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EP2653712A1 - Kraftstoffinjektor mit Magnetventil - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit Magnetventil Download PDF

Info

Publication number
EP2653712A1
EP2653712A1 EP13159239.6A EP13159239A EP2653712A1 EP 2653712 A1 EP2653712 A1 EP 2653712A1 EP 13159239 A EP13159239 A EP 13159239A EP 2653712 A1 EP2653712 A1 EP 2653712A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel injector
solenoid valve
valve
seat
spring
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.)
Withdrawn
Application number
EP13159239.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henning Kreschel
Kai Sutter
Andreas Rau
Andreas Gruenberger
Wilhelm Christ
Alexander VILLMANN
Matthias Horn
Thomas Schwarz
Wolfgang Stoecklein
Thomas Pauer
Stephan Amelang
Lorenz Zerle
Andreas Rettich
Markus Rueckle
Philipp Wachter
Marco Beier
Sven SIAUW
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2653712A1 publication Critical patent/EP2653712A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0017—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means
    • F02M63/0021—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means characterised by the arrangement of mobile armatures
    • 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
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/007—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0077—Valve seat details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/007—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0078—Valve member details, e.g. special shape, hollow or fuel passages in the valve member

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.
  • Such a fuel injector comprises a nozzle needle which is guided in a high-pressure bore of a nozzle body for releasing and closing at least one injection opening in a liftable manner and is acted upon in the direction of a sealing seat by the spring force of a closing spring.
  • the end facing away from the sealing seat of the nozzle needle thereby limits a control chamber, which is relieved via a solenoid valve.
  • a fuel injector of the type mentioned above for example, from the published patent application DE 10 2007 027 185 A1 out.
  • a fuel injector with a solenoid valve upon actuation of a valve element is placed from its seat or in his seat.
  • the valve element is used for pressure relief or the pressurization of a control chamber and thus the control of the movement of a nozzle needle of the fuel injector.
  • the fuel injector known from the prior art has a linear drive which operates on the basis of the Lorentz force.
  • the linear drive comprises an exchange coil and a magnet, for example a permanent magnet or an electromagnet, and acts in two directions as a function of the current direction.
  • the solenoid valve further comprises a valve element, which is presently spherical and can be lifted to relieve the control chamber via the linear drive from its seat.
  • the in this document proposed fuel injector is characterized in that compared to previously manufactured solenoid valves, a smaller number of items is required. By a smaller electrical time constant and smaller moving masses should be realized in this way a highly dynamic drive for a fuel injector. Furthermore, to be represented by the proposed solution, an inline solenoid valve.
  • the present invention seeks to provide a compact fuel injector, which is also inexpensive to produce.
  • a simply constructed designed as an inline solenoid injector fuel injector should be specified.
  • the proposed fuel injector comprises a nozzle needle, which is guided in a high-pressure bore of a nozzle body for releasing and closing at least one injection opening and is acted upon in the direction of a sealing seat by the spring force of a closing spring.
  • the end of the nozzle needle remote from the sealing seat delimits a control chamber.
  • the fuel injector comprises a solenoid valve, via which the control chamber is relieved.
  • the solenoid valve has a plunger armature cooperating with a flat seat and serving as a valve closing element. This may be formed in one or more parts, wherein the one-piece design is preferred. An additional, for example, bolt-shaped valve closing element can therefore be omitted, whereby the number of components is reduced.
  • the solenoid valve is simplified by the flat armature also serves as a valve closing element.
  • the plunger armature cooperates with a valve seat, which is designed here as a flat seat, which also leads to a simplification of the concept.
  • the plunger armature has a cooperating with the flat seat annular sealing contour or sealing surface.
  • the sealing contour or sealing surface is formed on a face of the plunger armature facing the flat seat.
  • the end face may be at least partially inclined with respect to the flat seat, so that possibly a line-shaped sealing contour, for example in the form of a biting edge, is formed.
  • the plunger armature is acted upon in the direction of the flat seat by the spring force of a spring.
  • the spring is preferably designed as a compression spring, for example as a helical compression spring and supported on a side facing away from the flat seat face of the plunger armature.
  • the flat seat is formed on a throttle plate and surrounds an outlet throttle having flow channel of the throttle plate.
  • the solenoid valve In the closed position of the solenoid valve thus prevents the voltage applied to the flat seat of the throttle plate sealing contour or sealing surface of the plunger armature relief of the control chamber, so that the prevailing control pressure holds the nozzle needle of the fuel injector in its sealing seat. Due to the small pressurized diameter to be sealed after the outlet throttle or the outlet channel, the clamping forces can be reduced.
  • the locking forces are realized only by the spring force of the spring, which act on the plunger armature in the direction of the flat seat.
  • the throttle plate which forms the flat seat, is further preferably arranged between the nozzle body and a valve plate for receiving the solenoid valve.
  • the solenoid valve is therefore only by the throttle plate and the drain channel formed therein from the control room separated, so that the tax oil requirement is further reduced.
  • a compact design in particular in the axial direction is created, which also has a high switching chain stiffness.
  • the magnetic valve comprises a magnetic core and a magnetic coil, wherein the magnetic core is substantially pot-shaped and at least partially receives the plunger armature and / or the spring.
  • This arrangement is particularly compact, since the plunger armature and / or the spring is or are at least partially received in the magnetic core.
  • the magnetic core can serve in this way at the same time the leadership of the plunger anchor.
  • the magnetic core can form a stop surface over which the stroke of the plunger armature can be limited.
  • the magnetic core is indirectly supported via an adjustment on an injector body. If the magnetic core itself forms a Ankerhubanschlag, can also be dispensed with an anchor stroke adjustment via a shim. In this case, the magnetic core is preferably supported directly on the injector body. In this way, the number of components can be further reduced and an even more compact construction arrangement can be achieved.
  • the fuel injector is designed as an inline solenoid valve injector.
  • an inline solenoid valve injector has a short switching chain, since the switching valve, in the present case in the form of a solenoid valve, is arranged in direct proximity to the nozzle needle.
  • the valve construction is complex and expensive to produce to exactly milled / paired geometries to realize the formation of a nearly pressure-balanced control valve, the present concept is characterized by its simplicity and associated low manufacturing costs.
  • the simplicity of the concept is due in particular to the fact that the valve seat is formed as a flat seat on the throttle plate. This results in an arrangement of the solenoid valve directly after the formed in the throttle plate and the outlet throttle having flow channel, resulting in small pressurized diameter to be sealed, which require low clamping forces.
  • the Indian FIG. 1 illustrated fuel injector is designed as an inline solenoid valve injector. That is, a solenoid valve 8 for controlling the movement of a nozzle needle 1 is disposed in close proximity thereto. In this way, a short switching chain and an improved response of the nozzle needle 1 is achieved.
  • the nozzle needle 1 is guided in a liftable manner in a high-pressure bore 2 of a nozzle body 3, so that over the stroke movement of the nozzle needle 1 at least one injection opening 4 formed in the nozzle body 3 can be opened or closed.
  • the nozzle needle 1 In order to release the at least one injection opening 4, the nozzle needle 1 must be lifted by a sealing seat 5, which in the present case has a conical shape and cooperates sealingly with a conical sealing surface formed on the nozzle needle.
  • the nozzle needle 1 For closing the at least one injection opening 4, the nozzle needle 1 is returned to the sealing seat 5.
  • the closing force required for this purpose is caused on the one hand by a closing spring 6, on the other hand by the control pressure of a control chamber 7, which is formed in the nozzle body 3 and is limited by the nozzle needle 1.
  • the nozzle needle 1 is thus acted upon directly by the control pressure in the control chamber 7.
  • the control pressure in the control chamber 7 must be lowered or the control chamber 7 to be relieved.
  • the Fuel injector, the solenoid valve 8, which in an enlarged view of FIG. 2 can be seen.
  • the solenoid valve 8 comprises a cup-shaped magnetic core 16 which is surrounded on the outer peripheral side by a magnetic coil 17 and is supported on an injector body 19 via a dial 18.
  • the injector body 19 abuts directly on a valve plate 15, in which the solenoid valve 8 is formed.
  • On the valve plate 15 is a throttle plate 12, in which a flow channel 14 is formed for the flow of the control amount from the control chamber 7.
  • the drainage channel 14 has an outlet throttle 13.
  • the drainage channel 14 opens directly into the control chamber 7.
  • the solenoid valve 8 facing top of the throttle plate 12 forms a valve seat in the form of a flat seat 9, which surrounds the drain passage 14.
  • a valve element of the solenoid valve 8 cooperates, which is designed in the present case as a plunger anchor 10.
  • the solenoid valve 8 has a spring 11, which is supported on the one hand on the plunger armature 10 and on the other hand on the magnetic core 16. Due to the cup shape of the magnetic core 16, the spring 11 is completely received in the magnetic core 16.
  • the plunger armature 10 is in the present case designed as a stepped piston and also received in the magnetic core 16 in the region of its smaller diameter.
  • the embodiment as a stepped piston serves to form an annular abutment surface which cooperates with a corresponding stop surface formed on the magnetic core 16.
  • the armature stroke is in this case via the shim 18, by means of which the magnetic core 16 supported on the injector 19, adjustable.
  • the magnetic coil 17 and the magnetic core 16 including the shim 18 are held in contact with the injector 19.
  • the plate spring 20 is for this purpose supported on the one hand on the coil 17, on the other hand on the throttle plate 12.
  • FIG. 2 shows that in this way a particularly compact structure arrangement of a solenoid valve or an inline solenoid valve injector can be realized. At the same time, the arrangement is characterized by a low number of components and by simply designed components.
  • the Inline arrangement of the solenoid valve 8 also leads to a short switching chain, which has a positive effect on the response of the nozzle needle.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine umfassend eine Düsennadel (1), die in einer Hochdruckbohrung (2) eines Düsenkörpers (3) zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung (4) hubbeweglich geführt und in Richtung eines Dichtsitzes (5) von der Federkraft einer Schließfeder (6) beaufschlagt ist, wobei das dem Dichtsitz (5) abgewandte Ende der Düsennadel (1) einen Steuerraum (7) begrenzt, ferner umfassend ein Magnetventil (8) zur Entlastung des Steuerraums (7). Erfindungsgemäß besitzt das Magnetventil (8) einen mit einem Flachsitz (9) zusammenwirkenden und als Ventilschließelement dienenden Tauchanker (10).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Ein solcher Kraftstoffinjektor umfasst eine Düsennadel, die in einer Hochdruckbohrung eines Düsenkörpers zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung hubbeweglich geführt und in Richtung eines Dichtsitzes von der Federkraft einer Schließfeder beaufschlagt ist. Das dem Dichtsitz abgewandte Ende der Düsennadel begrenzt dabei einen Steuerraum, welcher über ein Magnetventil entlastbar ist.
    • Stand der Technik
  • Ein Kraftstoffinjektor der vorstehend genannten Art geht beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2007 027 185 A1 hervor. Offenbart wird ein Kraftstoffinjektor mit einem Magnetventil, bei dessen Betätigung ein Ventilelement aus seinem Sitz oder in seinen Sitz gestellt wird. Das Ventilelement dient der Druckentlastung oder der Druckbeaufschlagung eines Steuerraums und somit der Steuerung der Bewegung einer Düsennadel des Kraftstoffinjektors. Um das Ansprechverhalten in Bezug auf die Öffnungs- und Schließbewegungen der Düsennadel zu verbessern, weist der aus dem Stand der Technik bekannte Kraftstoffinjektor einen linearen Antrieb auf, der auf der Basis der Lorenzkraft funktioniert. Der lineare Antrieb umfasst hierzu eine Tauschspule und einen Magneten, beispielsweise einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten, und wirkt in Abhängigkeit von der Stromrichtung in zwei Richtungen. Das Magnetventil umfasst ferner ein Ventilelement, das vorliegend kugelförmig ausgebildet ist und zur Entlastung des Steuerraums über den Linearantrieb aus seinem Sitz hebbar ist. Der in dieser Druckschrift vorgeschlagene Kraftstoffinjektor zeichnet sich dadurch aus, dass im Vergleich zu bisher gefertigten Magnetventilen eine geringere Anzahl von Einzelteilen erforderlich ist. Durch eine kleinere elektrische Zeitkonstante und kleinere bewegte Massen soll sich auf diese Weise ein hochdynamischer Antrieb für einen Kraftstoffinjektor realisieren lassen. Des Weiteren soll durch die vorgeschlagene Lösung ein Inline-Magnetventil darstellbar sein.
  • Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen kompaktbauenden Kraftstoffinjektor anzugeben, welcher zudem kostengünstig herstellbar ist. Insbesondere soll ein einfach aufgebauter als Inline-Magnetventilinjektor ausgelegter Kraftstoffinjektor angegeben werden.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor umfasst eine Düsennadel, die in einer Hochdruckbohrung eines Düsenkörpers zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung hubbeweglich geführt und in Richtung eines Dichtsitzes von der Federkraft einer Schließfeder beaufschlagt ist. Das dem Dichtsitz abgewandte Ende der Düsennadel begrenzt dabei einen Steuerraum. Ferner umfasst der Kraftstoffinjektor ein Magnetventil, über welches der Steuerraum entlastbar ist. Erfindungsgemäß besitzt das Magnetventil einen mit einem Flachsitz zusammenwirkenden und als Ventilschließelement dienenden Tauchanker. Dieser kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei die einteilige Ausführung bevorzugt wird. Ein zusätzliches, beispielsweise bolzenförmiges Ventilschließelement kann demnach entfallen, wodurch die Anzahl der Bauteile reduziert wird. Ferner wird das Magnetventil vereinfacht indem der Flachanker zugleich als Ventilschließelement dient. In dieser Funktion wirkt der Tauchanker mit einem Ventilsitz zusammen, der vorliegend als Flachsitz ausgeführt ist, was ebenfalls zu einer Vereinfachung des Konzeptes führt.
  • Bevorzugt besitzt der Tauchanker eine mit dem Flachsitz zusammenwirkende ringförmige Dichtkontur oder Dichtfläche. Die Dichtkontur oder Dichtfläche ist an einer dem Flachsitz zugewandten Stirnfläche des Tauchankers ausgebildet. Die Stirnfläche kann in Bezug auf den Flachsitz zumindest teilweise geneigt ausgebildet sein, so dass ggf. eine linienförmige Dichtkontur, beispielsweise in Form einer Beißkante, ausgebildet wird.
  • Weiterhin bevorzugt ist der Tauchanker in Richtung des Flachsitzes von der Federkraft einer Feder beaufschlagt. Die Feder ist vorzugsweise als Druckfeder, beispielsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet und an einer dem Flachsitz abgewandten Stirnfläche des Tauchankers abgestützt.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Flachsitz an einer Drosselplatte ausgebildet ist und einen eine Ablaufdrossel aufweisenden Ablaufkanal der Drosselplatte umgibt. In Schließstellung des Magnetventils verhindert demnach die am Flachsitz der Drosselplatte anliegende Dichtkontur oder Dichtfläche des Tauchankers eine Entlastung des Steuerraums, so dass der hierin herrschende Steuerdruck die Düsennadel des Kraftstoffinjektors in ihrem Dichtsitz hält. Durch den kleinen abzudichtenden druckbeaufschlagten Durchmesser nach der Ablaufdrossel bzw. dem Ablaufkanal können die Zuhaltekräfte verringert werden. Vorzugsweise werden die Zuhaltekräfte lediglich durch die Federkraft der Feder realisiert, welche den Tauchanker in Richtung des Flachsitzes beaufschlagen.
  • Zur Erhöhung der Schaltkettensteifigkeit sowie zur Minimierung des Steuerölbedarfs wird ferner eine Verringerung des Düsennadeldurchmessers mit einhergehender Verringerung des Steuerraumdurchmessers vorgeschlagen. Der auf diese Weise minimierte Steuerölvolumenstrom ermöglicht eine günstige Abstimmung von Sitzdurchmesser und Ankerhub am Steuerventil unter Berücksichtigung der erforderlichen Magnetkraft und Ventilzuhaltekraft.
  • Die Drosselplatte, welche den Flachsitz ausbildet, ist weiterhin bevorzugt zwischen dem Düsenkörper und einer Ventilplatte zur Aufnahme des Magnetventils angeordnet. Das Magnetventil ist demnach lediglich durch die Drosselplatte sowie den hierin ausgebildeten Ablaufkanal vom Steuerraum getrennt, so dass der Steuerölbedarf weiter verringert wird. Zudem wird eine, insbesondere in axialer Richtung kompaktbauende Anordnung geschaffen, welche zudem eine hohe Schaltkettensteifigkeit aufweist.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Magnetventil einen Magnetkern und eine Magnetspule umfasst, wobei der Magnetkern im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und den Tauchanker und/oder die Feder zumindest teilweise aufnimmt. Diese Anordnung ist besonders kompaktbauend, da der Tauchanker und/oder die Feder zumindest teilweise im Magnetkern aufgenommen ist bzw. sind. Der Magnetkern kann auf diese Weise zugleich der Führung des Tauchankers dienen. Ferner kann der Magnetkern eine Anschlagfläche ausbilden, über welche der Hub des Tauchankers begrenzbar ist.
  • Zur Einstellung des Ankerhubes kann ferner vorgesehen sein, dass der Magnetkern mittelbar über eine Einstellscheibe an einem Injektorkörper abgestützt ist. Sofern der Magnetkern selbst einen Ankerhubanschlag ausbildet, kann auf eine Ankerhubeinstellung über eine Einstellscheibe auch verzichtet werden. In diesem Fall ist der Magnetkern vorzugsweise unmittelbar am Injektorkörper abgestützt. Auf diese Weise kann die Anzahl der Bauteile weiter reduziert und eine noch kompakter bauende Anordnung erreicht werden.
  • Vorteilhafterweise ist der Kraftstoffinjektor als Inline-Magnetventilinjektor ausgebildet. Im Unterschied zu einem Top-Head-Injektor weist ein Inline-Magnetventilinjektor eine kurze Schaltkette auf, da das Schaltventil, vorliegend in Form eines Magnetventils, in direkter Nähe zur Düsennadel angeordnet ist. Während bei bekannten Inline-Magnetventilinjektoren die Ventilkonstruktion komplex und aufwändig herzustellen ist, um exakt zueinander geschliffene/gepaarte Geometrien zu realisieren, die der Ausbildung eines nahezu druckausgeglichenen Steuerventils dienen, zeichnet sich das vorliegende Konzept durch seine Einfachheit sowie damit einhergehende geringe Herstellungskosten aus. Die Einfachheit des Konzeptes ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass der Ventilsitz als Flachsitz an der Drosselplatte ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich eine Anordnung des Magnetventils direkt nach dem in der Drosselplatte ausgebildeten und die Ablaufdrossel aufweisenden Ablaufkanal, wodurch sich kleine abzudichtende druckbeaufschlagte Durchmesser ergeben, welche geringe Zuhaltekräfte erfordern.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Diese zeigen:
    • Figur 1
    einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor und
    Figur 2
    einen Ausschnitt aus Figur 1 im Bereich des Magnetventils.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Der in der Figur 1 dargestellte Kraftstoffinjektor ist als Inline-Magnetventilinjektor ausgebildet. D.h., dass ein Magnetventil 8 zur Steuerung der Bewegung einer Düsennadel 1 in direkter Nähe zu dieser angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine kurze Schaltkette und ein verbessertes Ansprechverhalten der Düsennadel 1 erreicht. Die Düsennadel 1 ist in einer Hochdruckbohrung 2 eines Düsenkörpers 3 hubbeweglich geführt, so dass über die Hubbewegung der Düsennadel 1 wenigstens eine im Düsenkörper 3 ausgebildete Einspritzöffnung 4 freigebbar oder verschließbar ist. Zum Freigeben der wenigstens einen Einspritzöffnung 4 muss die Düsennadel 1 von einem Dichtsitz 5 gehoben werden, der vorliegend kegelförmig ausgebildet ist und mit einer an der Düsennadel ausgebildeten kegelförmigen Dichtfläche dichtend zusammenwirkt. Zum Verschließen der wenigstens einen Einspritzöffnung 4 wird die Düsennadel 1 in den Dichtsitz 5 zurückgestellt. Die hierzu erforderliche Schließkraft wird einerseits von einer Schließfeder 6, andererseits vom Steuerdruck eines Steuerraums 7 bewirkt, welcher im Düsenkörper 3 ausgebildet ist und von der Düsennadel 1 begrenzt wird. Die Düsennadel 1 wird demnach von dem Steuerdruck im Steuerraum 7 unmittelbar beaufschlagt.
  • Um ein Öffnen der Düsennadel 1 und damit die Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung 4 zu ermöglichen, muss der Steuerdruck im Steuerraum 7 gesenkt bzw. der Steuerraum 7 entlastet werden. Hierzu weist der Kraftstoffinjektor das Magnetventil 8 auf, das in vergrößerter Darstellung der Figur 2 zu entnehmen ist.
  • Gemäß der Figur 2 umfasst das Magnetventil 8 einen topfförmigen Magnetkern 16, welcher außenumfangseitig von einer Magnetspule 17 umgeben ist und über eine Einstellscheibe 18 an einem Injektorkörper 19 abgestützt ist. Der Injektorkörper 19 liegt direkt an einer Ventilplatte 15 an, in welcher das Magnetventil 8 ausgebildet ist. An die Ventilplatte 15 liegt wiederum eine Drosselplatte 12 an, in welcher ein Ablaufkanal 14 für den Ablauf der Steuermenge aus dem Steuerraum 7 ausgebildet ist. Der Ablaufkanal 14 weist eine Ablaufdrossel 13 auf. Der Ablaufkanal 14 mündet direkt in den Steuerraum 7. Die dem Magnetventil 8 zugewandte Oberseite der Drosselplatte 12 bildet einen Ventilsitz in Form eines Flachsitzes 9 aus, welcher den Ablaufkanal 14 umgibt. Mit dem Flachsitz 9 wirkt ein Ventilelement des Magnetventils 8 zusammen, das vorliegend als Tauchanker 10 ausgebildet ist. Um den Tauchanker 10 in Anlage mit den Flachsitzen 9 zu halten, weist das Magnetventil 8 eine Feder 11 auf, welche einerseits an dem Tauchanker 10 und andererseits an dem Magnetkern 16 abgestützt ist. Durch die Topfform des Magnetkerns 16 ist die Feder 11 vollständig in dem Magnetkern 16 aufgenommen. Der Tauchanker 10 ist vorliegend als Stufenkolben ausgeführt und im Bereich seines geringeren Durchmessers ebenfalls im Magnetkern 16 aufgenommen. Die Ausführung als Stufenkolben dient der Ausbildung einer ringförmigen Anschlagfläche, welche mit einer korrespondierend hierzu ausgebildeten Anschlagfläche am Magnetkern 16 zusammenwirkt. Der Ankerhub ist vorliegend über die Einstellscheibe 18, mittels welcher der Magnetkern 16 am Injektorkörper 19 abgestützt, einstellbar. Über die Federkraft einer Tellerfeder 20 werden die Magnetspule 17 und der Magnetkern 16 einschließlich der Einstellscheibe 18 in Anlage mit dem Injektorkörper 19 gehalten. Die Tellerfeder 20 ist hierzu einerseits an der Spule 17, andererseits an der Drosselplatte 12 abgestützt.
  • Die Darstellung der Figur 2 zeigt, dass auf diese Weise eine besonders kompaktbauende Anordnung eines Magnetventils bzw. eines Inline-Magnetventilinjektors realisierbar ist. Zugleich zeichnet sich die Anordnung durch eine geringe Bauteilanzahl sowie durch einfach gestaltete Bauteile aus. Die Inline-Anordnung des Magnetventils 8 führt zudem zu einer kurzen Schaltkette, welche sich positiv auf das Ansprechverhalten der Düsennadel auswirkt.

Claims (8)

  1. Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine umfassend eine Düsennadel (1), die in einer Hochdruckbohrung (2) eines Düsenkörpers (3) zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung (4) hubbeweglich geführt und in Richtung eines Dichtsitzes (5) von der Federkraft einer Schließfeder (6) beaufschlagt ist, wobei das dem Dichtsitz (5) abgewandte Ende der Düsennadel (1) einen Steuerraum (7) begrenzt, ferner umfassend ein Magnetventil (8) zur Entlastung des Steuerraums (7),
    dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (8) einen mit einem Flachsitz (9) zusammenwirkenden und als Ventilschließelement dienenden Tauchanker (10) besitzt.
  2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchanker (10) eine mit dem Flachsitz (9) zusammenwirkende ringförmige Dichtkontur oder Dichtfläche besitzt.
  3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchanker (10) in Richtung des Flachsitzes (9) von der Federkraft einer Feder (11) beaufschlagt ist.
  4. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Flachsitz (9) an einer Drosselplatte (12) ausgebildet ist und einen eine Ablaufdrossel (13) aufweisenden Ablaufkanal (14) der Drosselplatte (12) umgibt.
  5. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselplatte (12) zwischen dem Düsenkörper (3) und einer Ventilplatte (15) zur Aufnahme des Magnetventils (8) angeordnet ist.
  6. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (8) einen Magnetkern (16) und eine Magnetspule (17) umfasst, wobei der Magnetkern (16) im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und den Tauchanker (10) und/oder die Feder (11) zumindest teilweise aufnimmt.
  7. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (16) unmittelbar oder mittelbar über eine Einstellscheibe (18) an einem Injektorkörper (19) abgestützt ist.
  8. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor als Inline-Magnetventilinjektor ausgebildet ist.
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