WO2011029829A1

WO2011029829A1 - Injector

Info

Publication number: WO2011029829A1
Application number: PCT/EP2010/063142
Authority: WO
Inventors: Nadja Eisenmenger; Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2012-03-10
Also published as: DE102009029355A1

Abstract

The invention relates to an injector (1), in particular a common rail injector, for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, having an injector valve element (11) that can be displaced between a closed position and an open position, comprising a control valve element (25) that can be displaced by means of an actuator (27) between a closed position and an open position and at least nearly pressure-balanced in the closed position, having a sealing line (34) interacting in a sealing manner with a control valve seat (28) in the closed position of the control valve element (25), and raised from the control valve seat (28) in the open position, thus releasing fuel flow from a high-pressure region (37) into a low-pressure region (9) of the injector (1), wherein the control valve element (25) comprises a support region (40) protruding in the radial direction toward the high-pressure region (37). According to the invention, the diameter (DiS) of the support region (40) extends radially past the diameter (DiF; DaF) of the control valve element (25) at the sealing line (34) by a maximum of 12%, particularly between 1% and 8% of the diameter (DiF; DaF) of the control valve element (25) inward or outward at the sealing line (34).

Description

Beschreibung description

Injektor injector

Stand der Technik State of the art

Die Erfindung betrifft einen Injektor, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an injector, in particular a common rail injector, for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Injektor ist aus der DE 10 2008 005 532 A1 bekannt. Der bekannte Injektor weist einen Stützbereich auf, der sich über den Führungsdurchmesser hinweg in den Hochdruckbereich erstreckt. Durch den Stützbereich wird der Einschlagimpuls besser in das Ventil verteilt und führt zu geringeren Bauteilspannungen. Zudem werden durch den Stützbereich Partikel von dem Sitz abgehalten. Durch den bekannten Stützbereich werden jedoch hydraulische Kräfte erzeugt, die eine schließende Kraft auf die Ventilnadel ausüben und dadurch die Öffnungsbewegung verlangsamen. Such an injector is known from DE 10 2008 005 532 A1. The known injector has a support region which extends over the guide diameter into the high-pressure region. The support area distributes the impact moment better into the valve and leads to lower component stresses. In addition, particles are removed from the seat by the support area. By the known support area, however, hydraulic forces are generated, which exert a closing force on the valve needle and thereby slow the opening movement.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Stützbereich derart weiterzubilden, dass die Hydraulikkräfte relativ gering sind, um die Öffnungsgeschwindigkeit der Ventilnadel bei ansonsten gleichen Verhältnissen zu erhöhen. Gleichzeitig soll die Stützwirkung des Stützbereiches erhalten bleiben. Diese Aufgabe wird bei einem Injektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die in dem Kennzeichenteil des Anspruchs 1 beanspruchten geometrischen Verhältnisse haben sich dabei als besonders vorteilhaft zur Lösung der gestellten Aufgabe herausgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a support area in such a way that the hydraulic forces are relatively low, to increase the opening speed of the valve needle with otherwise the same conditions. At the same time the supporting effect of the support area should be maintained. This object is achieved in an injector with the features of claim 1. The claimed in the characterizing part of claim 1 geometric relationships have been found to be particularly advantageous for solving the problem. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. All combinations of at least two features disclosed in the description, the claims and / or the figures also fall within the scope of the invention.

Als besonders vorteilhaft bei einer Verwendung des Injektors bei einem Betriebsdruck bis etwa 3000bar hat es sich herausgestellt, wenn der Stützbereich einen Durchmesser aufweist, der maximal 400μιη, insbesondere zwischen 40μιη und 240μιη kleiner bzw. größer ist als der Durchmesser des Steuerventilelements an seiner Dichtkante. As particularly advantageous in a use of the injector at an operating pressure up to about 3000bar, it has been found that the support region has a diameter of at most 400μιη, in particular between 40μιη and 240μιη smaller or larger than the diameter of the control valve element at its sealing edge.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Stützbereich derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass dieser die Druckausgeglichen- heit des Steuerventilelementes in seiner Schließstellung nicht oder zumindest nicht wesentlich negativ beeinflusst. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Stützbereich derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass sich die auf ihn in einander entgegengesetzte Richtungen wirkenden Druckkräfte, zumindest näherungsweise vollständig, vorzugsweise vollständig aufheben. Dies wird mit einem Stützbereich erreicht, bei dem die Wirk- bzw. Projektionsflächen zum Erzeugen von in einander entgegengesetzte Richtungen weisenden Druckkräften gleich groß sind. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der innere oder der äußere Durchmesser (abhängig von der Bauform) des Steuerventilelementes im Bereich der Dichtlinie dem Durchmesser des Steuerventilelementes oberhalb des Stützbereichs entspricht. In one embodiment of the invention, it is provided that the support area is designed and / or arranged such that it does not affect the pressure balance of the control valve element in its closed position or at least not significantly negatively. This can be realized, for example, in that the support region is designed and / or arranged such that the pressure forces acting on it in opposite directions cancel each other, at least approximately completely, preferably completely. This is achieved with a support region in which the effective or projection surfaces for generating pressure forces pointing in opposite directions are equal. This can be realized, for example, in that the inner or the outer diameter (depending on the design) of the control valve element in the region of the sealing line corresponds to the diameter of the control valve element above the support region.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Injektors, bei der der Durchmesser der Dichtlinie, die sich durch nicht zu vermeidende Verschleißerscheinungen über die Lebensdauer des Injektors etwas verbreitert, und dem Führungsdurchmesser (Innendurchmesser oder Außendurchmesser des Steuerventilelementes - abhängig von der Bauform des Steuerventilelementes) entspricht. Ein vollkommen druckausgeglichenes Steuerventil wird erhalten, wenn der innere Durchmesser der Dichtlinie exakt dem inneren Führungsdurchmesser bzw. der äußere Durchmesser der Dichtlinie exakt dem äußeren Führungsdurchmesser des Steuerventilelementes entspricht. Of particular advantage is an embodiment of the injector, in which the diameter of the sealing line, which widened by unavoidable wear over the life of the injector something, and the guide diameter (inner diameter or outer diameter of the control valve element - depending on the design of the control valve element) corresponds. A fully pressure compensated control valve is obtained when the inner diameter of the sealing line exactly corresponds to the inner guide diameter or the outer diameter of the sealing line exactly the outer guide diameter of the control valve element.

Im Hinblick auf eine einfache Fertigbarkeit des Stützbereichs ist eine zumindest näherungsweise trapezförmige Ausbildung des Stützbereichs bevorzugt, wobei die schrägen Flanken des Trapezes mit einer parallel zur Längsmittelachse des Steuerventilelementes verlaufenden Linie miteinander verbunden sind. With regard to a simple manufacturability of the support region, an at least approximately trapezoidal design of the support region is preferred, wherein the oblique flanks of the trapezoid are connected to each other with a line running parallel to the longitudinal central axis of the control valve element.

Ein druckausgeglichenes Steuerventil kann sowohl mit einem hülsenförmigen Steuerventilelement (Ventilhülse) als auch mit einem kolbenförmigen (nicht durchgehend hohlen) Steuerventilelement realisiert werden. Für den Fall des Vorsehens eines als Ventilhülse ausgebildeten Steuerventilelementes ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der innerhalb des Steuerventilelementes ein Druckstift aufgenommen ist. Dabei ist der Druckstift bevorzugt als von dem den Steuerventilsitz aufweisenden Ventilstück separates Bauteil ausgebildet, welches eine radial innerhalb des Steuerventilelementes ausgebildete Ventilkammer in axialer Richtung abdichtet. Bevorzugt ist das hülsenförmige Steuerventilelement dabei mit seinem Innenumfang am Außenumfang des Druckstiftes geführt, welcher sich bevorzugt an einem Injektorbauteil in axialer Richtung, vorzugsweise an einem Injektordeckel oder einer Elektromagnetanordnung, abstützt. Zusätzlich oder alternativ zu der Ausbildung des Druckstiftes als innere Führung kann eine Außenführung für das hülsenförmige Steuerventilelement vorgesehen werden. Unabhängig davon, ob eine innere und/oder äußere Führung für die Ventilhülse vorgesehen wird, entspricht der Durchmesser der Dichtlinie bevorzugt zumindest näherungsweise dem Außendurchmesser des Druckstiftes, ggf. zuzüglich eines minimalen Spiels. Bei einer Ausführungsform des Steuerventilelementes als Ventilhülse ragt der Stützbereich bevorzugt in die innerhalb des hülsenförmigen Steuerventilelementes ausgebildete, vorzugsweise unmittelbar mit der Steuerkammer verbundene Ventilkammer hinein und befindet sich in axialer Richtung betrachtet zwischen der Dichtlinie und dem Druckstift. A pressure compensated control valve can be realized both with a sleeve-shaped control valve element (valve sleeve) and with a piston-shaped (not continuous hollow) control valve element. In the case of providing a valve sleeve designed as a control valve element, an embodiment is preferred in which a pressure pin is received within the control valve element. In this case, the pressure pin is preferably formed as a separate component from the control valve seat having the valve member, which seals a radially formed inside the control valve member valve chamber in the axial direction. Preferably, the sleeve-shaped control valve element is guided with its inner circumference on the outer circumference of the pressure pin, which is preferably supported on an injector component in the axial direction, preferably on an injector cover or an electromagnet arrangement. Additionally or alternatively to the formation of the pressure pin as an inner guide, an outer guide for the sleeve-shaped control valve element can be provided. Regardless of whether an inner and / or outer guide is provided for the valve sleeve, the diameter of the sealing line preferably corresponds at least approximately to the outer diameter of the pressure pin, possibly plus a minimum clearance. In one embodiment of the control valve element as a valve sleeve, the support region preferably protrudes into the valve chamber formed inside the sleeve-shaped control valve element, preferably directly connected to the control chamber, and is located between the sealing line and the pressure pin in the axial direction.

Bei einem Injektor mit einem als Kolben ausgebildeten Steuerventilelement befindet sich der Stützbereich im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform bevorzugt am Außenumfang und zwar in axialer Richtung betrachtet zwischen der Dichtlinie des Steuerventilelementes und einem Führungsbauteil, wobei der (äußere) Durchmesser der Dichtlinie bevorzugt dem Führungsdurchmesser des kolbenförmige Steuerventilelementes entspricht. In an injector with a piston valve designed as a control valve element, the support region is in contrast to the embodiment described above preferably on the outer periphery and viewed in the axial direction between the sealing line of the control valve member and a guide member, wherein the (outer) diameter of the sealing line preferably the guide diameter of piston-shaped control valve element corresponds.

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

Diese zeigen in: These show in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines als Common-Rail-Injektor ausgebildeten Injektors mit einem hülsenförmigen Steuerventilelement, wel- ches einen nach radial innen weisenden Stützbereich für die Dichtlinie aufweist und 1 shows a schematic representation of an injector embodied as a common rail injector with a sleeve-shaped control valve element, which has a support region for the sealing line facing radially inward, and

Fig. 2 eine unvollständige Darstellung einer Ausführungsform eines Injektors, bei dem das Steuerventilelement als massiver Kolben ausgebildet ist, der am Außenumfang, axial benachbart zur Dichtlinie einen umlaufenden Stützbereich trägt. Fig. 2 is an incomplete view of an embodiment of an injector, wherein the control valve member is formed as a solid piston, which carries on the outer circumference, axially adjacent to the sealing line a circumferential support region.

In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In the figures, the same components and components with the same function with the same reference numerals.

In Fig. 1 ist ein als Common-Rail-Injektor ausgebildeter Injektor 1 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen nicht gezeigten Brennraum einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Eine Hochdruckpumpe 2 fördert Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 3 in einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 (Rail). In diesem ist Kraftstoff, insbesondere Diesel oder Benzin, unter hohem Druck, von in diesem Ausführungsbeispiel etwa 3000bar, gespeichert. An den Kraftstoff- Hochdruckspeicher 4 ist der Injektor 1 neben anderen, nicht gezeigten Injektoren über eine Versorgungsleitung 5 angeschlossen. Die Versorgungsleitung 5 mündet in einen Druckraum 6. Mittels einer Rücklaufleitung 8 ist ein Niederdruckbe- reich 9 des Injektors 1 an den Vorratsbehälter 3 angeschlossen. Über die Rücklaufleitung 8 kann eine später noch zu erläuternde Steuermenge an Kraftstoff von dem Injektor 1 zu dem Vorratsbehälter 3 abfließen. In Fig. 1 designed as a common rail injector injector 1 for injecting fuel into a combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine of a motor vehicle is shown. A high pressure pump 2 delivers fuel from a reservoir 3 in a high-pressure fuel storage 4 (Rail). In this fuel, especially diesel or gasoline, under high pressure, of about 3000bar stored in this embodiment. To the high-pressure fuel accumulator 4, the injector 1 is connected via other, not shown, injectors via a supply line 5. The supply line 5 opens into a pressure chamber 6. A low-pressure region 9 of the injector 1 is connected to the reservoir 3 by means of a return line 8. Via the return line 8, a later to be explained control amount of fuel from the injector 1 to the reservoir 3 to flow.

Innerhalb eines Düsenkörpers 13 ist ein Einspritzventilelement 1 1 angeordnet. Das Einspritzventilelement 1 1 ist zum einen längsverschieblich in einem unteren, hülsenförmigen Abschnitt eines Ventilstückes 12 sowie mit Axialabstand dazu in einer Bohrung eines Düsenkörpers 13 geführt. Dabei sind am Außenumfang des Einspritzventilelementes 1 1 im Bereich seiner Führung innerhalb des Düsenkörpers 13 Axialkanäle 14 in Form von Ausschliffen ausgebildet, über die der Druck- räum 6 mit dem Düsenraum 7 verbunden ist. Der Düsenkörper 13 ist über eine nicht dargestellte Überwurfmutter mit dem Injektorkörper 10 verschraubt. Das Einspritzventilelement 1 1 weißt an seiner Spitze 15 eine Schließfläche 16 auf, mit der das Einspritzventilelement 1 1 in dichter Anlage an einen innerhalb des Düsenkörpers 13 ausgebildeten Einspritzventilelementsitz 17 bringbar ist. Wenn das Einspritzventilelement 1 1 an seinem Einspritzventilelementsitz 17 an- liegt, d.h. sich in einer Schließstellung befindet, ist der Kraftstoffaustritt aus einerWithin a nozzle body 13, an injection valve element 1 1 is arranged. The injection valve element 1 1 is on the one hand guided longitudinally displaceable in a lower, sleeve-shaped portion of a valve member 12 and with axial distance thereto in a bore of a nozzle body 13. In this case, 13 axial channels 14 are formed in the form of ground on the outer circumference of the injection valve element 1 1 in the region of its guide within the nozzle body, via which the pressure chamber 6 is connected to the nozzle chamber 7. The nozzle body 13 is screwed to the injector body 10 via a union nut, not shown. The injection valve element 1 1 has a closing surface 16 at its tip 15, with which the injection valve element 1 1 can be brought into tight contact with an injection valve element seat 17 formed inside the nozzle body 13. When the injection valve element 1 1 abuts its injection valve element seat 17, ie is in a closed position, the fuel outlet is made of a

Düsenlochanordnung 18 gesperrt. Ist es dagegen von seinem Einspritzventilelementsitz 17 abgehoben, kann Kraftstoff aus dem Druckraum 6 über die Axialkanäle 14 in den Düsenraum 7 an dem Einspritzventilelement 1 1 vorbei zur Düsenlochanordnung 18 innerhalb des Düsenkörpers 13 strömen und dort im Wesentli- chen unter Hochdruck (Raildruck) stehend in den Brennraum (nicht gezeigt) gespritzt werden. Nozzle hole arrangement 18 locked. If, on the other hand, it is lifted from its injection valve element seat 17, fuel can flow from the pressure chamber 6 via the axial channels 14 into the nozzle chamber 7 past the injection valve element 11 to the nozzle hole arrangement 18 within the nozzle body 13 and essentially stand there under high pressure (rail pressure) the combustion chamber (not shown) are injected.

Von einer oberen Stirnseite 19 des Einspritzventilelementes 1 1 , welches anstelle der gezeigten einteiligen Ausbildung auch mehrteilig ausgebildet werden kann, und dem in der Zeichnungsebene unteren, hülsenförmigen Abschnitt des Ventilstückes 12 wird eine Steuerkammer 20 begrenzt, die über eine radial in dem hülsenförmigen Abschnitt des Ventilstücks 12 verlaufende Zulaufdrossel 21 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff aus dem Druckraum 6 versorgt wird. Die Steuerkammer 20 ist über einen, in dem oberen, plattenförmigen Abschnitt des Ventilstückes 12 angeordneten Ablaufkanal 22 mit Ablaufdrossel 23 mit einerFrom an upper end face 19 of the injection valve element 1 1, which may be formed in several parts instead of the one-piece design shown, and the lower in the drawing plane, sleeve-shaped portion of the valve member 12, a control chamber 20 is limited, via a radially in the sleeve-shaped portion of the valve piece 12 extending inlet throttle 21 is supplied with high-pressure fuel from the pressure chamber 6. The control chamber 20 is arranged via a, in the upper, plate-shaped portion of the valve piece 12 arranged drain channel 22 with outlet throttle 23 with a

Ventilkammer 24 verbunden, die radial außen von einem hülsenförmigen Steuerventilelement 25 eines Steuerventils 26 (Servoventil) begrenzt ist. Aus der Ventilkammer 24 (Hochdruckbereich) kann Kraftstoff in den Niederdruckbereich 9 des Injektors 1 strömen, wenn das von einem elektromagnetischen Akt.uat.or 27 betä- tigbare Steuerventilelement 25 von seinem als Flachsitz ausgebildeten und an dem plattenförmigen Abschnitt des Ventilstücks 12 angeordneten Steuerventilsitz 28 abgehoben, d.h. das Steuerventil 26 geöffnet ist. Der Steuerventilsitzwinkel beträgt bei dem gezeigten Flachsitz 180°. Die Durchflussquerschnitte der Zulaufdrossel 21 und der Ablaufdrossel 23 sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei geöffnetem Steuerventil 26 ein Nettoabfluss von Kraftstoff (Steuermenge) aus der Steuerkammer 20 über die Ventilkammer 24 in den Niederdruckbereich 9 des Injektors 1 und von dort aus über die Rücklaufleitung 8 in den Vorratsbehälter 3 resultiert. Das Steuerventil 26 ist als im geschlossenen Zustand in axialer Richtung druckausgeglichenes Ventil ausgebildet. Dabei ist das Steuerventilelement 25 mit seinem in der Zeichnungsebene oberen Abschnitt einstückig mit einer Ankerplatte 29 ausgebildet, die mit einer Elektromagnetanordnung 30 des elektromagnetischen Aktuators zusammenwirkt. Radial innerhalb des hülsenförmigen Steuerventilelementes 25 ist ein Druckstift 31 angeordnet, der als von dem Ventilstück 12 separates Bauteil ausgebildet ist, und der die Ventilkammer 24 in axialer Rich- tung nach oben abdichtet. Die auf ihn wirkenden Druckkräfte stützt der DruckstiftValve chamber 24 is connected, which is bounded radially outwardly by a sleeve-shaped control valve element 25 of a control valve 26 (servo valve). From the valve chamber 24 (high-pressure region), fuel can flow into the low-pressure region 9 of the injector 1 when the control valve element 25 which can be actuated by an electromagnetic actuator 27 moves from its control valve seat 28, which is designed as a flat seat and is arranged on the plate-shaped section of the valve piece 12 lifted, ie the control valve 26 is open. The control valve seat angle is 180 ° in the flat seat shown. The flow cross-sections of the inlet throttle 21 and the outlet throttle 23 are matched to one another such that when the control valve 26 is open, a net outflow of fuel (control quantity) from the control chamber 20 via the valve chamber 24 into the low-pressure region 9 of the injector 1 and from there via the return line 8 in FIG the reservoir 3 results. The control valve 26 is designed as a valve pressure-balanced in the axial direction in the closed state. In this case, the control valve element 25 is integral with its in the drawing plane upper portion with an anchor plate 29 formed, which cooperates with an electromagnet assembly 30 of the electromagnetic actuator. Radially inside the sleeve-shaped control valve element 25, a pressure pin 31 is arranged, which is designed as a separate component from the valve piece 12, and which seals the valve chamber 24 in the axial direction upwards. The pressure forces acting on it support the pressure pin

31 an einem mit dem Injektorkörper 10 verschraubten Injektordeckel 32 ab. Hierzu durchsetzt der Druckstift 31 eine zentrale Durchgangsöffnung 33 innerhalb der Elektromagnetanordnung 30. Eine kreisringförmige, linienförmige Dichtlinie 34 des Steuerventilelementes 25, die im geschlossenen Zustand des Steuerventils 26 mit dem Steuerventilsitz 28 dichtend zusammenwirkt, befindet sich auf einem inneren Führungsdurchmesser DiF, mit dem das Steuerventilelement 25 am Druckstift 31 geführt ist. Zusätzlich ist das Steuerventilelement 25 an seinem Außenumfang mittels einer Führungsplatte 35 geführt, die von dem Steuerventilelement 25 durchsetzt ist und die sich axial zwischen der Ankerplatte 29 und dem Ventilstück 12 mit seinem Steuerventilsitz 28 befindet. Innerhalb der Durchgangsöffnung 33 befindet sich neben dem in diesem Ausführungsbeispiel einteilig ausgebildeten, jedoch mehrteilig ausbildbaren, Druckstift 31 eine Steuerschließfeder 36, die sich in axialer Richtung zum einen am Injektordeckel 32 und zum anderen aus der Einheit, bestehend aus Steuerventilelement 25 und Anker- platte 29, abstützt. 31 on a screwed to the injector body 10 injector 32 from. For this purpose, the pressure pin 31 passes through a central passage opening 33 within the solenoid assembly 30. An annular, line-shaped sealing line 34 of the control valve element 25, which cooperates sealingly in the closed state of the control valve 26 with the control valve seat 28, is located on an inner guide diameter DiF, with which the control valve element 25 is guided on the pressure pin 31. In addition, the control valve member 25 is guided at its outer periphery by means of a guide plate 35 which is penetrated by the control valve member 25 and which is located axially between the anchor plate 29 and the valve member 12 with its control valve seat 28. Within the passage opening 33 is located next to the one-piece in this embodiment, but can be formed in several parts, pressure pin 31, a control closing spring 36, in the axial direction on the one hand on Injektordeckel 32 and on the other from the unit consisting of control valve element 25 and anchor plate 29th , supports.

Wird die Elektromagnetanordnung 30 des elektromagnetischen Aktuators 27 bestromt, hebt das hülsenförmige Steuerventilelement 25 von seinem als Flachsitz ausgebildeten Steuerventilsitz 28 ab, wodurch die Ventilkammer 24, also der Hochdruckbereich 37 des Injektors 1 , mit dem Niederdruckbereich 9 verbunden wird, wodurch der Druck innerhalb der hydraulisch über die Ablaufdrossel 23 mit der Ventilkammer 24 verbundenen Steuerkammer 20 rapide abfällt und sich das Einspritzventilelement 1 1 in axialer Richtung der Zeichnungsebene nach oben in die Steuerkammer hineinbewegt, wodurch in der Folge Kraftstoff aus dem Dü- senraum 7 in den Brennraum strömen kann. When the electromagnet arrangement 30 of the electromagnetic actuator 27 is energized, the sleeve-shaped control valve element 25 lifts off from its control valve seat 28 formed as a flat seat, whereby the valve chamber 24, ie the high-pressure region 37 of the injector 1, is connected to the low-pressure region 9, whereby the pressure within the hydraulic via the outlet throttle 23 connected to the valve chamber 24 control chamber 20 drops rapidly and the injection valve element 1 1 in the axial direction of the drawing plane moves up into the control chamber, whereby fuel in the sequence can flow from the nozzle space 7 into the combustion chamber.

Zur Beendigung des Einspritzvorgangs wird die Bestromung der Elektromagnetanordnung 30 des elektromagnetischen Aktuators 27 unterbrochen. Die Steuerschließfeder 36 bewegt in der Folge das hülsenförmige Steuerventilelement 25 zurück auf seinen Steuerventilsitz 28 an der in der Zeichnungsebene oberen Seite des Ventilstücks 12. Durch den durch die Zulaufsdrossel 21 nachströmenden Kraftstoff steigt der Druck in der Steuerkammer 20 rapide an, wodurch das Ein- spritzventilelement 1 1 , unterstützt durch die Federkraft einer Schließfeder 38, die sich an einem Umfangsbund 39 des Einspritzventilelementes 1 1 sowie am hül- senförmigen, unteren Abschnitt des Ventilstücks 12 abstützt, in Richtung des Einspritzventilelementsitzes 17 bewegt wird, wodurch wiederum der Kraftstoff- fluss aus der Düsenlochanordnung 18 in den Brennraum unterbrochen wird. To end the injection process, the energization of the solenoid assembly 30 of the electromagnetic actuator 27 is interrupted. As a result, the control closing spring 36 moves the sleeve-shaped control valve element 25 back onto its control valve seat 28 on the upper side of the valve piece 12 in the drawing plane. The fuel flowing in through the inlet throttle 21 rapidly increases the pressure in the control chamber 20, as a result of which Injection valve element 1 1, supported by the spring force of a closing spring 38, which is supported on a peripheral collar 39 of the injection valve element 1 1 and the sleeve-shaped, lower portion of the valve member 12, is moved in the direction of the injection valve member seat 17, which in turn the fuel flow the nozzle hole arrangement 18 is interrupted in the combustion chamber.

Wie erwähnt, befindet sich die zumindest näherungsweise linienförmige Dichtkante (Dichtlinie 34) auf dem inneren Führungsdurchmesser DiF. Anders ausgedrückt entspricht der (innere) Durchmesser DD der Dichtlinie 34 dem inneren Führungsdurchmesser DiF des Steuerventilelementes 25. In radialer Richtung wird die Dichtlinie 34 überragt von einem ringförmigen, von der Dichtlinie 34 ausgehenden, trapezförmigen Stützbereich 40, der vollständig innerhalb des Hochdruckbereichs 37, genauer innerhalb der Ventilkammer 24 angeordnet ist. Da die wirksame Druckangriffsfläche des Stützbereichs 40 für Druckkräfte in eine erste Axialrichtung und die Druckangriffsfläche des Stützbereichs 40 für Druckkräfte in eine zweite, der ersten Axialrichtung entgegengesetzte, Axialrichtung gleich groß sind, wird die axiale Druckausgeglichenheit des Steuerventilelementes 25 durch den ringförmigen, in Querschnitt trapezförmigen Stützbereich 40 nicht negativ beeinflusst. Wie aus Fig. 1 unschwer zu erkennen ist, befindet sich der Stützbereich 40 in axialer Richtung betrachtet zwischen der in der Zeichnungsebene unteren, freien Stirnseite des Druckstiftes 31 und dem als Flachsitz ausgebildeten Steuerventilsitz 28. Aufgrund des Vorsehens des Stützbereichs 40, bildet die Dichtlinie nicht die radial innerste Grenze des Steuerventilelementes 25. As mentioned, the at least approximately line-shaped sealing edge (sealing line 34) is located on the inner guide diameter DiF. In other words, the (inner) diameter DD of the sealing line 34 corresponds to the inner guide diameter DiF of the control valve element 25. In the radial direction, the sealing line 34 is surmounted by an annular, starting from the sealing line 34 trapezoidal support portion 40, completely within the high pressure region 37, more precisely is disposed within the valve chamber 24. Since the effective pressure application area of the compression force support portion 40 in a first axial direction and the pressure application surface of the compression force support portion 40 are equal in a second axial direction opposite to the first axial direction, the axial pressure balance of the control valve member 25 becomes the annular trapezoidal shaped support portion 40 not negatively affected. As is readily apparent from Fig. 1, the support portion 40 is viewed in the axial direction between the lower in the drawing plane, free end face of the pressure pin 31 and formed as a flat seat control valve seat 28. Due to the provision of the support portion 40, the sealing line does not the radially innermost limit of the control valve element 25th

Wie man anhand der Figur 1 weiterhin erkennt, weist der Stützbereich 40 auf der unter Hochdruck stehenden Ventilkammerseite einen Innendurchmesser DiS auf. Erfindungswesentlich dabei ist, dass die radiale Ausdehnung des Stützbereiches 40, das heißt das Maß (DiF - DiS)/2 kleiner als 12 %, insbesondere zwischen 1 % und 8% des Durchmessers DiF des Steuerventilelements 25 an der Dichtlinie 34 beträgt. Beim Einsatz des Injektors 1 in Dieseleinspritzventilen bei Betriebsdrücken bis über 2000bar reicht es dabei aus, wenn das Maß (DiF - DiS)/2 maximal 200μιη, insbesondere zwischen 20μιη und 120μιη des Durchmesser DiF des Steuerventilelements 25 an der Dichtlinie 34 beträgt. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass der Stützbereich 40 einen Durchmesser DiS aufweist, der maximal 400μιη, insbesondere zwischen 40μιη und 240μιη kleiner ist als der Durchmesser DiF des Steuerventilelements 25 an der Dichtlinie 34. Bei dem in Fig. 2 ausschnittsweise dargestellten Injektor 1 ist das Steuerventilelement 25 als Vollmaterialkolben ausgebildet, also als Steuerventilelement 25 ohne axialen Durchgangskanal. An dem Steuerventil 26 ist eine Ankerplatte 29 festgelegt, die analog zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen mit der Elektromagnetanordnung 30 zusammenwirkt, welche sich wiederum am Injektordeckel 32 abstützt. As can further be seen from FIG. 1, the support region 40 has an inner diameter DiS on the high pressure valve chamber side. It is essential to the invention that the radial extent of the support region 40, that is the dimension (DiF - DiS) / 2, is less than 12%, in particular between 1% and 8% of the diameter DiF of the control valve element 25 at the sealing line. When using the injector 1 in diesel injection valves at operating pressures up to over 2000bar, it is sufficient if the measure (DiF - DiS) / 2 is 200μιη maximum, in particular between 20μιη and 120μιη the diameter DiF of the control valve element 25 at the sealing line 34. In other words, this means that the support region 40 has a diameter DiS, the maximum 400μιη, in particular between 40μιη and 240μιη is smaller than the diameter DiF of the control valve member 25 at the sealing line 34th 2, the control valve element 25 is designed as a solid material piston, ie as a control valve element 25 without an axial through-passage. On the control valve 26, an anchor plate 29 is fixed, which cooperates analogously to the embodiments described above with the solenoid assembly 30, which in turn is supported on the injector cover 32.

Das Steuerventilelement 25 ist mit seinem Außenumfang in einem Führungsbauteil 44 geführt, welches von dem Steuerventilelement 25 durchsetzt wird. Dabei weist das Steuerventilelement 25 in seinem Führungsbereich einen Außendurchmesser DaF auf, der den Durchmesser der stirnseitigen, kreisringförmigen Dichtlinie 34 entspricht. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen befindet sich die zum Hochdruckbereich 37 des Injektors 1 gehörende Ventilkammer 24 nicht radial innerhalb des Steuerventilelementes 25, son- dem begrenzt dieses im geschlossenen Zustand des Steuerventils 26 radial außen. Folglich führt der Ablaufkanal 22 mit seiner Ablaufdrossel 23 in die radial außerhalb des Steuerventilelementes 25 angeordnete Ventilkammer 24, wobei der Ablaufkanal 22 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Schrägkanal innerhalb des plattenförmigen Abschnitts des Ventilstücks 12 ausgebildet ist. The control valve element 25 is guided with its outer periphery in a guide member 44, which is penetrated by the control valve element 25. In this case, the control valve element 25 in its guide region on an outer diameter DaF, which corresponds to the diameter of the frontal, annular sealing line 34. In contrast to the exemplary embodiments described above, the valve chamber 24 belonging to the high-pressure region 37 of the injector 1 is not located radially inside the control valve element 25, but limits it radially outward in the closed state of the control valve 26. Consequently, the drainage channel 22 leads with its outlet throttle 23 into the valve chamber 24 arranged radially outside the control valve element 25, wherein the drainage channel 22 is formed in the illustrated embodiment as an inclined channel within the plate-shaped portion of the valve piece 12.

Bei geöffnetem Steuerventil 26, also bei von dem als Flachsitz ausgebildeten Steuerventilsitz 28 abgehobenen Steuerventilelement 25, strömt Kraftstoff aus der Ventilkammer 24 radial nach innen in einen Niederdruckkanal 45 innerhalb des Ventilstückes 12, wobei der Niederdruckkanal 45 zum Niederdruckbereich 9 des Injektors 1 gehört. Der Niederdruckkanal 45 mündet in einen radial außen angeordneten ringförmigen Niederdruckraum 46, der über einen Radialkanal 47 mit einer Ankerkammer 48 hydraulisch verbunden ist. Über die Ankerkammer 48 kann Kraftstoff zur Rücklaufleitung 8 (Injektorrücklauf) und über diesen zum Vorratsbehälter 3 strömen. With the control valve 26 open, ie with the control valve element 25 lifted off from the control valve seat 28 formed as a flat seat, fuel flows radially inward from the valve chamber 24 into a low pressure passage 45 within the valve piece 12, the low pressure passage 45 belonging to the low pressure region 9 of the injector 1. The low-pressure channel 45 opens into a radially outer annular low pressure chamber 46 which is hydraulically connected via a radial channel 47 with an armature chamber 48. Via the armature chamber 48, fuel can flow to the return line 8 (injector return) and via this to the reservoir 3.

Wesentlich bei dem in Fig. 2 gezeigten Injektor 1 ist, dass der Stützbereich 40, der die Dichtlinie 34 in radialer Richtung überragt und in der Ventilkammer 24 und damit im Hochdruckbereich 37 des Injektors 1 angeordnet ist, am Außenumfang des Steuerventilelementes 25 angeordnet ist. Der Außendurchmesser des Stützbereiches 40 ist hierbei mit DiS bezeichnet. Dabei überragt der StützbereichIt is essential in the case of the injector 1 shown in FIG. 2 that the support region 40, which projects beyond the sealing line 34 in the radial direction and is arranged in the valve chamber 24 and thus in the high-pressure region 37 of the injector 1, is arranged on the outer circumference of the control valve element 25. The outer diameter of the support region 40 is denoted by DiS. The support area towers above it

40 den Außendurchmesser DaF im Führungsbereich des Steuerventilelementes 25 und damit auch, wie erwähnt, die Dichtlinie 34 in radialer Richtung um das Maß (DiS - DaF)/2. Auch bei dem in der Figur 2 dargestellten Injektor 1 ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die radiale Ausdehnung des Stützbereiches 40, das heißt das Maß (DiS - DaF)/2 kleiner als 12 %, insbesondere zwischen 1 % und 8% des Durchmessers DaF des Steuerventilelements 25 an der Dichtlinie 34 beträgt. Beim Einsatz des Injektors 1 in Dieseleinspritzventilen bei Betriebsdrücken bis über 2000bar reicht es dabei wie beim ersten Ausführungsbeispiel aus, wenn das Maß (DiS - DaF)/2 maximal 200μιη, insbesondere zwischen 20μιη und 120μιη größer ist als der Durchmesser DaF des Steuerventilelements 25 an der Dichtlinie 34. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass der Stützbereich 40 einen Durchmesser DiS aufweist, der maximal 400μιη, insbesondere zwischen 40μιη und 240μιη größer ist als der Durchmesser DaF des Steuerventilelements 25 an der Dichtlinie 34. 40, the outer diameter DaF in the guide region of the control valve element 25 and thus also, as mentioned, the sealing line 34 in the radial direction around the Dimension (DiS - DaF) / 2. In the case of the injector 1 shown in FIG. 2, the radial extent of the support region 40, that is the dimension (DiS - DaF) / 2, is less than 12%, in particular between 1% and 8% of the diameter Control valve element 25 at the sealing line 34 is. When using the injector 1 in diesel injection valves at operating pressures up to 2000bar, it is sufficient as in the first embodiment, if the measure (DiS - DaF) / 2 is 200μιη maximum, in particular between 20μιη and 120μιη greater than the diameter DaF of the control valve element 25 at the Sealing line 34. In other words, this means that the support region 40 has a diameter DiS which is greater than 400μιη, in particular between 40μιη and 240μιη greater than the diameter DaF of the control valve element 25 at the sealing line 34th

In Ergänzung zu den beiden dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen mit einem Flachsitz kann der Stützbereich 40 auch bei einem flachen Kegelsitz ausgebildet sein. Hierbei kann der Kegelsitzwinkel insbesondere zwischen 130^° und 180^° betragen. Bezüglich der geometrischen Ausgestaltung des Sitzbereiches wird auf die DE 10 2008 005 532 A1 der Anmelderin verwiesen, auf deren Offenbarung insoweit Bezug genommen wird. In addition to the two illustrated and described embodiments with a flat seat, the support region 40 may also be formed in a flat conical seat. In this case, the conical seat angle can be in particular between 130 ^° and 180 ^° . With regard to the geometric configuration of the seating area, reference is made to DE 10 2008 005 532 A1 of the Applicant, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

Claims

claims

1 . Injector, in particular common-rail injector, for injecting

Fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine, with an adjustable between a closed position and an open position injection valve element (1 1), which can be controlled by means of a control valve (26), which by means of an actuator (27) between a

Closed position and an open position adjustable, in the closed position at least approximately pressure compensated, control valve element (25) having a sealing line (34) which in the closed position of the control valve element (25) sealingly cooperates with a control valve seat (28), and in the open position of the Control valve seat (28) is lifted and so the fuel flow from a high pressure region (37) in a low pressure region (9) of the injector (1) releases, wherein the control valve member (25) a sealing line (34) in the radial direction to the high pressure region (37) out Having superior support area (40), characterized in that the diameter (DiS) of the support portion (40) the diameter (DiF, DaF) of the control valve member (25) on the sealing line (34) radially by a maximum of 12%, in particular between 1% and 8% of the diameter (DiF, DaF) of the control valve element (25) on the sealing line (34) projects inwardly or outwardly.

2. Injector according to claim 1,

characterized,

that at an operating pressure of the injector (1) up to about 3000bar, the support region (40) has a diameter (DiS) which is at most 400μιη, in particular between 40μιη and 240μιη smaller or larger than the diameter (DiF, DaF) of the control valve element (25th ) at the sealing edge (34).

3. Injector according to claim 1 or 2,

characterized,

the support area (40) is designed and / or arranged such that no resultant axial pressure forces act on it when the control valve (26) is closed.

4. Injector according to one of claims 1 to 3,

characterized,

the diameter (DD) of the sealing line (34) corresponds, at least approximately, preferably exactly, to a guide diameter (DiF, DaF) of the control valve element (25).

5. Injector according to one of the preceding claims,

characterized,

the support region (40) is at least approximately trapezoidal in cross-section.

6. Injector according to one of the preceding claims,

characterized,

the control valve element (25) is designed as a sleeve.

7. Injector according to claim 6,

characterized,

that in the sleeve one of the control valve seat (28) having the valve piece (12) separate, one or more parts pressure pin (31) is received and that the support portion (40) on the inner circumference of the sleeve axially between the pressure pin (31) and the Control valve seat (28) is arranged.

8. Injector according to one of claims 1 to 5,

characterized,

the control valve element (25) is designed as a piston.

9. Injector according to claim 8,

characterized,

in that the support region (40) on the outer circumference of the piston is arranged axially between a guide component (44) for the piston and the control valve seat (28).

10. Injector according to one of the preceding claims,

characterized,

the control valve seat (28) is designed as a flat seat or as a conical seat.