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WO2005045227A1 - Fuel injection device for an internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection device for an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
WO2005045227A1
WO2005045227A1 PCT/DE2004/001769 DE2004001769W WO2005045227A1 WO 2005045227 A1 WO2005045227 A1 WO 2005045227A1 DE 2004001769 W DE2004001769 W DE 2004001769W WO 2005045227 A1 WO2005045227 A1 WO 2005045227A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
injection valve
valve member
section
fuel injection
fuel
Prior art date
Application number
PCT/DE2004/001769
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Henning Hermes
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 WO2005045227A1 publication Critical patent/WO2005045227A1/en

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    • 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
    • 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
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08—Injectors peculiar thereto
    • 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
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/023—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive mechanical
    • 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
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/31—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • F02M2200/315—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations

Definitions

  • the invention is based on one
  • Fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such a fuel injection device is known from DE 42 11 651 AI.
  • This fuel injection device has a high-pressure fuel pump and a fuel injection valve connected to it.
  • the fuel injection valve has an injection valve member, through which at least one injection opening is controlled.
  • the fuel injection valve has a pressure chamber connected to the high-pressure fuel pump, the injection valve member being acted upon by the pressure prevailing in the pressure chamber in an opening direction and being movable in the opening direction against a closing force.
  • the fuel injection device also has a control valve, by means of which a connection of the pressure chamber to a relief region is controlled at least indirectly. If the connection to the relief area is opened by the control valve, no high pressure can build up in the pressure chamber, so that the fuel injection valve is closed and no fuel injection takes place.
  • connection to the relief area is closed by the control valve, high pressure can build up in the pressure chamber, which is generated by the high-pressure fuel pump. If the pressure in the pressure chamber is sufficiently high to reach the To overcome the injection valve member acting closing force, the injection valve member opens and fuel is injected through the at least one injection opening.
  • the aim is to only inject a small amount of fuel as a pre-injection during an injection cycle, and to inject a large amount of fuel only during a subsequent main injection.
  • the control valve is closed for a short time, so that sufficiently high pressure builds up in the pressure chamber and the injection valve member opens, and then the control valve is opened again, so that the pressure in the pressure chamber drops so much that the injection valve member due to this on it effective closing force closes again.
  • the high-pressure fuel relaxes when the control valve is opened, and due to the inertia of the fuel, the pressure in the fuel injection valve, especially in the pressure chamber and in connection with the at least one injection opening, not only drops to the low pressure prevailing in the relief region but continues to decrease on
  • Vapor pressure level so that vapor bubbles form in the fuel injector. These vapor bubbles lead to an unstable pressure build-up in a subsequent main injection, so that the amount of fuel injected cannot be metered exactly. This leads to undesirable scattering of the amount of fuel injected during the main injection and thus to poor results
  • the fuel injection device according to the invention with the features according to claim 1 has the advantage that an excessive pressure drop in the fuel injection valve when the control valve is opened by the throttle point controlled by the injection valve member or the slide
  • FIG. 2 shows the section of the fuel injection device designated by II in FIG. 1 according to a second embodiment
  • FIG. 4 shows section II of the fuel injection device according to a fourth exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a fuel injection device for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the internal combustion engine is preferably a self-igniting internal combustion engine.
  • the fuel injection device is preferably designed as a so-called pump-nozzle unit and has for each cylinder of the internal combustion engine a high-pressure fuel pump 10 and a fuel injection valve 12 connected to it, which form a common structural unit.
  • the fuel injection device is preferably designed as a so-called pump-nozzle unit and has for each cylinder of the internal combustion engine a high-pressure fuel pump 10 and a fuel injection valve 12 connected to it, which form a common structural unit.
  • the fuel injection device is preferably designed as a so-called pump-nozzle unit and has for each cylinder of the internal combustion engine a high-pressure fuel pump 10 and a fuel injection valve 12 connected to it, which form a common structural unit.
  • the fuel injection device is preferably designed as a so-called pump-nozzle unit and has for each cylinder of the internal combustion engine a high-pressure fuel pump 10 and
  • Fuel injection device can also be designed as a so-called pump-line-nozzle system, in which the high-pressure fuel pump and the fuel injection valve of each cylinder are arranged separately from one another and are connected to one another via a line. Furthermore, it can also be provided that only one high-pressure fuel pump 10 is provided, to which a plurality of fuel injection valves 12 are connected.
  • the high-pressure fuel pump 10 has a pump body 14 with a cylinder bore 16, in which a pump piston 18 is tightly guided, which is driven at least indirectly by a cam 20 of a camshaft of the internal combustion engine against the force of a return spring 19 in a lifting movement.
  • the pump piston 18 is limited in the
  • Cylinder bore 16 a pump work chamber 22, in which fuel is compressed under high pressure during the delivery stroke of the pump piston 18.
  • the pump work chamber 22 is supplied with fuel from a fuel reservoir 24 of the motor vehicle, for example by means of a feed pump 23.
  • the fuel injection valve 12 has a valve body 26 which is connected to the pump body 14 and which can be constructed in several parts and in which at least one injection valve member 28 is guided so as to be longitudinally displaceable in a bore 30.
  • One or more intermediate bodies can be arranged between the pump body 14 and the valve body 26.
  • the valve body 26 has at least one, preferably a plurality of injection openings 32 at its end region facing the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine.
  • the injection valve member 28 has, for example, an approximately conical sealing surface 34 on its end region facing the combustion chamber, which cooperates with a valve seat 36 formed in the valve body 26 in its end region facing the combustion chamber, from or after which the injection openings 32 lead away.
  • Valve body 26 has an annular space 38 between injection valve member 28 and bore 30 toward valve seat 36, which in its end region facing away from valve seat 36 merges into a pressure chamber 40 surrounding injection valve member 28 by radial expansion of bore 30.
  • the injection valve member 28 has a pressure shoulder 42 at the level of the pressure chamber 40 by reducing the cross section.
  • a prestressed closing spring 44 engages, by means of which the injection valve member 28 is pressed toward the valve seat 36.
  • the closing spring 44 is arranged in a spring chamber 46 of a part 27 of the valve body 26 which adjoins the bore 30.
  • a further injection valve member is displaceably arranged within the hollow injection valve member 28, through which at least one further injection opening is controlled. It can be provided that either only the outer injection valve member 28 opens and the at least one injection opening 32 opens or both Open the injection valve members and open all injection openings.
  • a channel 50 leads from the pump work chamber 22 through the pump body 14 and the valve body 26 to the pressure chamber 40 of the fuel injection valve 12.
  • a connection 52 leads from the channel 50 to a relief area, which the fuel reservoir 24 can serve, at least indirectly, which is operated by an electrically operated control valve 54 is controlled.
  • the control valve 54 can, as shown in FIG. 1, be designed as a 2/2-way valve.
  • the control valve 54 can have an electromagnetic actuator or a piezo actuator and is controlled by an electronic control device 56.
  • the fuel injection device also has a piston-shaped slide 58 which adjoins the injection valve member 28 and through the spring chamber 46 into a spring chamber 46 on its side
  • Injection valve member 28 extends the bore 60 adjacent side.
  • the slide 58 is supported on the one hand at least indirectly, for example via a spring plate 62, on which the closing spring 44 also acts, on the injection valve member 28.
  • the closing spring 44 also acts, on the injection valve member 28.
  • the bore 60 has a radial widening, through which an annular chamber 66 surrounding the slide 58 is formed. The part of the channel 50 leading from the pump working space 22 opens into the annular space 66 and into the area of the bore 60 between the
  • Annulus 66 and the spring chamber 46 opens to the pressure chamber 40 further part of the channel 50.
  • the slide 58 has a constriction 158 with a smaller diameter than in its remaining sections 258.
  • the slide 58 with its large diameter portion 258 is arranged in the annular space 66 at a short distance from the bore 60, only one between the slide 58 and the bore 60 Small annular gap remains, which forms a throttle point 59 in the connection between the outlet of the channel 50 from the bore 60 to the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area.
  • Injection valve member 28 moves in its opening direction 29, the slide 58 with its large diameter section 258 further immerses in the annular space 66, so that between the section 158 of the slide 58 and the bore 60 a larger flow cross-section in the connection between the outlet of the Channel 50 from the bore 60 to the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area is released.
  • the slider 58 is thus a control part depending on the stroke of the
  • Injection valve member 28 controls the flow cross-section in the channel 50 between the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 with the connection 52 leading to the relief region 24. With its large diameter 258 compared to the constriction 158, the slide 58 is tightly guided in the bore 60, so that little or no fuel leakage from the annular space 66 into the spring space 46 or into the space of the bore 60 in which the spring 64 is arranged, can drain.
  • High pressure builds up. If the pressure prevailing in the pressure chamber 40 is so high that it generates a greater force on the injection valve member 28 via the pressure shoulder 42 than the force of the closing spring 44, the injection valve member 28 moves in the opening direction 29 and releases the at least one injection opening 32, through which fuel is injected.
  • the slide 58 moves with the injection valve member 28 and releases the large flow cross section, so that fuel can flow unthrottled from the pump working chamber 22 into the pressure chamber 40 and the annular chamber 38 to the injection openings 32.
  • Fuel injection begins with a pre-injection in which only a small amount of fuel is injected.
  • control valve 54 is opened again by the control device 56, so that the high pressure in the pump work chamber 22, in the channel 50 and in the pressure chamber 40 is relieved.
  • the injection valve member 28 closes, so that the slide 58 with its large diameter section 258 is arranged at a short distance from the bore 60 and only releases the small flow cross section forming the throttle point 59.
  • the pressure in the pressure chamber 40 and in the annular chamber 38 of the fuel injection valve 12 then drops only slowly and does not fall below the vapor pressure of the fuel, so that no vapor bubbles can form.
  • Throttle point 59 is in the pressure chamber 40 and in the annular space 38 Maintain the pressure level that prevails before the pre-injection.
  • the volume enclosed in the fuel injection valve 12 by the throttle point 59 formed between the slide 58 and the bore 60 is as large as possible.
  • the control valve 54 is closed by the control device 56, so that the pressure in the pump work chamber 22, in the channel 50 and in the pressure chamber 40 rises again and the injection valve member 28 opens when the opening pressure is reached.
  • the pressure chamber 40 has a somewhat delayed increase in pressure compared to the pump working chamber 22, which is particularly advantageous for the metering of small injection quantities during the pre-injection.
  • FIG. 2 shows a section of the fuel injection device according to a second exemplary embodiment, in which the essential structure is the same as in the first exemplary embodiment and essentially only the differing features are explained below.
  • the part of the channel 50 leading from the pump working space 22 opens into the annular space 66 surrounding the slide 58.
  • the bore 60 leads from the annular space 66 to the spring space 46, and there is another one between the spring space 46 and the annular space 66 by expanding the bore 60 formed, the annular space 70 surrounding the slide 58 is provided.
  • the part of the channel 50 leading to the pressure space 40 opens into the further annular space 70.
  • the slide 58 has the constriction 158 between the two annular spaces 66 and 70.
  • the slide 58 is with its large diameter portions 258 in the area of the bore 60 between the annular space 66 and the space of the bore 60 in which the spring 64 is arranged, and in the area of the bore 60 between the further annular space 70 and Spring chamber 46 guided tightly. If the injection valve member 28 is in its closed position, the slide 58 is arranged with its large diameter section 258 in the annular space 66 at a short distance from the bore 60, with only a small annular gap remaining between the slide 58 and the bore 60, which Restrictor 59 forms in the connection between the outlet of the channel 50 from the bore 60 to the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area.
  • connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area is released.
  • the function of the fuel injection device according to the second embodiment is the same as that described above in the first embodiment.
  • Annular space 66 opens out from the part of the channel 50 leading from the pump working space 22.
  • the further annular space 70 which is offset axially from the injection valve member 28 and surrounds the slide 58, from which the part of the channel 50 leading to the pressure space 40 leads.
  • the spring chamber 46 is arranged on the side of the slide 58 facing away from the injection valve member 28, following the bore 60.
  • the prestressed closing spring 44 is arranged in the spring chamber 46, which is supported on the one hand on the base of the spring chamber 46 and on the other hand on the slide 58. The closing spring 44 thus generates both the closing force on the injection valve member 28 and the slide 58 in contact with the injection valve member 28, so that no separate spring 64 is required as in the first and second exemplary embodiments. If that
  • Injection valve member 28 is in its closed position, the slide 58 with its large diameter section 258 is arranged in the annular space 66 at a short distance from the bore 60, only a small annular gap remaining between the slide 58 and the bore 60, which is the throttle point 59 in the connection between the outlet of the channel 50 from the bore 60 to the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area.
  • the fuel injection valve 12 has the injection valve member 28, which is acted upon by the closing spring 44 arranged in the spring chamber 46 in its closing direction.
  • the injection valve member 28 has in the pressure chamber 40 surrounding it the pressure shoulder 42, via which a force in the opening direction 29 is generated on the injection valve member 28 by the pressure prevailing in the pressure chamber 40.
  • the channel leading from the pump work space 22 50 opens into an annular space 72 which surrounds the injection valve member 28 and is formed by a radial expansion of the bore 30 and which is arranged offset with an axial distance from the pressure space 40 to the spring space 46.
  • the injection valve member 28 has a section 128 adjoining its pressure shoulder 42.
  • a section 228 adjoins the closing spring 44 toward the closing spring 44 and is arranged in the region of the annular space 72.
  • the section 228 of the injection valve member 28 is guided in the bore 30 tightly to the spring chamber 46.
  • the section 128 of the injection valve member 28 passes through the bore 30 between the pressure space 40 and the annular space 72 with great radial play.
  • its section 228 is arranged in the annular space 72 at a short distance from the bore 30, with only a small annular gap remaining between the section 228 and the bore 30, which connects the throttle point 59 in the connection forms between the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief region.
  • a further bore 74 opening into the pressure chamber 40 can be provided, which opens at an end face of the valve body 26, to which the intermediate body or another valve body part connects, through which the bore 74 is closed when the fuel injection valve 12 is assembled.
  • the additional bore 74 enables a flow measurement for the fuel flowing into the pressure chamber 40 via the throttle point between the injection valve member 28 and the bore 30 when the injection valve member 28 is arranged in its closed position.
  • the throttle point which is determined by the distance of the section 228 of the injection valve member 28 from the bore 30 in the annular space 72, can be set to a certain size with the aid of this flow measurement in order to achieve a predetermined flow of fuel.

Landscapes

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Abstract

The fuel injection device comprises a high pressure fuel pump (10) and a fuel injection valve (12), connected thereto, whereby the fuel injection valve (12) comprises an injection valve body (28). The fuel injection valve (12) comprises a pressure chamber (40), connected to the high pressure fuel pump (10), the injection valve body (28), being pressurised in the opening direction (29), by means of the pressure in the pressure chamber (40). A connection (52) of the pressure chamber (40) to a discharge region (24) is at least indirectly controlled by means of a control valve (54). A flow cross-section is provided between the pressure chamber (40) and the connection (52) to the discharge region (24), controlled by a control piece (58), dependent on the lift of the at least one injection valve body (28), such that, with the injection valve body (28) in the closed position thereof, only a small flow cross-section, forming a throttle point (59), is open and, with the injection valve body (28) moving in the opening direction (29) thereof, a larger flow cross-section is opened.

Description

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine BrennkraftmaschineFuel injection device for an internal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einerThe invention is based on one
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.Fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE 42 11 651 AI bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil auf. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Einspritzventilglied auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird. Das Kraftstoffeinspritzventil weist einen mit der Kraftstoff ochdruckpumpe verbundenen Druckraum auf, wobei das Einspritzventilglied von dem im Druckraum herrschenden Druck in einer Öffnungsrichtung beaufschlagt ist und gegen eine Schließkraft in Öffnungsrichtung bewegbar ist. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist außerdem ein Steuerventil auf, durch das zumindest mittelbar eine Verbindung des Druckraums mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird. Wenn durch das Steuerventil die Verbindung zum Entlastungsbereich geöffnet ist, so kann sich im Druckraum kein Hochdruck aufbauen, so dass das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen ist und keine Kraftstoffeinspritzung erfolgt. Wenn durch das Steuerventil die Verbindung zum Entlastungsbereich geschlossen ist, so kann sich im Druckraum Hochdruck aufbauen, der durch die Kraftstoffhochdruckpumpe erzeugt wird. Wenn der Druck im Druckraum ausreichend hoch ist, um die auf das Einspritzventilglied wirkende Schließkraft zu überwinden, so öffnet das Einspritzventilglied und Kraftstoff wird durch die wenigstens eine Einspritzöffnung eingespritzt. Es wird angestrebt, dass während eines Einspritzzyklus zunächst als Voreinspritzung nur eine geringe Kraftstoffmenge eingespritzt wird und erst bei einer nachfolgenden Haupteinspritzung eine große Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Zur Voreinspritzung wird das Steuerventil für kurze Zeit geschlossen, so dass sich im Druckraum ausreichend hoher Druck aufbaut und das Einspritzventilglied öffnet, und anschließend wird das Steuerventil wieder geöffnet, so dass der Druck im Druckraum so stark sinkt, dass das Einspritzventilglied bedingt durch die auf dieses wirkende Schließkraft wieder schließt. Der unter Hochdruck stehende Kraftstoff entspannt sich beim Öffnen des Steuerventils, wobei infolge der Massenträgheit des Kraftstoffs der Druck im Kraftstoffeinspritzventil, vor allem im Druckraum und in dessen Verbindung zu der wenigstens einen Einspritzöffnung, nicht nur auf den im Entlastungsbereich herrschenden geringen Druck sinkt sondern weiter bis aufSuch a fuel injection device is known from DE 42 11 651 AI. This fuel injection device has a high-pressure fuel pump and a fuel injection valve connected to it. The fuel injection valve has an injection valve member, through which at least one injection opening is controlled. The fuel injection valve has a pressure chamber connected to the high-pressure fuel pump, the injection valve member being acted upon by the pressure prevailing in the pressure chamber in an opening direction and being movable in the opening direction against a closing force. The fuel injection device also has a control valve, by means of which a connection of the pressure chamber to a relief region is controlled at least indirectly. If the connection to the relief area is opened by the control valve, no high pressure can build up in the pressure chamber, so that the fuel injection valve is closed and no fuel injection takes place. If the connection to the relief area is closed by the control valve, high pressure can build up in the pressure chamber, which is generated by the high-pressure fuel pump. If the pressure in the pressure chamber is sufficiently high to reach the To overcome the injection valve member acting closing force, the injection valve member opens and fuel is injected through the at least one injection opening. The aim is to only inject a small amount of fuel as a pre-injection during an injection cycle, and to inject a large amount of fuel only during a subsequent main injection. For pre-injection, the control valve is closed for a short time, so that sufficiently high pressure builds up in the pressure chamber and the injection valve member opens, and then the control valve is opened again, so that the pressure in the pressure chamber drops so much that the injection valve member due to this on it effective closing force closes again. The high-pressure fuel relaxes when the control valve is opened, and due to the inertia of the fuel, the pressure in the fuel injection valve, especially in the pressure chamber and in connection with the at least one injection opening, not only drops to the low pressure prevailing in the relief region but continues to decrease on
Dampfdruckniveau, so dass sich im Kraftstoffeinspritzventil Dampfblasen bilden. Diese Dampfblasen führen zu einem instabilen Druckaufbau bei einer nachfolgenden Haupteinspritzung, so dass die eingespritzte Kraftstoffmenge nicht exakt dosiert werden kann. Dies führt zu unerwünschten Streuungen der bei der Haupteinspritzung eingespritzten Kraftstoffmenge und somit zu schlechtenVapor pressure level so that vapor bubbles form in the fuel injector. These vapor bubbles lead to an unstable pressure build-up in a subsequent main injection, so that the amount of fuel injected cannot be metered exactly. This leads to undesirable scattering of the amount of fuel injected during the main injection and thus to poor results
Betriebseigenschaften und hohen Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine .Operating characteristics and high pollutant emissions of the internal combustion engine.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die durch das Einspritzventilglied oder den Schieber gesteuerte Drosselstelle ein zu starker Druckabfall im Kraftstoffeinspritzventil bei geöffnetem SteuerventilAdvantages of the invention The fuel injection device according to the invention with the features according to claim 1 has the advantage that an excessive pressure drop in the fuel injection valve when the control valve is opened by the throttle point controlled by the injection valve member or the slide
« verhindert wird, so dass keine Dampfblasen entstehen und eine exakte Dosierung der eingespritzten Kraftstoffmenge ermöglicht ist. Da die Drosselstelle nur bei in seiner Schließstellung angeordnetem Einspritzventilglied wirksam ist, wird die bei geöffnetem Einspritzventilglied erfolgende Kraftstoffeinspritzung nicht beeinflusst.«Is prevented so that there are no steam bubbles and an exact dosage of the injected fuel quantity is made possible. Since the throttle point is only effective when the injection valve element is arranged in its closed position, the fuel injection that takes place when the injection valve element is open is not influenced.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist kein zusätzliches Bauteil für die Kraftstoffeinspritzeinrichtung erforderlich. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 4 wird auf einfache Weise die hubabhängige Steuerung des Durchflussquerschnitts erreicht. Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 6 ist keine zusätzliche Feder erforderlich, um die Anlage des Schiebers amAdvantageous refinements and developments of the fuel injection device according to the invention are specified in the dependent claims. In the embodiment according to claim 2, no additional component for the fuel injection device is required. Through the design according to claim 4, the stroke-dependent control of the flow cross section is achieved in a simple manner. In the embodiment according to claim 6, no additional spring is required to the system on the slide
Einspritzventilglied sicherzustellen. Die Ausbildung gemäß Anspruch 7 und Anspruch 8 ermöglicht eine platzsparende Anordnung des Schiebers.Ensure injection valve member. The embodiment according to claim 7 and claim 8 enables a space-saving arrangement of the slide.
Zeichnungdrawing
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eineSeveral embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. 1 shows a
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in vereinfachter Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 2 den in Figur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Figur 3 denFuel injection device for an internal combustion engine in a simplified representation according to a first embodiment, FIG. 2 shows the section of the fuel injection device designated by II in FIG. 1 according to a second embodiment, FIG
Ausschnitt II der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und Figur 4 den Ausschnitt II der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel .Section II of the fuel injection device according to one third exemplary embodiment and FIG. 4 shows section II of the fuel injection device according to a fourth exemplary embodiment.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist vorzugsweise als sogenannte Pumpe-Düse-Einheit ausgebildet und weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil 12 auf, die eine gemeinsame Baueinheit bilden. Alternativ kann dieFIG. 1 shows a fuel injection device for an internal combustion engine of a motor vehicle. The internal combustion engine is preferably a self-igniting internal combustion engine. The fuel injection device is preferably designed as a so-called pump-nozzle unit and has for each cylinder of the internal combustion engine a high-pressure fuel pump 10 and a fuel injection valve 12 connected to it, which form a common structural unit. Alternatively, the
Kraftstoffeinspritzeinrichtung auch als sogenanntes Pumpe- Leitung-Düse-System ausgebildet sein, bei dem die Kraftstoffhochdruckpumpe und das Kraftstoffeinspritzventil jedes Zylinders getrennt voneinander angeordnet und über eine Leitung miteinander verbunden sind. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, daß nur eine Kraftstoffhochdruckpumpe 10 vorgesehen ist, mit der mehrere Kraftstoffeinspritzventile 12 verbunden sind.Fuel injection device can also be designed as a so-called pump-line-nozzle system, in which the high-pressure fuel pump and the fuel injection valve of each cylinder are arranged separately from one another and are connected to one another via a line. Furthermore, it can also be provided that only one high-pressure fuel pump 10 is provided, to which a plurality of fuel injection valves 12 are connected.
Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen Pumpenkörper 14 mit einer Zylinderbohrung 16 auf, in der ein Pumpenkolben 18 dicht geführt ist, der zumindest mittelbar durch einen Nocken 20 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 19 in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben 18 begrenzt in derThe high-pressure fuel pump 10 has a pump body 14 with a cylinder bore 16, in which a pump piston 18 is tightly guided, which is driven at least indirectly by a cam 20 of a camshaft of the internal combustion engine against the force of a return spring 19 in a lifting movement. The pump piston 18 is limited in the
Zylinderbohrung 16 einen Pumpenarbeitsraum 22, in dem beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet wird. Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 24 des Kraftfahrzeugs zugeführt, beispielsweise mittels einer Förderpumpe 23. Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen mit dem Pumpenkörper 14 verbundenen Ventilkörper 26 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, und in dem wenigstens ein Einspritzventilglied 28 in einer Bohrung 30 längs erschiebbar geführt ist. Zwischen dem Pumpenkörper 14 und dem Ventilkörper 26 können ein oder mehrere Zwischenkörper angeordnet sein. Der Ventilkörper 26 weist an seinem dem Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Einspritzöffnungen 32 auf. Das Einspritzventilglied 28 weist an seinem dem Brennraum zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 34 auf, die mit einem im Ventilkörper 26 in dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten Ventilsitz 36 zusammenwirkt, von dem oder nach dem die Einspritzöffnungen 32 abführen. ImCylinder bore 16 a pump work chamber 22, in which fuel is compressed under high pressure during the delivery stroke of the pump piston 18. The pump work chamber 22 is supplied with fuel from a fuel reservoir 24 of the motor vehicle, for example by means of a feed pump 23. The fuel injection valve 12 has a valve body 26 which is connected to the pump body 14 and which can be constructed in several parts and in which at least one injection valve member 28 is guided so as to be longitudinally displaceable in a bore 30. One or more intermediate bodies can be arranged between the pump body 14 and the valve body 26. The valve body 26 has at least one, preferably a plurality of injection openings 32 at its end region facing the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine. The injection valve member 28 has, for example, an approximately conical sealing surface 34 on its end region facing the combustion chamber, which cooperates with a valve seat 36 formed in the valve body 26 in its end region facing the combustion chamber, from or after which the injection openings 32 lead away. in the
Ventilkörper 26 ist zwischen dem Einspritzventilglied 28 und der Bohrung 30 zum Ventilsitz 36 hin ein Ringraum 38 vorhanden, der in seinem dem Ventilsitz 36 abgewandten Endbereich durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 in einen das Einspritzventilglied 28 umgebenden Druckraum 40 übergeht. Das Einspritzventilglied 28 weist auf Höhe des Druckraums 40 durch eine Querschnittsverringerung eine Druckschulter 42 auf. Am dem Brennraum abgewandten Ende des Einspritzventilglieds 28 greift eine vorgespannte Schließfeder 44 an, durch die das Einspritzventilglied 28 zum Ventilsitz 36 hin gedrückt wird. Die Schließfeder 44 ist in einem Federraum 46 eines Teils 27 des Ventilkörpers 26 angeordnet, der sich an die Bohrung 30 anschließt. Es kann vorgesehen sein, dass innerhalb des hohl ausgebildeten Einspritzventilglieds 28 ein weiteres Einspritzventilglied verschiebbar angeordnet ist, durch das wenigstens eine weitere Einspritzöffnung gesteuert wird. Es kann dabei vorgesehen sein, dass wahlweise nur das äußere Einspritzventilglied 28 öffnet und die wenigstens eine Einspritzöffnung 32 freigibt oder dass beide Einspritzventilglieder öffnen und sämtliche Einspritzöffnungen freigeben.Valve body 26 has an annular space 38 between injection valve member 28 and bore 30 toward valve seat 36, which in its end region facing away from valve seat 36 merges into a pressure chamber 40 surrounding injection valve member 28 by radial expansion of bore 30. The injection valve member 28 has a pressure shoulder 42 at the level of the pressure chamber 40 by reducing the cross section. At the end of the injection valve member 28 facing away from the combustion chamber, a prestressed closing spring 44 engages, by means of which the injection valve member 28 is pressed toward the valve seat 36. The closing spring 44 is arranged in a spring chamber 46 of a part 27 of the valve body 26 which adjoins the bore 30. It can be provided that a further injection valve member is displaceably arranged within the hollow injection valve member 28, through which at least one further injection opening is controlled. It can be provided that either only the outer injection valve member 28 opens and the at least one injection opening 32 opens or both Open the injection valve members and open all injection openings.
Vom Pumpenarbeitsraum 22 führt durch den Pumpenkörper 14 und den Ventilkörper 26 ein Kanal 50 zum Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12. Vom Kanal 50 führt eine Verbindung 52 zu einem Entlastungsbereich ab, als der zumindest mittelbar der Kraftstoffvorratsbehälter 24 dienen kann, die durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil 54 gesteuert wird. Das Steuerventil 54 kann wie in Figur 1 dargestellt als 2/2-Wegeventil ausgebildet sein. Das Steuerventil 54 kann einen elektromagnetischen Aktor oder einen Piezoaktor aufweisen und wird durch eine elektronische Steuereinrichtung 56 angesteuert.A channel 50 leads from the pump work chamber 22 through the pump body 14 and the valve body 26 to the pressure chamber 40 of the fuel injection valve 12. A connection 52 leads from the channel 50 to a relief area, which the fuel reservoir 24 can serve, at least indirectly, which is operated by an electrically operated control valve 54 is controlled. The control valve 54 can, as shown in FIG. 1, be designed as a 2/2-way valve. The control valve 54 can have an electromagnetic actuator or a piezo actuator and is controlled by an electronic control device 56.
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist außerdem bei einem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einen kolbenförmigen Schieber 58 auf, der sich an das Einspritzventilglied 28 anschließt und durch den Federraum 46 in eine sich an den Federraum 46 auf dessen demIn a first exemplary embodiment shown in FIG. 1, the fuel injection device also has a piston-shaped slide 58 which adjoins the injection valve member 28 and through the spring chamber 46 into a spring chamber 46 on its side
Einspritzventilglied 28 abgewandter Seite anschließende Bohrung 60 erstreckt. Der Schieber 58 stützt sich einerseits zumindest mittelbar, beispielsweise über einen Federteller 62, an dem auch die Schließfeder 44 angreift, am Einspritzventilglied 28 ab. Andererseits stützt sich derInjection valve member 28 extends the bore 60 adjacent side. The slide 58 is supported on the one hand at least indirectly, for example via a spring plate 62, on which the closing spring 44 also acts, on the injection valve member 28. On the other hand, the
Schieber 58 an einer vorgespannten Feder 64 ab, die zwischen diesem und dem Grund der Bohrung 60 angeordnet ist. Durch die Feder 64 wird der Schieber 58 in Anlage am Einspritzventilglied 28 gehalten, so dass der Schieber 58 die Hubbewegungen des Einspritzventilglieds 28 mit ausführt. Die Bohrung 60 weist mit axialem Abstand vom Federraum 46 eine radiale Erweiterung auf, durch die ein den Schieber 58 umgebender Ringraum 66 gebildet ist. In den Ringraum 66 mündet der vom Pumpenarbeitsraum 22 herführende Teil des Kanals 50 und in den Bereich der Bohrung 60 zwischen demSlide 58 from a preloaded spring 64, which is arranged between this and the bottom of the bore 60. The spool 58 is held in contact with the injection valve member 28 by the spring 64, so that the spool 58 also carries out the lifting movements of the injection valve member 28. At an axial distance from the spring chamber 46, the bore 60 has a radial widening, through which an annular chamber 66 surrounding the slide 58 is formed. The part of the channel 50 leading from the pump working space 22 opens into the annular space 66 and into the area of the bore 60 between the
Ringraum 66 und dem Federraum 46 mündet der zum Druckraum 40 weiterführende Teil des Kanals 50. Der Schieber 58 weist im Bereich des Übergangs vom Ringraum 66 zur Bohrung 60 zum Federraum 46 hin eine Einschnürung 158 mit kleinerem Durchmesser als in seinen übrigen Abschnitten 258 auf. Wenn sich das Einspritzventilglied 28 in seiner geschlossenenAnnulus 66 and the spring chamber 46 opens to the pressure chamber 40 further part of the channel 50. In the region of the transition from the annular space 66 to the bore 60 to the spring space 46, the slide 58 has a constriction 158 with a smaller diameter than in its remaining sections 258. When the injector member 28 is in its closed
Stellung befindet, in der dieses mit seiner Dichtfläche 34 am Ventilsitz 36 anliegt, so ist der Schieber 58 mit seinem im Durchmesser großen Abschnitt 258 im Ringraum 66 mit geringem Abstand von der Bohrung 60 angeordnet, wobei zwischen dem Schieber 58 und der Bohrung 60 nur ein geringer Ringspalt verbleibt, der eine Drosselstelle 59 in der Verbindung zwischen dem Abgang des Kanals 50 aus der Bohrung 60 zum Druckraum 40 und der Verbindung des Kanals 50 zum Pumpenarbeitsraum 22 sowie dessen Verbindung 52 zum Entlastungsbereich bildet. Wenn sich dasPosition in which this rests with its sealing surface 34 on the valve seat 36, the slide 58 with its large diameter portion 258 is arranged in the annular space 66 at a short distance from the bore 60, only one between the slide 58 and the bore 60 Small annular gap remains, which forms a throttle point 59 in the connection between the outlet of the channel 50 from the bore 60 to the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area. If that
Einspritzventilglied 28 in seiner Öffnungsrichtung 29 bewegt, so taucht der Schieber 58 mit seinem im Durchmesser großen Abschnitt 258 weiter in den Ringraum 66 ein, so dass zwischen dem Abschnitt 158 des Schiebers 58 und der Bohrung 60 ein größerer Durchflussquerschnitt in der Verbindung zwischen dem Abgang des Kanals 50 aus der Bohrung 60 zum Druckraum 40 und der Verbindung des Kanals 50 zum Pumpenarbeitsraum 22 und dessen Verbindung 52 zum Entlastungsbereich freigegeben ist. Durch den Schieber 58 wird somit als Steuerteil abhängig vom Hub desInjection valve member 28 moves in its opening direction 29, the slide 58 with its large diameter section 258 further immerses in the annular space 66, so that between the section 158 of the slide 58 and the bore 60 a larger flow cross-section in the connection between the outlet of the Channel 50 from the bore 60 to the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area is released. The slider 58 is thus a control part depending on the stroke of the
Einspritzventilglieds 28 der Durchflussquerschnitt im Kanal 50 zwischen dem Druckraum 40 und der Verbindung des Kanals 50 mit der zum Entlastungsbereich 24 führenden Verbindung 52 gesteuert. Mit seinen im Durchmesser gegenüber der Einschnürung 158 großen Abschnitten 258 ist der Schieber 58 in der Bohrung 60 dicht geführt, so dass kein oder nur eine geringe Leckmenge an Kraftstoff aus dem Ringraum 66 in den Federraum 46 oder in den Raum der Bohrung 60, in dem die Feder 64 angeordnet ist, abfließen kann. Nachfolgend wird die Funktion derInjection valve member 28 controls the flow cross-section in the channel 50 between the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 with the connection 52 leading to the relief region 24. With its large diameter 258 compared to the constriction 158, the slide 58 is tightly guided in the bore 60, so that little or no fuel leakage from the annular space 66 into the spring space 46 or into the space of the bore 60 in which the spring 64 is arranged, can drain. The function of
Kraftstoffeinspritzeinrichtung erläutert. Während des Saughubs des Pumpenkolbens 18 ist das Steuerventil 54 geöffnet, so daß Kraftstoff durch die Förderpumpe 23 aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 in den Pumpenarbeitsraum 22 gefördert wird. Während des Förderhubs des Pumpenkolbens 18 wird das erste Steuerventil 54 zu einem bestimmten Zeitpunkt durch die Steuereinrichtung 56 geschlossen, so daß der Pumpenarbeitsraum 22, der Kanal 50 und der Druckraum 40 vom Entlastungsbereich getrennt sind und sich in diesenFuel injector explained. During the suction stroke of the pump piston 18, the control valve 54 is opened, so that fuel is delivered by the feed pump 23 from the fuel reservoir 24 into the pump work chamber 22. During the delivery stroke of the pump piston 18, the first control valve 54 is closed at a certain point in time by the control device 56, so that the pump working chamber 22, the channel 50 and the pressure chamber 40 are separated from and into the relief region
Hochdruck aufbaut. Wenn der im Druckraum 40 herrschende Druck so hoch ist, dass dieser über die Druckschulter 42 auf das Einspritzventilglied 28 eine größere Kraft erzeugt als die Kraft der Schließfeder 44, so bewegt sich das Einspritzventilglied 28 in Öffnungsrichtung 29 und gibt die wenigstens eine Einspritzöffnung 32 frei, durch die Kraftstoff eingespritzt wird. Der Schieber 58 bewegt sich mit dem Einspritzventilglied 28 mit und gibt den großen Durchflussquerschnitt frei, so dass Kraftstoff ungedrosselt aus dem Pumpenarbeitsraum 22 in den Druckraum 40 sowie den Ringraum 38 zu den Einspritzöffnungen 32 strömen kann. Die Kraftstoffeinspritzung beginnt mit einer Voreinspritzung, bei der nur eine geringe Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Zur Beendigung der Voreinspritzung wird das Steuerventil 54 durch die Steuereinrichtung 56 wieder geöffnet, so dass der Hochdruck im Pumpenarbeitsraum 22, im Kanal 50 und im Druckraum 40 entlastet wird. Das Einspritzventilglied 28 schließt dabei, so dass der Schieber 58 mit seinem im Durchmesser großen Abschnitt 258 mit geringem Abstand von der Bohrung 60 angeordnet ist und nur noch den kleinen, die Drosselstelle 59 bildenden Durchflussquerschnitt freigibt. Der Druck im Druckraum 40 und im Ringraum 38 des Kraftstoffeinspritzventils 12 sinkt dann nur langsam ab und unterschreitet nicht den Dampfdruck des Kraftstoffs, so dass sich keine Dampfblasen bilden können. Durch dieHigh pressure builds up. If the pressure prevailing in the pressure chamber 40 is so high that it generates a greater force on the injection valve member 28 via the pressure shoulder 42 than the force of the closing spring 44, the injection valve member 28 moves in the opening direction 29 and releases the at least one injection opening 32, through which fuel is injected. The slide 58 moves with the injection valve member 28 and releases the large flow cross section, so that fuel can flow unthrottled from the pump working chamber 22 into the pressure chamber 40 and the annular chamber 38 to the injection openings 32. Fuel injection begins with a pre-injection in which only a small amount of fuel is injected. To end the pilot injection, the control valve 54 is opened again by the control device 56, so that the high pressure in the pump work chamber 22, in the channel 50 and in the pressure chamber 40 is relieved. The injection valve member 28 closes, so that the slide 58 with its large diameter section 258 is arranged at a short distance from the bore 60 and only releases the small flow cross section forming the throttle point 59. The pressure in the pressure chamber 40 and in the annular chamber 38 of the fuel injection valve 12 then drops only slowly and does not fall below the vapor pressure of the fuel, so that no vapor bubbles can form. Through the
Drosselstelle 59 wird im Druckraum 40 und im Ringraum 38 ein Druckniveau aufrechterhalten, wie es auch vor der Voreinspritzung herrscht. Für eine optimale Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist das durch die zwischen dem Schieber 58 und der Bohrung 60 gebildete Drosselstelle 59 im Kraftstoffeinspritzventil 12 eingeschlossene Volumen möglichst groß. Für eine nachfolgende Haupteinspritzung wird das Steuerventil 54 durch die Steuereinrichtung 56 geschlossen, so dass der Druck im Pumpenarbeitsraum 22, im Kanal 50 und im Druckraum 40 wieder ansteigt und das Einspritzventilglied 28 bei Erreichen des Öffnungsdrucks öffnet. Infolge der Drosselstelle 59 bei in seiner Schließstellung angeordnetem Einspritzventilglied 28 ergibt sich im Druckraum 40 ein etwas verzögerter Druckanstieg gegenüber dem Pumpenarbeitsraum 22, was insbesondere für die Dosierung kleiner Einspritzmengen bei der Voreinspritzung vorteilhaft ist.Throttle point 59 is in the pressure chamber 40 and in the annular space 38 Maintain the pressure level that prevails before the pre-injection. For optimum functioning of the fuel injection device, the volume enclosed in the fuel injection valve 12 by the throttle point 59 formed between the slide 58 and the bore 60 is as large as possible. For a subsequent main injection, the control valve 54 is closed by the control device 56, so that the pressure in the pump work chamber 22, in the channel 50 and in the pressure chamber 40 rises again and the injection valve member 28 opens when the opening pressure is reached. As a result of the throttle point 59 with the injection valve member 28 arranged in its closed position, the pressure chamber 40 has a somewhat delayed increase in pressure compared to the pump working chamber 22, which is particularly advantageous for the metering of small injection quantities during the pre-injection.
In Figur 2 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausschnittsweise gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der wesentliche Aufbau gleich ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel und nachfolgend im wesentlichen nur die abweichenden Merkmale erläutert werden. In den den Schieber 58 umgebenden Ringraum 66 mündet der vom Pumpenarbeitsraum 22 herführende Teil des Kanals 50. Vom Ringraum 66 führt zum Federraum 46 hin die Bohrung 60 ab und zwischen dem Federraum 46 und dem Ringraum 66 ist eine weiterer, durch eine Erweiterung der Bohrung 60 gebildeter, den Schieber 58 umgebender Ringraum 70 vorgesehen. In den weiteren Ringraum 70 mündet der zum Druckraum 40 führende Teil des Kanals 50. Der Schieber 58 weist zwischen den beiden Ringräumen 66 und 70 die Einschnürung 158 auf. Der Schieber 58 ist mit seinen im Durchmesser großen Abschnitten 258 in dem Bereich der Bohrung 60 zwischen dem Ringraum 66 und dem Raum der Bohrung 60, in dem die Feder 64 angeordnet ist, und in dem Bereich der Bohrung 60 zwischen dem weiteren Ringraum 70 und dem Federraum 46 dicht geführt. Wenn sich das Einspritzventilglied 28 in seiner geschlossenen Stellung befindet, so ist der Schieber 58 mit seinem im Durchmesser großen Abschnitt 258 im Ringraum 66 mit geringem Abstand von der Bohrung 60 angeordnet, wobei zwischen dem Schieber 58 und der Bohrung 60 nur ein geringer Ringspalt verbleibt, der die Drosselstelle 59 in der Verbindung zwischen dem Abgang des Kanals 50 aus der Bohrung 60 zum Druckraum 40 und der Verbindung des Kanals 50 zum Pumpenarbeitsraum 22 und dessen Verbindung 52 zum Entlastungsbereich bildet. Wenn sich das Einspritzventilglied 28 in seiner Öffnungsrichtung 29 bewegt, so taucht der Schieber 58 mit seinem im Durchmesser großen Abschnitt 258 weiter in den Ringraum 66 ein, so dass zwischen dem Schieber 58 und der Bohrung 60 ein größerer Durchflussquerschnitt in der Verbindung zwischen dem Abgang des Kanals 50 aus der Bohrung 60 zum Druckraum 40 und derFIG. 2 shows a section of the fuel injection device according to a second exemplary embodiment, in which the essential structure is the same as in the first exemplary embodiment and essentially only the differing features are explained below. The part of the channel 50 leading from the pump working space 22 opens into the annular space 66 surrounding the slide 58. The bore 60 leads from the annular space 66 to the spring space 46, and there is another one between the spring space 46 and the annular space 66 by expanding the bore 60 formed, the annular space 70 surrounding the slide 58 is provided. The part of the channel 50 leading to the pressure space 40 opens into the further annular space 70. The slide 58 has the constriction 158 between the two annular spaces 66 and 70. The slide 58 is with its large diameter portions 258 in the area of the bore 60 between the annular space 66 and the space of the bore 60 in which the spring 64 is arranged, and in the area of the bore 60 between the further annular space 70 and Spring chamber 46 guided tightly. If the injection valve member 28 is in its closed position, the slide 58 is arranged with its large diameter section 258 in the annular space 66 at a short distance from the bore 60, with only a small annular gap remaining between the slide 58 and the bore 60, which Restrictor 59 forms in the connection between the outlet of the channel 50 from the bore 60 to the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area. When the injection valve member 28 moves in its opening direction 29, the slide 58 with its large diameter section 258 continues to dip into the annular space 66, so that between the slide 58 and the bore 60 a larger flow cross-section in the connection between the outlet of the Channel 50 from the bore 60 to the pressure chamber 40 and the
Verbindung des Kanals 50 zum Pumpenarbeitsraum 22 und dessen Verbindung 52 zum Entlastungsbereich freigegeben ist. Die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist gleich wie vorstehend beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.Connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area is released. The function of the fuel injection device according to the second embodiment is the same as that described above in the first embodiment.
In Figur 3 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der grundsätzliche Aufbau gleich ist wie beim zweiten Ausführungsbeispiel . In den den Schieber 58 umgebendenIn Figure 3, the fuel injection device is shown according to a third embodiment, in which the basic structure is the same as in the second embodiment. In the surrounding the slide 58
Ringraum 66 mündet der vom Pumpenarbeitsraum 22 herführende Teil des Kanals 50. Es ist außerdem der weitere mit axialem Abstand zum Einspritzventilglied 28 hin versetzte, den Schieber 58 umgebende Ringraum 70 vorgesehen, von dem der zum Druckraum 40 führende Teil des Kanals 50 abführt. Der Federraum 46 ist abweichend zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel auf der dem Einspritzventilglied 28 abgewandten Seite des Schiebers 58 anschließend an die Bohrung 60 angeordnet. Im Federraum 46 ist die vorgespannte Schließfeder 44 angeordnet, die sich einerseits am Grund des Federraums 46 und andererseits am Schieber 58 abstützt. Durch die Schließfeder 44 wird somit sowohl die Schließkraft auf das Einspritzventilglied 28 erzeugt als auch der Schieber 58 in Anlage am Einspritzventilglied 28 gehalten, so dass keine separate Feder 64 wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel erforderlich ist. Wenn sich dasAnnular space 66 opens out from the part of the channel 50 leading from the pump working space 22. There is also the further annular space 70, which is offset axially from the injection valve member 28 and surrounds the slide 58, from which the part of the channel 50 leading to the pressure space 40 leads. In a departure from the first and second exemplary embodiments, the spring chamber 46 is arranged on the side of the slide 58 facing away from the injection valve member 28, following the bore 60. The prestressed closing spring 44 is arranged in the spring chamber 46, which is supported on the one hand on the base of the spring chamber 46 and on the other hand on the slide 58. The closing spring 44 thus generates both the closing force on the injection valve member 28 and the slide 58 in contact with the injection valve member 28, so that no separate spring 64 is required as in the first and second exemplary embodiments. If that
Einspritzventilglied 28 in seiner geschlossenen Stellung befindet, so ist der Schieber 58 mit seinem im Durchmesser großen Abschnitt 258 im Ringraum 66 mit geringem Abstand von der Bohrung 60 angeordnet, wobei zwischen dem Schieber 58 und der Bohrung 60 nur ein geringer Ringspalt verbleibt, der die Drosselstelle 59 in der Verbindung zwischen dem Abgang des Kanals 50 aus der Bohrung 60 zum Druckraum 40 und der Verbindung des Kanals 50 zum Pumpenarbeitsraum 22 und dessen Verbindung 52 zum Entlastungsbereich bildet. Wenn sich das Einspritzventilglied 28 in seiner Öffnungsrichtung 29 bewegt, so taucht der Schieber 58 mit seinem im Durchmesser großen Abschnitt 258 weiter in den Ringraum 66 ein, so dass zwischen dem Schieber 58 und der Bohrung 60 ein größerer Durchflussquerschnitt in der Verbindung zwischen dem Abgang des Kanals 50 aus der Bohrung 60 zum Druckraum 40 und der Verbindung des Kanals 50 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 und dessen Verbindung 52 zum Entlastungsbereich freigegeben ist. Die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist gleich wie vorstehend beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.Injection valve member 28 is in its closed position, the slide 58 with its large diameter section 258 is arranged in the annular space 66 at a short distance from the bore 60, only a small annular gap remaining between the slide 58 and the bore 60, which is the throttle point 59 in the connection between the outlet of the channel 50 from the bore 60 to the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area. When the injection valve member 28 moves in its opening direction 29, the slide 58 with its large diameter section 258 continues to dip into the annular space 66, so that between the slide 58 and the bore 60 a larger flow cross-section in the connection between the outlet of the Channel 50 from the bore 60 to the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area is released. The function of the fuel injection device according to the third embodiment is the same as that described above in the first embodiment.
In Figur 4 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist dabei das Einspritzventilglied 28 auf, das durch die im Federraum 46 angeordnete Schließfeder 44 in seiner Schließrichtung beaufschlagt ist. Das Einspritzventilglied 28 weist im dieses umgebenden Druckraum 40 die Druckschulter 42 auf, über die durch den im Druckraum 40 herrschenden Druck eine Kraft in Öffnungsrichtung 29 auf das Einspritzventilglied 28 erzeugt wird. Der vom Pumpenarbeitsraum 22 herführende Kanal 50 mündet in einen das Einspritzventilglied 28 umgebenden, durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 gebildeten Ringraum 72, der mit axialem Abstand vom Druckraum 40 zum Federraum 46 hin versetzt angeordnet ist. Das Einspritzventilglied 28 weist einen an dessen Druckschulter 42 anschließenden Abschnitt 128 auf. An den Abschnitt 128 schließt sich zur Schließfeder 44 hin ein im Durchmesser weiter vergrößerter Abschnitt 228 an, der im Bereich des Ringraums 72 angeordnet ist. Der Abschnitt 228 des Einspritzventilglieds 28 ist in der Bohrung 30 zum Federraum 46 hin dicht geführt. Der Abschnitt 128 des Einspritzventilglieds 28 tritt mit großem radialem Spiel durch die Bohrung 30 zwischen dem Druckraum 40 und dem Ringraum 72 hindurch. Wenn sich das Einspritzventilglied 28 in seiner geschlossenen Stellung befindet, so ist dessen Abschnitt 228 im Ringraum 72 mit geringem Abstand von der Bohrung 30 angeordnet, wobei zwischen dem Abschnitt 228 und der Bohrung 30 nur ein geringer Ringspalt verbleibt, der die Drosselstelle 59 in der Verbindung zwischen dem Druckraum 40 und der Verbindung des Kanals 50 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 und dessen Verbindung 52 zum Entlastungsbereich bildet. Wenn sich das Einspritzventilglied 28 in seiner Öffnungsrichtung 29 bewegt, so taucht dieses mit seinem Abschnitt 228 weiter in den Ringraum 72 ein, so dass zwischen dem Abschnitt 228 und der Bohrung 30 ein größerer Durchflussquerschnitt in der Verbindung zwischen dem Druckraum 40 und der Verbindung des Kanals 50 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 und dessen Verbindung 52 zum Entlastungsbereich freigegeben ist. Vorteilhaft beim vierten Ausführungsbeispiel ist, dass kein separater Schieber 58 erforderlich ist, da das Einspritzventilglied 28 selbst das Steuerteil bildet, durch das der Durchflussquerschnitt gesteuert wird. Gegenüber den ersten drei Ausführungsbeispielen ist jedoch das durch die Drosselstelle 59 im Kraftstoffeinspritzventil 12 eingeschlossene Volumen beim vierten Ausführungsbeispiel kleiner. Die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist gleich wie vorstehend beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.4 shows the fuel injection device according to a fourth exemplary embodiment. The fuel injection valve 12 has the injection valve member 28, which is acted upon by the closing spring 44 arranged in the spring chamber 46 in its closing direction. The injection valve member 28 has in the pressure chamber 40 surrounding it the pressure shoulder 42, via which a force in the opening direction 29 is generated on the injection valve member 28 by the pressure prevailing in the pressure chamber 40. The channel leading from the pump work space 22 50 opens into an annular space 72 which surrounds the injection valve member 28 and is formed by a radial expansion of the bore 30 and which is arranged offset with an axial distance from the pressure space 40 to the spring space 46. The injection valve member 28 has a section 128 adjoining its pressure shoulder 42. A section 228 adjoins the closing spring 44 toward the closing spring 44 and is arranged in the region of the annular space 72. The section 228 of the injection valve member 28 is guided in the bore 30 tightly to the spring chamber 46. The section 128 of the injection valve member 28 passes through the bore 30 between the pressure space 40 and the annular space 72 with great radial play. When the injection valve member 28 is in its closed position, its section 228 is arranged in the annular space 72 at a short distance from the bore 30, with only a small annular gap remaining between the section 228 and the bore 30, which connects the throttle point 59 in the connection forms between the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 to the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief region. When the injection valve member 28 moves in its opening direction 29, this section is further immersed with its section 228 in the annular space 72, so that between the section 228 and the bore 30 there is a larger flow cross section in the connection between the pressure chamber 40 and the connection of the channel 50 with the pump work chamber 22 and its connection 52 to the relief area is released. It is advantageous in the fourth exemplary embodiment that no separate slide 58 is required, since the injection valve member 28 itself forms the control part by which the flow cross section is controlled. Compared to the first three exemplary embodiments, however, the volume enclosed by the throttle point 59 in the fuel injection valve 12 is smaller in the fourth exemplary embodiment. The function of the The fuel injector according to the fourth embodiment is the same as that described above in the first embodiment.
Beim vierten Ausführungsbeispiel kann zusätzlich eine weitere in den Druckraum 40 mündende Bohrung 74 vorgesehen sein, die an einer Stirnseite des Ventilkörpers 26 mündet, an die sich der Zwischenkörper oder ein weiterer Ventilkörperteil anschließt, durch den die Bohrung 74 bei zusammengebautem Kraftstoffeinspritzventil 12 verschlossen wird. Die weitere Bohrung 74 ermöglicht vor dem Zusammenbau des Kraftstoffeinspritzventils 12 eine Durchflussmessung für den bei in seiner Schließstellung angeordnetem Einspritzventilglied 28 über die Drosselstelle zwischen dem Einspritzventilglied 28 und der Bohrung 30 in den Druckraum 40 zufließenden Kraftstoff. Die Drosselstelle, die durch den Abstand des Abschnitts 228 des Einspritzventilglieds 28 von der Bohrung 30 im Ringraum 72 bestimmt ist, kann mit Hilfe dieser Durchflussmessung auf eine bestimmte Größe eingestellt werden, um einen vorgegebenen Durchfluss von Kraftstoff zu erreichen. In the fourth exemplary embodiment, a further bore 74 opening into the pressure chamber 40 can be provided, which opens at an end face of the valve body 26, to which the intermediate body or another valve body part connects, through which the bore 74 is closed when the fuel injection valve 12 is assembled. Before the fuel injector 12 is assembled, the additional bore 74 enables a flow measurement for the fuel flowing into the pressure chamber 40 via the throttle point between the injection valve member 28 and the bore 30 when the injection valve member 28 is arranged in its closed position. The throttle point, which is determined by the distance of the section 228 of the injection valve member 28 from the bore 30 in the annular space 72, can be set to a certain size with the aid of this flow measurement in order to achieve a predetermined flow of fuel.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und mit wenigstens einem mit dieser verbundenen Kraftstoffeinspritzventil (12) , wobei das Kraftstoffeinspritzventil (12) wenigstens ein Einspritzventilglied (28) aufweist, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (12) einen mit der1. Fuel injection device for an internal combustion engine with at least one high-pressure fuel pump (10) and with at least one fuel injection valve (12) connected thereto, the fuel injection valve (12) having at least one injection valve member (28) through which at least one injection opening (32) is controlled, wherein the fuel injection valve (12) one with the
Kraftstoffhochdruckpumpe (10) verbundenen Druckraum (40) aufweist, wobei das wenigstens eine Einspritzventilglied (28) von dem im Druckraum (40) herrschenden Druck in Öffnungsrichtung (29) zur Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung (32) beaufschlagt ist und inHigh pressure fuel pump (10) connected pressure chamber (40), wherein the at least one injection valve member (28) is acted upon by the pressure prevailing in the pressure chamber (40) in the opening direction (29) to release the at least one injection opening (32) and in
Schließrichtung durch eine Schließkraft beaufschlagt ist, mit einem Steuerventil (54), durch das zumindest mittelbar eine Verbindung (52) des Druckraums (40) mit einem Entlastungsbereich (24) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckraum (40) und derClosing direction is acted upon by a closing force, with a control valve (54) through which at least indirectly a connection (52) of the pressure chamber (40) with a relief region (24) is controlled, characterized in that between the pressure chamber (40) and the
Verbindung (52) zum Entlastungsbereich (24) ein abhängig vom Hub des wenigstens einen Einspritzventilglieds (28) durch ein Steuerteil (28; 58) derart gesteuerter Durchflussquerschnitt vorgesehen ist, dass bei in seiner Schließstellung angeordnetem Einspritzventilglied (28) nur ein kleiner, eine Drosselstelle (59) bildender Durchflussquerschnitt freigegeben ist und bei sich in Öffnungsrichtung (29) bewegendem Einspritzventilglied (28) ein größerer Durchflussquerschnitt freigegeben ist. A connection (52) to the relief region (24) is provided, depending on the stroke of the at least one injection valve member (28) by a control part (28; 58), so that the flow cross section is such that when the injection valve member (28) is in its closed position, only a small, one throttle point (59) forming flow cross-section is released and with the injection valve member (28) moving in the opening direction (29) a larger flow cross-section is released.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt durch das wenigstens eine Einspritzventilglied (28) als Steuerteil gesteuert wird.2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the flow cross section is controlled by the at least one injection valve member (28) as a control part.
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt durch einen Schieber (58) als Steuerteil gesteuert wird, der zusammen mit dem wenigstens einen Emspritzventilglied (28) bewegt wird.3. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the flow cross section is controlled by a slide (58) as a control part which is moved together with the at least one injection valve member (28).
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das den Durchflussquerschnitt steuernde Steuerteil (58; 28) von einem Ringraum (66; 72) umgeben ist, in den die Verbindung (52) zum Entlastungsbereich (24) mündet, dass vom Ringraum (66; 72) eine das Steuerteil (58; 28) umgebende Bohrung (60; 30) abführt, dass das Steuerteil (58; 28) einen im Ringraum (66; 72) angeordneten Abschnitt (258; 228) mit großem Durchmesser und einen in die Bohrung (60; 30) ragenden4. Fuel injection device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control part (58; 28) controlling the flow cross section is surrounded by an annular space (66; 72) into which the connection (52) to the relief region (24) opens, that a bore (60; 30) surrounding the control part (58; 28) leads away from the annular space (66; 72), that the control part (58; 28) has a large section (258; 228) arranged in the annular space (66; 72) Diameter and one protruding into the bore (60; 30)
Abschnitt (158; 128) mit kleinerem Durchmesser aufweist, dass das Steuerteil (58;28) mit seinem im Durchmesser großen Abschnitt (258;228) bei in seiner Schließstellung angeordnetem Einspritzventilglied (28) mit geringem Abstand von der Mündung der Bohrung (60; 30) in den Ringraum (66; 72) angeordnet ist und den die Drosselstelle (59) bildenden kleinen Durchflussquerschnitt freigibt und dass das Steuerteil (58;28) mit seinem im Durchmesser großen Abschnitt (258; 228) bei sich in Öffnungsrichtung (29) bewegendem Einspritzventilglied (28) mit zunehmendem Abstand von der Mündung der Bohrung (60; 30) in den Ringraum (66; 72) angeordnet ist und den größeren Durchflussquerschnitt freigibt .Section (158; 128) with a smaller diameter that the control part (58; 28) with its section (258; 228) with a large diameter with the injection valve member (28) arranged in its closed position at a short distance from the mouth of the bore (60; 30) is arranged in the annular space (66; 72) and releases the small flow cross section forming the throttle point (59) and that the control part (58; 28) with its large diameter section (258; 228) is in the opening direction (29) moving injection valve member (28) with increasing distance from the mouth of the bore (60; 30) in the annular space (66; 72) is arranged and the larger flow cross-section releases.
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (58) durch eine vorgespannte Feder (64) in Anlage am Einspritzventilglied (28) gehalten wird.5. Fuel injection device according to claim 3 or 4, characterized in that the slide (58) by a biased spring (64) is held in contact with the injection valve member (28).
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (58) durch eine vorgespannte Feder (44) in Anlage am Einspritzventilglied (28) gehalten wird, durch die auch die Schließkraft auf das Einspritzventilglied (28) erzeugt wird.6. Fuel injection device according to claim 3 or 4, characterized in that the slide (58) is held by a prestressed spring (44) in contact with the injection valve member (28), through which the closing force on the injection valve member (28) is generated.
7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (58) in einem Ventilkörperteil (27) angeordnet ist, in dem auch eine die Schließkraft auf das Einspritzventilglied (28) erzeugende Schließfeder (44) angeordnet ist.7. Fuel injection device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the slide (58) is arranged in a valve body part (27) in which a closing spring (44) generating the closing force on the injection valve member (28) is also arranged.
8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und das Kraftstoffeinspritzventil (12) zu einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst sind und dass der Ventilkörperteil (27) , in dem der Schieber (58) angeordnet ist, zwischen einem Pumpenkörper (14) der Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und einem Ventilkörper (26) des Kraftstoffeinspritzventils (12) angeordnet ist. 8. The fuel injection device as claimed in claim 1, characterized in that the high-pressure fuel pump (10) and the fuel injection valve (12) are combined to form a common structural unit, and in that the valve body part (27), in which the slide (58) is arranged, between a pump body ( 14) of the high-pressure fuel pump (10) and a valve body (26) of the fuel injection valve (12) is arranged.
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