DE10007175C2 - Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine - Google Patents
Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engineInfo
- Publication number
- DE10007175C2 DE10007175C2 DE10007175A DE10007175A DE10007175C2 DE 10007175 C2 DE10007175 C2 DE 10007175C2 DE 10007175 A DE10007175 A DE 10007175A DE 10007175 A DE10007175 A DE 10007175A DE 10007175 C2 DE10007175 C2 DE 10007175C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- throttle
- inlet
- outlet
- injection
- diameter
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims description 51
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims description 51
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 25
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 16
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 101100279436 Caenorhabditis elegans egg-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
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
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
-
- 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
- F02M45/12—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship providing a continuous cyclic delivery with variable 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
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungskraftmaschine nach dem O berbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an injection valve for injection of fuel in an internal combustion engine after the O Preamble of claim 1.
Ein solches Einspritzventil ist beispielsweise aus der EP 0 192 241 A1 bekannt. Solche Einspritzventile sind zur Steuerung der Fluidströme mit Servoventilen versehen.Such an injector is for example from the EP 0 192 241 A1 is known. Such injectors are for Control the fluid flows with servo valves.
Für die Kraftstoffversorgung von Verbrennungsmotoren werden zunehmend Speichereinspritzsysteme verwendet, bei denen mit sehr hohen Einspritzdrücken gearbeitet wird. Solche Ein spritzsysteme sind als Common-Rail-Systeme (für Dieselmoto ren) und HPDI-Einspritzsysteme (für Ottomotoren) bekannt. Bei diesen Einspritzsystemen wird der Kraftstoff mit einer Hoch druckpumpe in einen allen Zylindern des Motors gemeinsamen Druckspeicher befördert, von dem aus die Einspritzventile an den einzelnen Zylindern mit Kraftstoff versorgt werden. Das Öffnen und Schließen der Einspritzventile wird dabei in der Regel über elektromagnetisch oder piezoelektrisch betriebene Aktoren gesteuert.For the fuel supply of internal combustion engines memory injection systems are increasingly used, where with very high injection pressures. Such a Spray systems are common rail systems (for diesel engines ren) and HPDI injection systems (for gasoline engines). at In these injection systems, the fuel goes high pressure pump in a common to all cylinders of the engine Pressure accumulator conveyed from which the injectors the individual cylinders are supplied with fuel. The Opening and closing the injection valves is done in the Rule about electromagnetically or piezoelectrically operated Actuators controlled.
Zu diesem Zweck sind die Einspritzventile bei solchen Syste men mit Servoventilen ausgerüstet, die hydraulisch das Öffnen und Schließen der Düsennadel des Einspritzventils steuern, das heißt insbesondere den Beginn und das Ende des Einspritz vorgangs zeitlich festlegen. Das Servoventil beeinflußt dazu in Verbindung mit Steuerdrosseln vor allem die Geschwindig keit, mit der das Einspritzventil öffnet und schließt.For this purpose the injectors are in such systems men equipped with servo valves that open hydraulically and closing the injector nozzle needle, that means in particular the beginning and the end of the injection schedule the operation. The servo valve influences this in connection with control chokes especially the speed speed with which the injector opens and closes.
Aus verbrennungstechnischen Gründen soll die Geschwindigkeit, mit der das Einspritzventil öffnet, verschieden sein von der Geschwindigkeit, mit der das Einspritzventil schließt. Das Einspritzventil soll z. B. bei Common-Rail-Systemen für Die selmotoren zu Beginn der Einspritzung für eine bessere Vermi schung des Kraftstoffs mit der Luft kontrolliert langsam öff nen, wohingegen das Einspritzventil am Ende des Einspritzvor gangs schnell schließen muß, um eine Rußbildung zu verhin dern.For reasons of combustion technology, the speed, with which the injection valve opens, be different from that Speed at which the injector closes. The Injector should z. B. in common rail systems for Die Selmotoren at the beginning of the injection for a better Vermi control of the fuel with the air slowly open NEN, whereas the injection valve at the end of the pre-injection gangs must close quickly to prevent soot countries.
Ferner soll es möglich sein, um optimale Verbrennungsergeb nisse zu erzielen, kleinste Kraftstoffmengen zur Voreinsprit zung (Piloteinspritzung) vor der eigentlichen Einspritzung zuzuführen.Furthermore, it should be possible to achieve optimal combustion results to achieve the smallest quantities of fuel for pre-injection tion (pilot injection) before the actual injection supply.
Servoventile für Common-Rail-Systeme sind in der Regel als 2/2-Wegeventile oder 3/2-Wegeventile ausgeführt.Servo valves for common rail systems are usually considered 2/2-way valves or 3/2-way valves implemented.
Die Ausführung als 2/2-Wegeventil mit einer Zulaufdrossel und einer Ablaufdrossel hat den Nachteil, daß sich die Öffnungs- und Schließvorgänge des Einspritzventils durch die Ausgestal tung des Kraftstoffzulaufs und des Kraftstoffablaufs nur in nerhalb sehr enger Grenzen verändern lassen.The design as a 2/2-way valve with an inlet throttle and A flow restrictor has the disadvantage that the opening and closing operations of the injection valve by the Ausgestal direction of the fuel inlet and the fuel outlet only in can be changed within very narrow limits.
Die Ausführungsform als 3/2-Wegeventil, bei der der Zulauf über eine Zulaufdrossel und eine Ablaufdrossel erfolgt, er möglicht ein schnelleres Öffnen des Einspritzventils als dies beim 2/2-Wegeventil der Fall ist. Durch die Ausgestaltung der Zulaufdrossel läßt sich bei diesen Servoventilen der Schließ vorgang des Einspritzventils verlangsamen. Bei Einspritzven tilen für Verbrennungsmotoren ist es jedoch im Gegensatz dazu üblicherweise wünschenswert, das Öffnen des Einspritzventils zu verlangsamen, während das Einspritzventil schnell schlie ßen soll.The embodiment as a 3/2-way valve, in which the inlet via an inlet throttle and an outlet throttle, he allows the injector to open faster than this is the case with the 2/2-way valve. By designing the Inlet throttle can be used with these servo valves Slow down the injection valve process. With injection valves in contrast, it is for internal combustion engines Usually desirable to open the injector slow down while the injector closes quickly should eat.
Aus der EP 0 192 241 A1 ist ein Servoventil zur Steuerung von Fluidströmen bekannt, bei dem der in einer ersten Fluidkammer auf den Ventilkörper des Servoventils ausgeübte Druck das Öffnen und Schließen des Servoventils bewirkt. Die Betätigung des Servoventils hat das Öffnen bzw. Schließen eines separaten Fluidkanals zur Folge. Dieser Fluidkanal führt von einem Hauptzylinder, der Druck auf das Fluid ausübt, zu Nebenzylin dern, die durch das unter Druck stehende Fluid betätigt wer den. Diese bekannte Anordnung, bei der der Hauptzylinder ein Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeugs ist und die Nebenzy linder Radbremszylinder darstellen, soll dazu dienen, das der Fluidkanal eines Antiblockiersystems in rascher Folge verzö gerungsfrei geöffnet und geschlossen werden kann.EP 0 192 241 A1 describes a servo valve for controlling Fluid flows known, in which the in a first fluid chamber pressure exerted on the valve body of the servo valve Opening and closing of the servo valve causes. The actuation of the servo valve has the opening or closing of a separate one Fluid channel result. This fluid channel leads from one Master cylinder, which exerts pressure on the fluid, to Nebenzylin those who are actuated by the pressurized fluid the. This known arrangement, in which the master cylinder The master cylinder of a motor vehicle is and the secondary Linder wheel brake cylinder should serve to serve the Delay fluid channel of an anti-lock braking system in rapid succession can be opened and closed easily.
Die für optimale Verbrennungsergebnisse erforderliche Ein spritzung von Kleinstmengen über den gesamten Raildruckbe reich läßt sich mit diesen bekannten Ausgestaltungsformen der Einspritzventile nicht oder zumindest nicht ausreichend re produzierbar erzielen.The one required for optimal combustion results spraying of small quantities over the entire rail pressure can be rich with these known designs of Injectors not or at least not sufficiently right achieve producible.
Ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Hochdruckeinspritzung von Kraftstoff aus einer zentralen Hochdruckleitung in Brenn räume einer Brennkraftmaschine ist weiterhin aus DE 198 59 537 A1 bekannt. Dieses Ventil ermöglicht eine rela tiv genaue Zumessung von Kraftstoff mittels feinfühlig zu steuernder Öffnungs- und Schließvorgänge eines Schaltventils.A fuel injector for high pressure injection of fuel from a central high pressure line in Brenn an internal combustion engine is still out DE 198 59 537 A1 known. This valve enables a rela tiv exact metering of fuel by means of sensitive controlling opening and closing processes of a switching valve.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Einspritzventil dahingehend auszugestalten, daß es eine ver besserte Kleinstmengeneinspritzung ermöglicht.Proceeding from this, the invention is based on the object To design the injector in such a way that it ver better small-volume injection enables.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.The object is achieved by the in claim 1 mentioned features solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Einspritz ventils sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous refinements of the injection according to the invention valves are described in the subclaims.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Zulauf- und Ab laufdrossel des Einspritzventils werden die Durchflußkennli nien der Drosseln derart beeinflußt, daß sich ein schnelleres Schließen und langsameres Öffnen der Düsennadel erzielen läßt, was sich beides positiv auf die Kleinstmengeneinsprit zung auswirkt.Due to the inventive design of the inlet and Ab Throttle throttle of the injection valve become the flow characteristics nien the throttles so affected that a faster Close and slow open the nozzle needle can, both of which have a positive effect on the small quantities effect.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Einspritzventils beispielhaft schematisch dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt: Further features and advantages of the invention result from the following description of the accompanying drawing, in the inventive design of an injection valve is shown schematically as an example. In the drawing shows:
Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Einspritzventils ge mäß dem Stand der Technik mit einem 2/2-Wegeventil als Servoventil; Fig. 1 shows a schematic structure of an injection valve ge according to the prior art with a 2/2-way valve as a servo valve;
Fig. 2 schematisch die Ausgestaltung einer düsenförmig aus gebildeten Zulaufdrossel eines erfindungsgemäßen Ein spritzventils; Fig. 2 schematically shows the configuration of a nozzle-shaped inlet throttle of an injection valve according to the invention;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Ka vitations-Umschlagpunktes (KUP) von der Formgebung des Zu- und Ablaufdurchmessers einer Drossel und Fig. 3 is a graphical representation of the dependence of the Ka vitations-Umschlagpunktes (KUP) on the shape of the inlet and outlet diameter of a throttle and
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Durchflusses der Zulaufdrossel von der geometrischen Form der Drossel. Fig. 4 is a graphical representation of the dependency of the flow of the inlet throttle on the geometric shape of the throttle.
Anhand von Fig. 1 wird zunächst der Aufbau und die Arbeits weise eines herkömmlichen Einspritzventils mit einem 2/2- Wegeventil als Servoventil erläutert.Referring to Fig. 1, the structure and the working is first explained by way of a conventional injection valve with a 2/2-way valve as a servo valve.
Wie in Fig. 1 dargestellt, wird der Kraftstoff mit System druck von einem nicht dargestellten Hochdruckspeicher über eine Hochdruckbohrung und eine mit einer Zulaufdrossel 2 ver sehene Zulaufbohrung 3 einem Steuerraum 4 im Einspritzventil gehäuse 5 zugeführt. Im Steuerraum 4 wirkt der dort vorlie gende Druck auf das hintere Ende eines axial beweglich gela gerten und geführten Düsennadel 6, die dazu dient, mit einer am vorderen Ende angeordneten Düsennadelspitze 7 Einspritzlö cher 8 im Einspritzventilgehäuse 5 zu öffnen und zu ver schließen, die zum Brennraum des Verbrennungsmotors führen.As shown in Fig. 1, the fuel with system pressure from a high-pressure accumulator, not shown, via a high-pressure bore and a supply bore 3 provided with an inlet throttle 2, a control chamber 4 in the injection valve housing 5 is supplied. In the control room 4 vorlie there pressure acts on the rear end of an axially movably gela gerten and guided nozzle needle 6 , which serves to open and close with a nozzle needle tip 7 arranged at the front end 7 injection holes 8 in the injector housing 5 , which ver Guide the combustion chamber of the internal combustion engine.
Die Einspritzlöcher 8 stehen bei geöffnetem Einspritzventil mit einer Düsenkammer 9 in Verbindung, die ihrerseits über die Hochdruckbohrung 1 mit dem Hochdruckspeicher verbunden ist. Wenn sowohl im Steuerraum 4 als auch in der Düsenkammer 9 der volle Systemdruck anliegt, wird die Düsennadel 6 auf grund der größeren Wirkfläche im Steuerraum 4 nach unten gedrückt, so daß die Einspritzlöcher 8 verschlossen werden.When the injection valve is open, the injection holes 8 are connected to a nozzle chamber 9 , which in turn is connected to the high-pressure accumulator via the high-pressure bore 1 . If the full system pressure is present both in the control chamber 4 and in the nozzle chamber 9 , the nozzle needle 6 is pressed down because of the larger effective area in the control chamber 4 , so that the injection holes 8 are closed.
Bei der dargestellten Ausführungsform eines Einspritzventils gemäß dem Stand der Technik führt vom Steuerraum 4 eine Boh rung 10 im Einspritzventilgehäuse 5 mit einer Ablaufdrossel 11 zu einem in das Einspritzventilgehäuse 5 integrierten Ser voventil 12 in Form eines 2/2-Wegeventils. Vom Servoventil 12 führt ein druckloser Kraftstoff-Rücklauf 13 zum nicht darge stellten Kraftstofftank. Das Servoventil 12 schaltet über ei nen Stößel 14, der von einem elektromagnetischen und/oder piezoelektrischen Aktor 15 angesteuert wird.In the illustrated embodiment of an injection valve according to the prior art leads from the control chamber 4 a drilling 10 in the injection valve housing 5 with a discharge throttle 11 to an integrated in the injection valve housing 5 servo valve 12 in the form of a 2/2-way valve. From the servo valve 12 leads an unpressurized fuel return 13 to the fuel tank, not shown. The servo valve 12 switches via a plunger 14 , which is actuated by an electromagnetic and / or piezoelectric actuator 15 .
Das Servoventil 12 hat die Aufgabe, den Druck zu steuern, der im Steuerraum 4 zum Öffnen und Schließen des Einspritzventils auf die axial bewegliche Düsennadel 6 ausgeübt wird.The servo valve 12 has the task of controlling the pressure which is exerted on the axially movable nozzle needle 6 in the control chamber 4 for opening and closing the injection valve.
Wenn das Servoventil 12 geschlossen ist, steht im Steuerraum 4 im wesentlichen der volle Systemdruck an, so daß die Düsen nadel 6 nach unten gedrückt wird und die Düsennadelspitze 7 am vorderen Ende der Düsennadel 6 die Einspritzlöcher 8 ver schließt, die in den Verbrennungsraum führen. Wird der Aktor 15 des Servoventils 12 elektrisch angesteuert, übt der Stößel 14 eine Kraft auf das federbelastete Servoventil 12 aus, in dessen Folge sich das Servoventil 12 öffnet. Bei offenem Ser voventil 12 stellt sich zwischen Hochdruckspeicher, Steuer raum 4, Servoventil 12 und Kraftstoff-Rücklauf 13 eine stati onäre Strömung ein, die an den einzelnen Drosseln, der Zu laufdrossel 2 und der Ablaufdrossel 11, zu einem definierten Druckabfall führt. Die als zylindrische Bohrungen ausgebilde ten Zulauf- und Ablaufdrosseln 2 und 11 sind so bemessen, daß sich dabei der Druck im Steuerraum 4 verringert. Durch diese Druckminderung nimmt die auf die Düsennadel 6 wirkende Kraft ab, während der Druck in der Düsenkammer 9 gleich dem System druck bleibt, so daß das Einspritzventil durch die in der Dü senkammer 9 auf die Düsennadel 6 wirkende Kraft hydraulisch geöffnet wird. Durch diese Verschiebung der Düsennadel 6 wird die Verbindung der Düsenkammer 9 mit den Einspritzlöchern 8 wieder hergestellt und der Kraftstoff wieder in den Brennraum eingespritzt.When the servo valve 12 is closed, the full system pressure is present in the control chamber 4 , so that the nozzle needle 6 is pressed down and the nozzle needle tip 7 at the front end of the nozzle needle 6 closes the injection holes 8 , which lead into the combustion chamber. If the actuator 15 of the servo valve 12 is electrically controlled, the tappet 14 exerts a force on the spring-loaded servo valve 12 , as a result of which the servo valve 12 opens. In case of open Ser voventil 12 is located between high-pressure accumulator, the control chamber 4, servo valve 12 and fuel return 13 is a stati tionary flow, which at the individual reactors, which at run reactor 2 and the flow restrictor 11, resulting in a defined pressure drop. The trained as cylindrical bores th inlet and outlet throttles 2 and 11 are dimensioned so that the pressure in the control chamber 4 is reduced. By this pressure reduction, the force acting on the nozzle needle 6 decreases, while the pressure in the nozzle chamber 9 remains the same as the system pressure, so that the injection valve is hydraulically opened by the force acting in the nozzle 9 on the nozzle needle 6 force. As a result of this displacement of the nozzle needle 6 , the connection of the nozzle chamber 9 with the injection holes 8 is restored and the fuel is injected again into the combustion chamber.
Diese bekannte Ausführungsform eines Einspritzventils mit ei nem 2/2-Wegeventil als Servoventil 12 hat den Nachteil, daß sich die Öffnungs- und Schließvorgänge nur innerhalb sehr en ger Grenzen unabhängig voneinander beeinflussen lassen.This known embodiment of an injection valve with egg 2/2-way valve as a servo valve 12 has the disadvantage that the opening and closing processes can only be influenced independently of one another within very narrow limits.
Überraschenderweise wurde herausgefunden, daß sich die Ge schwindigkeit des Öffnungs- und Schließvorgangs durch die Va riation des Verhältnisses zwischen dem Zulaufdurchmesser 16 und dem Ablaufdurchmesser 17 der einzelnen Drosseln 2 und 11 (Fig. 2) einstellen und verändern läßt. Während die üblichen Drosselbohrungen einen zylindrisch ausgebildet einen konstan ten Durchmesser aufweisen, hat sich herausgestellt, daß durch die Formgebung der Drosselbohrung als zylindrische, düsenför mige oder diffusorförmige Bohrung die Durchflußkennlinie maß geblich verändern läßt.Surprisingly, it was found that the speed of the opening and closing operation can be adjusted and changed by the variation of the ratio between the inlet diameter 16 and the outlet diameter 17 of the individual throttles 2 and 11 ( FIG. 2). While the usual throttle bores have a cylindrical shape with a constant diameter, it has been found that the shape of the throttle bore as a cylindrical, nozzle-shaped or diffuser-shaped bore allows the flow characteristic to be changed significantly.
Um optimale Verbrennungsergebnisse zu erzielen, das heißt ei ne minimale Abgasemission zu erzeugen, ist es notwendig, kleinste Kraftstoffmengen von bis zu 1 mm3 über den gesammten Raildruckbereich einzuspritzen.In order to achieve optimum combustion results, that is to say to generate a minimal exhaust gas emission, it is necessary to inject the smallest amounts of fuel of up to 1 mm 3 over the entire rail pressure range.
Um andererseits niedrige Verbrennungsgeräusche zu erzielen, ist es notwendig möglichst niedrige Raildrücke (Mindest öffnungsdrücke) erreicht werden, bei denen noch eine reprodu zierbare Einspritzung möglich ist.On the other hand, to achieve low combustion noises, it is necessary to keep the rail pressures as low as possible (minimum opening pressures) can be achieved at which a reprodu injection is possible.
Fig. 2 zeigt eine düsenförmig ausgebildete Zulaufdrossel 2, bei der das Verhältnis vom Zulaufdurchmesser 16 zum Ablauf durchmesser 17 größer 1 ist, das heißt, daß sich der Quer schnitt der Zulaufdrossel 2 in Richtung der durch den Pfeil 18 gekennzeichneten Durchflußrichtung verringert. Durch die düsenförmige Ausgestaltung der Zulaufdrossel 2 wird bei höhe rem Druck der Durchfluß erhöht, was wiederum ein schnelleres Schließen des Einspritzventils ermöglicht. Fig. 2 shows a nozzle-shaped inlet throttle 2 , in which the ratio of the inlet diameter 16 to the outlet diameter 17 is greater than 1, that is to say that the cross section of the inlet throttle 2 decreases in the direction of the flow direction indicated by the arrow 18 . Due to the nozzle-shaped design of the inlet throttle 2 , the flow is increased at higher pressure, which in turn enables the injection valve to close more quickly.
Im Gegensatz zu der voranstehend beschriebenen Ausgestaltung der Zulaufdrossel 2 als düsenförmige Drossel wird vorgeschla gen die Ablaufdrossel 11 mit einem in Durchflußrichtung zu nehmendem Querschnitt diffusorartig auszubilden, wobei das Verhältnis von Zulaufdurchmesser 16 zum Ablaufdurchmesser 17 nunmehr kleiner 1 ist. Dadurch wird der Punkt (Kavitations- Umschlagpunkt, KUP), bei dem der Kraftstoffdurchfluß durch die Ablaufdrossel 11 unabhängig ist von der Druckdifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Ablaufdrossel, bei ei ner geringeren Druckdifferenz erreicht.In contrast to the embodiment of the inlet throttle 2 described above as a nozzle-shaped throttle, the outlet throttle 11 is proposed to be designed in a diffuser-like manner with a cross section to be increased in the flow direction, the ratio of inlet diameter 16 to outlet diameter 17 now being less than 1. As a result, the point (cavitation transition point, SRC) at which the fuel flow through the outlet throttle 11 is independent of the pressure difference between the inlet and the outlet of the outlet throttle is reached at a lower pressure difference.
Das Verhältnis von Zulaufdurchmesser 16 zum Ablaufdurchmesser 17 der Zulaufdrossel 2 und/oder der Ablaufdrossel 11 beträgt 0,7 bis 1,3.The ratio of the inlet diameter 16 to the outlet diameter 17 of the inlet throttle 2 and / or the outlet throttle 11 is 0.7 to 1.3.
Das Verhältnis von Zulaufdurchmesser 16 zum Ablaufdurchmesser 17 der Zulaufdrossel 2 beträgt vorzugsweise etwa 1,3 : 1.The ratio of the inlet diameter 16 to the outlet diameter 17 of the inlet throttle 2 is preferably approximately 1.3: 1.
Das Verhältnis von Zulaufdurchmesser zum Ablaufdurchmesser der Ablaufdrossel beträgt vorzugsweise etwa 0,7 : 1.The ratio of the inlet diameter to the outlet diameter the outlet throttle is preferably about 0.7: 1.
Fig. 3 zeigt den Einfluß der Drosselform auf den Kavitati ons-Umschlagpunkt (KUP). Da an der Ablaufdrossel 11 ein mög lichst frühzeitiger Eintritt in die Kavitation benötigt wird, um einen konstanten Abfluß unabhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Vordruck im Vorraum und dem Gegendruck im Ab laufraum zu erzielen, ist hier die diffusorartige Ausgestal tungsform zu bevorzugen, da sich hier der KUP zu den niedri gen Gegendruckwerten hin verschiebt, wie dies der Punkt KUP" in Fig. 3 zeigt. Fig. 3 shows the influence of the throttle shape on the Kavitati ons Umschlagpunkt (KUP). Since at the outlet throttle 11 as early as possible entry into the cavitation is required in order to achieve a constant drain regardless of the pressure difference between the upstream pressure and the back pressure in the running space, the diffuser-like configuration is preferred here, since here the SRC shifts to the low counter pressure values, as the point SRC "in Fig. 3 shows.
Da hingegen an der Zulaufdrossel 2 ein möglichst spätes Ein treten der Kavitation gefordert wird, um einen großen Kraftstoffdurchfluß zu ermöglichen, ergibt sich aus Fig. 3 die düsenförmige Ausgestaltung für den Querschnitt der Zu laufdrossel 2. Since, on the other hand, as late as possible entry of the cavitation is required at the inlet throttle 2 in order to enable a large fuel flow, FIG. 3 shows the nozzle-shaped configuration for the cross section of the throttle 2 .
Zusätzlich zu der Ausbildung der Durchmesser der Drosseln 2 und 11 läßt sich die Einströmbedingung in die Zulaufdrossel 2 durch eine entsprechende Verrundung der Einlaufkante verbes sern, was sich insbesondere vorteilhaft bei steigenden Raildrücken auswirkt. Da die Kleinstmengeneinspritzung desto schwieriger wird, je größer der Raildruck wird, wirkt sich die Verrundung der Einlaufkante positiv auf die Kleinstmen geneinspritzung aus. Die Düsenform der Zulaufdrossel 2 zusam men mit der Verrundung der Einlaufkante bewirken ein schnel les Schließen und langsames Öffnen der Düsennadelspitze 7, wie dies für optimale Verbrennungsverhältnisse gefordert wird.In addition to the formation of the diameter of the reactors 2 and 11, the leading edge of the Einströmbedingung verbes fibers, which affects particularly advantageous for increasing rail pressures can be in the inlet throttle 2 by a corresponding rounding. Since the smallest quantity injection becomes more difficult the higher the rail pressure becomes, the rounding of the leading edge has a positive effect on the small quantity injection. The nozzle shape of the inlet throttle 2 together with the rounding of the inlet edge cause a quick closing and slow opening of the nozzle needle tip 7 , as is required for optimal combustion conditions.
Fig. 4 zeigt die Durchflußmenge der Zulaufdrossel 2 in Ab hängigkeit der Querschnittsform der Drossel. Wie aus der gra phischen Darstellung ersichtlich, ist die Düsenform bei nied rigen Raildrücken nur wenig wirksam, wodurch sich eine stei lere Öffnungsflanke ergibt, die wiederum für ein stabiles Öffnen bei niedrigen Drücken erforderlich ist. Fig. 4 shows the flow rate of the inlet throttle 2 in dependence on the cross-sectional shape of the throttle. As can be seen from the graphical representation, the nozzle shape is only slightly effective at low rail pressures, which results in a steeper opening flank, which in turn is required for stable opening at low pressures.
Durch die Variation der Drosselquerschnitte der Zulaufdrossel 2 und der Ablaufdrossel 11 ist es möglich, den Durchfluß durch die Drosseln und die Druckdifferenz über die Drossel so einzustellen, daß bei einer Absenkung des Mindestöffnungs drucks eine gleichmäßig gute Kleinstmengeneinspritzung über den gesamten Raildruckbereich erzielt wird.By varying the throttle cross-sections of the inlet throttle 2 and the outlet throttle 11 , it is possible to adjust the flow through the throttles and the pressure difference across the throttle so that when the minimum opening pressure is reduced, a uniformly good minimum quantity injection is achieved over the entire rail pressure range.
Durch Einstellen eines vorgebbaren Kavitationsumschlagpunktes mit Hilfe der Drosselgeometrie bei der Zulaufdrossel 2 und der Ablaufdrossel 11 ist ein "digitales Ventil" realisierbar, bei dem der Kraftstoffluß durch die Drosseln 2, 11 im Wesent lichen nur von der Drosselgeometrie und insbesondere unab hängig oder vorgebbar abhängig von den variablen Druckver hältnissen im Einspritzventil ist.By setting a predeterminable Kavitationsumschlagpunktes with the help of the throttle geometry at the inlet throttle 2 and the outlet throttle 11 , a "digital valve" can be realized, in which the fuel flow through the throttles 2 , 11 essentially only from the throttle geometry and in particular independently or predeterminably dependent on the variable pressure conditions in the injection valve.
Claims (5)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10007175A DE10007175B9 (en) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine |
| DE50105926T DE50105926D1 (en) | 2000-02-17 | 2001-02-02 | Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine |
| EP01102406A EP1126160B1 (en) | 2000-02-17 | 2001-02-02 | Injector for injecting fuel in an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10007175A DE10007175B9 (en) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10007175A1 DE10007175A1 (en) | 2001-08-30 |
| DE10007175C2 true DE10007175C2 (en) | 2002-05-29 |
| DE10007175B9 DE10007175B9 (en) | 2004-11-04 |
Family
ID=7631258
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10007175A Expired - Lifetime DE10007175B9 (en) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine |
| DE50105926T Expired - Lifetime DE50105926D1 (en) | 2000-02-17 | 2001-02-02 | Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE50105926T Expired - Lifetime DE50105926D1 (en) | 2000-02-17 | 2001-02-02 | Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1126160B1 (en) |
| DE (2) | DE10007175B9 (en) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10015740C2 (en) * | 2000-03-29 | 2003-12-18 | Siemens Ag | Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine |
| DE10033428C2 (en) * | 2000-07-10 | 2002-07-11 | Bosch Gmbh Robert | Pressure controlled injector for injecting fuel |
| DE10152173A1 (en) * | 2001-10-23 | 2003-04-30 | Bosch Gmbh Robert | Solenoid valve for controlling an injection valve |
| DE10254300A1 (en) * | 2002-11-21 | 2004-06-03 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection valve of a fuel injection device for an internal combustion engine |
| DE102004037125A1 (en) * | 2004-07-30 | 2006-03-23 | Robert Bosch Gmbh | Common rail injector |
| DE102004042352B4 (en) * | 2004-08-20 | 2007-08-09 | Siemens Ag | Fuel injector for an internal combustion engine |
| DE102004058715B4 (en) * | 2004-12-06 | 2010-08-12 | Continental Automotive Gmbh | Fuel injector for an internal combustion engine and method for producing a fuel injector |
| DE102005001005B4 (en) | 2005-01-07 | 2008-11-20 | Continental Automotive Gmbh | Actuator for actuating a fuel injection valve |
| DE102005034689B4 (en) | 2005-07-25 | 2007-07-05 | Siemens Ag | Sealing arrangement of a piezoelectric actuator in a fuel injector |
| DE102006029966B4 (en) | 2006-06-29 | 2010-04-22 | Continental Automotive Gmbh | Sealing arrangement of a piezoelectric actuator for a fuel injection valve of an internal combustion engine |
| DE102007009165A1 (en) | 2007-02-26 | 2008-08-28 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injector for injecting fuel into combustion chamber of internal-combustion engine, has output choke arranged in area of passage from riser bore into ring chamber, where amount of fuel guided by riser bore flows through choke |
| EP2292918B1 (en) * | 2009-07-23 | 2011-09-07 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Fuel injector equipped with a metering servovalve for an internal-combustion engine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0192241A1 (en) * | 1985-02-19 | 1986-08-27 | Nippondenso Co., Ltd. | Control valve for controlling fluid passage |
| DE19859537A1 (en) * | 1998-12-22 | 2000-07-06 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injector |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4572433A (en) * | 1984-08-20 | 1986-02-25 | General Motors Corporation | Electromagnetic unit fuel injector |
| DE3688753T2 (en) * | 1985-12-02 | 1994-01-05 | Marco Alfredo Ganser | Control device for electro-hydraulically operated fuel injection valves. |
| DE4340305C2 (en) * | 1993-11-26 | 1998-02-19 | Daimler Benz Ag | Fuel injection nozzle for an internal combustion engine |
| FI101739B (en) * | 1996-08-16 | 1998-08-14 | Waertsilae Nsd Oy Ab | Injector device |
| AT2545U1 (en) * | 1998-01-27 | 1998-12-28 | Avl List Gmbh | FUEL INJECTION SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
| DE19813983A1 (en) * | 1998-03-28 | 1999-09-30 | Bosch Gmbh Robert | Valve for controlling liquids |
| GB2336627A (en) * | 1998-04-24 | 1999-10-27 | Lucas Ind Plc | Fuel injector with biassing spring in blind bore in valve needle |
| DE19823937B4 (en) * | 1998-05-28 | 2004-12-23 | Siemens Ag | Servo valve for fuel injection valve |
-
2000
- 2000-02-17 DE DE10007175A patent/DE10007175B9/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-02-02 DE DE50105926T patent/DE50105926D1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-02 EP EP01102406A patent/EP1126160B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0192241A1 (en) * | 1985-02-19 | 1986-08-27 | Nippondenso Co., Ltd. | Control valve for controlling fluid passage |
| DE19859537A1 (en) * | 1998-12-22 | 2000-07-06 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1126160B1 (en) | 2005-04-20 |
| EP1126160A3 (en) | 2003-09-24 |
| EP1126160A2 (en) | 2001-08-22 |
| DE50105926D1 (en) | 2005-05-25 |
| DE10007175A1 (en) | 2001-08-30 |
| DE10007175B9 (en) | 2004-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2171255B1 (en) | Throttle on a valve needle of a fuel injection valve for internal combustion engines | |
| EP1287254B1 (en) | Accumulator fuel-injection system for an internal combustion engine | |
| EP1030966B1 (en) | Fuel injection valve for high-pressure injection with improved fuel supply control | |
| WO2001088365A1 (en) | Injection assembly for an accumulator fuel-injection system of an internal combustion engine | |
| DE10007175C2 (en) | Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine | |
| DE19621583C2 (en) | Accumulator injection system for diesel engines | |
| DE10055651A1 (en) | Fuel injector, for internal combustion engine, has annular volume, formed between needle and conical section of wall of case, just below narrowed section of needle. | |
| EP0467072A1 (en) | Fuel injection device for air compressing-combustion | |
| DE10059124A1 (en) | Common-rail fuel-injection system, for automotive vehicle internal combustion engine, has first and second distributor slide valves controlling opening of injectors | |
| EP1541859B1 (en) | Injection valve | |
| EP1283954A1 (en) | Fuel injection system for an internal combustion engine | |
| EP2022975B1 (en) | Injector | |
| DE19734354A1 (en) | Internal combustion engine fuel injection system | |
| WO2003074865A1 (en) | Installation for the pressure-modulated formation of the injection behavior | |
| DE10131642A1 (en) | Fuel injector with variable control room pressurization | |
| DE10015740C2 (en) | Injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine | |
| WO2002097258A1 (en) | Fuel injector comprising a damped injector needle | |
| DE10036578A1 (en) | Fuel injection unit for internal combustion engine has slide valve formed by cylindrical end section of control valve element and constructed as throttling section and protruding into first overflow oil chamber | |
| EP2019198A2 (en) | Injector | |
| DE102007001365A1 (en) | Common rail injector, for injecting e.g. petrol, into combustion chamber of internal combustion engine, has switching chamber connected with low pressure area by connecting channel that is closed and opened by control valve | |
| EP1907686A1 (en) | Fuel injector | |
| EP1927747B1 (en) | Fuel injector valve for combustion engines | |
| EP1313945B1 (en) | Injection valve for the injection of fuel in an internal combustion engine and method for control of the opening and closing process of a nozzle needle in an injection valve | |
| DE10050704A1 (en) | Fuel injection valve has stepped transition region from jet chamber to each injection boring with at least one indentation | |
| DE102022211470A1 (en) | Fuel injection system of an internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8369 | Partition in: |
Ref document number: 10066225 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P |
|
| Q171 | Divided out to: |
Ref document number: 10066225 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P |
|
| 8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
| R084 | Declaration of willingness to licence | ||
| R071 | Expiry of right |