KRAFTSTOFFEINSPRITZVENTILEINRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Ventilkolben, der ein Ventilkolbenende aufweist, das einen Ventilsteuerraum begrenzt und in axialer Richtung in einem Führungsabschnitt geführt ist.

Stand der Technik

[0002] Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 52 604 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil mit einem Ventilgehäuse bekannt, in dem ein Ventilsitzkörper aufgenommen ist, der auch als Ventilstück bezeichnet wird. Ein ventilkolben ist in einem Führungsabschnitt des Ventilstücks geführt. Um die Leckage zwischen dem Ventilkolben und dem Ventilstück gering zu halten, ist das Ventilstück im Bereich des Führungsabschnitts mit Hochdruck umgeben.

[0003] Aus der Schrift WO 03/078828 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen in einem Ventilstück geführten Ventilkolben aufweist. Der Ventilkolben weist auf seiner der Düse abgewandten Ende eine Stirnfläche auf, mit der der Ventilkolbern einen Steuerraum begrenzt, wobei in der Stirnfläche eine Vertiefung ausgebildet ist.

Offenbarung der Erfindung

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.

[0005] Die Aufgabe ist bei einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Ventilkolben, der ein Ventilkolbenende aufweist, das einen Ventilsteuerraum begrenzt und in axialer Richtung in einem Führungsabschnitt geführt ist, dadurch gelöst, dass das geführte Ventilkolbenende ein sich in axialer Richtung erstreckendes Sackloch aufweist, das zum Ventilsteuerraum hin offen ist. Der Ventilsteuerraum wird auch als Steuerraum bezeichnet. Das zentrale Sackloch in dem geführten Ventilkolbenende ist direkt mit dem Steuerraum verbunden und mit Kraftstoff befüllt, der den gleichen Druck aufweist wie der Kraftstoff in dem Steuerraum. Der Steuerraum steht, vorzugsweise über eine Zulaufdrossel, mit einem Kraftstoffhochdruckspeicher in Verbindung, aus dem der Steuerraum mit Kraftstoff versorgt wird, der mit Hochdruck beaufschlagt ist. Durch den im Steuerraum und dem damit verbundenen Sackloch herrschenden Hochdruck wird das geführte Ventilkolbenende in dem Führungsabschnitt so verformt, insbesondere aufgeweitet, dass ein Führungsspiel zwischen dem geführten Ventilkolbenende und dem Führungsabschnitt mit zunehmendem Druck kleiner wird. Dadurch kann die Leckage zwischen dem Ventilkolben und dem Führungsabschnitt signifikant reduziert werden.

[0006] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sackloch im Bereich des Führungsabschnitts erstreckt. Dadurch wird eine gleichmäßige Verformung des Ventilkolbenendes im Bereich des Führungsabschnitts sichergestellt.

[0007] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt und der Steuerraum in einem Gehäusekörper der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung vorgesehen sind. Das hat den Vorteil, dass ein separates Ventilstück entfallen kann.

[0008] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt und der Steuerraum in einer gemeinsamen Ausnehmung des Gehäusekörpers vorgesehen sind. Dadurch wird die Herstellung der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung vereinfacht.

[0009] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung die Gestalt eines geraden Kreiszylinders aufweist. Die Ausnehmung wird vorzugsweise von einem Sackloch oder einer Sackbohrung in dem Gehäusekörper gebildet.

[0010] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass von der Ausnehmung ein Kraftstoffzulaufkanal ausgeht. Durch den vorzugsweise als Durchgangsbohrung ausgeführten Kraftstoffzulaufkanal wird der Steuerraum mit Kraftstoff befüllt. Vorzugsweise ist der Kraftstoffzulaufkanal mit einer Zulaufdrossel ausgestattet.

[0011] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass von der Ausnehmung ein Kraftstoffablaufkanal ausgeht. Durch den vorzugsweise als Durchgangsbohrung ausgeführten Kraftstoffablaufkanal ist der Steuerraum mit einem Druckentlastungsraum verbindbar, um den Druck in dem Steuerraum gezielt abzubauen. Vorzugsweise ist der Kraftstoffablaufkanal mit einer Ablaufdrossel ausgestattet.

[0012] Bei der vorliegenden Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist das Sackloch von einer zentralen Sackbohrung gebildet. Der Durchmesser des Sacklochs und/oder die Wandstärke des Ventilkolbenendes im Bereich des Sacklochs sind/ist so ausgelegt, dass bei maximalem Druck, das heißt bei maximaler Verformung des Ventilkolbenendes, ein minimales Spiel zwischen dem Ventilkolbenende und dem Führungsabschnitt bestehen bleibt. Dadurch wird ein unerwünschtes Klemmen des Ventilkolbenendes sicher verhindert.

[0013] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.

Zeichnung

[0014] Es zeigen:

Figur 1

einen Teil einer herkömmlichen Kraft- stoffeinspritzventileinrichtung im Längs- schnitt und

Figur 2

einen Teil einer erfindungsgemäßen Kraft- stoffeinspritzventileinrichtung im Längs- schnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0015] Figur 1 zeigt in einer auszugsweisen axialen Schnittdarstellung eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Ventilgehäuse 1, das auch als Injektorgehäuse bezeichnet wird. Die Kraftstoffeinspritzventileinrichtung dient insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff, insbesondere von Dieselkraftstoff, in einen Brennraum einer Gemisch verdichtenden selbstzündenden Brennkraftmaschine. Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil eignet sich jedoch für andere Anwendungsfälle.

[0016] Das Ventilgehäuse oder Injektorgehäuse 1 umfasst einen Injektorgehäusegrundkörper 2, in den ein Ventilstück 4 eingeschraubt ist. Das Ventilstück 4 umfasst einen Ventilsitzkörper 5, der mit einer trichterförmigen Vertiefung 6 versehen ist. Die trichterförmige Vertiefung 6 bildet eine Ventilsitzfläche, an der ein (nicht dargestellter) Ventilschließkörper dichtend zur Anlage kommen kann. Auf seiner der trichterförmigen Vertiefung 6 abgewandten Seite ist der Ventilsitzkörper 6 einstückig mit einem Führungskörper 8 verbunden, der ein zentrales Sackloch aufweist, das einen Führungsabschnitt 9 umfasst. In dem Führungsabschnitt 9 des Führungskörpers 8 ist ein Ventilkolbenende 11 eines Ventilkolbens 12 hin und her bewegbar geführt. Bei dem Ventilkolben 12 handelt es sich zum Beispiel um einen Ventilbolzen oder Ankerbolzen der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung. Bei dem Ventilkolben 12 kann es sich auch um einen Teil einer Düsennadel eines Kraftstoffinjektors handeln. Zwischen dem Ventilkolbenende 11 und dem Führungsabschnitt 9 des Führungskörpers 8 ist ein Leckagespalt 14 ausgebildet.

[0017] Das Ventilkolbenende 11 begrenzt mit seiner Stirnseite einen Ventilsteuerraum 18, der mit Kraftstoff befüllt ist. Von dem Ventilsteuerraum 18 geht ein Kraftstoffablaufkanal 19 aus, der in die trichterförmige Vertiefung 6 des Ventilsitzkörpers 5 mündet. Der Kraftstoffablaufkanal 19 verläuft, bezogen auf die Längsachse des Ventilkolbens 12 in axialer Richtung und ist im Mündungsbereich der trichterförmigen Vertiefung 6 durch den Ventilschließkörper der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung verschließbar. Über den Kraftstoffablaufkanal 19 ist der Ventilsteuerraum 18 mit einem (nicht dargestellten) Druckentlastungsraum verbindbar. Der Kraftstoffablaufkanal 19 ist mit einer Kraftstoffablaufdrossel ausgestattet.

[0018] Über einen Kraftstoffzulaufkanal 20 ist der Ventilsteuerraum 18 mit einem Ringraum 22 verbunden. Der Kraftstoffzulaufkanal 20 ist mit einer Kraftstoffzulaufdrossel ausgestattet. Der Ringraum 22 steht (nicht dargestellt) mit einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher in Verbindung, aus dem der Ringraum 22 mit Kraftstoff versorgt wird, der mit Hochdruck beaufschlagt ist. Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff gelangt durch den Kraftstoffzulaufkanal 20 in den Ventilsteuerraum 18. Durch den Hochdruck in dem Ventilsteuerraum 18 wird der Führungskörper 8 des Ventilstücks 4 so verformt, dass das Führungsspiel und damit die Spalthöhe des Ventilkolbens 12 kleiner wird. Dieser Effekt führt dazu, dass mit steigendem Druck die Leckage durch den Leckagespalt oder Führungsspalt 15 immer kleiner wird. Dadurch kann die Gesamtleckage der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung reduziert werden.

[0019] In Figur 2 ist eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzventileinrichtung, die auch als Injektor oder Kraftstoffinjektor bezeichnet wird, umfasst ein Injektorgehäuse 31 mit einem Injektorgehäusekörper 32. Der Injektorgehäusekörper 32 umfasst eine trichterförmige Vertiefung 36 und ein zentrales Sackloch 38. Das zentrale Sackloch 38 hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylinders und umfasst einen Führungsabschnitt 39 für ein Ventilkolbenende 41 eines Ventilkolbens 42. Zwischen dem Ventilkolbenende 41 und dem Führungsabschnitt 39 ist ein Leckagespalt 44 ausgebildet, der auch als Führungsspalt bezeichnet wird.

[0020] Der Ventilkolben 42 wirkt mit seinem einen (abgeschnitten dargestellten) Ende auf eine (nicht dargestellte) Ventilnadel ein, durch welche die Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine gesteuert wird. Das andere Ende des Ventilkolbens 42, das mit 41 bezeichnet ist, begrenzt mit seiner Stirnseite einen Ventilsteuerraum 48. Der Ventilsteuerraum 48 steht über einen Kraftstoffablaufkanal 49 mit einem Druckentlastungsraum in Verbindung. Der Kraftstoffablaufkanal 49 mündet im Zentrum der trichterförmigen Vertiefung 36 und ist durch einen (nicht dargestellten) Ventilschließkörper verschließbar. Der Kraftstoffablaufkanal 49 ist mit einer Kraftstoffablaufdrossel ausgestattet.

[0021] Der Ventilsteuerraum 48 steht über einen Kraftstoffzulaufkanal 50 mit einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher in Verbindung. Der Kraftstoffzulaufkanal 50 ist mit einer Kraftstoffzulaufdrossel ausgestattet. Sowohl der Kraftstoffablaufkanal 49 als auch der Kraftstoffzulaufkanal 50 sowie das Sackloch 38 und die trichterförmige Vertiefung 36 sind an beziehungsweise in dem Injektorgehäusekörper vorgesehen. Weitere, zusätzliche Bauteile, wie das aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 52 604 A1 bekannte Ventilstück, können entfallen.

[0022] Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung weist das Ventilkolbenende 41 ein zentrales Sackloch 54 auf, das sich von der den Ventilsteuerraum 48 begrenzenden Stirnseite des Ventilkolbenendes 41 in den Ventilkolben 42 hinein erstreckt. Das zentrale Sackloch 54 ist direkt mit dem Ventilsteuerraum 48 verbunden. Der Durchmesser des zentralen Sacklochs 54 beziehungsweise die Wandstärke des das zentrale Sackloch 54 umgebenden Ventilkolbenendes 41 sind so ausgelegt, dass bei maximal auftretendem Druck, das heißt bei einer maximalen Verformung des Ventilkolbenendes 41, das Führungsspiel in dem Führungsspalt 44 auf keinen Fall kleiner als Null wird. Dadurch wird ein unerwünschtes Klemmen des Ventilkolbenendes 41 in dem Führungsabschnitt 39 verhindert.

Ansprüche

1. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Ventilkolben (42), der ein Ventilkolbenende (41) aufweist, das einen Ventilsteuerraum (48) begrenzt und in axialer Richtung in einem Führungsabschnitt (39) geführt ist, wobei das geführte Ventilkolbenende (41) ein sich in axialer Richtung erstreckendes zentrales Sackloch (54) aufweist, das zum Ventilsteuerraum (48) hin offen ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch den im Steuerraum und dem damit verbundenen zentralen Sackloch (54) herrschenden Hochdruck das geführte Ventilkolbenende (41) in dem Führungsabschnitt (39) so verformt wird, dass ein Führungsspalt (44) zwischen dem geführten Ventilkolbenende (41) und dem Führungsabschnitt (39) mit zunehmendem Druck kleiner wird, so dass die Leckage zwischen dem Ventilkolben (41) und dem Führungsabschnitt (39) signifikant reduziert wird, und der Durchmesser des zentralen Sacklochs (54) und die Wandstärke des das zentrale Sackloch (54) umgebenden Ventilkolbenendes (41) so ausgelegt sind, dass bei maximal auftretendem Druck ein minimales Spiel (44) zwischen dem Ventilkolbenende (41) und dem Führungsabschnitt (39) bestehen bleibt.

2. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sackloch (54) im Bereich des Führungsabschnitts (39) erstreckt.

3. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (39) und der Ventilsteuerraum (48) in einem Gehäusekörper (32) der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung vorgesehen sind.

4. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (39) und der Steuerraum (48) in einer gemeinsamen Ausnehmung (38) des Gehäusekörpers (2) vorgesehen sind.

5. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (38) die Gestalt eines geraden Kreiszylinders aufweist.

6. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass von der Ausnehmung (38) ein Kraftstoffzulaufkanal (50) ausgeht.

7. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass von der Ausnehmung (38) ein Kraftstoffablaufkanal (49) ausgeht.

Claims

1. Fuel injection valve device having a valve piston (42) which has a valve piston end (41) which delimits a valve control chamber (48) and is guided in the axial direction in a guide section (39), the guided valve piston end (41) having a central blind bore (54) which extends in the axial direction and which is open toward the valve control chamber (48), characterized in that, by means of the high pressure prevailing in the control chamber and in the central blind bore (54) connected thereto, the guided valve piston end (41) is deformed in the guide section (39) in such a way that a guide gap (44) between the guided valve piston end (41) and the guide section (39) becomes smaller with increasing pressure, such that the leakage between the valve piston (41) and the guide section (39) is significantly reduced, and the diameter of the central blind bore (54) and the wall thickness of the valve piston end (41) surrounding the central blind bore (54) are configured such that, at the maximum occurring pressure, a minimum play (44) remains between the valve piston end (41) and the guide section (39).

2. Fuel injection valve device according to Claim 1, characterized in that the blind bore (54) extends in the region of the guide section (39).

3. Fuel injection valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide section (39) and the valve control chamber (48) are provided in a housing body (32) of the fuel injection valve device.

4. Fuel injection valve device according to Claim 3, characterized in that the guide section (39) and the control chamber (48) are provided in a common recess (38) of the housing body (2).

5. Fuel injection valve device according to Claim 4, characterized in that the recess (38) is in the form of a straight circular cylinder.

6. Fuel injection valve device according to Claim 4 or 5, characterized in that a fuel inflow duct (50) extends from the recess (38).

7. Fuel injection valve device according to one of Claims 4 to 6, characterized in that a fuel outflow duct (49) extends from the recess (38).

Revendications

1. Dispositif de soupape d'injection de carburant comprenant un piston de soupape (42) qui présente une extrémité de piston de soupape (41) qui limite un espace de commande de soupape (48) et qui est guidée dans la direction axiale dans une portion de guidage (39), l'extrémité de piston de soupape guidée (41) présentant un trou borgne central (54) s'étendant dans la direction axiale, qui est ouvert vers l'espace de commande de soupape (48), caractérisé en ce que l'extrémité de piston de soupape guidée (41) est déformée dans la portion de guidage (39) par la haute pression régnant dans l'espace de commande et le trou borgne central (54) associé à celui-ci, de telle sorte qu'une fente de guidage (44) entre l'extrémité de piston de soupape guidée (41) et la portion de guidage (39) devienne plus petite avec l'augmentation de la pression, de sorte que la fuite entre le piston de soupape (41) et la portion de guidage (39) soit réduite de manière significative, et le diamètre du trou borgne central (54) et l'épaisseur de paroi de l'extrémité de piston de soupape (41) entourant le trou borgne central (54) sont conçus de telle sorte que, pour une pression maximale se produisant, un jeu minimal (44) subsiste entre l'extrémité de piston de soupape (41) et la portion de guidage (39).

2. Dispositif de soupape d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trou borgne (54) s'étend dans la région de la portion de guidage (39).

3. Dispositif de soupape d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la portion de guidage (39) et l'espace de commande de soupape (48) sont prévus dans un corps de boîtier (32) du dispositif de soupape d'injection de carburant.

4. Dispositif de soupape d'injection de carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que la portion de guidage (39) et l'espace de commande (48) sont prévus dans un évidement commun (38) du corps de boîtier (2).

5. Dispositif de soupape d'injection de carburant selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'évidement (38) présente la forme d'un cylindre circulaire droit.

6. Dispositif de soupape d'injection de carburant selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'un canal d'amenée de carburant (50) part de l'évidement (38).

7. Dispositif de soupape d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'un canal d'écoulement de carburant part de l'évidement (38).

Zeichnung