DE102012204482A1

DE102012204482A1 - Fuel injector

Info

Publication number: DE102012204482A1
Application number: DE201210204482
Authority: DE
Inventors: Dietmar Zeh; Thomas Pauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-09-26
Also published as: EP2642110A1; EP2642110B1

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1), das insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen dient, umfasst einen Düsenkörper (3), eine in dem Düsenkörper (3) angeordnete Düsennadel (4) und einen Aktor (6). Der Aktor (6) dient zum Betätigen der Düsennadel (4). An einem Ende (15) des Düsenkörpers (3) sind zumindest ein erstes Spritzloch (16) und zumindest ein zweites Spritzloch (17) ausgestaltet, die entlang einer Längsachse (18) der Düsennadel (4) voneinander beabstandet sind. Ab einem ersten Hub (23) der Düsennadel (4) gibt die Düsennadel (4) einen ersten Spritzlochkreis mit dem ersten Spritzloch (16) frei. Ab einem zweiten Hub (24) der Düsennadel (4), der größer als der erste Hub (23) der Düsennadel (4) ist, gibt die Düsennadel (4) auch einen zweiten Spritzlochkreis mit dem zweiten Spritzloch (17) frei.A fuel injection valve (1), which serves in particular as an injector for fuel injection systems of internal combustion engines, comprises a nozzle body (3), a nozzle needle (4) arranged in the nozzle body (3) and an actuator (6). The actuator (6) serves to actuate the nozzle needle (4). At one end (15) of the nozzle body (3), at least one first injection hole (16) and at least one second injection hole (17) are configured, which are spaced apart along a longitudinal axis (18) of the nozzle needle (4). From a first stroke (23) of the nozzle needle (4), the nozzle needle (4) releases a first injection hole circle with the first injection hole (16). From a second stroke (24) of the nozzle needle (4) which is larger than the first stroke (23) of the nozzle needle (4), the nozzle needle (4) also releases a second injection hole circle with the second injection hole (17).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil, insbesondere einen Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Injektoren für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.The invention relates to a fuel injection valve, in particular an injector for fuel injection systems of internal combustion engines. Specifically, the invention relates to the field of injectors for fuel injection systems of air compressing, self-igniting internal combustion engines.

Aus der DE 101 23 218 A1 ist ein Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten bekannt. Das bekannte Ventil weist einen Piezoaktor zur Betätigung eines Ventilglieds auf, wobei das Ventilglied bei einer Betätigung aus einem Ventilkörper hinaus bewegt wird. Zwischen dem Piezoaktor und dem Ventilglied ist eine Hubsteuerung ausgebildet, wobei das Ventil einen mechanischen Anschlag zur Begrenzung des Hubes des Ventilglieds aufweist. Das Ventilglied weist eine Schulter auf, an welcher die Anschlageinrichtung anliegt. Das Ventilglied wird von dem Piezoaktor direkt, das heißt unmittelbar mechanisch, betätigt, so dass eine Hubsteuerung des Ventilglieds vorliegt. From the DE 101 23 218 A1 a valve for controlling fluids is known. The known valve has a piezoactuator for actuating a valve member, wherein the valve member is moved out of a valve body upon actuation. Between the piezoelectric actuator and the valve member, a stroke control is formed, wherein the valve has a mechanical stop for limiting the stroke of the valve member. The valve member has a shoulder against which abuts the stopper. The valve member is actuated directly by the piezoelectric actuator, that is to say directly mechanically, so that there is a stroke control of the valve member.

Das aus der DE 101 23 218 A1 bekannte Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten hat den Nachteil, dass nur in der Anschlagstellung, in der über den mechanischen Anschlag der Hub des Ventilglieds auf einen bestimmten Hub begrenzt und somit eingestellt ist, ein definierter Öffnungsquerschnitt und somit bei Berücksichtigung der weiteren Parameter, insbesondere der Öffnungsdauer, eine definierte Brennstoffmenge einspritzbar ist. Die Öffnungs- und Schließbewegungen sind demgegenüber weniger bestimmt, so dass sich gerade bei kurzen Betätigungsdauern vergleichsweise große Variationen in der dosierten Flüssigkeitsmenge ergeben können. Die Dosierung von vergleichsweise kleinen Brennstoffmengen ist daher mit großen Abweichungen beziehungsweise Schwankungen behaftet.That from the DE 101 23 218 A1 known valve for controlling fluids has the disadvantage that limited only in the stop position, in which the stroke of the valve member over a certain stroke and thus adjusted, a defined opening cross-section and thus taking into account the other parameters, in particular the opening period , a defined amount of fuel is injectable. In contrast, the opening and closing movements are less determined, so that comparatively large variations in the metered amount of liquid can result, especially with short operating times. The dosage of comparatively small amounts of fuel is therefore subject to large deviations or fluctuations.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Dosierung von Brennstoff ermöglicht ist. Insbesondere können sowohl vergleichsweise große als auch vergleichsweise kleine Brennstoffmengen mit hoher Genauigkeit beziehungsweise geringer Schwankung dosiert werden.The fuel injection valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an improved metering of fuel is possible. In particular, both comparatively large and comparatively small quantities of fuel can be metered with high accuracy or with a small variation.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous developments of the fuel injection valve specified in claim 1 are possible.

Der Aktor des Brennstoffeinspritzventils dient zum zumindest mittelbaren Betätigen der Düsennadel. Hierunter ist eine direkte oder eine mittelbare Betätigung der Düsennadel zu verstehen. Der Aktor kann insbesondere als piezoelektrischer Aktor ausgestaltet sein. Speziell in diesem Fall ist es vorteilhaft, dass der Aktor die Düsennadel mittels eines Kopplerelements betätigt, das eine Hubübersetzung von dem Aktor zur Düsennadel ermöglicht. Speziell kann dadurch ein vergleichsweise geringer Hub des Aktors, der aber mit großer Kraft erfolgt, in einen größeren Hub der Düsennadel übersetzt werden. Solch ein Kopplerelement kann auch zur Temperaturausdehnungskompensation dienen. The actuator of the fuel injection valve is used for at least indirect actuation of the nozzle needle. This is to be understood as a direct or indirect actuation of the nozzle needle. The actuator can be designed in particular as a piezoelectric actuator. Especially in this case, it is advantageous that the actuator actuates the nozzle needle by means of a coupler element which enables a stroke translation from the actuator to the nozzle needle. Specifically, this allows a relatively small stroke of the actuator, but which is done with great force, translated into a larger stroke of the nozzle needle. Such a coupler element can also serve for temperature expansion compensation.

Vorteilhaft ist es, dass an dem Ende des Düsenkörpers ein erster Spritzlochkreis, der das erste Spritzloch umfasst, und ein zweiter Spritzlochkreis, der das zweite Spritzloch umfasst, vorgesehen sind, dass die Spritzlöcher des ersten Spritzlochkreises bezüglich der Längsachse der Düsennadel auf einer ersten Höhe angeordnet sind und dass die Spritzlöcher des zweiten Spritzlochkreises bezüglich der Längsachse der Düsennadel auf einer zweiten Höhe angeordnet sind. Bei dem ersten Hub der Düsennadel, der kleiner als der zweite Hub der Düsennadel ist, werden die Spritzlöcher des ersten Spritzlochkreises freigegeben. Hierdurch kann Brennstoff über die Spritzlöcher des ersten Spritzlochkreises, beispielsweise in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt werden. Erfolgt eine Betätigung der Düsennadel mit mindestens dem zweiten Hub, dann werden die Spritzlöcher des zweiten Spritzlochkreises freigegeben. Hierdurch kann Brennstoff sowohl über die Spritzlöcher des ersten Spritzlochkreises als auch über die Spritzlöcher des zweiten Spritzlochkreises beispielsweise in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt werden. Hierdurch kann die eingespritzte Brennstoffmenge mit hoher Genauigkeit vorgegeben werden. Speziell kann eine reduzierte Brennstoffmenge mit hoher Genauigkeit eingespritzt werden, wenn beispielsweise durch einen geeigneten Hub der Düsennadel nur die Spritzlöcher des ersten Spritzlochkreises freigegeben werden.It is advantageous that at the end of the nozzle body a first injection hole circle, which comprises the first injection hole, and a second injection hole circle, which includes the second injection hole, are provided, that the injection holes of the first injection hole circle with respect to the longitudinal axis of the nozzle needle arranged at a first height are and that the injection holes of the second injection hole circle are arranged with respect to the longitudinal axis of the nozzle needle at a second height. At the first stroke of the nozzle needle, which is smaller than the second stroke of the nozzle needle, the injection holes of the first injection hole circle are released. In this way, fuel can be injected via the injection holes of the first injection hole circle, for example in the combustion chamber of an internal combustion engine. If an actuation of the nozzle needle with at least the second stroke, then the injection holes of the second injection hole circle are released. As a result, fuel can be injected both via the injection holes of the first injection hole circle and over the injection holes of the second injection hole circle, for example in the combustion chamber of an internal combustion engine. As a result, the injected fuel quantity can be preset with high accuracy. Specifically, a reduced amount of fuel can be injected with high accuracy, for example, if only the injection holes of the first injection hole circle are released by a suitable stroke of the nozzle needle.

Vorteilhaft ist es auch, dass die Düsennadel einen topfförmigen Ventilschließkörper aufweist, der in einem geschlossenen Zustand das Ende des Düsenkörpers umfänglich umschließt und dass im geschlossenen Zustand eine Innenseite des topfförmigen Ventilschließkörpers mit einer Außenseite des Düsenkörpers zusammenwirkt und das erste Spritzloch beziehungsweise die Spritzlöcher des ersten Spritzlochkreises sowie das zweite Spritzloch beziehungsweise die Spritzlöcher des zweiten Spritzlochkreises verschließt. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass die Innenseite des topfförmigen Ventilschließkörpers als zylindermantelförmige Innenseite ausgestaltet ist und dass die Außenseite des Endes des Düsenkörpers als zylindermantelförmige Außenseite ausgestaltet ist. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise ein präzises Öffnen und Schließen der Spritzlöcher möglich. Vorteilhaft ist es hierbei außerdem, dass die Düsennadel mit ihrem topfförmigen Ventilschließkörper entlang der Längsachse an der Außenseite des Endes des Düsenkörpers geführt ist. Hierdurch ist durch das Zusammenwirken des topfförmigen Ventilschließkörpers mit der Außenseite des Endes des Düsenkörpers zugleich eine vorteilhafte Führung der gesamten Düsennadel in Bezug auf den Düsenkörper gewährleistet. It is also advantageous that the nozzle needle has a pot-shaped valve closing body which circumferentially encloses the end of the nozzle body in a closed state and that in the closed state, an inner side of the cup-shaped valve closing body cooperates with an outer side of the nozzle body and the first injection hole or the injection holes of the first injection hole circle and the second injection hole or the injection holes of the second injection hole circle closes. Here, it is also advantageous that the inside of the cup-shaped valve closing body is designed as a cylinder jacket-shaped inner side and that the outer side of the end of the nozzle body is designed as a cylinder jacket-shaped outer side. This is advantageously a precise opening and closing of the injection holes possible. It is also advantageous here that the nozzle needle is guided with its cup-shaped valve closing body along the longitudinal axis on the outside of the end of the nozzle body. As a result, an advantageous guidance of the entire nozzle needle with respect to the nozzle body is ensured by the interaction of the cup-shaped valve closing body with the outside of the end of the nozzle body at the same time.

Vorteilhaft ist es, dass das Ende des Düsenkörpers zumindest im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgestaltet ist und dass ein Innendurchmesser des hohlzylinderförmigen Endes des Düsenkörpers größer ist als ein Nadeldurchmesser eines durch das hohlzylinderförmige Ende des Düsenkörpers geführten Nadelabschnitts der Düsennadel. Hierdurch kann eine vorteilhafte Führung des Brennstoffs zu den Spritzlöchern realisiert werden. Speziell kann hierbei ein großer Durchflussquerschnitt verwirklicht werden, so dass beim Freigeben der Spritzlöcher rasch ein optimales Strahlbild realisiert ist. It is advantageous that the end of the nozzle body is at least substantially hollow cylindrical and that an inner diameter of the hollow cylindrical end of the nozzle body is greater than a needle diameter of a guided through the hollow cylindrical end of the nozzle body needle portion of the nozzle needle. In this way, an advantageous guidance of the fuel to the spray holes can be realized. Specifically, in this case, a large flow cross-section can be realized, so that when releasing the spray holes quickly an optimal spray pattern is realized.

In vorteilhafter Weise erstrecken sich das erste Spritzloch beziehungsweise die Spritzlöcher des ersten Spritzlochkreises und/oder das zweite Spritzloch beziehungsweise die Spritzlöcher des zweiten Spritzlochkreises zumindest näherungsweise senkrecht zu der Längsachse der Düsennadel durch das Ende des Düsenkörpers. Hierdurch kann insbesondere bei luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen eine optimale Verteilung des Brennstoffs im Brennraum erzielt werden.Advantageously, the first injection hole or the injection holes of the first injection hole circle and / or the second injection hole or the injection holes of the second injection hole circle extend at least approximately perpendicular to the longitudinal axis of the nozzle needle through the end of the nozzle body. As a result, an optimal distribution of the fuel in the combustion chamber can be achieved in particular in air-compressing, self-igniting internal combustion engines.

Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Düsennadel als nach außen öffnende Düsennadel ausgestaltet ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass eine Betätigungsrichtung des Aktors gleichgerichtet zu einer Öffnungsrichtung der Düsennadel ist. Hierdurch kann eine Einrichtung zur Hubumkehr eingespart werden beziehungsweise ein gegebenenfalls vorgesehenes Kopplerelement kann einfacher ausgestaltet werden.Moreover, it is advantageous that the nozzle needle is designed as a nozzle needle opening outward. Furthermore, it is advantageous that an actuation direction of the actuator is rectified to an opening direction of the nozzle needle. As a result, a device for Hubumkehr can be saved or an optionally provided coupler element can be made simpler.

Falls ein Kopplerelement vorgesehen ist, dann ist es ebenfalls vorteilhaft, dass ein Aktorraum vorgesehen ist, in dem der Aktor angeordnet ist, dass ein Brennstoffzulauf vorgesehen ist, der in den Aktorraum führt und dass ein mit dem Aktorraum verbundener Kopplerraum vorgesehen ist, in dem das Kopplerelement angeordnet ist. Hierdurch kann der Aktor in einem Aktorraum angeordnet werden, in dem sich im Betrieb unter hohem Druck stehender Brennstoff befindet. Je nach Anwendungsfall kann hierdurch ein Kraftausgleich erzielt werden. Möglich ist es allerdings auch, dass ein Aktorraum vorgesehen ist, in dem der Aktor angeordnet ist, dass ein Kopplerraum vorgesehen ist, in dem das Kopplerelement angeordnet ist, dass eine Dichtung vorgesehen ist, die den Aktorraum gegenüber dem Kopplerraum abdichtet und dass ein Leckagerücklauf vorgesehen ist, der in den Aktorraum mündet. Bei dieser Ausgestaltung ist die Anordnung des Aktors in einem druckentlasteten Aktorraum möglich. Hierdurch verringern sich die Anforderungen an den Aktor beziehungsweise ein Aktormodul mit dem Aktor, da keine Hochdruckbeständigkeit erforderlich ist. If a coupler element is provided, then it is also advantageous that an actuator chamber is provided in which the actuator is arranged, that a fuel inlet is provided, which leads into the actuator chamber and that a coupler space connected to the actuator chamber is provided, in which the Coupler element is arranged. As a result, the actuator can be arranged in an actuator chamber in which there is fuel under high pressure during operation. Depending on the application, a force balance can be achieved thereby. However, it is also possible that an actuator space is provided in which the actuator is arranged, that a coupler space is provided in which the coupler element is arranged, that a seal is provided which seals the actuator space relative to the coupler space and that provided a leakage return is, which opens into the actuator room. In this embodiment, the arrangement of the actuator in a pressure-relieved actuator space is possible. This reduces the requirements for the actuator or an actuator module with the actuator, since no high-pressure resistance is required.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:Preferred embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which corresponding elements are provided with identical reference numerals. It shows:

1 ein Brennstoffeinspritzventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und 1 a fuel injection valve in a partial, schematic sectional view according to a first embodiment of the invention and

2 ein Brennstoffeinspritzventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 a fuel injection valve in a partial, schematic sectional view according to a second embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 der Erfindung in einer schematischen, auszugsweisen Schnittdarstellung. Das Brennstoffeinspritzventil 1 kann insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. Ein bevorzugter Einsatz des Brennstoffeinspritzventils 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das Brennstoff unter hohem Druck speichert und zu mehreren Brennstoffeinspritzventilen 1 führt. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle. 1 shows a first embodiment of a fuel injection valve 1 of the invention in a schematic, excerpted sectional view. The fuel injector 1 can be used in particular as an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines. A preferred use of the fuel injection valve 1 consists of a fuel injection system with a common rail that stores fuel under high pressure and to multiple fuel injectors 1 leads. The fuel injection valve according to the invention 1 However, it is also suitable for other applications.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das mehrteilig ausgestaltet sein kann. Das Gehäuse 2 umfasst einen Düsenkörper 3, der beispielsweise über eine Düsenspannmutter mit weiteren Teilen des Gehäuses 2 verbunden sein kann. In dem Düsenkörper 3 ist zumindest abschnittsweise eine Düsennadel 4 angeordnet. Außerdem ist innerhalb des Gehäuses 2 ein Aktorraum 5 ausgestaltet, in dem ein Aktor 6 angeordnet ist. Der Aktor 6 kann insbesondere als piezoelektrischer Aktor 6 ausgestaltet sein. Der Aktor 6 stützt sich einerseits an einer Stützplatte 7 ab, die auf geeignete Weise mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Die Stützplatte 7 bildet somit eine bezüglich des Gehäuses 2 ortsfeste Abstützung 7 für den Aktor 6. Andererseits ist an den Aktor 6 ein Kopplerelement 8 angefügt. Durch Betätigen des Aktors 6 dehnt sich dieser in einer Betätigungsrichtung 9 aus, so dass ein Hub des Aktors 6 in der Betätigungsrichtung 9 auf das Kopplerelement 8 übertragen wird. The fuel injector 1 has a housing 2 on, which can be configured in several parts. The housing 2 includes a nozzle body 3 , for example, via a nozzle lock nut with other parts of the housing 2 can be connected. In the nozzle body 3 is at least partially a nozzle needle 4 arranged. Also, inside the case 2 an actuator room 5 designed in which an actor 6 is arranged. The actor 6 can be used in particular as a piezoelectric actuator 6 be designed. The actor 6 supported on the one hand on a support plate 7 starting in an appropriate manner with the housing 2 connected is. The support plate 7 thus forms a respect to the housing 2 stationary support 7 for the actor 6 , On the other hand, to the actor 6 a coupler element 8th added. By actuating the actuator 6 this expands in an actuating direction 9 out, leaving a hub of the actuator 6 in the direction of actuation 9 on the coupler element 8th is transmitted.

In diesem Ausführungsbeispiel betätigt der Aktor 6 die Düsennadel 4 mittels des Kopplerelements 8. Das Kopplerelement 8 kann hierbei insbesondere eine Temperaturausdehnungskompensation ermöglichen. Je nach Anwendungsfall kann das Kopplerelement 8 auch eine Hubübersetzung von dem Aktor 6 zur Düsennadel 4 ermöglichen. Je nach Ausgestaltung des Brennstoffeinspritzventils 1 kann das Kopplerelement 8 auch entfallen. Speziell ist auch eine direkte Betätigung der Düsennadel 4 durch den Aktor 6 möglich. In this embodiment, the actuator operates 6 the nozzle needle 4 by means of the coupler element 8th , The coupler element 8th In this case, in particular, a temperature expansion compensation can be made possible. Depending on the application, the coupler element 8th also a stroke translation from the actuator 6 to the nozzle needle 4 enable. Depending on the configuration of the fuel injection valve 1 can the coupler element 8th also omitted. Special is also a direct actuation of the nozzle needle 4 through the actor 6 possible.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Düsennadel 4 als nach außen öffnende Düsennadel 4 ausgestaltet. Eine Öffnungsrichtung 10 der Düsennadel 4 ist hierbei gleichgerichtet zu der Betätigungsrichtung 9 des Aktors 6. In this embodiment, the nozzle needle 4 as outwardly opening nozzle needle 4 designed. An opening direction 10 the nozzle needle 4 is in this case rectified to the direction of actuation 9 of the actor 6 ,

Somit kann bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 eine Ansteuerung der Düsennadel 4 ohne Bewegungsumkehr erfolgen. Zum Betätigen der Düsennadel 4 in der Öffnungsrichtung 10 kann hierdurch der Aktor 6 geladen werden. Eine inverse Ansteuerung des Aktors 6 ist somit nicht erforderlich.Thus, in the fuel injection valve 1 a control of the nozzle needle 4 without reversing the movement. For actuating the nozzle needle 4 in the opening direction 10 this can be the actor 6 getting charged. An inverse control of the actuator 6 is not required.

An einem Ende 15 der Düsennadel 4 sind ein erstes Spritzloch 16 und ein zweites Spritzloch 17 ausgestaltet. Das erste Spritzloch 16 und das zweite Spritzloch 17 sind entlang einer Längsachse 18 der Düsennadel 4 voneinander beabstandet. Das erste Spritzloch 16 ist auf einer ersten Höhe 19 angeordnet. Das zweite Spritzloch 17 ist auf einer zweiten Höhe 20 angeordnet. Die erste Höhe 19 und die zweite Höhe 20 sind hierbei in Bezug auf die Längsachse 18 bestimmt. Ferner sind weitere Spritzlöcher 21, 22 vorgesehen, von denen neben den Spritzlöchern 16, 17 nur die Spritzlöcher 21, 22 dargestellt sind. Das erste Spritzloch 16, das Spritzloch 21 und weitere Spritzlöcher sind auf der ersten Höhe 19 angeordnet und Teil eines ersten Spritzlochkreises 16, 21. Das zweite Spritzloch 17, das Spritzloch 22 und weitere Spritzlöcher sind auf der zweiten Höhe 20 angeordnet und Teil eines zweiten Spritzlochkreises 17, 22. At one end 15 the nozzle needle 4 are a first injection hole 16 and a second spray hole 17 designed. The first injection hole 16 and the second spray hole 17 are along a longitudinal axis 18 the nozzle needle 4 spaced apart. The first injection hole 16 is at a first altitude 19 arranged. The second injection hole 17 is at a second altitude 20 arranged. The first height 19 and the second height 20 are here in relation to the longitudinal axis 18 certainly. Furthermore, there are more spray holes 21 . 22 provided, of which in addition to the spray holes 16 . 17 only the spray holes 21 . 22 are shown. The first injection hole 16 , the injection hole 21 and more spray holes are at the first level 19 arranged and part of a first injection hole circle 16 . 21 , The second injection hole 17 , the injection hole 22 and more spray holes are at the second height 20 arranged and part of a second injection hole circle 17 . 22 ,

Ab einem ersten Hub 23 der Düsennadel 4 gibt die Düsennadel 4 die Spritzlöcher 16, 21 des ersten Spritzlochkreises 16, 21 frei. Ab einem zweiten Hub 24 der Düsennadel 4 gibt die Düsennadel 4 die Spritzlöcher 17, 22 des zweiten Spritzlochkreises 17, 22 frei. From a first stroke 23 the nozzle needle 4 gives the nozzle needle 4 the spray holes 16 . 21 the first injection hole circle 16 . 21 free. From a second stroke 24 the nozzle needle 4 gives the nozzle needle 4 the spray holes 17 . 22 the second injection hole circle 17 . 22 free.

In diesem Ausführungsbeispiel weist die Düsennadel 4 einen topfförmigen Ventilschließkörper 30 auf. Im geschlossenen Zustand umschließt der topfförmige Ventilschließkörper 30 das Ende 15 des Düsenkörpers 3 umfänglich. Eine Innenseite 31 des topfförmigen Ventilschließkörpers 30 wirkt hierbei mit einer Außenseite 32 des Düsenkörpers 3 zusammen. Hierdurch verschließt der topfförmige Ventilschließkörper 30 im geschlossenen Zustand die Spritzlöcher 16, 21 des ersten Spritzlochkreises 16, 21 und die Spritzlöcher 17, 22 des zweiten Spritzlochkreises 17, 22. In this embodiment, the nozzle needle 4 a cup-shaped valve closing body 30 on. When closed, the cup-shaped valve closing body encloses 30 the end 15 of the nozzle body 3 extensively. An inside 31 the cup-shaped valve closing body 30 acts here with an outside 32 of the nozzle body 3 together. As a result, the cup-shaped valve closing body closes 30 when closed, the spray holes 16 . 21 the first injection hole circle 16 . 21 and the spray holes 17 . 22 the second injection hole circle 17 . 22 ,

Das Ende 15 des Düsenkörpers 3 ist hohlzylinderförmig ausgestaltet. Hierbei ist ein Innendurchmesser 33 des hohlzylinderförmigen Endes 15 des Düsenkörpers 3 größer als ein Nadeldurchmesser 34 eines durch das hohlzylinderförmige Ende 15 des Düsenkörpers 3 geführten Nadelabschnitts 35 der Düsennadel 4. Hierdurch ist zwischen dem Düsenkörper 3 und der Düsennadel 4 ein ringförmiger Brennstoffspalt 36 ausgebildet, über den Brennstoff zu den Spritzlöchern 16, 17, 21, 22 der beiden Spritzlochkreise geführt wird. The end 15 of the nozzle body 3 is designed in a hollow cylindrical shape. Here is an inner diameter 33 the hollow cylindrical end 15 of the nozzle body 3 larger than a needle diameter 34 one through the hollow cylindrical end 15 of the nozzle body 3 guided needle section 35 the nozzle needle 4 , This is between the nozzle body 3 and the nozzle needle 4 an annular fuel gap 36 formed over the fuel to the spray holes 16 . 17 . 21 . 22 the two injection hole circles is performed.

Wenn die Düsennadel 4 einen Hub ausführt, der zumindest so groß wie der erste Hub 23, aber kleiner als der zweite Hub 24 ist, dann werden die Spritzlöcher 16, 21 des ersten Spritzlochkreises 16, 21 freigegeben, während die Spritzlöcher 17, 22 des zweiten Spritzlochkreises 17, 22 noch geschlossen sind. Hierdurch wird Brennstoff über die Spritzlöcher 16, 21 des ersten Spritzlochkreises 16, 21 beispielsweise in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt. In diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Spritzlöcher 16, 21 des ersten Spritzlochkreises 16, 21 senkrecht zu der Längsachse 18. Ist der Hub der Düsennadel 4 hingegen mindestens so groß wie der zweite Hub 24, dann werden sowohl die Spritzlöcher 16, 21 des ersten Spritzlochkreises 16, 21 als auch die Spritzlöcher 17, 22 des zweiten Spritzlochkreises 17, 22 freigegeben. Somit wird dann pro Zeiteinheit eine größere Menge an Brennstoff einspritzt. Die Spritzlöcher 17, 22 des zweiten Spritzlochkreises 17, 22 erstrecken sich senkrecht zu der Längsachse 18 der Düsennadel 4 durch das Ende 15 des Düsenkörpers 3. If the nozzle needle 4 executes a stroke that is at least as large as the first stroke 23 but smaller than the second stroke 24 is, then the injection holes 16 . 21 the first injection hole circle 16 . 21 released while the spray holes 17 . 22 the second injection hole circle 17 . 22 are still closed. This will fuel over the spray holes 16 . 21 the first injection hole circle 16 . 21 for example, injected into the combustion chamber of an internal combustion engine. In this embodiment, the injection holes extend 16 . 21 the first injection hole circle 16 . 21 perpendicular to the longitudinal axis 18 , Is the hub of the nozzle needle 4 but at least as big as the second stroke 24 , then both the injection holes 16 . 21 the first injection hole circle 16 . 21 as well as the spray holes 17 . 22 the second injection hole circle 17 . 22 Approved. Thus, a larger amount of fuel is then injected per unit time. The spray holes 17 . 22 the second injection hole circle 17 . 22 extend perpendicular to the longitudinal axis 18 the nozzle needle 4 through the end 15 of the nozzle body 3 ,

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Innenseite 31 des topfförmigen Ventilschließkörpers 30 als zylindermantelförmige Innenseite 31 ausgestaltet. Ferner ist die Außenseite 32 des Endes 15 des Düsenkörpers 3 als zylindermantelförmige Außenseite 32 ausgestaltet. Bei der Betätigung der Düsennadel 4 ist hierdurch eine Führung des topfförmigen Ventilschließkörpers 30 an dem Ende 15 des Düsenkörpers 3 gewährleistet. In diesem Ausführungsbeispiel ist hierdurch die gesamte Düsennadel 4 entlang der Längsachse 18 an der Außenseite 32 des Endes 15 des Düsenkörpers 3 geführt. In this embodiment, the inside is 31 the cup-shaped valve closing body 30 as a cylinder jacket-shaped inside 31 designed. Furthermore, the outside is 32 of the end 15 of the nozzle body 3 as a cylinder jacket outside 32 designed. When operating the nozzle needle 4 This is a guide of the cup-shaped valve closing body 30 at the end 15 of the nozzle body 3 guaranteed. In this embodiment, this is the entire nozzle needle 4 along the longitudinal axis 18 on the outside 32 of the end 15 of the nozzle body 3 guided.

Die Düsennadel 4 kann ein- oder mehrstückig ausgestaltet sein. Speziell kann der topfförmige Ventilschließkörper 30 auf geeignete Weise mit dem Nadelabschnitt 35 verbunden sein.The nozzle needle 4 can be configured in one or more pieces. Specifically, the cup-shaped valve closing body 30 suitably with the needle section 35 be connected.

Somit kann eine Variodüse 37 an dem Ende 15 des Düsenkörpers 3 ausgestaltet werden. Hierbei kann in Abhängigkeit von dem Hub der Düsennadel 4 der beim Einspritzen von Brennstoff über die Gesamtzahl der Spritzlöcher 17, 18, 21, 22 freigegebene Öffnungsquerschnitt gezielt variiert werden. Hierbei können auch mehr als zwei Spritzlochkreise beziehungsweise mehr als zwei Spritzlöcher 16, 17 vorgesehen sein, die auf unterschiedlichen Höhen 19, 20 entlang der Längsachse 18 verteilt sind. Hierdurch ist eine vollflexible Ausgestaltung der Einspritzmuster in den Brennraum möglich. Hierdurch ergeben sich Emissions- und Verbrauchsvorteile bezüglich der Brennkraftmaschine. Hierbei wird durch die vorteilhafte Ansteuerung der Düsennadel 4 von dem Aktor 6 eine hohe Robustheit, eine hohe Haltbarkeit und ein kostengünstiger und kompakter Aufbau ermöglicht. Thus, a Variodüse 37 at the end 15 of the nozzle body 3 be designed. In this case, depending on the stroke of the nozzle needle 4 when injecting fuel over the total number of spray holes 17 . 18 . 21 . 22 Shared opening cross section can be selectively varied. This can also be more than two injection orifices or more than two spray holes 16 . 17 be provided at different heights 19 . 20 along the longitudinal axis 18 are distributed. As a result, a fully flexible embodiment of the injection pattern in the combustion chamber is possible. This results in emission and consumption advantages with respect to the internal combustion engine. This is due to the advantageous control of the nozzle needle 4 from the actor 6 a high robustness, a high durability and a cost-effective and compact design allows.

Der topfförmige Ventilschließkörper 30 kann in vorteilhafter Weise teilweise hülsenförmig ausgestaltet sein.The cup-shaped valve closing body 30 can be configured partially sleeve-shaped in an advantageous manner.

Zum Betätigen der Düsennadel 4 kann der Aktor 6 somit geladen werden, so dass in Abhängigkeit von der zugeführten Ladungsmenge beispielsweise ein erster Hub 23 oder ein zweiter Hub 24 der Düsennadel 4 erreicht wird. Durch einen entsprechenden Ladungsentzug verkürzt sich der Aktor 6 wieder entgegen der Betätigungsrichtung 9, wodurch die Düsennadel 4 entgegen der Öffnungsrichtung 10 schließt. Speziell das Schließen der Düsennadel 4 kann hierbei durch ein oder mehrere geeignete Federelemente unterstützt werden. Neben den wirkenden hydraulischen Kräften kann über solch ein Federelement auch eine Ausgangsstellung der Düsennadel 4 vorgegeben werden. For actuating the nozzle needle 4 can the actor 6 thus be charged, so that, for example, a first stroke depending on the amount of charge supplied 23 or a second stroke 24 the nozzle needle 4 is reached. By a corresponding charge deprivation, the actuator shortens 6 again against the direction of actuation 9 , whereby the nozzle needle 4 against the opening direction 10 closes. Especially the closing of the nozzle needle 4 can be supported by one or more suitable spring elements. In addition to the effective hydraulic forces, such a spring element can also have a starting position of the nozzle needle 4 be specified.

In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Brennstoffzulauf 38 vorgesehen, der in den Aktorraum 5 führt. Ferner ist ein mit dem Aktorraum 5 verbundener Kopplerraum 39 vorgesehen, in dem das Kopplerelement 8 angeordnet ist. Der über den Brennstoffzulauf 38 zugeführte, unter hohem Druck stehende Brennstoff fließt durch den Aktorraum 5, den Kopplerraum 39 und den Brennstoffspalt 36 zu den Spritzlöchern 16, 17, 21, 22. Hierbei ist vorzugsweise ein Aktormodul mit dem Aktor 6 vorgesehen, das eine entsprechend hochdruckfeste Abdichtung des Aktors 6 ermöglicht. In this embodiment, there is a fuel feed 38 provided in the actuator room 5 leads. Furthermore, one with the actuator room 5 connected coupler room 39 provided in which the coupler element 8th is arranged. The over the fuel feed 38 supplied, high-pressure fuel flows through the actuator chamber 5 , the coupler room 39 and the fuel gap 36 to the spray holes 16 . 17 . 21 . 22 , In this case, an actuator module with the actuator is preferably 6 provided, which is a correspondingly high pressure-resistant seal of the actuator 6 allows.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 der Erfindung in einer schematischen, auszugsweisen Schnittdarstellung. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Dichtung 45 vorgesehen, die durch ein oder mehrere Dichtelemente 45 ausgestaltet ist. Die Dichtung 45 dichtet den Aktorraum 5 gegenüber dem Kopplerraum 39 ab. Der Brennstoffzulauf 38 ist hierbei in den Kopplerraum 39 geführt. Der Aktorraum 5 ist hingegen druckentlastet. Hierfür ist ein Leckagerücklauf 46 vorgesehen, der in den Aktorraum 5 mündet. Hierdurch kann gegebenenfalls in den Aktorraum 5 gelangender Brennstoff über den Leckagerücklauf 46 zu einem Tank zurückgeführt werden. Somit ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Brennstoffzulauf 38 düsennah angeordnet. Der Brennstoff wird hierbei durch den im Düsennadelraum verbleibenden Brennstoffspalt 36 geführt, der vom Aktorraum 5 mittels der Dichtung 45 getrennt ist. 2 shows a second embodiment of a fuel injection valve 1 of the invention in a schematic, excerpted sectional view. In this embodiment, a seal 45 provided by one or more sealing elements 45 is designed. The seal 45 seals the actuator room 5 opposite the coupler room 39 from. The fuel feed 38 is here in the coupler room 39 guided. The actuator room 5 is pressure relieved. This is a leakage return 46 provided in the actuator room 5 empties. This can optionally be in the actuator room 5 passing fuel via the leakage return 46 be returned to a tank. Thus, in this embodiment, the fuel feed 38 arranged close to the nozzle. The fuel is in this case by the fuel gap remaining in the nozzle needle chamber 36 led by the actuator room 5 by means of the seal 45 is disconnected.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is not limited to the described embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10123218 A1 [0002, 0003]

Claims

Fuel Injector ( 1 ), in particular injector for fuel injection systems of internal combustion engines, with a nozzle body ( 3 ), at least partially in the nozzle body ( 3 ) arranged nozzle needle ( 4 ) and an actuator ( 6 ), which at least indirectly actuate the nozzle needle ( 4 ), characterized in that at one end ( 15 ) of the nozzle body ( 3 ) at least a first injection hole ( 16 ) and at least a second injection hole ( 17 ) are formed along a longitudinal axis ( 18 ) of the nozzle needle ( 4 ) are spaced from each other, that from a first stroke ( 23 ) of the nozzle needle ( 4 ) the nozzle needle ( 4 ) the first injection hole ( 16 ) and that from a second hub ( 24 ) of the nozzle needle ( 4 ), which is larger than the first hub ( 23 ) of the nozzle needle ( 4 ), the nozzle needle ( 4 ) also the second injection hole ( 17 ) releases.

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that at the end ( 15 ) of the nozzle body ( 3 ) a first injection hole circle ( 16 . 21 ), the first injection hole ( 16 ), and a second injection hole circle ( 17 . 22 ), the second injection hole ( 17 ), it is provided that the injection holes ( 16 . 21 ) of the first injection hole circle ( 16 . 21 ) with respect to the longitudinal axis ( 18 ) of the nozzle needle ( 4 ) at a first height ( 19 ) are arranged and that the injection holes ( 17 . 22 ) of the second injection hole circle ( 17 . 22 ) with respect to the longitudinal axis ( 18 ) of the nozzle needle ( 4 ) at a second level ( 20 ) are arranged.

Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the nozzle needle ( 4 ) a pot-shaped valve closing body ( 30 ), which in a closed state the end ( 15 ) of the nozzle body ( 3 ) encloses circumferentially, and that in the closed state an inside ( 31 ) of the cup-shaped valve closing body ( 30 ) with an outside ( 32 ) of the nozzle body ( 3 ) and the first injection hole ( 16 ) or the injection holes ( 16 . 21 ) of the first injection hole circle ( 16 . 21 ) as well as the second injection hole ( 17 ) or the injection holes ( 17 . 22 ) of the second injection hole circle ( 17 . 22 ) closes.

Fuel injection valve according to claim 3, characterized in that the inside ( 31 ) of the cup-shaped valve closing body ( 30 ) as a cylinder jacket-shaped inside ( 31 ) and that the outside ( 32 ) of the end ( 15 ) of the nozzle body ( 3 ) as a cylinder jacket-shaped outer side ( 32 ) is configured.

Fuel injection valve according to claim 3 or 4, characterized in that the nozzle needle ( 4 ) with its cup-shaped valve closing body ( 30 ) along the longitudinal axis ( 18 ) on the outside ( 32 ) of the end ( 15 ) of the nozzle body ( 3 ) is guided.

Fuel injection valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the end ( 15 ) of the nozzle body ( 3 ) is configured at least substantially hollow cylindrical and that an inner diameter ( 33 ) of the hollow cylindrical end ( 15 ) of the nozzle body ( 3 ) is larger than a needle diameter ( 34 ) one through the hollow cylindrical end ( 15 ) of the nozzle body ( 3 ) guided needle section ( 35 ) of the nozzle needle ( 4 ).

Fuel injection valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first injection hole ( 16 ) or the injection holes ( 16 . 21 ) of the first injection hole circle ( 16 . 21 ) and / or the second injection hole ( 17 ) or the injection holes ( 17 . 22 ) of the second injection hole circle ( 17 . 22 ) at least approximately perpendicular to the longitudinal axis ( 18 ) of the nozzle needle ( 4 ) through the end ( 15 ) of the nozzle body ( 3 ).

Fuel injection valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the nozzle needle ( 4 ) as outwardly opening nozzle needle ( 4 ) and / or that an actuation direction ( 9 ) of the actuator ( 6 ) rectified to an opening direction ( 10 ) of the nozzle needle ( 4 ).

Fuel injection valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the actuator ( 6 ) by means of a coupler element ( 8th ) the nozzle needle ( 4 ) and that the coupler element ( 8th ) a temperature expansion compensation and / or a stroke ratio of the actuator ( 6 ) to the nozzle needle ( 4 ).

Fuel injection valve according to claim 9, characterized in that an actuator space ( 5 ) is provided, in which the actuator ( 6 ) is arranged that a fuel feed ( 38 ) provided in the actuator room ( 5 ) and that one with the actuator room ( 5 ) connected coupler space ( 39 ) is provided, in which the coupler element ( 8th ) is arranged.

Fuel injection valve according to claim 9, characterized in that an actuator space ( 5 ) is provided, in which the actuator ( 6 ) is arranged, that a coupler space ( 39 ) is provided, in which the coupler element ( 8th ) is arranged that a seal ( 45 ) is provided which the Aktorraum ( 5 ) opposite the coupler space ( 39 ) and that a leakage return ( 46 ) provided in the actuator room ( 5 ) opens.