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EP1963659A1 - Kraftstoffinjektor mit direkt betätigbarem einspritzventilglied - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit direkt betätigbarem einspritzventilglied

Info

Publication number
EP1963659A1
EP1963659A1 EP06807287A EP06807287A EP1963659A1 EP 1963659 A1 EP1963659 A1 EP 1963659A1 EP 06807287 A EP06807287 A EP 06807287A EP 06807287 A EP06807287 A EP 06807287A EP 1963659 A1 EP1963659 A1 EP 1963659A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
control chamber
nozzle needle
fuel injector
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.)
Granted
Application number
EP06807287A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1963659B1 (de
Inventor
Wolfgang Stoecklein
Thomas Pauer
Christian Kuhnert
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1963659A1 publication Critical patent/EP1963659A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1963659B1 publication Critical patent/EP1963659B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • 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
    • 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
    • F02M2547/00—Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M2547/001—Control chambers formed by movable sleeves

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector for internal combustion engines after the
  • a fuel injector with a directly actuatable injection valve member and with a single-stage gear ratio of the actuator stroke with a pulling actuator for opening the nozzle needle is described in DE 10 2004 005 452 A1.
  • an actuator-actuated actuator-side coupler piston acts on a coupler space and a coupler piston connected to a nozzle needle onto a control space.
  • the coupler chamber and the control chamber are hydraulically connected via a channel.
  • the channel is in one
  • Inserted intermediate disc which is arranged between an injector body and a nozzle body.
  • Object of the present invention is to provide a compact fuel injector, in which the transmission of the vibrations of Aktorhubs be suppressed to the nozzle needle and still maintain a rapid opening and closing of the nozzle needle.
  • Disclosure of the invention The object of the invention is achieved with a fuel injector having the characterizing features of claim 1.
  • Section with the smaller flow cross-section of the coupler chamber and the portion with the larger flow cross-section facing the control chamber causes the vibrations of the actuator in the translation of Aktorhubs be suppressed to the Düsennadelhub or quickly damped.
  • a particularly expedient embodiment for ensuring a fast stroke translation is when the first section to the coupler space towards a third portion and the second portion to the control chamber towards a fourth section is upstream, and if these two sections have substantially the same flow cross section, which in turn is larger is as the larger flow area of the second section. It is advantageous if the channel is arranged off-center in relation to the central axis of the control chamber in the intermediate disc.
  • a particularly effective damping and rapid hydraulic transmission between the coupler space and the control chamber is achieved when the ratio of the smaller flow cross section of the first portion of the throttle to the cross-sectional area of the control chamber is between 0.05 and 0.1, preferably between 0.075 to 0.08.
  • the intermediate disc has at least one connecting channel, which connects a high pressure connected to the high-pressure connection with the nozzle needle hydraulic space, wherein in the intermediate disc more circularly arranged around the central axis of the control chamber connecting channels are provided.
  • Figure 1 is a sectional view of a combustion chamber side portion of a fuel injector according to the invention
  • Figure 2 shows a Thomas barnwolf an intermediate plate
  • FIG. 3 shows an enlarged detail X of the intermediate plate in FIG. 2.
  • the fuel injector shown in Figure 1 has an injector 10 with an injection valve member which projects with a nozzle body 12 in a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • a nozzle needle 13 is guided axially displaceable.
  • a nozzle needle sealing seat 14 is formed at the tip of the nozzle needle 13, which are arranged in the injection direction in the nozzle body 12 and projecting into the combustion chamber injection nozzles 15 downstream.
  • the nozzle needle sealing seat 14 is preceded by a nozzle needle pressure chamber 16 in the injection valve member in the injection direction, to which a nozzle needle-side pressure shoulder 17 formed on the nozzle needle 13 is exposed.
  • the injector housing 10 has a pressure chamber 18 which is connected by a connection 19 to a high-pressure system (not shown), for example to a common-rail system of a diesel injection device.
  • a high-pressure system (not shown), for example to a common-rail system of a diesel injection device.
  • a high-pressure chamber 18 is a piezoelectric
  • Actuator 20 is arranged, which is fixedly connected to an actuator-side coupler piston 21.
  • the actuator-side coupler piston 21 has a guide portion 22 and an annular collar 23.
  • a first slide sleeve 30 is guided axially displaceable, on which a compression spring 25 engages, which is supported on the collar 23 of the actuator-side coupler piston 21.
  • the relatively long piezoelectric actuator 20 does not tilt the coupler piston 21 in the high pressure chamber 18 in its change in length, for example, the slide sleeve 30 is additionally guided with guide surfaces not shown on a guide bore 26 in the axial direction within the injector body 10.
  • an intermediate plate 40 is arranged, which is clamped by means of a clamping nut 41 hydraulically tight.
  • the intermediate plate 40 has, for example, at least two connecting channels 42, via which the high-pressure chamber 18 is hydraulically connected to the nozzle needle pressure chamber 16.
  • the first sliding sleeve 30 presses with a sealing edge 31 against a formed on the throttle plate 40 actuator-side end face 43. This forms within the first - A -
  • a nozzle needle-side coupler piston 34 is formed on which a further slide sleeve 36 is guided axially displaceable.
  • a control chamber 38 is formed, to which the nozzle needle-side coupler piston 34 is exposed with a pressure surface 39.
  • a stroke ratio of the actuator-side coupler piston 21 on the nozzle needle-side coupler piston 34 of greater than one (> 1) it is necessary that the diameter of the actuator-side coupler piston 21 and the pressure surface 27 is greater than the diameter of the nozzle needle-side coupler piston 34 and more
  • the throttle plate 40 Through the throttle plate 40 performs a channel 50 which connects the coupler chamber 32 with the control chamber 38 hydraulically.
  • the channel 50 which is arranged off-center of the central axis 49 of the control chamber 38 in the intermediate plate 40, has a hydraulic
  • Throttle 51 ( Figure 2).
  • the coupler chamber 32 and the control chamber 38 act as translation spaces by the stroke of the actuator-side coupler piston 21 is translated higher due to the larger pressure surface 27 against the smaller pressure surface 39 of the nozzle needle-side coupler piston 34.
  • the serving for translation fuel as a hydraulic medium is transmitted via the channel 50 with the throttle 51.
  • the throttle 51 has a first section 52 with a small flow cross section and a second section 53 with a larger flow cross section, the first one
  • Section 52 with the small flow cross-section of the coupler chamber 32 and the second section 53 with the larger flow cross-section of the control chamber 38 faces.
  • the sections 54 and 55 have substantially the same Flow cross-section, which in turn is greater than the larger flow cross-section of the second portion 53.
  • conical transition 56 is formed between the control chamber 38 associated portion 55 and the second portion 53 of the throttle 51 to the second portion 53 toward tapering.
  • Decide for an effective vibration damping is also the ratio of the diameter or the cross-sectional area of the throttle 51 and the diameter or the cross-sectional area of the control chamber 38. It has been found that the vibration of the nozzle needle 13 is effectively suppressed due to the translation of Aktorhubs when Ratio of the area AD of the smaller flow cross section of the first
  • Section 52 of the throttle 51 to the cross-sectional area AK of the control chamber 38 is between 0.05 and 0.1, preferably 0.075 to 0.08.
  • the injection with the fuel injector is initiated with a pulling piezoelectric actuator 20.
  • a pulling piezoelectric actuator 20 For this purpose, in the closed state of the injectors 15 on the piezo actuator
  • the pulling stroke realized by the actuator-side coupler piston 21 leads to an enlargement of the coupler space 32, as a result of which the pressure in the coupler space 32 drops below the rail pressure or system pressure.
  • the falling pressure in the coupler chamber 32 is transmitted via the channel 50 with the throttle 51 to the control chamber 38, whereby the acting in the nozzle needle pressure chamber 16 on the pressure shoulder 17 rail pressure is higher than the pressure acting on the pressure surface 39 pressure in the control chamber 38. that the pressure surface 39 is smaller than the pressure surface 27, the nozzle needle 13 is lifted from the nozzle needle sealing seat 14 with a larger stroke than the stroke of the piezo actuator 20.
  • Injectors 15 are released, so that via the injectors 15 of the fuel is injected with the voltage applied in the nozzle needle pressure chamber 16 rail pressure or system pressure.
  • the piezo actuator 20 is subjected to a voltage which causes a longitudinal expansion of the piezo actuator 20, whereby the actuator-side coupler piston 21 presses in the coupler chamber 32 and there increases the pressure.
  • the pressure increase is transmitted via the channel 50 and the throttle 51 in the control chamber 38, which acts there on the further pressure surface 39 of the nozzle needle-side coupler piston 35.
  • the nozzle needle 13 is supported by the compression spring 28 again in the nozzle needle sealing seat 14.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Es wird ein Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine mit einem direkt betätigbarem Einspritzventilglied vorgeschlagen. Der Kraftstoffinjektor weist eine in einem Düsenkörper (12) axial geführte Düsennadel (13) und einen in einem Injektorgehäuse (10) untergebrachten Aktor (20) auf, wobei die Düsennadel (13) mit einem düsennadelseitigen Kopplerkolben (34) und der Aktor (20) mit einem aktorseitigen Kopplerkolben (21) verbunden ist. Der aktorseitige Kopplerkolben (21) wirkt auf einen Kopplerraum (32) und der düsennadelseitige Kopplerkolben (35) auf einen Steuerraum (38) ein, wobei in Abhängigkeit vom Druck im Steuerraum (38) die Düsennadel (13) von einem Düsennadeldichtsitz (14) abgehoben wird. Zwischen Injektorgehäuse (10) und Düsenkörper (12) ist eine Zwischenplatte (40) mit einem Kanal (50) angeordnet, der den Kopplerraum (32) mit dem Steuerraum (38) hydraulisch verbindet. Der Kanal (50) enthält eine hydraulische Drossel (51), die mindestens zwei Abschnitte (52, 53) mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten aufweist, wobei der Abschnitt (52) mit dem kleineren Strömungsquerschnitt dem Kopplerraum (32) und der Abschnitt (53) mit dem größeren Strömungsquerschnitt dem Steuerraum (38) zugewandt ist.

Description

Beschreibung
Titel
Kraftstoffinjektor mit direkt betätigbarem Einspritzventilglied
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Ein Kraftstoffinjektor mit direkt betätigbarem Einspritzventilglied und mit einer einstufigen Übersetzung des Aktorhubs mit einem ziehenden Aktor zum Öffnen der Düsennadel wird in DE 10 2004 005 452 Al beschrieben. Dabei wirkt ein mittels eines Aktors betätigter aktorseitige Kopplerkolben auf einen Kopplerraum und ein mit einer Düsennadel verbundener Kopplerkolben auf einen Steuerraum ein. Der Kopplerraum und der Steuerraum sind über einen Kanal hydraulisch verbunden. Der Kanal ist dabei in eine
Zwischenscheibe eingebracht, die zwischen einem Injektorkörper und einem Düsenkörper angeordnet ist.
Bei Betätigung des Aktors kommt es zu hohen Beschleunigungen und am Endhub des Aktors zu entsprechenden Schwingungen des Aktors, die über die hydraulischen Räume auf die Düsennadel übertragen werden, wodurch die Düsennadel mitschwingt. Diese Schwingungen führen zu Einspritzmengenschwankungen, da sich der Drosselquerschnitt der Düsennadel am Düsennadeldichtsitz verändert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen kompakt aufgebauten Kraftstoffinjektor zu schaffen, bei dem die Übertragung der Schwingungen des Aktorhubs auf die Düsennadel unterdrückt werden und trotzdem ein schnelles Öffnen und Schließen der Düsennadel erhalten bleibt.
Offenbarung der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Kraftstoffinjektor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die zwischen dem Kopplerraum des Aktors und dem Steuerraum der Düsennadel im Kanal angeordnete hydraulische Drossel mit den mindestens zwei Abschnitten mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten, bei der der
Abschnitt mit dem kleineren Strömungsquerschnitt dem Kopplerraum und der Abschnitt mit dem größeren Strömungsquerschnitt dem Steuerraum zugewandt ist, bewirkt, dass die Schwingungen des Aktors bei der Übersetzung des Aktorhubs auf den Düsennadelhub unterdrückt bzw. schnell gedämpft werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Maßnahmen der Unteransprüche möglich.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform zur Gewährleistung einer schellen Hubübersetzung besteht darin, wenn dem ersten Abschnitt zum Kopplerraum hin ein dritter Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zum Steuerraum hin ein vierter Abschnitt vorgelagert ist, und wenn diese beiden Abschnitte im Wesentlichen den gleichen Strömungsquerschnitt besitzen, der wiederum größer ist als der größere Strömungsquerschnitt des zweiten Abschnitts. Vorteilhaft ist, wenn der Kanal außermittig bezogen auf die Mittelachse des Steuerraums in der Zwischenscheibe angeordnet ist. Eine besonders wirkungsvolle Dämpfung und eine schnelle hydraulische Übertragung zwischen Kopplerraum und Steuerraum wird erzielt, wenn das Verhältnis des kleineren Strömungsquerschnitts des ersten Abschnitts der Drossel zur Querschnittsfläche des Steuerraums zwischen 0,05 und 0,1, vorzugsweise zwischen 0,075 bis 0,08 liegt. Vorteilhaft ist außerdem, wenn die Zwischenscheibe mindestens einen Verbindungskanal aufweist, der einen mit dem Hochdruckanschluss verbundenen Hochdruckraum mit dem Düsennadelraum hydraulische verbindet, wobei in der Zwischenscheibe mehrere um die Mittelachse des Steuerraums kreisförmig angeordnete Verbindungskanäle vorgesehen sind.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittdarstellung eines brennraumseitigen Teils eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinj ektors, Figur 2 einen Schnittdurchstellung einer Zwischenplatte und
Figur 3 einen vergrößerten Ausschnitt X der Zwischenplatte in Figur 2.
Der in Figur 1 dargestellte Kraftstoffinjektor weist ein Injektorgehäuse 10 mit einem Einspritzventilglied auf, das mit einem Düsenkörper 12 in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine ragt. Im Düsenkörper 12 ist eine Düsennadel 13 axial verschiebbar geführt. Am Düsenkörper 12 ist an der Spitze der Düsennadel 13 ein Düsennadeldichtsitz 14 ausgebildet, dem in Einspritzrichtung im Düsenkörper 12 ausgebildete und in den Brennraum hinein ragende Einspritzdüsen 15 nachgeordnet sind. Dem Düsennadeldichtsitz 14 ist im Einspritzventilglied in Einspritzrichtung ein Düsennadeldruckraum 16 vorgelagert, dem ein an der Düsennadel 13 ausgebildete düsennadelseitige Druckschulter 17 ausgesetzt ist.
Das Injektorgehäuse 10 weist einen Druckraum 18 auf, der mit einem Anschluss 19 an ein nicht dargestelltes Hochdrucksystem, beispielsweise an ein Common-Rail-System einer Dieseleinspritzeinrichtung angeschlossen ist. Im Hochdruckraum 18 ist ein Piezo-
Aktor 20 angeordnet, der mit einem aktorseitigen Kopplerkolben 21 fest verbunden ist. Der aktorseitige Kopplerkolben 21 weist einen Führungsabschnitt 22 und einen ringförmigen Bund 23 auf. Am Führungsabschnitt 22 ist eine erste Schieberhülse 30 axial verschiebbar geführt, an der eine Druckfeder 25 angreift, die sich am Bund 23 des aktorseitigen Kopplerkolbens 21 abstützt. Damit der relativ lange Piezo- Aktor 20 bei seiner Längenänderung den Kopplerkolben 21 im Hochdruckraum 18 nicht verkantet, ist beispielsweise die Schieberhülse 30 zusätzlich mit nicht dargestellten Führungsflächen an einer Führungsbohrung 26 in axialer Richtung innerhalb des Injektorkörpers 10 geführt.
Zwischen dem Injektorkörper 10 und dem Düsenkörper 12 ist eine Zwischenplatte 40 angeordnet, die mittels einer Spannmutter 41 hydraulisch dicht verspannt ist. Die Zwischenplatte 40 weist beispielsweise mindestens zwei Verbindungskanäle 42 auf, über die der Hochdruckraum 18 mit dem Düsennadeldruckraum 16 hydraulisch verbunden ist. Die erste Schieberhülse 30 drückt mit einer Dichtkante 31 gegen eine an der Drosselplatte 40 ausgebildete aktorseitige Stirnfläche 43. Dadurch bildet sich innerhalb der ersten - A -
Schieberhülse 30 ein Kopplerraum 32 aus, dem der aktorseitige Kopplerkolben 21 mit einer Druckfläche 27 ausgesetzt ist.
An der Düsennadel 13 ist ein düsennadelseitiger Kopplerkolben 34 ausgebildet, an dem eine weitere Schieberhülse 36 axial verschiebbar geführt ist. Die weitere Schieberhülse
36 drückt mit einer weiteren Dichtkante 37 gegen eine düsennadelseitige Stirnfläche 44 der Zwischenplatte 40. Die Druckkraft für die weitere Dichtkante 37 wird dabei mittels einer weiteren Druckfeder 28 aufgebracht.
Innerhalb der weiteren Schieberhülse 36 bildet sich ein Steuerraum 38 aus, dem der düsennadelseitige Kopplerkolben 34 mit einer Druckfläche 39 ausgesetzt ist. Um eine Hubübersetzung vom aktorseitigen Kopplerkolben 21 auf den düsennadelseitigen Kopplerkolben 34 von größer eins (>1) zu realisieren, ist es notwendig, dass der Durchmesser des aktorseitigen Kopplerkolbens 21 bzw. der Druckfläche 27 größer ist als der Durchmesser des düsennadelseitigen Kopplerkolbens 34 bzw. der weiteren
Druckfläche 39.
Durch die Drosselplatte 40 führt eine Kanal 50, der den Kopplerraum 32 mit dem Steuerraum 38 hydraulisch verbindet. Der Kanal 50, der außermittig von der Mittelachse 49 des Steuerraums 38 in der Zwischenplatte 40 angeordnet ist, weist eine hydraulische
Drossel 51 auf (Figur 2).
Der Kopplerraum 32 und der Steuerraum 38 wirken als Übersetzungsräume, indem der Hub des aktorseitigen Kopplerkolbens 21 aufgrund der größeren Druckfläche 27 gegenüber der kleineren Druckfläche 39 des düsennadelseitigen Kopplerkolbens 34 höher übersetzt wird. Der zur Übersetzung dienende Kraftstoff als hydraulisches Medium wird dabei über den Kanal 50 mit der Drossel 51 übertragen. Um sowohl eine schnelle als auch dämpfende Übertragung des Kraftstoffs zu gewährleisten, weist gemäß Figur 3 die Drossel 51 einen ersten Abschnitt 52 mit einem kleinen Strömungsquerschnitt und einen zweiten Abschnitt 53 mit einem größeren Strömungsquerschnitt auf, wobei der erste
Abschnitt 52 mit dem kleinen Strömungsquerschnitt dem Kopplerraum 32 und der zweite Abschnitt 53 mit dem größeren Strömungsquerschnitt dem Steuerraum 38 zugewandt ist. Außerdem ist dem ersten Abschnitt 52 zum Kopplerraum 32 hin ein dritter Abschnitt 54 und dem zweiten Abschnitt 53 zum Steuerraum 38 hin ein vierter Abschnitt 55 vorgelagert. Die Abschnitt 54 und 55 besitzen dabei im Wesentlichen den gleichen Strömungsquerschnitt, der wiederum größer ist als der größere Strömungsquerschnitt des zweiten Abschnitts 53. Ferner ist zwischen dem dem Steuerraum 38 zugeordneten Abschnitt 55 und dem zweiten Abschnitt 53 der Drossel 51 ein zum zweiten Abschnitt 53 hin sich verjüngender, konisch verlaufender Übergang 56 ausgebildet.
Entscheiden für eine wirkungsvolle Schwingungsdämpfung ist ferner das Verhältnis des Durchmessers bzw. der Querschnittfläche der Drossel 51 und der Durchmesser bzw. die Querschnittsfläche des Steuerraums 38. Es wurde gefunden, dass die Schwingung der Düsennadel 13 aufgrund der Übersetzung des Aktorhubs wirkungsvoll unterdrückt wird, wenn das Verhältnis der Fläche AD des kleineren Strömungsquerschnitts des ersten
Abschnitts 52 der Drossel 51 zur Querschnittsfläche AK des Steuerraums 38 zwischen 0,05 und 0,1, vorzugsweise bei 0,075 bis 0,08 liegt.
Die Einspritzung mit dem Kraftstoffinjektor wird mit einem ziehenden Piezo- Aktor 20 eingeleitet. Dazu liegt im geschlossenen Zustand der Einspritzdüsen 15 am Piezo- Aktor
20 eine Spannung an. Zum Einleiten der Einspritzung wird die Spannung reduziert oder auf Null geschaltet, sodass sich der Piezo- Aktor 20 verkürzt und dadurch ein ziehender Hub mit dem aktorseitigen Kopplerkolben 21 eingeleitet wird. Diese Art der Ansteuerung bei Kraftstoffinjektoren wird auch als inverse Ansteuerung des Piezo- Aktors 20 bezeichnet.
Der vom aktorseitigen Kopplerkolben 21 realisierte ziehende Hub führt zu einer Vergrößerung des Kopplerraums 32, wodurch der Druck im Kopplerraum 32 unterhalb des Rail-Drucks bzw. Systemdrucks abfällt. Der abfallende Druck im Kopplerraum 32 wird über den Kanal 50 mit der Drossel 51 auf den Steuerraum 38 übertragen, wodurch der im Düsennadeldruckraum 16 auf die Druckschulter 17 wirkende Rail-Druck höher ist als der auf die Druckfläche 39 wirkende Druck im Steuerraum 38. Dadurch, dass die Druckfläche 39 kleiner ist als die Druckfläche 27 wird die Düsennadel 13 mit einem größeren Hub als der Hub des Piezo- Aktors 20 vom Düsennadeldichtsitz 14 abgehoben. Durch das Abheben der Düsennadel 13 vom Düsennadeldichtsitz 14 werden die
Einspritzdüsen 15 freigegeben, sodass über die Einspritzdüsen 15 der Kraftstoff mit dem im Düsennadeldruckraum 16 anliegenden Rail-Druck bzw. Systemdruck eingespritzt wird. Zum Schließen des Dichtsitzes 14 wird der Piezo- Aktor 20 mit einer Spannung beaufschlagt, die eine Längenausdehnung des Piezo- Aktors 20 bewirkt, wodurch der aktorseitige Kopplerkolben 21 in den Kopplerraum 32 drückt und dort den Druck erhöht. Die Druckerhöhung wird über den Kanal 50 und die Drossel 51 in den Steuerraum 38 übertragen, der dort auf die weitere Druckfläche 39 des düsennadelseitigen Kopplerkolbens 35 wirkt. Dadurch wird die Düsennadel 13 unterstützt durch die Druckfeder 28 wieder in den Düsennadeldichtsitz 14 gestellt.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine mit einem Einspritzventilglied, welches eine in einem Düsenkörper (12) axial beweglich geführte Düsennadel (13) aufweist, die mit einem düsennadelseitigen Kopplerkolben (34) verbunden ist, der auf einen Steuerraum (38) einwirkt, und mit einem in einem Injektorkörper (10) angeordneten Aktor (20), der mit einem aktorseitigen Kopplerkolben (21) verbunden ist, der einen Kopplerraum (32) druckentlastet oder druckbeaufschlagt, wobei zwischen Injektorkörper (10) und Düsenkörper (12) eine Zwischenscheibe (40) angeordnet ist, die ein Kanal (50) aufweist, mit dem der Kopplerraum (32) und der Steuerraum (38) hydraulisch verbunden sind, und wobei in Abhängigkeit vom Druck im Steuerraum (38) die Düsennadel (13) von einem Düsennadeldichtsitz (14) angehoben wird und dadurch der in einem Düsennadeldruckraum (16) anliegende und mit Systemdruck beaufschlagte Kraftstoff eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (40) eine hydraulische Drossel (51) enthält, die mindestens zwei Abschnitte (52, 53) mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten aufweist, und dass der Abschnitt (52) mit dem kleineren Strömungsquerschnitt dem Kopplerraum (32) und der Abschnitt (53) mit dem größeren Strömungsquerschnitt dem Steuerraum (38) zugewandt ist.
2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten
Abschnitt (52) zum Kopplerraum (32) hin ein dritter Abschnitt (54) und dem zweiten Abschnitt (53) zum Steuerraum (38) hin ein vierter Abschnitt (55) vorgelagert ist, und dass die Abschnitte (54, 55) im Wesentlichen den gleichen Strömungsquerschnitt besitzen, der wiederum größer ist als der größere Strömungsquerschnitt des zweiten Abschnitts (53).
3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem dem Steuerraum (38) zugeordneten vierten Abschnitt (55) und dem zweiten Abschnitt (53) der Drossel (51) ein zum zweiten Abschnitt (53) hin sich verjüngender, konisch verlaufender Übergang (56) ausgebildet ist.
4. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (40) außermittig bezogen auf die Mittelachse des Steuerraums (38) in der Zwischenscheibe (40) angeordnet ist.
5. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinere
Strömungsquerschnitt des Abschnitts (52) eine Fläche AD und der Steuerraum (38) ein Querschnittsfläche AS aufweist und dass das Verhältnis von Fläche AD zur Querschnittsfläche AS zwischen 0,05 und 0,1 vorzugsweise bei 0,075 bis 0,08 liegt.
6. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zwischenscheibe (40) mindestens einen Verbindungskanal (45) aufweist, der einen Hochdruckraum (17) mit dem Düsennadelraum (16) hydraulische verbindet.
7. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zwischenscheibe (40) mehrere um die Mittelachse des Steuerraums (38) kreisförmig angeordnet Verbindungskanäle (45) vorgesehen sind.
EP06807287.5A 2005-12-12 2006-10-16 Kraftstoffinjektor mit direkt betätigbarem einspritzventilglied Not-in-force EP1963659B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005059169A DE102005059169A1 (de) 2005-12-12 2005-12-12 Kraftstoffinjektor mit direkt betätigbarem Einspritzventilglied
PCT/EP2006/067428 WO2007068518A1 (de) 2005-12-12 2006-10-16 Kraftstoffinjektor mit direkt betätigbarem einspritzventilglied

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1963659A1 true EP1963659A1 (de) 2008-09-03
EP1963659B1 EP1963659B1 (de) 2015-12-23

Family

ID=37591844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06807287.5A Not-in-force EP1963659B1 (de) 2005-12-12 2006-10-16 Kraftstoffinjektor mit direkt betätigbarem einspritzventilglied

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7926737B2 (de)
EP (1) EP1963659B1 (de)
JP (1) JP4898830B2 (de)
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