruck-Abflussdurchgang 36 teilweise innerhalb des ersten Einspritzeinrichtungsgehäuses 23 und teilweise innerhalb eines zweiten Einspritzeinrichtungsgehäuses 38, das an dem ersten Einspritzeinrichtungsgehäuse 23 anliegt, definiert ist. Die Druckkammer 32 kommuniziert mit dem Niederdruck-Abflussdurchgang 36 über eine zweite Verengung 40, die durch eine zusätzliche Bohrung in dem ersten Einspritzeinrichtungsgehäuseteil 23 in einer Position allgemein benachbart der ersten Verengung 34 definiert ist. Die zweite Verengung 40 lässt einen kontinuierlichen Fluss von Kraftstoff von der Druckkammer 32 zu einem Niederdruck mit einer gedrosselten Rate zu. Die erste Verengung 34 lässt zu, dass Kraftstoff von dem Hochdruck-Strömungsdurchgang 22 bei einer gedrosselten Rate in die Druckkammer 32 strömt, wobei Kraftstoff, der zu der Druckkammer 32 gefördert wird, ebenfalls kontinuierlich von der Druckkammer 32 zu dem Niederdruck-Durchgang 36 bei einer gedrosselten Rate durch die zweite Verengung 40 strömen kann, wie in 2 gezeigt. Die erste und zweite Verengung 34 bzw. 40 können auch derart gebildet sein, dass sie ähnliche oder die gleichen Raten eines Kraftstoffflusses oder unterschiedliche Durchflussraten durch sie hindurch erlauben.A low pressure drainage passage 36 provides a return path for leak fuel in the spring chamber 26 ready for a low pressure, the low pressure drain passage 36 partially within the first injector housing 23 and partially within a second injector housing 38 attached to the first injector housing 23 is defined. The pressure chamber 32 communicates with the low pressure drain passage 36 over a second narrowing 40 caused by an additional bore in the first injector housing part 23 in a position generally adjacent to the first constriction 34 is defined. The second narrowing 40 allows a continuous flow of fuel from the pressure chamber 32 to a low pressure at a throttled rate too. The first narrowing 34 allows fuel from the high pressure flow passage 22 at a throttled rate into the pressure chamber 32 flows, with fuel going to the pressure chamber 32 is promoted, also continuously from the pressure chamber 32 to the low pressure passage 36 at a throttled rate through the second constriction 40 can flow as in 2 shown. The first and second narrowing 34 respectively. 40 may also be formed to allow similar or equal rates of fuel flow or different flow rates therethrough.

Der erste und zweite Gehäuseteil 23, 38 und das obere Ende des Düsenkörpers 10 sind auf eine herkömmliche Weise innerhalb einer Hutmutter 42 aufgenommen. Wenn die Einspritzeinrichtung die Form eines so genannten „Unit Injektors" besitzt, sind der Pumpkolben und zu diesem gehörende Pumpenkomponenten der Pumpen zum Liefern von Kraftstoff unter hohem Druck an den Förderraum 20 innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet.The first and second housing part 23 . 38 and the top of the nozzle body 10 are in a conventional way within a cap nut 42 added. When the injector is in the form of a so-called "unit injector", the pump plungers and associated pump components of the pumps are for delivering fuel under high pressure to the delivery chamber 20 within a common housing arranged.

Im Gebrauch strömt, wenn das Überströmventil der Pumpe geschlossen ist, um eine Druckerhöhung von Kraftstoff innerhalb der Pumpkammer zu bewirken, Kraftstoff unter hohem Druck, der zu dem Einlass 24 der Einspritzeinrichtung gefördert wird, durch den Versorgungsdurchgang 22 und wird daher sowohl zu der ringförmigen Kammer 18 als auch durch die erste Verengung 34 hindurch zu der Druckkammer 32 gefördert. Kraftstoff, der zu der Druckkammer 32 gefördert wird, kann bei einer gedrosselten Rate durch die zweite Verengung 40 und zu dem Niederdruck-Durchgang 36 strömen. Kraftstoff, der zu der ringförmigen Kammer 18 gefördert wird, kann an den Abflachungen 16 an der Fläche der Ventilnadel 14 vorbei in den Förderraum 20 hinein strömen.In use, when the overflow valve of the pump is closed to cause an increase in pressure of fuel within the pumping chamber, fuel under high pressure flows to the inlet 24 the injector is conveyed through the supply passage 22 and therefore becomes both the annular chamber 18 as well as through the first narrowing 34 through to the pressure chamber 32 promoted. Fuel going to the pressure chamber 32 can be promoted at a reduced rate through the second constriction 40 and to the low pressure passage 36 stream. Fuel leading to the annular chamber 18 can be promoted at the flattening 16 on the surface of the valve needle 14 over into the pump room 20 pour into it.

Es wird ein Punkt erreicht, an dem die Kraft, die auf die Ventilnadel-Druckfläche wirkt, infolge des Kraftstoffdruckes innerhalb des Förderraumes 20 ausreicht, um die kombinierte Kraft der Feder 28 und der Kraft infolge des Kraftstoffdruckes innerhalb der Druckkammer 32, die auf den Kolben 30 wirkt, zu überwinden, und die Ventilnadel 14 wird dazu gebracht, dass sie sich von dem Ventilnadelsitz weg hebt, um eine Einspritzung einzuleiten.It reaches a point at which the force acting on the valve needle pressure surface, due to the fuel pressure within the pumping chamber 20 sufficient to combine the combined force of the spring 28 and the force due to the fuel pressure within the pressure chamber 32 on the piston 30 works, overcome, and the valve needle 14 is caused to rise away from the valve pin seat to initiate an injection.

Es wird aus der Geometrie der in 1 gezeigten Einspritzeinrichtungsanordnung einzusehen sein, dass die Druckwelle durch den Hochdruck-Versorgungsdurchgang 22 die Druckkammer 32 kurz vor der ringförmigen Kammer 18 erreicht. Da jedoch die erste und zweite Verengung 34, 40 vorgesehen sind, die den Durchfluss in die und aus der Druckkammer 32 drosseln, ist die Größe der Druckwelle an der Druckkammer 32 etwas geringer als an der ringförmigen Kammer 18. Die Anstiegsrate des Kraftstoffdruckes innerhalb der Druckkammer 32 ist daher kleiner als die Anstiegsrate des Kraftstoffdruckes innerhalb des Förderraumes 20, wodurch eine Druckdifferenz zwischen der Druckkammer 32 und dem Förderraum 20 erzeugt wird. Der Düsenöffnungsdruck, bei dem die Ventilnadel 14 dazu gebracht wird, sich von dem Ventilnadelsitz zu heben, um eine Einspritzung einzuleiten, wird durch die Kraft infolge des Kraftstoffdruckes innerhalb des Förderraumes 20, die auf die Oberfläche der Druckfläche der Ventilnadel wirkt, die Vorbelastung der Feder 28 und die Kraft infolge des Kraftstoffdruckes innerhalb der Druckkammer 32, die auf die Oberfläche des Kolbens 30 wirkt, bestimmt. Die Druckdifferenz zwischen der Druckkammer 32 und dem Förderraum 20 beeinflusst daher den Düsenöffnungsdruck und, da die Kennlinien der Druckwelle durch den Hochdruck-Versorgungsdurchgang 22 hindurch von der Pumpgeschwindigkeit (wie von der Maschinendrehzahl bestimmt) abhängig sind, ändert sich diese Druckdifferenz und daher der Düsenöffnungsdruck mit der Maschinendrehzahl.It is from the geometry of in 1 be seen that the pressure wave through the high-pressure supply passage 22 the pressure chamber 32 just before the annular chamber 18 reached. However, since the first and second narrowing 34 . 40 provided are the flow in and out of the pressure chamber 32 throttle, is the size of the pressure wave at the pressure chamber 32 slightly lower than at the annular chamber 18 , The rate of increase of the fuel pressure within the pressure chamber 32 is therefore smaller than the rate of increase of the fuel pressure within the delivery chamber 20 , causing a pressure difference between the pressure chamber 32 and the pump room 20 is produced. The nozzle opening pressure at which the valve needle 14 is caused to lift from the valve needle seat to initiate an injection is caused by the force due to the fuel pressure within the delivery chamber 20 , which acts on the surface of the pressure surface of the valve needle, the preload of the spring 28 and the force due to the fuel pressure within the pressure chamber 32 on the surface of the piston 30 works, determined. The pressure difference between the pressure chamber 32 and the pump room 20 therefore influences the nozzle opening pressure and, since the characteristics of the pressure wave through the high-pressure supply passage 22 are dependent on the pumping rate (as determined by engine speed), this pressure differential, and therefore the nozzle opening pressure, varies with engine speed.

Falls es erwünscht ist, eine Einspritzung zu beenden, ist das Überströmventil der Pumpe offen, sodass eine weitere Kolbenbewegung einfach Kraftstoff in die Pumpkammer hinein saugt und Kraftstoff aus dieser verdrängt, und der Druck des zu dem Hochdruck-Versorgungsdurchgang 22 geförderten Kraftstoffes ist reduziert. Wenn der Kraftstoffdruck innerhalb des Förderraumes 20 unter den vorbestimmten Betrag reduziert wird, bei dem die Kraft nach oben, die auf die Ventilnadel-Druckfläche wirkt, durch die Kraft der Feder 28, die in Kombination mit dem Kraftstoffdruck innerhalb der Druckkammer 32 wirkt, überwunden wird, wird die Ventilnadel 14 gegen den Ventilnadelsitz gedrängt, um die Einspritzung zu beenden.If it is desired to terminate an injection, the pump overflow valve is open so that further piston movement simply draws fuel into and out of the pumping chamber, and pressure to the high pressure supply passage 22 subsidized fuel is reduced. When the fuel pressure within the pumping chamber 20 is reduced below the predetermined amount at which the upward force acting on the valve pin pressure surface by the force of the spring 28 , in combination with the fuel pressure within the pressure chamber 32 acts, is overcome, the valve needle 14 urged against the valve needle seat to end the injection.

In einer alternativen Anordnung zu der zuvor beschriebenen, kann der Kolben 30 mit der Ventilnadel 14 direkt verbunden sein, wobei in diesem Fall die Schubstange einteilig mit dem Kolben 30 gebildet ist. In dieser Ausführungsform ist es effektiv eine Fläche der Ventilnadel, die einem Kraftstoffdruck innerhalb der Druckkammer 32 ausgesetzt ist.In an alternative arrangement to that described above, the piston can 30 with the valve needle 14 be directly connected, in which case the push rod in one piece with the piston 30 is formed. In this embodiment, it is effectively an area of the valve needle which is a fuel pressure within the pressure chamber 32 is exposed.

Die 3 bis 5 veranschaulichen drei Schnittdarstellungen einer Ausführungsform der Erfindung. Wie in der in 4 gezeigten Darstellung zu sehen, liegt eine untere Fläche des Kolbens 30 an einem Ende der Schubstange 41 an, deren anderes Ende mit der Ventilnadel 14 über ein Lastübertragungselement 43 verbunden ist. Das Lastübertragungselement 43 definiert einen Sitz für ein Ende der Feder 28, wobei das andere Ende der Feder 28 mit einer Beilegscheibe 44, die an einem oberen Ende der Federkammer 26 angeordnet ist, in Eingriff steht. Die Beilegscheibe 44 ist derart ausgewählt, dass sie die gewünschte Federvorbelastung bereitstellt, die wiederum den Düsenöffnungsdruck beeinflusst, wie unten stehend in größerem Detail beschrieben.The 3 to 5 illustrate three sectional views of an embodiment of the invention. As in the 4 seen representation, lies a lower surface of the piston 30 at one end of the push rod 41 at the other end with the valve needle 14 via a load transfer element 43 connected is. The load transfer element 43 defines a seat for one end of the spring 28 where the other end of the spring 28 with a washer 44 attached to an upper end of the spring chamber 26 is arranged, is engaged. The washer 44 is selected to provide the desired spring bias, which in turn affects the nozzle opening pressure, as described in greater detail below.

Die Einspritzeinrichtung in den 3 bis 5 unterscheidet sich von der in 1 dadurch, dass die Kraft, die auf die Ventilnadel 14 wirkt, um die Nadel von dem Sitz wegzudrängen, auf eine Druckfläche wirkt, die einem Kraftstoffdruck innerhalb der ringförmigen Kammer 18 ausgesetzt ist, und die Abflachungen 16 und der Förderraum 20 in der Düse von 1 weggelassen sind. Eine Bewegung der Ventilnadel 14 in der in den 3 bis 5 gezeigten Ausführungsform wird jedoch auf dieselbe Weise bewirkt und erfolgt, wenn ein Kraftstoffdruck innerhalb der ringförmigen Kammer 18 ausreicht, um die kombinierte Kraft einer Feder und eines Kraftstoffdruckes, die auf das hintere Ende der Nadel wirkt, zu überwinden, wie in größerem Detail unten stehend beschrieben.The injection device in the 3 to 5 is different from the one in 1 in that the force acting on the valve needle 14 acts to urge the needle away from the seat, acting on a pressure surface corresponding to a fuel pressure within the annular chamber 18 is exposed, and the flattenings 16 and the pump room 20 in the nozzle of 1 are omitted. A movement of the valve needle 14 in the in the 3 to 5 However, the embodiment shown is effected in the same manner and takes place when a fuel pressure within the annular chamber 18 sufficient to overcome the combined force of a spring and a fuel pressure acting on the rear end of the needle, as described in more detail below.

Die Einspritzeinrichtung in den 3 bis 5 unterscheidet sich von der in den 1 und 2 auch dadurch, dass das obere Ende des Düsenkörpers 10 an einer ersten Fläche einer Adapterplatte 46 anliegt, durch die hindurch sich ein Abschnitt des Hochdruck-Versorgungsdurchgangs 22 erstreckt, wobei die entgegengesetzte Fläche der Adapterplatte 46 an dem zweiten Einspritzeinrichtungsgehäuse 38 anliegt. Das zweite Einspritzein richtungsgehäuse 38, die Adapterplatte 46 und der obere Endbereich des Düsenkörpers 10 sind auf eine herkömmliche Weise innerhalb der Hutmutter 42 aufgenommen. Das zweite Einspritzeinrichtungsgehäuse 38 und die Adapterplatte 46 sind mit entsprechend geformten Bohrungen oder Vertiefungen versehen, in denen ein Fixierstift 47 aufgenommen ist, um eine korrekte Ausrichtung der Teile sicherzustellen.The injection device in the 3 to 5 is different from the one in the 1 and 2 also in that the upper end of the Dü senkörpers 10 on a first surface of an adapter plate 46 is applied, through which a portion of the high-pressure supply passage 22 extends, with the opposite surface of the adapter plate 46 on the second injector housing 38 is applied. The second Einspritzein directional housing 38 , the adapter plate 46 and the upper end portion of the nozzle body 10 are in a conventional manner within the cap nut 42 added. The second injector housing 38 and the adapter plate 46 are provided with correspondingly shaped holes or depressions in which a fixing pin 47 is included to ensure correct alignment of the parts.

Wie in den in den 3 bis 5 gezeigten Darstellungen ersichtlich, ist das zweite Einspritzeinrichtungsgehäuse 38 zusätzlich zu dem Hochdruck-Versorgungsdurchgang 22 auch mit einer zusätzlichen Bohrung 48 versehen, von der ein Ende mit der Druckkammer 32 über eine Kreuzbohrung 54 in dem zweiten Einspritzeinrichtungsgehäuse 38 kommuniziert. Die zusätzliche Bohrung 48 kommuniziert mit einem Bereich des Hochdruck-Versorgungsdurchgangs 22 über einen Abzweigdurchgang 56, der durch eine Vertiefung, die in der oberen Endfläche der Adapterplatte 46 vorgesehen ist, definiert ist. Es wird daher einzusehen sein, dass ein erster Strömungsweg zwischen dem Einspritzeinrichtungseinlass 24 und der ringförmigen Kammer 18 durch den Hochdruck-Versorgungsdurch-gang 22 definiert ist und ein zweiter Strömungsweg zwischen dem Einspritzeinrichtungseinlass 24 und der Druckkammer 32 durch einen Abschnitt des Hochdruck-Versorgungsdurchgangs 22, den Abzweigdurchgang 56, die zusätzliche Bohrung 48 und die Kreuzbohrung 54 definiert ist. Wie am besten durch einen Vergleich der 3 und 4 ersichtlich, besitzen der erste und zweite Strömungsweg unterschiedliche Strömungslängen.As in the in the 3 to 5 As shown, the second injector housing is shown 38 in addition to the high pressure supply passage 22 also with an additional hole 48 provided, one end of which with the pressure chamber 32 over a cross hole 54 in the second injector housing 38 communicated. The additional hole 48 communicates with an area of the high pressure supply passage 22 via a branch passage 56 passing through a recess in the upper end face of the adapter plate 46 is defined is defined. It will therefore be appreciated that a first flow path between the injector inlet 24 and the annular chamber 18 through the high pressure supply passage 22 is defined and a second flow path between the injector inlet 24 and the pressure chamber 32 through a portion of the high pressure supply passage 22 , the branch passage 56 , the additional hole 48 and the cross hole 54 is defined. As best by comparing the 3 and 4 As can be seen, the first and second flow paths have different flow lengths.

Der Betrieb der Einspritzeinrichtung in den 3 bis 5, um eine Einspritzung einzuleiten, ist ähnlich dem zuvor für die Anordnung in den 1 und 2 beschriebenen. Kraftstoff wird von der Pumpe über den Einspritzeinrichtungseinlass 24 zu dem Hochdruck-Versorgungsdurchgang 22 gefördert und kann in die ringförmige Kammer 18 strömen. Kraftstoff unter hohem Druck innerhalb des Versorgungsdurchgangs 22 kann auch durch den zweiten Strömungsweg hindurch in die Druckkammer 32 hinein strömen und bringt eine Kraft nach unten auf den Kolben 30 und somit auf die Ventilnadel 14 über die Schubstange 41 und das Lastübertragungselement 43 auf. Wenn der Kraftstoffdruck innerhalb der ringförmigen Kammer 18 auf einen Betrag angestiegen ist, der ausreicht, um die Kraft infolge der Feder 28, die in Kombination mit der Kraft infolge des hohen Kraftstoffdruckes innerhalb der Druckkammer 32 wirkt, zu überwinden, wird die Ventilnadel 14 von dem Ventilnadelsitz weggedrängt und eine Einspritzung beginnt.The operation of the injector in the 3 to 5 to initiate an injection is similar to that previously for the arrangement in the 1 and 2 described. Fuel is delivered from the pump via the injector inlet 24 to the high pressure supply passage 22 promoted and can enter the annular chamber 18 stream. Fuel under high pressure within the supply passage 22 may also pass through the second flow path into the pressure chamber 32 pour in and bring a force down on the piston 30 and thus on the valve needle 14 over the push rod 41 and the load transfer element 43 on. When the fuel pressure inside the annular chamber 18 has risen to an amount sufficient to release the force due to the spring 28 , in combination with the force due to the high fuel pressure within the pressure chamber 32 acts, overcome, the valve needle 14 pushed away from the valve needle seat and an injection begins.

Der Düsenöffnungsdruck wird durch die Differenz des Kraftstoffdruckes zwischen der Druckkammer 32 und der ringförmigen Kammer 18 und auch durch die Vorbelastung der Feder 28 bestimmt. Auf Grund der Länge der zusätzlichen Bohrung 48, durch die hindurch Kraftstoff zu der Druckkammer 32 strömt, und somit der unterschiedlichen Strömungsweglängen zwischen dem Einspritzeinrichtungseinlass 24 und der ringförmigen Kammer 18 und zwischen dem Einspritzeinrichtungseinlass 24 und der Druckkammer 32 erreicht die durch den Hochdruck-Versorgungsdurchgang 22 hindurch übertragene Druckwelle die ringförmige Kammer 18 vor der Druckwelle an der Druckkammer 32. Für niedrige Maschinendrehzahlen, wenn die Rate eines Druckanstieges gering ist, hat diese Differenz der Strömungsweglänge einen relativ weniger bedeutenden Einfluss auf die Druckdifferenz über die Kammern 32, 18 als für höhere Maschinendrehzahlen, wenn die Rate eines Druckanstieges höher ist. Für niedrigere Maschinendrehzahlen ist der Düsenöffnungsdruck daher höher als für höhere Maschinendrehzahlen. Die Ausführungsform der 3 bis 5 bietet daher auch den Vorteil, dass der Düsenöffnungsdruck mit der Maschinendrehzahl von einem relativ höheren Düsenöffnungs druck bei relativ niedrigen Maschinendrehzahlen zu einem relativ geringeren Düsenöffnungsdruck bei höheren Maschinendrehzahlen variabel ist.The nozzle opening pressure is determined by the difference of the fuel pressure between the pressure chamber 32 and the annular chamber 18 and also by the preloading of the spring 28 certainly. Due to the length of the additional hole 48 through which fuel to the pressure chamber 32 flows, and thus the different flow path lengths between the injector inlet 24 and the annular chamber 18 and between the injector inlet 24 and the pressure chamber 32 reaches through the high pressure supply passage 22 transmitted pressure wave through the annular chamber 18 before the pressure wave at the pressure chamber 32 , For low engine speeds, when the rate of pressure increase is low, this difference in the flow path length has a relatively less significant impact on the pressure differential across the chambers 32 . 18 as for higher engine speeds when the rate of pressure increase is higher. For lower engine speeds, the nozzle orifice pressure is therefore higher than for higher engine speeds. The embodiment of the 3 to 5 Therefore, it also offers the advantage that the nozzle orifice pressure is variable with engine speed from a relatively higher nozzle orifice pressure at relatively low engine speeds to a relatively lower nozzle orifice pressure at higher engine speeds.

Die Länge der zusätzlichen Bohrung 48 zu der Druckkammer 32 kann derart gewählt sein, dass sie die gewünschten variablen Düsenöffnungsdruck-Kennlinien mit der Maschinendrehzahl ergibt. In einer alternativen Anordnung kann der Abzweigdurchgang 56 zu der Druckkammer 32 mit dem Hochdruck-Versorgungsdurchgang 22 weiter unterstromig von dem in den 3 bis 5 gezeigten Punkt kommunizieren, um eine größere Differenz der Strömungsweglänge zu erzeugen. Zum Beispiel kann der Abzweigdurchgang 56 durch eine Vertiefung oder Nut definiert sein, die in einer oberen Fläche des Düsenkörpers 10 vorgesehen ist.The length of the additional hole 48 to the pressure chamber 32 may be selected to give the desired variable nozzle opening pressure characteristics with engine speed. In an alternative arrangement, the branch passage 56 to the pressure chamber 32 with the high pressure supply passage 22 further downstream of the in the 3 to 5 communicate point to produce a larger difference in the flow path length. For example, the branch passage 56 be defined by a depression or groove formed in an upper surface of the nozzle body 10 is provided.

In der Ausführungsform der 3 bis 5 definiert der Hochdruck-Versorgungsdurchgang 22 einen gemeinsamen Bereich sowohl der ersten Strömungsweglänge zwischen dem Einspritzeinrichtungseinlass 24 und der ringförmigen Kammer 18 als auch der zweiten Strömungsweglänge zwischen dem Einspritzeinrichtungseinlass 24 und der Druckkammer 32.In the embodiment of the 3 to 5 defines the high pressure supply passage 22 a common area of both the first flow path length between the injector inlet 24 and the annular chamber 18 as well as the second flow path length between the injector inlet 24 and the pressure chamber 32 ,

Als ein bevorzugtes optionales Merkmal kann der Versorgungsdurchgang 22 mit einer Verengung (in den beiliegenden Fig. nicht gezeigt) versehen sein, was eine Reduktion der Kraft, die auf die Ventilnadel-Druckfläche wirkt, wenn die Ventilnadel von ihrem Sitz gehoben wird, zur Folge hat. Es wird daher eine kleinere Kraft benötigt, um die Ventilnadel einzusetzen, was einen schnelleren Nadelverschluss zulässt. Solch ein Merkmal ist in dem europäischen Patent EP 0 767 304 der Anmelderin beschrieben und hat zum Ergebnis, dass der Druck, der während einer Einspritzung auf die Druckfläche wirkt, kleiner ist als der vor der Einspritzung.As a preferred optional feature, the supply passageway 22 with a constriction (not shown in the accompanying figures), which results in a reduction of the force acting on the Valve needle pressure surface acts when the valve needle is lifted from its seat has resulted. It will therefore require a smaller force to insert the valve needle, allowing a faster needle valve closure. Such a feature is in the European patent EP 0 767 304 Applicant has described and has the result that the pressure acting on the pressure surface during an injection, is smaller than that before the injection.

Die in den 3 bis 5 gezeigte Ausführungsform der Erfindung ist von der Art, bei der eine Unit-Pump von der Einspritzeinrichtung entfernt angeordnet ist und Kraftstoff von der Pumpkammer der Pumpe zu der Einspritzeinrichtung über eine separate Hochdruck-Kraftstoffleitung fördert. Es wird jedoch einzusehen sein, dass die Erfindung gleichermaßen auf vereinte Pumpen-Einspritzeinrichtungsanordnungen anwendbar ist, bei denen der Einspritzeinrichtungsdüsenkörper und ein Pumpenkörper innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses in einer sogenannten „eng gekoppelten" Unit Pump/Injektor-Anordnung angeordnet sind.The in the 3 to 5 shown embodiment of the invention is of the type in which a unit pump is located away from the injector and promotes fuel from the pumping chamber of the pump to the injector via a separate high pressure fuel line. It will be understood, however, that the invention is equally applicable to unified pump injector assemblies in which the injector nozzle body and a pump body are disposed within a common housing in a so-called "close coupled" unit pump / injector arrangement.

Claims (10)

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Einspritzeinrichtung umfasst: ein Einspritzeinrichtungsgehäuse (38), das mit einem Düsenkörper (10) verbunden ist, eine Ventilnadel (14), die in einem durch den Ventilkörper (10) hindurch vorgesehenen Loch verschiebbar ist und eine erste Fläche aufweist, die mit einem Ventilnadelsitz in Eingriff gebracht werden kann, um einen Kraftstoffdurchfluss zwischen einer ringförmigen Kammer (18) und einem Auslass zu steuern, einen Hochdruck-Versorgungsdurchgang (22), der durch eine erste Bohrung definiert ist, die in dem Einspritzeinrichtungsgehäuse (38) vorgesehen ist, wobei der Hochdruck-Versorgungsdurchgang (22) einen ersten Strömungsweg zum Liefern von Kraftstoff unter hohem Druck von einem Einspritzeinrichtungseinlass (24) an die ringförmige Kammer (18) definiert, wobei eine Druckfläche der Ventilnadel einem Kraftstoffdruck innerhalb der ringförmigen Kammer (18) ausgesetzt ist, sodass eine Kraft auf die Ventilnadel (14) aufgebracht wird, um die Ventilnadel (16) von dem Ventilsitz weg zu drängen, eine Druckkammer (32) in Verbindung mit dem Hochdruck-Versorgungsdurchgang (22), die teilweise durch eine Fläche, die zu der Ventilnadel (14) gehört, an einem Ende davon entfernt von dem Auslass definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzeinrichtung ferner eine zweite Bohrung (48) umfasst, die in dem Einspritzeinrichtungsgehäuse (38) vorgesehen ist, wobei die zweite Bohrung (48) teilweise einen zweiten Strömungsweg (22, 56, 48, 54) zwischen dem Einspritzeinrichtungseinlass (24) und der Druckkammer (32) definiert, wobei der zweite Strömungsweg (22, 56, 38, 56) länger als der erste Strömungsweg (22) ist, sodass im Gebrauch eine variable Differenz eines Kraftstoffdruckes zwischen der ringförmigen Kammer (18) und der Druckkammer (32) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines Anstiegs eines Kraftstoffdruckes innerhalb des Hochdruck-Versorgungsdurchgangs (22) erzeugt wird, um dadurch relativ höhere Düsenöffnungsdrücke für relativ niedrigere Maschinendrehzahlen bereitzustellen, und wobei sowohl der erste Strömungsweg (22) als auch der zweite Strömungsweg (22, 56, 48, 54) teilweise durch einen gemeinsamen Bereich des Hochdruck-Versorgungsdurchgangs definiert sind.A fuel injector for an internal combustion engine, the injector comprising: an injector housing (10); 38 ), which with a nozzle body ( 10 ), a valve needle ( 14 ), which in one through the valve body ( 10 ) and having a first surface engageable with a valve needle seat to provide fuel flow between an annular chamber (US Pat. 18 ) and an outlet to control a high pressure supply passage ( 22 ) defined by a first bore formed in the injector housing (FIG. 38 ), wherein the high-pressure supply passage ( 22 ) a first flow path for supplying fuel under high pressure from an injector inlet ( 24 ) to the annular chamber ( 18 ), wherein a pressure surface of the valve needle a fuel pressure within the annular chamber ( 18 ) is exposed, so that a force on the valve needle ( 14 ) is applied to the valve needle ( 16 ) to push away from the valve seat, a pressure chamber ( 32 ) in connection with the high-pressure supply passage ( 22 ), partially through an area facing the valve needle ( 14 ) is defined at one end thereof remote from the outlet, characterized in that the injector further comprises a second bore (10). 48 ) in the injector housing (FIG. 38 ) is provided, wherein the second bore ( 48 ) partially a second flow path ( 22 . 56 . 48 . 54 ) between the injector inlet ( 24 ) and the pressure chamber ( 32 ), wherein the second flow path ( 22 . 56 . 38 . 56 ) longer than the first flow path ( 22 ) so that, in use, a variable difference in fuel pressure between the annular chamber ( 18 ) and the pressure chamber ( 32 ) depending on the rate of increase of a fuel pressure within the high pressure supply passage ( 22 ), thereby providing relatively higher nozzle opening pressures for relatively lower engine speeds, and wherein both the first flow path ( 22 ) as well as the second flow path ( 22 . 56 . 48 . 54 ) are partially defined by a common area of the high pressure supply passage. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einspritzeinrichtung einen Kolben (30) umfasst, der der Ventilnadel (14) zugeordnet ist, wobei eine Fläche des Kolbens (30) die Druckkammer (32) definiert.Fuel injection device according to claim 1, wherein the injection device comprises a piston ( 30 ), the valve needle ( 14 ), wherein a surface of the piston ( 30 ) the pressure chamber ( 32 ) Are defined. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner mit einer Feder (28), die innerhalb einer Federkammer (26) angeordnet ist, um die Ventilnadel (14) in Richtung des Ventilnadelsitzes zu drängen.Fuel injection device according to claim 1 or claim 2, further comprising a spring ( 28 ) inside a spring chamber ( 26 ) is arranged to the valve needle ( 14 ) in the direction of the valve needle seat. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Feder (28) zwischen einer ersten Fläche, die zu der Ventilnadel (14) gehört, und einer Beilegscheibe (44), die innerhalb der Federkammer (26) angeordnet ist, in Eingriff steht.Fuel injection device according to claim 3, wherein the spring ( 28 ) between a first surface facing the valve needle ( 14 ), and a washer ( 44 ) inside the spring chamber ( 26 ) is in engagement. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei der Kolben (30) über eine Schubstange (41) die sich durch die Feder (28) hindurch erstreckt, auf die Ventilnadel (14) wirkt.Fuel injection device according to claim 3 or claim 4, wherein the piston ( 30 ) via a push rod ( 41 ) through the spring ( 28 ) extends through, on the valve needle ( 14 ) acts. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei eine Fläche der Ventilnadel (14) die Druckkammer (32) definiert.Fuel injection device according to claim 1 or claim 2, wherein an area of the valve needle ( 14 ) the pressure chamber ( 32 ) Are defined. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 6, ferner mit einer Feder (28), die innerhalb einer Federkammer (26) angeordnet ist, um die Ventilnadel (14) in Richtung des Ventilnadelsitzes zu drängen.Fuel injection device according to claim 6, further comprising a spring ( 28 ) inside a spring chamber ( 26 ) is arranged to the valve needle ( 14 ) in the direction of the valve needle seat. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zweite Bohrung mit der ersten Bohrung über einen Abzweigdurchgang (56) verbunden ist, der durch eine Vertiefung, die in einer oberen Fläche eines zusätzlichen Einspritzeinrichtungsgehäuseteils (46) vorgesehen ist, definiert ist.Fuel injection device according to one of claims 1 to 7, wherein the second bore with the first bore via a branch passage ( 56 ) formed by a recess formed in an upper surface of an additional injector housing part ( 46 ) is defined. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ventilnadel (14) eine Druckfläche umfasst, auf die im Gebrauch ein Kraftstoffdruck aufgebracht wird, um die Ventilnadel (14) von dem Ventilnadelsitz weg zu drängen, und wobei der Hochdruck-Versorgungsdurchgang (22) mit einer Verengung versehen ist, um die Kraft, die während eines Einspritzens auf die Druckfläche wirkt, auf einen Wert unter den vor einer Einspritzung zu reduzieren.Fuel injection device according to one of claims 1 to 8, wherein the valve needle ( 14 ) comprises a pressure surface on which a fuel pressure is applied in use to the valve needle ( 14 ) to urge away from the valve pin seat, and wherein the high-pressure supply passage ( 22 ) is provided with a constriction to reduce the force acting on the pressure surface during injection to a value below that prior to injection. Kraftstoffeinspritzsystem, mit einer Kraftstoffpumpeneinheit, die einen Pumpkolben aufweist, der dazu dient, Kraftstoff innerhalb einer Pumpkammer unter Druck zu setzen, einem Überströmventil zum Steuern einer Kommunikation zwischen der Pumpkammer und einem Niederdruckabfluss, und einer Einspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Fuel injection system, with a fuel pump unit, which has a pump piston which serves to fuel within pressurizing a pumping chamber, an overflow valve for controlling a communication between the pumping chamber and a Low-pressure drain, and an injection device according to a of claims 1 till 9.
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