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EP1026393A2 - Injector for the injection system of an internal combustion engine - Google Patents

Injector for the injection system of an internal combustion engine Download PDF

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Publication number
EP1026393A2
EP1026393A2 EP00101964A EP00101964A EP1026393A2 EP 1026393 A2 EP1026393 A2 EP 1026393A2 EP 00101964 A EP00101964 A EP 00101964A EP 00101964 A EP00101964 A EP 00101964A EP 1026393 A2 EP1026393 A2 EP 1026393A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bore
control unit
nozzle needle
guide
nozzle
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.)
Ceased
Application number
EP00101964A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1026393A3 (en
Inventor
Eberhard Kull
Wolfgang Reisinger
Gerd Schmutzler
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1026393A2 publication Critical patent/EP1026393A2/en
Publication of EP1026393A3 publication Critical patent/EP1026393A3/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
    • F02M61/163—Means being injection-valves with helically or spirally shaped grooves

Definitions

  • the invention relates to an injector according to the preamble of claim 1 for an injection system of an internal combustion engine.
  • Such injectors are generally known and usually exist of several modules arranged one above the other are, the individual modules braced axially against each other to each of the joints of neighboring modules to achieve a high pressure seal.
  • the tension of the individual modules can, for example, by a union nut take place, which accommodates all modules of the injector and is screwed to the top of the injector head.
  • Such injectors are under a high fuel pressure are operated and are used in particular in common rail systems used.
  • a module of the known injectors essentially consists from a nozzle body with outlet openings through which the Fuel being injected into a combustion chamber the internal combustion engine is injected. Between the injections the fuel flow to the outlet openings interrupted by a nozzle needle, which in the nozzle body is guided axially.
  • a control unit is located above the nozzle body arranged in which the mechanical actuating movement an actuator is transferred to the nozzle needle to the outlet opening in the nozzle body depending on the To release or close the position of the actuator and thereby the injection of fuel by the actuator Taxes.
  • Fuel is supplied from the injection system through a high-pressure channel in the injector upper section essentially axially through the individual Module runs and finally in the nozzle body at the bottom End of the injector in a branch hole laterally in a Pressure chamber opens, from which the fuel to the Outlet openings flows.
  • a disadvantage of this guidance of the high-pressure duct is that that the nozzle body must be made relatively wide in order enough space for the high-pressure duct on the side Offer.
  • the constructive design freedom for the nozzle body is in the known injectors through the guide of the high-pressure channel.
  • the invention is therefore based on the object of an injector to create a great high pressure and swell resistance having.
  • the invention is characterized by the characterizing features of the independent Patent claims resolved.
  • the invention includes the general technical teaching, the fuel in the lower part of the injector a separate high pressure duct, but via the already existing one lead central bore to the nozzle body, so that there is no separate high-pressure duct in this area can be.
  • the fuel in the lower part of the injector a separate high pressure duct, but via the already existing one lead central bore to the nozzle body, so that there is no separate high-pressure duct in this area can be.
  • the Cross section of the nozzle body can be reduced to the design of the nozzle body to other design requirements adapt. In this way it is possible, for example, flatten the nozzle needle guide.
  • the high pressure channel therefore preferably opens above the Nozzle body in the area of the control unit in the side Guide hole of the control unit, which is connected to a corresponding Guide bore in the nozzle body connects so that the Fuel up to the outlet openings in the nozzle body can be forwarded.
  • the fuel is supplied in the lower area of the Injector preferably centered around the nozzle needle, wherein in the guide bore of the nozzle body preferably a nozzle needle guide is arranged, on the one hand, a mechanical Guidance of the nozzle needle causes and on the other hand forwarding of fuel in the axial direction between the nozzle needle and the wall of the guide hole.
  • the Nozzle needle guide can for example consist of a hollow cylindrical Guide bushing exist in the wall axially continuous Channels or openings are arranged over which the Fuel is forwarded.
  • the nozzle needle guide consists of several Webs arranged in the guide bore of the nozzle body are and protrude inwards, the webs on the Contact surface of the nozzle needle and this mechanically lead while the fuel in the grooves between the individual docks can be forwarded.
  • the bridges can, however, also outside on the outer surface of the nozzle needle be molded and with their free ends on the outside of the inner wall the guide bore so that the fuel flow through the grooves between the individual webs can.
  • the Webs in the guide bore in the axial direction which is advantageous simple and inexpensive manufacture of the nozzle needle guide enables.
  • the webs run spirally in the guide bore of the nozzle body or in the outer surface of the nozzle needle, which is more complex in terms of production technology, but one Scoring in the lateral surface of the nozzle needle or on the Inner wall of the guide hole or even seizing the Nozzle needle prevented.
  • a nozzle needle with a rectangular, preferably square Cross-section to use, the axially extending Edges of the nozzle needle on the outside of the inner wall of the guide bore fit and slide so that the fuel in Flow past the nozzle needle in the axial direction can.
  • control unit used above is in the scope to understand the invention in general and includes all modules above the nozzle body, alone or in conjunction with other modules, the actuation of the nozzle needle by the actuator enable.
  • the high-pressure duct can therefore, for example even in a higher one within the injector Open module in the central hole, provided that Then fuel through the central bore up to the nozzle body can be continued.
  • fuel through the central bore up to the nozzle body can be continued.
  • a separate high pressure channel be which increases the high pressure strength of the nozzle body is increased.
  • the guide of the high-pressure duct according to the invention offers sufficient in the lower area of the injector Space for a storage chamber during an injection process as a buffer for the injected Serves fuel. This will cause pressure drops when the nozzle is opened reduced and the resulting pressure waves damped.
  • the storage chamber can, for example, in the control unit are arranged by the guide hole in the control unit has a significantly larger cross section than that Push rod, which indirectly controls the control movement of the actuator transfers to the nozzle needle. Between the push rod and the wall of the guide hole then remains sufficient space for the temporary storage of fuel.
  • the storage chamber can also be located directly in the nozzle body be arranged, which has the advantage that the cached fuel mass closer to the outlet openings lies.
  • the pilot hole points in the nozzle body a larger cross section than that Nozzle needle on so that sufficient to the side of the nozzle needle Space for the temporary storage of fuel remains.
  • the injector shown in Figure 1 enables injection of fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine and has several modules arranged one above the other 300, 400,500,600 and 700 with circular outer cross-section on, which are axially braced against each other high-pressure sealing at the joints of neighboring modules to reach.
  • the bracing of the individual modules 300, 400,500,600 and 700 against each other is done by a Union nut that holds all modules 300, 400,500,600 and 700 and screwed to the top with an injector head is to which a fuel line from an injection system is connected, whereby to maintain clarity neither the union nut nor the injector head in the Drawing is shown.
  • a controllable actuator 100 preferably a piezoelectric one
  • the actuator stands with a closing body 370 over a plunger 200 in operative connection.
  • the plunger 200 is in a central Guide bore 310 of a servo body 300 out.
  • the servo body 300 additionally has a fuel channel 320, a Return channel 330 and a central valve chamber 345.
  • the return channel 330 projects laterally into the guide bore 310 and is connected to a fuel tank.
  • the pilot hole 310 goes over a conically opening first Valve seat 350 into the valve chamber 345.
  • the closing body 370 is introduced, which together with the first valve seat 350 in the closed state forms a high pressure resistant seal.
  • the closing body 370 is mushroom-shaped, the stem of the closing body 370 is surrounded by a valve spring 390 which is in the valve chamber 345 is arranged and on the closing body 370th exerts a spring force directed towards the first valve seat 350.
  • valve chamber 345, the closing body 370, the valve spring 390 and the first valve seat 350 form a servo valve 340, which is actuated by the actuator 100 via the plunger 200.
  • the servo valve 340 By opening the actuator 100 from the idle state the servo valve 340, creating a hydraulic connection (Drain) between the valve chamber 345 and the fuel tank via the guide bore 310 and the return channel 330 becomes.
  • the valve chamber 345 is a throttle body 400 limited to the servo body 300 in the axial direction connects.
  • the throttle body 400 has a fuel channel 430, one Drain channel 420 and an inlet channel 410 on the fuel channel 430 connects to the control chamber 440 and one Inlet throttle 415, which has the fuel flow in the control chamber 440 is restricted.
  • the drain channel 420 points an outlet throttle 425 on that the fuel outflow from the Control chamber 440 limited.
  • the intermediate body axially adjoining the throttle body 400 500 has a central piston guide 510, in which in in the axial direction, a control piston 520 is guided, the Control piston 520 its axial deflection on a pressure piston 650 transmits that in a storage chamber Guide bore 620 in a control body 600 axially is slidably arranged and guided.
  • the plunger 650 is preloaded by a spiral spring 660 and is thereby pressed down in the idle state.
  • the intermediate body 500 has a leakage line 550, led to the return channel 330 via the leakage liquid becomes.
  • the fuel channel 320 runs axially through the servo body 300, the throttle body 400, the intermediate body 500 and opens finally via a feed hole 610 in the control body 600 in the guide bore 620 which the fuel during of an injection process, so that in the lower area of the control body 600 no separate fuel channel as required in the upper modules of the injector.
  • This routing of the fuel channel 320 offers the advantage that the nozzle body 700 can be considerably narrower, since no space is required for the fuel channel on the side.
  • the shape of the nozzle body 700 can therefore be freely adapted to others design requirements can be adjusted.
  • the guide bore 620 serves in the control body 600 as a storage chamber for the temporary storage of Fuel, which is what occurs with conventional injectors Pressure drops when opening the nozzle and following Pressure waves are largely avoided.
  • the feed bore 610 Starting from the intermediate body 500, the feed bore 610 first runs parallel to the guide bore 620, then angled in the direction of the guide bore 620 and cuts it at an angle a.
  • the feed bore 610 consists of two bores which intersect in the control unit 600, one opening of which opens into the end face of the control unit 600 and the other of which opens into the guide bore 620 of the control unit 600.
  • the angled feed bore 610 is manufactured inexpensively by drilling from the upper end face of the control body 600 and the guide bore 620 of the control body 600.
  • the greater the angle a the greater the compressive strength of the control body 600 in the region of the intermediate wall between the feed bore 610 and the guide bore 620.
  • the angle a is preferably in the range from 10 ° to 25 °.
  • a nozzle body 700 is located below the control body 600 arranged in a central bore in which a nozzle needle 730 is arranged axially displaceable, the nozzle needle 730 with a rigid push rod 630 in operative connection stands, which is firmly connected to the pressure piston 650.
  • the Nozzle needle 730 is supported in a nozzle needle guide 740, arranged in the bore in the nozzle body 700 is, the nozzle needle guide 740 the bore cross section only partially closes, so that the fuel from the as Storage chamber serving guide bore 620 in the control body 600 through a guide recess 750 in the nozzle needle guide 740 and the bore in the nozzle body 700 at least an outlet opening 710 can flow through which the Fuel in the combustion chamber of the internal combustion engine with the nozzle open is injected.
  • the nozzle body 700 has a tapered valve seat 720 on that to the tapered tip the nozzle needle 730 is adapted so that the nozzle needle 730 and the valve seat 720 together form a valve that the Exit openings 710 depending on the axial position the nozzle needle 730 either releases or closes.
  • An axially upward in the direction of the throttle body 400 Movement of the nozzle needle 740 opens the valve 720, 730; an opposite downward movement closes that Valve 720, 730.
  • the nozzle needle 730 has changes in diameter on that by the fuel pressure an axial, of which second valve seat 720 directed restoring force on the Actuate nozzle needle 730.
  • the nozzle needle 730 forms one unit with the push rod 630 and the plunger 650, wherein the pressure piston 650 in the guide bore 620 of the Control body 600 is axially guided and not additionally in a nozzle needle guide 740 stored, which by manufacturing costs be reduced.
  • FIG. 2 shows a cross section through the nozzle body 700 in the height of the nozzle needle guide 740 along the line A-A Figure 1 with a further embodiment of the nozzle needle guide 740.
  • FIG. 2 shows a cross section through the nozzle body 700 in the height of the nozzle needle guide 740 along the line A-A Figure 1 with a further embodiment of the nozzle needle guide 740.
  • the nozzle needle guide 740 consists of a plurality of axially extending webs 760 on the nozzle body 700 are integrally formed in the guide bore and radially after protrude inside, so that the webs 760 inside on the outer surface the nozzle needle 730 and thereby the nozzle needle 730 lead while the fuel in the grooves 770 between the individual webs 760 in the axial direction to the outlet openings 710 can flow.
  • the axial arrangement of the Stege 760 also offers manufacturing advantages, so that the nozzle needle guide 740 can be manufactured inexpensively.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a nozzle needle guide 740, in which several webs 780 in the bore of the Nozzle body 700 protrude radially inward and thereby guide the 730 nozzle needle.
  • the webs 780 run here however spiral in the guide bore, which is production-related is more complex, but a scoring or even seizing the nozzle needle 730 in the nozzle needle guide 740 largely prevented.
  • the fuel flows here also spirally through grooves 790 between the individual webs 780 and thus passes the nozzle needle to the outlet openings 710.
  • the spiral webs 780 also on the outside of the lateral surface of the Nozzle needle must be formed and with its free ends on the outside the inner wall of the guide bore, which is manufacturing technology is much easier.
  • FIG. 4 shows another embodiment in cross section a nozzle needle guide, which largely corresponds to that in FIG shown nozzle needle guide matches, so that in the Representation the same reference numerals are used.
  • the webs 760 are here on the outside molded on the outer surface of the nozzle needle 730 what manufacturing technology is much easier. The fuel however, this also flows in the axial direction into the Grooves 770 between the webs 760.
  • Figure 5 shows another embodiment of a Nozzle needle guide according to the invention, in which the nozzle needle 730 has a substantially square cross section, where the cross-sectional corners or the axially extending edges the nozzle needle 730 are flattened and outside on the inner wall the guide bore so that the fuel can flow laterally past the nozzle needle 730.
  • Figure 6 shows another embodiment, the difference 1 in the area of the control unit 600
  • High pressure channel 320,611,612 has in the control unit 600 runs essentially parallel to the guide bore 620 and in the area of the high pressure-resistant sealing surface, which by the end faces of the control unit 600 and of the nozzle body 700 is formed, in an inlet groove 612 opens out, which runs parallel to the high pressure-resistant sealing surface and above the nozzle needle 730 in the guide bore 620 or the bore of the nozzle body 700 opens.
  • the inlet groove 612 is in the nozzle body and / or the control unit in Formed a longitudinal groove or of longitudinal grooves introduced and forms a fuel channel.
  • the invention is not limited in its execution the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable, which of the solution shown, even if fundamentally different Makes use of explanations.

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Abstract

A fuel-injection unit injector includes a nozzle or jet body (700) having at least one outlet aperture (710) for injection of fuel into a combustion chamber of a combustion engine. The nozzle or jet needle (730) is axially displaceable in a central boring and either releases or interrupts the flow of fuel to the outlet aperture (710), depending on the axial position of the needle. A control unit (600) is arranged above the nozzle or jet (700), with a guide boring (620) provided for a transmission element (630,650) for transmission of the adjustment movement of an actuator (100) on to the jet needle (730). A high pressure channel (320,610) discharges into the space formed by the guide boring (620) and the jet or nozzle (700) boring.

Description

Die Erfindung betrifft einen Injektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für eine Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine.The invention relates to an injector according to the preamble of claim 1 for an injection system of an internal combustion engine.

Derartige Injektoren sind allgemein bekannt und bestehen üblicherweise aus mehreren Modulen, die übereinander angeordnet sind, wobei die einzelnen Module axial gegeneinander verspannt werden, um jeweils an den Stoßstellen benachbarter Module eine Hochdruckabdichtung zu erreichen. Die Verspannung der einzelnen Module kann beispielsweise durch eine Überwurfmutter erfolgen, die sämtliche Module des Injektors aufnimmt und an ihrer Oberseite mit dem Injektorkopf verschraubt wird. Derartige Injektoren werden unter einem hohen Kraftstoffdruck betrieben und werden insbesondere in Common-Rail Systemen eingesetzt.Such injectors are generally known and usually exist of several modules arranged one above the other are, the individual modules braced axially against each other to each of the joints of neighboring modules to achieve a high pressure seal. The tension of the individual modules can, for example, by a union nut take place, which accommodates all modules of the injector and is screwed to the top of the injector head. Such injectors are under a high fuel pressure are operated and are used in particular in common rail systems used.

Ein Modul der bekannten Injektoren besteht im wesentlichen aus einem Düsenkörper mit Austrittsöffnungen, über die der Kraftstoff während des Einspritzvorgangs in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Zwischen den Einspritzvorgängen wird der Kraftstoffzufluß zu den Austrittsöffnungen durch eine Düsennadel unterbrochen, die in dem Düsenkörper axial verschiebbar geführt wird.A module of the known injectors essentially consists from a nozzle body with outlet openings through which the Fuel being injected into a combustion chamber the internal combustion engine is injected. Between the injections the fuel flow to the outlet openings interrupted by a nozzle needle, which in the nozzle body is guided axially.

Oberhalb des Düsenkörpers ist als weiteres Modul eine Steuereinheit angeordnet, in welcher die mechanische Stellbewegung eines Aktors auf die Düsennadel übertragen wird, um die Austrittsöffnung in dem Düsenkörper in Abhängigkeit von der Stellung des Aktors freizugeben oder zu verschließen und dadurch die Einspritzung von Kraftstoff durch den Aktor zu steuern. As a further module, a control unit is located above the nozzle body arranged in which the mechanical actuating movement an actuator is transferred to the nozzle needle to the outlet opening in the nozzle body depending on the To release or close the position of the actuator and thereby the injection of fuel by the actuator Taxes.

Die Zuführung von Kraftstoff von der Einspritzanlage erfolgt hierbei durch einen Hochdruckkanal, der in dem Injektor im oberen Abschnitt im wesentlichen axial durch die einzelnen Module verläuft und schließlich in dem Düsenkörper am unteren Ende des Injektors in einer Stichbohrung seitlich in eine Druckkammer mündet, von der aus der Kraftstoff bis zu den Austrittsöffnungen fließt.Fuel is supplied from the injection system through a high-pressure channel in the injector upper section essentially axially through the individual Module runs and finally in the nozzle body at the bottom End of the injector in a branch hole laterally in a Pressure chamber opens, from which the fuel to the Outlet openings flows.

Nachteilig an dieser Führung des Hochdruckkanals ist jedoch, daß der Düsenkörper relativ breit ausgeführt sein muß, um seitlich noch ausreichend Platz für den Hochdruckkanal zu bieten. Der konstruktive Gestaltungsspielraum für den Düsenkörper wird also bei den bekannten Injektoren durch die Führung des Hochdruckkanals eingeengt.However, a disadvantage of this guidance of the high-pressure duct is that that the nozzle body must be made relatively wide in order enough space for the high-pressure duct on the side Offer. The constructive design freedom for the nozzle body is in the known injectors through the guide of the high-pressure channel.

Ein weiterer Nachteil der vorstehend beschriebenen bekannten Injektoren ist darin zu sehen, daß an der Mündungsstelle der Stichbohrung in der Druckkammer des Düsenkörpers hohe Kerbspannungen auftreten, welche die Hochdruck- und Schwellfestigkeit des Düsenkörpers verringern.Another disadvantage of the known ones described above Injectors can be seen in the fact that at the mouth of the Tap hole in the pressure chamber of the nozzle body high notch stresses occur which the high pressure and swell strength of the nozzle body.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Injektor zu schaffen, der eine große Hochdruck- und Schwellfestigkeit aufweist.The invention is therefore based on the object of an injector to create a great high pressure and swell resistance having.

Die Erfindung wird durch die kenzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentanprüche gelöst.The invention is characterized by the characterizing features of the independent Patent claims resolved.

Die Erfindung schließt die allgemeine technische Lehre ein, den Kraftstoff im unteren Bereich des Injektors nicht über einen separaten Hochdruckkanal, sondern über die ohnehin vorhandene zentrische Bohrung zu dem Düsenkörper zu führen, so daß in diesem Bereich auf einen separaten Hochdruckkanal verzichtet werden kann. Zum einen besteht deshalb die Möglichkeit, die Wandungsstärke des Düsenkörpers zu erhöhen, um die Druckfestigkeit zu verbessern. Zum anderen kann auch der Querschnitt des Düsenkörpers verringert werden, um die Gestaltung des Düsenkörpers an andere konstruktive Anforderungen anzupassen. So ist es auf diese Weise beispielsweise möglich, die Düsennadelführung abzuflachen.The invention includes the general technical teaching, the fuel in the lower part of the injector a separate high pressure duct, but via the already existing one lead central bore to the nozzle body, so that there is no separate high-pressure duct in this area can be. On the one hand, there is therefore the possibility to increase the wall thickness of the nozzle body to the To improve compressive strength. On the other hand, the Cross section of the nozzle body can be reduced to the design of the nozzle body to other design requirements adapt. In this way it is possible, for example, flatten the nozzle needle guide.

Der Hochdruckkanal mündet deshalb vorzugsweise oberhalb des Düsenkörpers im Bereich der Steuereinheit seitlich in die Führungsbohrung der Steuereinheit, die an eine entsprechende Führungsbohrung in dem Düsenkörper anschließt, so daß der Kraftstoff bis zu den Austrittsöffnungen in dem Düsenkörper weitergeleitet werden kann. Dadurch ist der Winkel, den der Hochdruckkanal mit der Führungsbohrung der Steuereinheit einschließt, vergrößert fertigbar, wodurch sich die Hochdruckfestigkeit im Bereich der Zwischenwand zwischen dem Hochdruckkanal und der Führungsbohrung erhöht.The high pressure channel therefore preferably opens above the Nozzle body in the area of the control unit in the side Guide hole of the control unit, which is connected to a corresponding Guide bore in the nozzle body connects so that the Fuel up to the outlet openings in the nozzle body can be forwarded. This makes the angle the High-pressure duct with the guide bore of the control unit, can be made enlarged, which increases the high pressure resistance in the area of the partition between the high pressure duct and the pilot hole increases.

Die Kraftstoffzuführung erfolgt also im unteren Bereich des Injektors vorzugsweise zentrisch um die Düsennadel, wobei in der Führungsbohrung des Düsenkörpers vorzugsweise eine Düsennadelführung angeordnet ist, die einerseits eine mechanische Führung der Düsennadel bewirkt und andererseits eine Weiterleitung von Kraftstoff in axialer Richtung zwischen der Düsennadel und der Wandung der Führungsbohrung ermöglicht. Die Düsennadelführung kann beispielsweise aus einer hohlzylindrischen Führungsbuchse bestehen, in deren Wandung axial durchgehende Kanäle oder Durchbrüche angeordnet sind, über die der Kraftstoff weitergeleitet wird. In einer anderen Variante der Erfindung besteht die Düsennadelführung dagegen aus mehreren Stegen, die in der Führungsbohrung des Düsenkörpers angeordnet sind und nach innen hervorstehen, wobei die Stege an der Mantelfläche der Düsennadel anliegen und diese somit mechanisch führen, während der Kraftstoff in den Nuten zwischen den einzelnen Stegen weitergeleitet werden kann. Die Stege können jedoch auch außen an der Mantelfläche der Düsennadel angeformt sein und mit ihren freien Enden außen an der Innenwand der Führungsbohrung anliegen, so daß der Kraftstoff durch die Nuten zwischen den einzelnen Stegen hindurchfließen kann. In einer Ausführungsform der Erfindung verlaufen die Stege in der Führungsbohrung in axialer Richtung, was vorteilhaft eine einfache und kostengünstige Fertigung der Düsennadelführung ermöglicht. In einer anderen Ausführungsform verlaufen die Stege dagegen spiralförmig in der Führungsbohrung des Düsenkörpers oder in der Mantelfläche der Düsennadel, was zwar fertigungstechnisch aufwendiger ist, aber eine Riefenbildung in der Mantelfläche der Düsennadel bzw. an der Innenwand der Führungsbohrung oder gar ein Festfressen der Düsennadel verhindert. Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Düsennadel mit einem rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt zu verwenden, wobei die axial verlaufenden Kanten der Düsennadel außen an der Innenwand der Führungsbohrung anliegen und gleiten, so daß der Kraftstoff in axialer Richtung seitlich an der Düsennadel vorbeiströmen kann.The fuel is supplied in the lower area of the Injector preferably centered around the nozzle needle, wherein in the guide bore of the nozzle body preferably a nozzle needle guide is arranged, on the one hand, a mechanical Guidance of the nozzle needle causes and on the other hand forwarding of fuel in the axial direction between the nozzle needle and the wall of the guide hole. The Nozzle needle guide can for example consist of a hollow cylindrical Guide bushing exist in the wall axially continuous Channels or openings are arranged over which the Fuel is forwarded. In another variant of the Invention, however, the nozzle needle guide consists of several Webs arranged in the guide bore of the nozzle body are and protrude inwards, the webs on the Contact surface of the nozzle needle and this mechanically lead while the fuel in the grooves between the individual docks can be forwarded. The bridges can, however, also outside on the outer surface of the nozzle needle be molded and with their free ends on the outside of the inner wall the guide bore so that the fuel flow through the grooves between the individual webs can. In one embodiment of the invention, the Webs in the guide bore in the axial direction, which is advantageous simple and inexpensive manufacture of the nozzle needle guide enables. In another embodiment the webs, however, run spirally in the guide bore of the nozzle body or in the outer surface of the nozzle needle, which is more complex in terms of production technology, but one Scoring in the lateral surface of the nozzle needle or on the Inner wall of the guide hole or even seizing the Nozzle needle prevented. In addition, it is also possible a nozzle needle with a rectangular, preferably square Cross-section to use, the axially extending Edges of the nozzle needle on the outside of the inner wall of the guide bore fit and slide so that the fuel in Flow past the nozzle needle in the axial direction can.

Der vorstehend verwendete Begriff Steuereinheit ist im Rahmen der Erfindung allgemein zu verstehen und umfaßt alle Module oberhalb des Düsenkörpers, die allein oder in Verbindung mit anderen Modulen die Ansteuerung der Düsennadel durch den Aktor ermöglichen. Der Hochdruckkanal kann also beispielsweise auch bereits in einem innerhalb des Injektors weiter oben gelegenen Modul in die zentrische Bohrung münden, sofern der Kraftstoff anschließend über die zentrische Bohrung bis zu dem Düsenkörper weitergeführt werden kann. Im unteren Bereich des Injektors kann auf einen separaten Hochdruckkanal verzichtet werden, wodurch die Hochdruckfestigkeit des Düsenkörpers erhöht wird.The term control unit used above is in the scope to understand the invention in general and includes all modules above the nozzle body, alone or in conjunction with other modules, the actuation of the nozzle needle by the actuator enable. The high-pressure duct can therefore, for example even in a higher one within the injector Open module in the central hole, provided that Then fuel through the central bore up to the nozzle body can be continued. In the area below of the injector can be dispensed with a separate high pressure channel be, which increases the high pressure strength of the nozzle body is increased.

Durch die erfindungsgemäße Führung des Hochdruckkanals nur bis hinab zur Steuereinheit entfallen auch die bei den herkömmlichen Injektoren auftretenden hohen Kerbspannungen an der Mündungsstelle der Stichbohrung in der Druckkammer des Düsenkörpers.Due to the inventive leadership of the high pressure channel only down to the control unit, there are also no conventional ones Injectors occurring high notch voltages the mouth of the tap hole in the pressure chamber of the Nozzle body.

Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Führung des Hochdruckkanals im unteren Bereich des Injektors seitlich ausreichend Platz für eine Speicherkammer, die während eines Einspritzvorgangs als Zwischenspeicher für den einzuspritzenden Kraftstoff dient. Hierdurch werden beim Öffnen der Düse Drukkeinbrüche verringert und daraus folgende Druckwellen gedämpft.In addition, the guide of the high-pressure duct according to the invention offers sufficient in the lower area of the injector Space for a storage chamber during an injection process as a buffer for the injected Serves fuel. This will cause pressure drops when the nozzle is opened reduced and the resulting pressure waves damped.

Die Speicherkammer kann beispielsweise in der Steuereinheit angeordnet werden, indem die Führungsbohrung in der Steuereinheit einen deutlich größeren Querschnitt aufweist als die Druckstange, welche die Steuerbewegung des Aktors indirekt auf die Düsennadel überträgt. Zwischen der Druckstange und der Wandung der Führungsbohrung bleibt dann ausreichend Raum zur Zwischenspeicherung von Kraftstoff.The storage chamber can, for example, in the control unit are arranged by the guide hole in the control unit has a significantly larger cross section than that Push rod, which indirectly controls the control movement of the actuator transfers to the nozzle needle. Between the push rod and the wall of the guide hole then remains sufficient space for the temporary storage of fuel.

Statt dessen kann die Speicherkammer auch direkt in dem Düsenkörper angeordnet werden, was den Vorteil bietet, daß die zwischengespeicherte Kraftstoffmasse näher an den Austrittsöffnungen liegt. In diesem Fall weist die Führungsbohrung in dem Düsenkörper einen größeren Querschnitt als die Düsennadel auf, so daß seitlich neben der Düsennadel ausreichend Raum zur Zwischenspeicherung von Kraftstoff bleibt.Instead, the storage chamber can also be located directly in the nozzle body be arranged, which has the advantage that the cached fuel mass closer to the outlet openings lies. In this case, the pilot hole points in the nozzle body a larger cross section than that Nozzle needle on so that sufficient to the side of the nozzle needle Space for the temporary storage of fuel remains.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Figur 1
als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Injektor im Längsschnitt,
Figur 2
eine alternative Ausführungsform einer Düsennadelführung für den in Figur 1 dargestellten Injektor mit axial verlaufenden Stegen an der Innenseite der Führungsbohrung zur Führung der Düsennadel,
Figur 3
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Düsennadelführung für den in Figur 1 dargestellten Injektor mit spiralförmig verlaufenden Stegen zur Führung der Düsennadel,
Figur 4
eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Düsennadelführung mit außen an der Düsennandel angeformten Stegen sowie
Figur 5
ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Düsennadelführung mit einem quadratischen Düsennadelquerschnitt.
Figur 6
ein weiteres Ausführungsbeispiel des Injektors aus Figur 1
Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. It shows:
Figure 1
as a preferred embodiment of the invention, an injector in longitudinal section,
Figure 2
2 shows an alternative embodiment of a nozzle needle guide for the injector shown in FIG. 1 with axially extending webs on the inside of the guide bore for guiding the nozzle needle,
Figure 3
1 shows another embodiment of a nozzle needle guide according to the invention for the injector shown in FIG. 1 with spirally extending webs for guiding the nozzle needle,
Figure 4
an embodiment of a nozzle needle guide according to the invention with webs formed on the outside of the nozzle needle and
Figure 5
a further embodiment for a nozzle needle guide according to the invention with a square nozzle needle cross section.
Figure 6
another embodiment of the injector of Figure 1

Der in Figur 1 dargestellte Injektor ermöglicht die Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine und weist mehrere übereinander angeordneten Module 300, 400,500,600 und 700 mit kreisförmigem Außenquerschnitt auf, die axial gegeneinander verspannt sind, um jeweils an den Stoßstellen benachbarter Module eine Hochdruckabdichtung zu erreichen. Die Verspannung der einzelnen Module 300, 400,500,600 und 700 gegeneinander erfolgt hierbei durch eine Überwurfmutter, die alle Module 300, 400,500,600 und 700 aufnimmt und an der Oberseite mit einem Injektorkopf verschraubt wird, an den eine Kraftstoffzuleitung von einer Einspritzanlage angeschlossen ist, wobei zur Wahrung der Übersichtlichkeit weder die Überwurfmutter noch der Injektorkopf in der Zeichnung dargestellt ist.The injector shown in Figure 1 enables injection of fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine and has several modules arranged one above the other 300, 400,500,600 and 700 with circular outer cross-section on, which are axially braced against each other high-pressure sealing at the joints of neighboring modules to reach. The bracing of the individual modules 300, 400,500,600 and 700 against each other is done by a Union nut that holds all modules 300, 400,500,600 and 700 and screwed to the top with an injector head is to which a fuel line from an injection system is connected, whereby to maintain clarity neither the union nut nor the injector head in the Drawing is shown.

Ein steuerbarer Aktor 100, vorzugsweise ein piezoelektrischer Aktor steht mit einem Schließkörper 370 über einen Stößel 200 in Wirkverbindung. Der Stößel 200 wird in einer zentralen Führungsbohrung 310 eines Servokörpers 300 geführt. Der Servokörper 300 weist zusätzlich einen Kraftstoffkanal 320, einen Rücklaufkanal 330 und eine zentrale Ventilkammer 345 auf. A controllable actuator 100, preferably a piezoelectric one The actuator stands with a closing body 370 over a plunger 200 in operative connection. The plunger 200 is in a central Guide bore 310 of a servo body 300 out. The servo body 300 additionally has a fuel channel 320, a Return channel 330 and a central valve chamber 345.

Der Rücklaufkanal 330 ragt seitlich in die Führungsbohrung 310 und ist mit einem Kraftstofftank verbunden. Die Führungsbohrung 310 geht über einen sich konisch öffnenden ersten Ventilsitz 350 in die Ventilkammer 345 über. In der Ventilkammer 345 ist der Schließkörper 370 eingebracht, der zusammen mit dem ersten Ventilsitz 350 im geschlossenen Zustand eine hochdruckfeste Dichtung bildet. Der Schließkörper 370 ist pilzförmig angeformt, wobei der Stiel des Schließkörpers 370 von einer Ventilfeder 390 umfaßt ist, die in der Ventilkammer 345 angeordnet ist und die auf den Schließkörper 370 eine zum ersten Ventilsitz 350 gerichtete Federkraft ausübt.The return channel 330 projects laterally into the guide bore 310 and is connected to a fuel tank. The pilot hole 310 goes over a conically opening first Valve seat 350 into the valve chamber 345. In the valve chamber 345, the closing body 370 is introduced, which together with the first valve seat 350 in the closed state forms a high pressure resistant seal. The closing body 370 is mushroom-shaped, the stem of the closing body 370 is surrounded by a valve spring 390 which is in the valve chamber 345 is arranged and on the closing body 370th exerts a spring force directed towards the first valve seat 350.

Die Ventilkammer 345, der Schließkörper 370, die Ventilfeder 390 und der erste Ventilsitz 350 bilden ein Servoventil 340, das über den Stößel 200 von dem Aktor 100 angesteuert wird. Durch Auslenkung des Aktors 100 aus dem Ruhezustand öffnet das Servoventil 340, wodurch eine hydraulische Verbindung (Abfluß) zwischen der Ventilkammer 345 und dem Kraftstofftank über die Führungsbohrung 310 und den Rücklaufkanal 330 hergestellt wird. Auf der der Führungsbohrung 310 gegenüberliegenden Seite wird die Ventilkammer 345 von einem Drosselkörper 400 begrenzt, der in axialer Richtung an den Servokörper 300 anschließt.The valve chamber 345, the closing body 370, the valve spring 390 and the first valve seat 350 form a servo valve 340, which is actuated by the actuator 100 via the plunger 200. By opening the actuator 100 from the idle state the servo valve 340, creating a hydraulic connection (Drain) between the valve chamber 345 and the fuel tank via the guide bore 310 and the return channel 330 becomes. On the one opposite the guide bore 310 Side, the valve chamber 345 is a throttle body 400 limited to the servo body 300 in the axial direction connects.

Der Drosselkörper 400 weist einen Kraftstoffkanal 430, einen Ablaufkanal 420 und einen Zulaufkanal 410 auf, der den Kraftstoffkanal 430 mit der Steuerkammer 440 verbindet und der eine Zulaufdrossel 415 aufweist, die den Kraftstoffzufluß in die Steuerkammer 440 beschränkt. Der Ablaufkanal 420 weist eine Ablaufdrossel 425 auf, die den Kraftstoffabfluß aus der Steuerkammer 440 begrenzt. The throttle body 400 has a fuel channel 430, one Drain channel 420 and an inlet channel 410 on the fuel channel 430 connects to the control chamber 440 and one Inlet throttle 415, which has the fuel flow in the control chamber 440 is restricted. The drain channel 420 points an outlet throttle 425 on that the fuel outflow from the Control chamber 440 limited.

Der an den Drosselkörper 400 axial anschließende Zwischenkörper 500 weist eine zentrale Kolbenführung 510 auf, in der in axialer Richtung ein Steuerkolben 520 geführt ist, wobei der Steuerkolben 520 seine axiale Auslenkung auf einen Druckkolben 650 überträgt, der in einer als Speicherkammer ausgebildeten Führungsbohrung 620 in einem Steuerkörper 600 axial verschiebbar angeordnet und geführt ist. Der Druckkolben 650 wird hierbei von einer Spiralfeder 660 vorgespannt und wird dadurch im Ruhezustand nach unten gedrückt. Darüber hinaus weist der Zwischenkörper 500 eine Leckageleitung 550 auf, über die Leckageflüssigkeit zu dem Rücklaufkanal 330 geführt wird.The intermediate body axially adjoining the throttle body 400 500 has a central piston guide 510, in which in in the axial direction, a control piston 520 is guided, the Control piston 520 its axial deflection on a pressure piston 650 transmits that in a storage chamber Guide bore 620 in a control body 600 axially is slidably arranged and guided. The plunger 650 is preloaded by a spiral spring 660 and is thereby pressed down in the idle state. Furthermore the intermediate body 500 has a leakage line 550, led to the return channel 330 via the leakage liquid becomes.

Der Kraftstoffkanal 320 verläuft axial durch den Servokörper 300, den Drosselkörper 400, den Zwischenkörper 500 und mündet schließlich über eine Zuführbohrung 610 in dem Steuerkörper 600 in die Führungsbohrung 620, die den Kraftstoff während eines Einspritzvorgangs weiterleitet, so daß im unteren Bereich des Steuerkörpers 600 kein separater Kraftstoffkanal wie in den oberen Modulen des Injektors erforderlich ist.The fuel channel 320 runs axially through the servo body 300, the throttle body 400, the intermediate body 500 and opens finally via a feed hole 610 in the control body 600 in the guide bore 620 which the fuel during of an injection process, so that in the lower area of the control body 600 no separate fuel channel as required in the upper modules of the injector.

Diese Führung des Kraftstoffkanals 320 bietet den Vorteil, daß der Düsenkörper 700 wesentlich schmaler ausfallen kann, da seitlich kein Platz für den Kraftstoffkanal benötigt wird. Die Form des Düsenkörpers 700 kann deshalb frei an andere konstruktive Anforderungen angepaßt werden.This routing of the fuel channel 320 offers the advantage that the nozzle body 700 can be considerably narrower, since no space is required for the fuel channel on the side. The shape of the nozzle body 700 can therefore be freely adapted to others design requirements can be adjusted.

Darüber hinaus dient die Führungsbohrung 620 in dem Steuerkörper 600 als Speicherkammer zur Zwischenspeicherung von Kraftstoff, wodurch die bei herkömmlichen Injektoren auftretenden Druckeinbrüche beim Öffnen der Düse und darauf folgende Druckwellen weitgehend vermieden werden. In addition, the guide bore 620 serves in the control body 600 as a storage chamber for the temporary storage of Fuel, which is what occurs with conventional injectors Pressure drops when opening the nozzle and following Pressure waves are largely avoided.

Die Zuführbohrung 610 verläuft ausgehend von dem Zwischenköper 500 zuerst parallel zur Führungsbohrung 620, winkelt dann in Richtung der Führungsbohrung 620 ab und schneidet sie unter einem Winkel a. Die Zuführbohrung 610 besteht aus zwei Bohrungen, die sich in der Steuereinheit 600 schneiden, deren eine Öffnung in die Stirnfläche der Steuereinheit 600 und deren andere Öffnung in die Führungsbohrung 620 der Steuereinheit 600 mündet.
Die abgewinkelte Zuführbohrung 610 wird durch Bohren von der oberen Stirnseite des Steuerkörpers 600 und der Führungsbohrung 620 des Steuerkörpers 600 aus kostengünstig gefertigt. Je größer der Winkel a ist, desto größer ist die Druckfestigkeit des Steuerkörpers 600 im Bereich der Zwischenwand zwischen der Zuführbohrung 610 und der Führungsbohrung 620. Der Winkel a liegt vorzugsweise im Bereich von 10° bis 25°.Starting from the intermediate body 500, the feed bore 610 first runs parallel to the guide bore 620, then angled in the direction of the guide bore 620 and cuts it at an angle a. The feed bore 610 consists of two bores which intersect in the control unit 600, one opening of which opens into the end face of the control unit 600 and the other of which opens into the guide bore 620 of the control unit 600.
The angled feed bore 610 is manufactured inexpensively by drilling from the upper end face of the control body 600 and the guide bore 620 of the control body 600. The greater the angle a, the greater the compressive strength of the control body 600 in the region of the intermediate wall between the feed bore 610 and the guide bore 620. The angle a is preferably in the range from 10 ° to 25 °.

Unterhalb des Steuerkörpers 600 ist ein Düsenkörper 700 mit einer zentrischen Bohrung angeordnet, in der eine Düsennadel 730 axial verschiebbar angeordnet ist, wobei die Düsennadel 730 mit einer starren Druckstange 630 in Wirkverbindung steht, die fest mit dem Druckkolben 650 verbunden ist. Die Düsennadel 730 ist hierbei in einer Düsennadelführung 740 gelagert, die in der Bohrung in dem Düsenkörper 700 angeordnet ist, wobei die Düsennadelführung 740 den Bohrungsquerschnitt nur teilweise verschließt, so daß der Kraftstoff von der als Speicherkammer dienenden Führungsbohrung 620 in dem Steuerkörper 600 durch eine Führungsaussparung 750 in der Düsennadelführung 740 und die Bohrung in dem Düsenkörper 700 zu mindestens einer Austrittsöffnung 710 strömen kann, über die der Kraftstoff bei geöffneter Düse in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. A nozzle body 700 is located below the control body 600 arranged in a central bore in which a nozzle needle 730 is arranged axially displaceable, the nozzle needle 730 with a rigid push rod 630 in operative connection stands, which is firmly connected to the pressure piston 650. The Nozzle needle 730 is supported in a nozzle needle guide 740, arranged in the bore in the nozzle body 700 is, the nozzle needle guide 740 the bore cross section only partially closes, so that the fuel from the as Storage chamber serving guide bore 620 in the control body 600 through a guide recess 750 in the nozzle needle guide 740 and the bore in the nozzle body 700 at least an outlet opening 710 can flow through which the Fuel in the combustion chamber of the internal combustion engine with the nozzle open is injected.

Der Düsenkörper 700 weist einen konisch zulaufenden Ventilsitz 720 auf, der an die ebenfalls konisch zulaufende Spitze der Düsennadel 730 angepaßt ist, so daß die Düsennadel 730 und der Ventilsitz 720 zusammen ein Ventil bilden, das die Austrittsöffnungen 710 in Abhängigkeit von der axialen Position der Düsennadel 730 entweder freigibt oder verschließt. Eine axial nach oben in Richtung des Drosselkörpers 400 gerichtete Bewegung der Düsennadel 740 öffnet das Ventil 720, 730; eine entgegengesetzte Bewegung nach unten schließt das Ventil 720, 730. Die Düsennadel 730 weist Durchmesseränderungen auf, die durch den Kraftstoffdruck eine axiale, von dem zweiten Ventilsitz 720 weg gerichtete Rückstellkraft auf die Düsennadel 730 bewirken.The nozzle body 700 has a tapered valve seat 720 on that to the tapered tip the nozzle needle 730 is adapted so that the nozzle needle 730 and the valve seat 720 together form a valve that the Exit openings 710 depending on the axial position the nozzle needle 730 either releases or closes. An axially upward in the direction of the throttle body 400 Movement of the nozzle needle 740 opens the valve 720, 730; an opposite downward movement closes that Valve 720, 730. The nozzle needle 730 has changes in diameter on that by the fuel pressure an axial, of which second valve seat 720 directed restoring force on the Actuate nozzle needle 730.

In einer weiteren Ausführungsform bildet die Düsennadel 730 mit der Druckstange 630 und dem Druckkolben 650 eine Einheit, wobei der Druckkolben 650 in der Führungsbohrung 620 des Steuerkörpers 600 axial geführt ist und nicht zusätzlich in einer Düsennadelführung 740 gelagert, wodurch durch die Herstellungskosten reduziert werden.In a further embodiment, the nozzle needle 730 forms one unit with the push rod 630 and the plunger 650, wherein the pressure piston 650 in the guide bore 620 of the Control body 600 is axially guided and not additionally in a nozzle needle guide 740 stored, which by manufacturing costs be reduced.

Im folgenden wird nun die Funktion des dargestellten Injektors detailliert beschrieben, wobei auf die vorstehende Beschreibung des Aufbaus des Injektors Bezug genommen wird.The following is the function of the injector shown described in detail, referring to the above description of the construction of the injector.

Durch Öffnen des Servoventils fließt Kraftstoff von der Ventilkammer 345 über den Rücklaufkanal 330 in den Kraftstofftank. Durch die Zulaufdrossel 415 und die Ablaufdrossel 425 ist der Kraftstoffzufluß beschränkt, so daß nicht genug Kraftstoff nachfließen kann, um den Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 530 zu halten. Der reduzierte Druck in der Steuerkammer 530 führt zu einer Auslenkung der Düsennadel 730 vom zweiten Ventilsitz 720 weg und somit zum Beginn des Einspritzvorgangs. Zieht der Aktor 100 sich in seine Ruhelage zurück, so kehrt der Schließkörper 370 wegen der Druckdifferenz zwischen der Ventilkammer 345 und dem Rücklaufkanal 330 und wegen der Rückstellkraft der Ventilfeder 390 auf den ersten Ventilsitz 350 zurück und unterbricht die hydraulische Verbindung zwischen der Ventilkammer 345 und dem Rücklaufkanal 330 (Schließposition). Über die Zulaufdrossel 415 fließt Kraftstoff aus dem Kraftstoffkanal 320 in die Steuerkammer 530 und die Ventilkammer 345 nach, wodurch der Hochdruck in der Steuerkammer 530 wieder aufgebaut wird. Dadurch wird die Düsennadel 730 auf den zweiten Ventilsitz 720 gepreßt, so daß der Einspritzvorgang durch die Austrittslöcher 710 beendet wird.When the servo valve is opened, fuel flows from the valve chamber 345 via the return channel 330 into the fuel tank. Through the inlet throttle 415 and the outlet throttle 425 fuel flow is limited, so not enough Fuel can flow to the fuel pressure in the Hold control chamber 530. The reduced pressure in the control chamber 530 leads to a deflection of the nozzle needle 730 from second valve seat 720 away and thus at the beginning of the injection process. The actuator 100 pulls itself into its rest position the closing body 370 returns because of the pressure difference between the valve chamber 345 and the return passage 330 and because of the restoring force of the valve spring 390 at first Valve seat 350 back and interrupts the hydraulic Connection between the valve chamber 345 and the return channel 330 (closed position). It flows through the inlet throttle 415 Fuel from the fuel passage 320 into the control chamber 530 and the valve chamber 345, whereby the high pressure in the control chamber 530 is rebuilt. This will make the Nozzle needle 730 pressed onto the second valve seat 720 so that the injection process through the exit holes 710 ends becomes.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch den Düsenkörper 700 in der Höhe der Düsennadelführung 740 entlang der Linie A-A aus Figur 1 mit einer weiteren Ausführungsform der Düsennadelführung 740. Zur Vereinfachung werden in dieser Darstellung dieselben Bezugszeichen wie in Figur 1 verwendet, so daß weitgehend auf die zugehörige Beschreibung verwiesen werden kann. Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht die Düsennadelführung 740 hierbei jedoch aus mehreren axial verlaufenden Stegen 760, die an dem Düsenkörper 700 in der Führungsbohrung angeformt sind und radial nach innen hervorstehen, so daß die Stege 760 innen an der Mantelfläche der Düsennadel 730 anliegen und dadurch die Düsennadel 730 führen, während der Kraftstoff in den Nuten 770 zwischen den einzelnen Stegen 760 in axialer Richtung zu den Austrittsöffnungen 710 strömen kann. Die axiale Anordnung der Stege 760 bietet auch fertigungstechnische Vorteile, so daß sich die Düsennadelführung 740 kostengünstig herstellen läßt. FIG. 2 shows a cross section through the nozzle body 700 in the height of the nozzle needle guide 740 along the line A-A Figure 1 with a further embodiment of the nozzle needle guide 740. For simplification, the same will be used in this illustration Reference numerals as used in Figure 1, so that largely reference can be made to the associated description. In contrast to the embodiment described above however, the nozzle needle guide 740 consists of a plurality of axially extending webs 760 on the nozzle body 700 are integrally formed in the guide bore and radially after protrude inside, so that the webs 760 inside on the outer surface the nozzle needle 730 and thereby the nozzle needle 730 lead while the fuel in the grooves 770 between the individual webs 760 in the axial direction to the outlet openings 710 can flow. The axial arrangement of the Stege 760 also offers manufacturing advantages, so that the nozzle needle guide 740 can be manufactured inexpensively.

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Düsennadelführung 740, bei dem mehrere Stege 780 in der Bohrung des Düsenkörpers 700 radial nach innen hervorstehen und dadurch die Düsennadel 730 führen. Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verlaufen die Stege 780 hierbei jedoch spiralförmig in der Führungsbohrung, was zwar fertigungstechnisch aufwendiger ist, aber eine Riefenbildung oder gar ein Festfressen der Düsennadel 730 in der Düsennadelführung 740 weitgehend verhindert. Der Kraftstoff strömt hierbei ebenfalls spiralförmig durch Nuten 790 zwischen den einzelnen Stegen 780 und gelangt so an der Düsennadel vorbei zu den Austrittsöffnungen 710. Alternativ hierzu können die spiralförmigen Stege 780 auch außen an der Mantelfläche der Düsennadel angeformt sein und mit ihren freien Enden außen an der Innenwand der Führungsbohrung anliegen, was fertigungstechnisch wesentlich einfacher ist.Figure 3 shows a further embodiment of a nozzle needle guide 740, in which several webs 780 in the bore of the Nozzle body 700 protrude radially inward and thereby guide the 730 nozzle needle. In contrast to the one described above In this embodiment, the webs 780 run here however spiral in the guide bore, which is production-related is more complex, but a scoring or even seizing the nozzle needle 730 in the nozzle needle guide 740 largely prevented. The fuel flows here also spirally through grooves 790 between the individual webs 780 and thus passes the nozzle needle to the outlet openings 710. Alternatively, the spiral webs 780 also on the outside of the lateral surface of the Nozzle needle must be formed and with its free ends on the outside the inner wall of the guide bore, which is manufacturing technology is much easier.

Figur 4 zeigt im Querschnitt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Düsennadelführung, das weitgehend mit der in Figur 2 dargestellten Düsennadelführung übereinstimmt, so daß in der Darstellung dieselben Bezugzeichen verwendet werden. Im Gegensatz zu dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Düsennadelführung sind die Stege 760 hierbei jedoch außen an der Mantelfläche der Düsennadel 730 angeformt, was fertigungstechnisch wesentlich einfacher ist. Der Kraftstoff strömt hierbei jedoch ebenfalls in axialer Richtung in den Nuten 770 zwischen den Stegen 760.FIG. 4 shows another embodiment in cross section a nozzle needle guide, which largely corresponds to that in FIG shown nozzle needle guide matches, so that in the Representation the same reference numerals are used. In contrast to the embodiment shown in Figure 2 A nozzle needle guide, however, the webs 760 are here on the outside molded on the outer surface of the nozzle needle 730 what manufacturing technology is much easier. The fuel however, this also flows in the axial direction into the Grooves 770 between the webs 760.

Figur 5 zeigt zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Düsennadelführung, bei dem die Düsennadel 730 einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweist, wobei die Querschnittsecken bzw. die axial verlaufenden Kanten der Düsennadel 730 abgeflacht sind und außen an der Innenwand der Führungsbohrung anliegen, so daß der Kraftstoff seitlich an der Düsennadel 730 vorbeifließen kann.Figure 5 shows another embodiment of a Nozzle needle guide according to the invention, in which the nozzle needle 730 has a substantially square cross section, where the cross-sectional corners or the axially extending edges the nozzle needle 730 are flattened and outside on the inner wall the guide bore so that the fuel can flow laterally past the nozzle needle 730.

Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das im Unterschied zur Figur 1 im Bereich der Steuereinheit 600 einen Hochdruckkanal 320,611,612 aufweist, der in der Steuereinheit 600 im wesentlichen parallel zur Führungsbohrung 620 verläuft und im Bereich der hochdruckfesten Dichtfläche, die von den aneinander anliegenden Stirnflächen der Steuereinheit 600 und des Düsenkörpers 700 gebildet wird , in eine Zulaufnut 612 mündet, die parallel zu der hochdruckfesten Dichtfläche verläuft und oberhalb der Düsennadel 730 in die Führungsbohrung 620 oder die Bohrung des Düsenkörpers 700 mündet. Die Zulaufnut 612 ist in den Düsenkörper und/oder die Steuereinheit in Form einer Längsnut bzw. von Längsnuten eingebracht und bildet einen kraftstoffführenden Kanal.Figure 6 shows another embodiment, the difference 1 in the area of the control unit 600 High pressure channel 320,611,612 has in the control unit 600 runs essentially parallel to the guide bore 620 and in the area of the high pressure-resistant sealing surface, which by the end faces of the control unit 600 and of the nozzle body 700 is formed, in an inlet groove 612 opens out, which runs parallel to the high pressure-resistant sealing surface and above the nozzle needle 730 in the guide bore 620 or the bore of the nozzle body 700 opens. The inlet groove 612 is in the nozzle body and / or the control unit in Formed a longitudinal groove or of longitudinal grooves introduced and forms a fuel channel.

Das Einbringen einer geometrisch sich entsprechenden Längsnut 612 in die Steuereinheit 600 und den Düsenkörper ist vorteilhaft für die Dichtheit der Dichtfläche, da sich das Material des Düsenkörper 700 und der Steuereinheit 600 bei Kraftstoffdruckänderungen im gleichem Verhältnis dehnt.The introduction of a geometrically corresponding longitudinal groove 612 into the control unit 600 and the nozzle body is advantageous for the tightness of the sealing surface since the material of the nozzle body 700 and the control unit 600 when the fuel pressure changes stretches in the same ratio.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not limited in its execution the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable, which of the solution shown, even if fundamentally different Makes use of explanations.

Claims (18)

Injektor für eine Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, mit einem Düsenkörper (700) mit mindestens einer Austrittsöffnung (710) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine und einer zentralen Bohrung, in der eine Düsennadel (730) axial verschiebbar ist, die den Kraftstoffzufluß zu den Austrittsöffnungen (710) in Abhängigkeit von ihrer axialen Stellung entweder freigibt oder unterbricht, wobei oberhalb des Düsenkörpers (700) eine Steuereinheit (600) angeordnet ist mit einer Führungsbohrung (620) für ein Übertragungsglied (630, 650) zur Übertragung der Stellbewegung eines Aktuators (100) auf die Düsennadel (730) und einem Hochdruckkanal (320, 610, 611), der in den Raum mündet, der von der Führungsbohrung (620) der Steuereinheit (600) und der Bohrung des Düsenkörpers (700) gebildet wird. Injector for an injection system of an internal combustion engine, with a nozzle body (700) at least one outlet opening (710) for injecting fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine and a central bore in which a nozzle needle (730) is axially displaceable, which either releases or interrupts the fuel flow to the outlet openings (710) depending on their axial position, a control unit (600) being arranged above the nozzle body (700) a guide bore (620) for a transmission element (630, 650) for transmitting the actuating movement of an actuator (100) to the nozzle needle (730) and a high pressure duct (320, 610, 611) which opens into the space formed by the guide bore (620) of the control unit (600) and the bore of the nozzle body (700). Injektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Führungsbohrung (620) in der Steuereinheit (600) zumindest in einem Teil der Länge der Führungsbohrung (620) wesentlich größer ist als der Querschnitt der Druckstange (630), um in der Steuereinheit (600) eine während des Einspritzvorgangs als Zwischenpuffer dienende Speicherkammer zu bilden.Injector according to claim 1,
characterized by
that the cross section of the guide bore (620) in the control unit (600) is at least in part of the length of the guide bore (620) substantially larger than the cross section of the push rod (630) in order to provide an intermediate buffer in the control unit (600) during the injection process serving storage chamber. Injektor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Bohrung im Düsenkörper (700) zumindest in einem Teil der Länge der Bohrung wesentlich größer ist als der Querschnitt der Düsennadel (730), um in der Steuereinheit (600) eine während des Einspritzvorgangs als Zwischenpuffer dienende Speicherkammer zu bilden. Injector according to claim 1 or 2,
characterized by
that the cross section of the bore in the nozzle body (700) is at least in part of the length of the bore substantially larger than the cross section of the nozzle needle (730) in order to form in the control unit (600) a storage chamber which serves as an intermediate buffer during the injection process. Injektor nach einem der vorhgergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teilquerschnitt der beiden Führungsbohrungen (620) in der Steuereinheit (600) und in dem Düsenkörper (700) frei bleibt, um eine Kraftstoffzuführung von der Mündungsstelle des Hochdruckkanals (320) in der Steuereinheit (600) durch die beiden Führungsbohrungen (620) zu der Austrittsöffnung (710) in dem Düsenkörper (700) zu ermöglichen.Injector according to one of the preceding claims,
characterized by
that a partial cross section of the two guide bores (620) in the control unit (600) and in the nozzle body (700) remains free in order to supply fuel from the mouth of the high-pressure channel (320) in the control unit (600) through the two guide bores (620) to allow the outlet opening (710) in the nozzle body (700). Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsbohrung (620) in der Steuereinheit (600) den gleichen Querschnitt aufweist wie der Kernquerschnitt der Düsennadel (730).Injector according to one of the preceding claims,
characterized by
that the guide bore (620) in the control unit (600) has the same cross section as the core cross section of the nozzle needle (730). Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Düsennadel (730) kleiner ist als der Querschnitt der Führungsbohrung des Düsenkörpers (700), wobei in der Führungsbohrung des Düsenkörpers (700) eine Düsennadelführung (740) angeordnet ist, die eine Weiterleitung von Kraftstoff zwischen der Düsennadel (730) und der Wandung der Führungsbohrung des Düsenkörpers (700) ermöglicht.Injector according to one of the preceding claims,
characterized by
that the cross section of the nozzle needle (730) is smaller than the cross section of the guide bore of the nozzle body (700), wherein a nozzle needle guide (740) is arranged in the guide bore of the nozzle body (700), which transmits fuel between the nozzle needle (730) and the wall of the guide bore of the nozzle body (700). Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsennadelführung (740) im wesentlichen aus mehreren Stegen (760, 780) besteht, die an der Wandung der Führungsbohrung des Düsenkörpers (700) angeordnet sind und nach innen hervorstehen, wobei der Kraftstoff in den Nuten (770, 790) zwischen den Stegen (760, 780) strömen kann.Injector according to one of the preceding claims,
characterized by
that the nozzle needle guide (740) consists essentially of several webs (760, 780) which are arranged on the wall of the guide bore of the nozzle body (700) and protrude inwards, the fuel in the grooves (770, 790) between the webs (760, 780) can flow. Injektor nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsennadelführung (740) im wesentlichen aus mehreren Stegen besteht, die außen an der Düsennadel (730) angeformt sind und mit ihren freien Enden außen an der Innenwand der Führungsbohrung des Düsenkörpers anliegen, wobei der Kraftstoff in den Nuten (770, 790) zwischen den Stegen (760, 780) strömen kann.Injector according to one of claims 3 to 6,
characterized by
that the nozzle needle guide (740) consists essentially of several webs, which are integrally formed on the outside of the nozzle needle (730) and rest with their free ends on the outside of the inner wall of the guide bore of the nozzle body, the fuel in the grooves (770, 790) between the webs (760, 780) can flow. Injektor nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stege (760) axial verlaufen, um eine einfache Fertigung zu ermöglichen.Injector according to claim 7 or 8,
characterized by
that the webs (760) extend axially in order to enable simple manufacture. Injektor nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stege (780) spiralförmig verlaufen, um eine Riefenbildung in der Mantelfläche der Düsennadel (730) bzw. in der Innenwand der Führungsbohrung des Düsenkörpers (700) oder ein Festfressen der Düsennadel (730) in der Düsennadelführung (740) zu verhindern.Injector according to claim 7 or 8,
characterized by
that the webs (780) run spirally to prevent scoring in the lateral surface of the nozzle needle (730) or in the inner wall of the guide bore of the nozzle body (700) or seizure of the nozzle needle (730) in the nozzle needle guide (740). Injektor nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsennadel (730) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei die axial verlaufenden Kanten der Düsennadel (730) außen an der Innenwand der Führungsbohrung des Düsenkörpers (700) anliegen, so daß der Kraftstoff in axialer Richtung seitlich an der Düsennandel (730) vorbeifließen kann.Injector according to one of claims 3 to 6,
characterized by
that the nozzle needle (730) has a substantially rectangular cross section, the axially running edges of the nozzle needle (730) abutting the outside of the inner wall of the guide bore of the nozzle body (700), so that the fuel laterally in the axial direction on the nozzle needle (730) can flow past. Injektor nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die axial verlaufenden Kanten der Düsennadel (730) abgeflacht sind.Injector according to claim 11,
characterized by
that the axially extending edges of the nozzle needle (730) are flattened. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Außenquerschnitt des Düsenkörpers (700) wesentlich kleiner ist als der Außenquerschnitt der Steuereinheit (600). Injector according to one of the preceding claims,
characterized by
that the outer cross section of the nozzle body (700) is significantly smaller than the outer cross section of the control unit (600). Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hochdruckkanal (320, 610, 611) in die Führungsbohrung (620) der Steuereinheit (600) mündet.Injector according to one of the preceding claims,
characterized by
that the high pressure channel (320, 610, 611) opens into the guide bore (620) of the control unit (600). Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hochdruckkanal (320, 610) als Zuführbohrung (610) ausgebildet ist, die aus zwei Kanälen besteht, die sich in der Steuereinheit (600) schneiden, deren eine Öffnung in die Stirnfläche der Steuereinheit (600) und deren andere Öffnung in die Führungsbohrung (620) der Steuereinheit (600) mündet.Injector according to one of the preceding claims,
characterized by
that the high-pressure channel (320, 610) is designed as a feed bore (610), which consists of two channels that intersect in the control unit (600), one opening in the end face of the control unit (600) and the other opening in the guide bore (620) of the control unit (600) opens. Injektor nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführbohrung (610) die Führungsbohrung (620) der Steuereinheit (600) unter einem Winkel (a) schneidet, der im Bereich von 10° bis 25° liegt.Injector according to claim 15,
characterized by
that the feed bore (610) intersects the guide bore (620) of the control unit (600) at an angle (a) which is in the range from 10 ° to 25 °. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 13
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hochdruckkanal eine Zulaufbohrung (611) und eine Zulaufnut (612) aufweist, wobei die Zulaufnut in den Düsenkörper und/oder die Steuereinheit eingebracht ist, parallel zu den aneinander anliegenden Stirnflächen des Düsenkörpers und der Steuereinheit verläuft und zwischen ihnen einen Kanal bildet, an dessen einem Ende die Zulaufbohrung mündet und dessen anderes Ende in die Führungsbohrung (620) der Steuereinheit (600) und/oder die Bohrung des Düsenkörpers (700) mündet. Injector according to one of claims 1 to 13
characterized by
that the high pressure channel has an inlet bore (611) and an inlet groove (612), the inlet groove is introduced into the nozzle body and / or the control unit, runs parallel to the abutting end faces of the nozzle body and the control unit and forms a channel between them, at one end the inlet bore opens and the other end of which opens into the guide bore (620) of the control unit (600) and / or the bore of the nozzle body (700). Injektor nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zulaufbohrung im wesentlichen parallel zur Führungsbohrung (620) der Steuereinheit (600) verläuft.Injector according to claim 17,
characterized by
that the inlet bore runs essentially parallel to the guide bore (620) of the control unit (600).
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