WO2008046677A2 - Fuel injector comprising a sealing element - Google Patents
Fuel injector comprising a sealing element Download PDFInfo
- Publication number
- WO2008046677A2 WO2008046677A2 PCT/EP2007/058460 EP2007058460W WO2008046677A2 WO 2008046677 A2 WO2008046677 A2 WO 2008046677A2 EP 2007058460 W EP2007058460 W EP 2007058460W WO 2008046677 A2 WO2008046677 A2 WO 2008046677A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- sealing element
- fuel injector
- pressure
- injector
- sealing ring
- 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.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- 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
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2547/00—Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M2547/003—Valve inserts containing control chamber and valve piston
Definitions
- DE 196 50 865 A1 relates to a solenoid valve for controlling the fuel pressure in a control chamber of an injection valve, such as a common rail high-pressure accumulator injection system. Via the fuel pressure in the control chamber, a stroke movement of a valve piston is controlled, with which an injection opening of the injection valve is opened or closed.
- the solenoid valve comprises an electromagnet, a movable armature and a valve member which is moved with the armature and acted upon by a valve closing spring in the closing direction and which cooperates with the valve seat of the solenoid valve and thus controls the fuel drain from the control chamber.
- the high-pressure space which is filled with pressurized fuel under system pressure, is sealed against an underlying low-pressure space, which is coaxial with the injection valve member between the injection valve guide and the injector body and acts as a leakage space.
- a Teflon sealing ring is used, which is stabilized by a support ring.
- a sealing ring of Teflon and a support ring which is used below the sealing ring made of Teflon
- a U-shaped profiled sealing ring made of a metallic material For example, in the metallic material, a soft annealed steel having a carbon content in the range of 0.5% to 0.8% may be used.
- the inventively proposed U-shaped profiled sealing ring can not hineinzuextrudieren in the gap between the axial bore of the injector body and embedded in this leadership of the injection valve member, since the metallic material does not tend to flow in the context of plastic deformation, compared to a sealing ring, the Teflon material is made. Furthermore, can be dispensed with by the inventively proposed solution to the previously used support ring, since the present invention proposed U-shaped profiled seal the required mechanical stability is already inherent.
- the inventively proposed profiled sealing ring may instead of a U-profile and a V-shaped profiling or a rectangular, stepped profiling have depending on the purpose and injector design.
- Figure 1 shows a cross section through an actuatable by a solenoid valve fuel injector according to the prior art
- FIG. 2 shows a comparison of the sealing concept known from the prior art and the seal proposed according to the invention within the fuel injector.
- Figure 1 shows a cross section through a fuel injector according to the prior art, which is actuated by means of a solenoid valve.
- a fuel injector 10 as shown in Figure 1 comprises an injector body 12 in which a solenoid valve 14 is received. From the solenoid valve 14, a magnetic core 20 and the magnetic core 20 enclosed by the magnetic coil 22 are shown in the Dar position according to FIG. The solenoid coil 22 of the solenoid valve 14 is energized via not shown in Figure 1 electrical connections.
- an armature assembly 16 is arranged, which comprises an armature guide 30, an anchor bolt 32 and an anchor plate 34 and is formed in several parts.
- An armature spring 36 which biases the armature plate 34 against the anchor bolt 32, is located between the anchor plate 34 displaceably mounted on the anchor bolt 32 and a lower stop on the armature guide 30. Above the armature assembly 16 is located in a passage opening 24 of the magnetic core 20, a closing spring 18.
- a dial 26 is enclosed by a hat-shaped locking sleeve 28.
- the armature guide 30 of the armature assembly 16 as shown in Figure 1 is attached via a clamping screw 38 in the injector body 12 of the fuel injector 10 and biased against an injection valve member guide 58 with an intermediate classified shim 42.
- armature guide 30 In the armature guide 30 are bores 40, via which flows from a control chamber 52 of the fuel injector 10 controlled amount of a low-pressure side return 62 flows.
- a closing element guide 44 On the underside of the anchor bolt 32 there is a closing element guide 44 which partially encloses a closing element 46 which is shown spherically in FIG.
- the here formed spherical locking element 46 is placed in its closing seat 48 and closes an outlet throttle 50 of the control chamber 52.
- the control chamber 52 is acted upon via an inlet throttle 54 with fuel under system pressure via a high-pressure chamber 68.
- the fuel under system pressure flows to the injector body 12 of the fuel injector 10 via a high-pressure port, via which the fuel injector 10 as shown in Figure 1 with a high pressure storage space of a high-pressure injection system such. B. is connected to a common rail injection system for self-igniting internal combustion engines.
- the ball-shaped closing element 46 is placed in its closing seat 48.
- the control chamber 52 is subjected to system pressure, so that the injection needle member 56, which is shown only in part in FIG. 1 and is preferably needle-shaped, remains seated, ie. H.
- the injection needle member 56 which is shown only in part in FIG. 1 and is preferably needle-shaped, remains seated, ie. H.
- the injection needle member 56 which is shown only in part in FIG. 1 and is preferably needle-shaped, remains seated, ie. H.
- the injection openings for injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine remain closed.
- FIG. 1 shows that the high-pressure chamber 68 is sealed against a low-pressure space 70, which extends substantially coaxially with the injection-valve element guide 58, via a Teflon sealing ring 64 and a support ring 66 arranged underneath.
- the sealing ring 64 Due to the material properties of the sealing ring 64, it tends to migrate into a gap resulting between the injection valve member guide 58 and the injector body 12. Furthermore, the sealing ring 64, which is made of Teflon, has the property to migrate on the outside of the injection valve member guide 58, so that this from the point to be sealed between the high-pressure chamber 68 and the low-pressure side gap between the injection valve member guide 58 and the inner wall of the Injector body 12 removed, which on the one hand leads to pressure loss in the high pressure chamber 68 and on the other hand, an undesirable leakage entails and can lead to total injector failure.
- FIG. 2 the sealing concept according to the prior art set forth in FIG. 1 is compared with the seal proposed according to the invention. represents, in each case on a greatly enlarged scale, wherein the proposed sealing concept is not shown to scale as a functional example.
- a low-pressure space 70 is formed between the outer circumference of the injection valve member guide 58 and the bore of the injector body 12, into which the injection valve member guide 58 is embedded.
- the high-pressure chamber 68 into which fuel that is under system pressure via a connecting piece, is sealed in accordance with the prior art by means of the Teflon sealing ring 64 and the support ring 66 arranged underneath, as illustrated on the left side of the illustration of FIG is.
- control chamber 52 is filled via the inlet throttle 54 with fuel under system pressure, so that it is ensured that the control chamber 52 is always under system pressure.
- a U-shaped sealing ring 80 is used instead of the previously used components sealing ring 64 and support plate 66.
- the U-shaped sealing ring 80 includes an abutment surface 82 from which a first, vertically tapered flank 88 abuts with its outer surface on the periphery of the Einspritzventilglied Solution 58, and a second, also in the vertical direction tapered Flank 90, which rests with its outer surface on a surface of the injector 12, extend from.
- the ring-shaped bottom of the sealing ring 80 in a U-shape forming abutment surface 82 rests on a shoulder which is formed in the injector body 12 of the fuel injector 10 on.
- the sealing ring 80 formed in a U-shape is open at its end opposite the contact surface 82 and exposed to the system pressure prevailing in the high pressure chamber 68, indicated by the arrows shown in FIG.
- the geometry of the U-shaped profiled sealing ring 80 proposed according to the invention ensures that the system pressure 86 prevailing in the high pressure chamber 68 assists the sealing effect of the sealing ring 80.
- system pressure 86 on the one hand, the U-shaped cavity of the sealing ring 80 is subjected to system pressure and both the bottom of the sealing ring 80 forming abutment surface 82 is pressed into the shoulder of the injector 12, and the first, in the vertical direction to the open end tapered edge 88 and the second, also in the vertical direction tapered flank 90 of the sealing ring 80 expanded and pressed against their respective contact surfaces.
- U-shaped profiled sealing ring 80 of the system pressure 86 which is to be sealed against the low pressure chamber 70, used to increase the sealing force to improve the sealing effect of the U-shaped sealing ring 80. Due to the U-shaped design of the sealing ring 80, the tapered flanks 88, 90 are pressed at their respective upper ends by the system pressure 86 with a larger contact force against their corresponding contact surfaces than at the base of the flanks 88, 90 of the sealing ring 80. This will an underflow of the sealing ring 80 by fuel under high pressure along the contact surfaces 94, 96 avoided.
- the flanks 88 and 90 which extend parallel to the longitudinal axis 60 of the fuel injector 10, starting from the contact surface 82 of the annular sealing element 80, taper continuously or discontinuously in the vertical direction towards the open end of the sealing element 80 - The cross section, so that the sealing member 80 is arranged self-locking.
- the self-locking of the sealing element 80 is further increased by the system system 86 still reinforced conditioning of the outer sides of the two flanks 88, 90 on the corresponding sealing surfaces 94 and 96 of the injection valve member guide 58 and the injector body 12.
- the U-shape 84 of the sealing element 80 is preferably produced by material-removing laser processing, which is a high-precision production of vertically tapering, parallel to the longitudinal axis 60 of the fuel injector 10 extending, tapered flanks 88, 90 of preferably a metallic material or a Ensured alloy of several metallic materials made sealing member 80.
- a discontinuous configuration of the profiling 84 formed in the sealing ring 80 can be given for example by a rectangular-shaped profiling, which is stepped.
- a first rectangular groove formed below the end face of the sealing ring 80 wherein extending a likewise rectangular shaped, partially annular groove formed below the first formed in the material of the sealing ring 80 profiling.
- the U-shape 84 in the sealing ring 80 can also be V-shaped or have a rectangular shape.
- the injection valve member guide 58 assigning flank of the sealing ring 80 is made thicker.
- the profile formed in the material of the sealing ring 80 preferably in U-shape, is produced in all its variants, preferably by way of laser technology.
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)
Abstract
Description
Beschreibung description
Titeltitle
Kraftstoffinjektor mit MagnetventilFuel injector with solenoid valve
Stand der TechnikState of the art
DE 196 50 865 Al bezieht sich auf ein Magnetventil zur Steuerung des Kraftstoffdruckes in einem Steuerraum eines Einspritzventiles, etwa eines Common-Rail-Hochdruck- speichereinspritzsystems. Über den Kraftstoffdruck im Steuerraum wird eine Hubbewegung eines Ventilkolbens gesteuert, mit dem eine Einspritzöffnung des Einspritzventiles geöffnet oder geschlossen wird. Das Magnetventil umfasst einen Elektromagneten, einen beweglichen Anker und ein mit dem Anker bewegtes und von einer Ventilschließfeder in Schließrichtung beaufschlagtes Ventilglied, das mit dem Ventilsitz des Magnetventiles zusammenwirkt und so den Kraftstoffabfluss aus dem Steuerraum steuert.DE 196 50 865 A1 relates to a solenoid valve for controlling the fuel pressure in a control chamber of an injection valve, such as a common rail high-pressure accumulator injection system. Via the fuel pressure in the control chamber, a stroke movement of a valve piston is controlled, with which an injection opening of the injection valve is opened or closed. The solenoid valve comprises an electromagnet, a movable armature and a valve member which is moved with the armature and acted upon by a valve closing spring in the closing direction and which cooperates with the valve seat of the solenoid valve and thus controls the fuel drain from the control chamber.
Es ist ein Common-Rail-Injektor für den Einsatz an Hochdruckspeicherräume umfassende Einspritzanlagen bekannt, wobei in einem Injektorkörper ein in einer Einspritzventilgliedfüh- rung geführtes Einspritzventilglied aufgenommen ist. Das Einspritzventilglied wird durch eine Druckbeaufschlagung bzw. eine Druckentlastung eines in der Einspritzventilgliedfüh- rung ausgebildeten Steuerraums betätigt. Der Steuerraum steht über ein Zufuhrdrosselele- ment mit einem Hochdruckraum in Verbindung, so dass es stets mit einem ausreichenden Steuervolumen befüllt ist. Der Druck im Steuerraum wird durch die Betätigung eines zweiteiligen Ankers entlastet, der durch ein Magnetventil angezogen wird. Der Anker übt im stromlosen Fall die Schließkraft auf eine Ventilkugel aus. Wenn der Elektromagnet bestromt wird, bewegt sich der Anker um den Ankerhub nach oben, die Schließkraft, die auf die Ventilkugel wirkt, wird null, und ein Abströmventil öffnet. Eine Ankerführung, die fest im Injektorkörper des Kraftstoffinjektors verschraubt ist, nimmt den Ankerbolzen auf. Auf dem Ankerbolzen wird die Ankerplatte geführt, die ihrerseits vom Elektromagneten angezogen wird.There is known a common rail injector for use in high-pressure storage chambers comprehensive injection systems, wherein in an injector body in a Einspritzventilgliedfüh- tion guided injection valve member is received. The injection valve member is actuated by pressurization or pressure relief of a control chamber formed in the injection valve member guide. The control chamber communicates with a high-pressure chamber via a supply throttle element, so that it is always filled with a sufficient control volume. The pressure in the control chamber is relieved by the operation of a two-part armature, which is attracted by a solenoid valve. The armature exerts the closing force on a valve ball in the currentless case. When the electromagnet is energized, the armature moves upwards by the armature stroke, the closing force acting on the valve ball becomes zero, and an outflow valve opens. An armature guide, which is bolted firmly in the injector body of the fuel injector, receives the anchor bolt. On the anchor bolt, the anchor plate is guided, which in turn is attracted by the electromagnet.
Beim Common-Rail-Injektor wird der Hochdruckraum, der mit unter Systemdruck beaufschlagtem Kraftstoff befüllt ist, gegen einen darunter befindlichen Niederdruckraum abgedichtet, welcher sich koaxial zum Einspritzventilglied zwischen der Einspritzventilführung und dem Injektorkörper erstreckt und als ein Leckageraum fungiert. Herkömmlicherweise wird hierzu ein Teflondichtring eingesetzt, der durch einen Stützring stabilisiert wird.In the common-rail injector, the high-pressure space, which is filled with pressurized fuel under system pressure, is sealed against an underlying low-pressure space, which is coaxial with the injection valve member between the injection valve guide and the injector body and acts as a leakage space. Conventionally, for this purpose, a Teflon sealing ring is used, which is stabilized by a support ring.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, anstelle der bisher eingesetzten Kombination eines Dichtringes aus Teflon und eines Stützringes, der unterhalb des Dichtringes aus Teflon eingesetzt wird, einen U-förmig profilierten Dichtring aus einem metallischen Material einzusetzen. Bei dem metallischen Material kann zum Beispiel ein weichgeglühter Stahl einge- setzt werden, der einen Kohlenstoffgehalt im Bereich zwischen 0,5 % bis 0,8 % aufweist.According to the invention, instead of the previously used combination of a sealing ring of Teflon and a support ring, which is used below the sealing ring made of Teflon, use a U-shaped profiled sealing ring made of a metallic material. For example, in the metallic material, a soft annealed steel having a carbon content in the range of 0.5% to 0.8% may be used.
Durch die Geometrie des Dichtringes in U-Form wird erreicht, dass dieser an seiner offenen Seite durch den im Hochdruckraum herrschenden Systemdruck, d. h. dem unter Hochdruck stehenden Kraftstoff, beaufschlagt wird und an seine Aufnahmefläche innerhalb des Kraftstoffinjektors gedrückt wird. Dadurch wird ein Hochwandern des Dichtringes verhindert, da der z. B. in einem Hochdruckspeicherkörper (Common-Rail) herrschende Systemdruck den U-förmig profilierten Dichtring zusätzlich an die im Injektorkörper ausgebildete Dichtfläche andrückt und ihm damit eine weit höhere bleibende Vorspannkraft erteilt, als dies bei den bisher eingesetzten Dichtringen aus Teflon der Fall ist. Durch die durch den Systemdruck erzeugte Vorspannkraft wird das Hochwandern des Dichtringes und damit die Aufhebung der Abdichtwirkung des Dichtringes wirksam verhindert, da die Bewegung des Dichtringes am Ventilstück innerhalb des Kraftstoffinjektors nach oben zusätzlich durch Selbsthemmung gehemmt wird.Due to the geometry of the sealing ring in U-shape is achieved that this on its open side by the pressure prevailing in the high-pressure chamber system pressure, d. H. the high-pressure fuel, is applied and is pressed to its receiving surface within the fuel injector. As a result, a high migration of the sealing ring is prevented, since the z. B. in a high pressure accumulator body (common rail) prevailing system pressure in addition to the U-shaped profiled sealing ring presses against the formed in the injector body sealing surface and thus gives him a much higher permanent biasing force, as is the case with the previously used sealing rings made of Teflon. Due to the biasing force generated by the system pressure, the high migration of the sealing ring and thus the cancellation of the sealing effect of the sealing ring is effectively prevented, since the movement of the sealing ring on the valve member within the fuel injector is additionally inhibited upwards by self-locking.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene U-förmig profilierte Dichtring vermag nicht in den Spalt zwischen der Axialbohrung des Injektorkörpers und das in diese eingelassene Führung des Einspritzventilglieds hineinzuextrudieren, da das metallische Material nicht zum Verfließen im Rahmen einer plastischen Deformation neigt, im Vergleich zu einem Dichtring, der aus Teflonmaterial gefertigt wird. Des Weiteren kann durch die erfindungsgemäß vorge- schlagene Lösung auf den bisher eingesetzten Stützring verzichtet werden, da dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen U-förmig profilierten Dichtring die erforderliche mechanische Stabilität bereits innewohnt. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene profilierte Dichtring kann anstelle eines U-Profiles auch eine V-förmige Profilierung oder eine rechteckförmige, gestuft ausgebildete Profilierung aufweisen je nach Einsatzzweck und Injektorbauweise.The inventively proposed U-shaped profiled sealing ring can not hineinzuextrudieren in the gap between the axial bore of the injector body and embedded in this leadership of the injection valve member, since the metallic material does not tend to flow in the context of plastic deformation, compared to a sealing ring, the Teflon material is made. Furthermore, can be dispensed with by the inventively proposed solution to the previously used support ring, since the present invention proposed U-shaped profiled seal the required mechanical stability is already inherent. The inventively proposed profiled sealing ring may instead of a U-profile and a V-shaped profiling or a rectangular, stepped profiling have depending on the purpose and injector design.
Zeichnung Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.drawing With reference to the drawing, the invention will be described below in more detail.
Es zeigt:It shows:
Figur 1 einen Querschnitt durch einen mittels eines Magnetventils betätigbaren Kraftstoffinjektor gemäß des Standes der Technik undFigure 1 shows a cross section through an actuatable by a solenoid valve fuel injector according to the prior art and
Figur 2 eine Gegenüberstellung des aus dem Stand der Technik bekannten Abdichtungskonzeptes und der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abdichtung inner- halb des Kraftstoffinjektors.FIG. 2 shows a comparison of the sealing concept known from the prior art and the seal proposed according to the invention within the fuel injector.
Ausführungsvariantenvariants
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Kraftstoffinjektor gemäß des Standes der Technik, der mittels eines Magnetventils betätigt wird.Figure 1 shows a cross section through a fuel injector according to the prior art, which is actuated by means of a solenoid valve.
Ein Kraftstoffinjektor 10 gemäß der Darstellung in Figur 1 umfasst einen Injektorkörper 12, in welchem ein Magnetventil 14 aufgenommen ist. Vom Magnetventil 14 sind in der Dar- Stellung gemäß Figur 1 ein Magnetkern 20 und die vom Magnetkern 20 umschlossene Magnetspule 22 dargestellt. Die Magnetspule 22 des Magnetventils 14 wird über in Figur 1 nicht dargestellte elektrische Anschlüsse bestromt. Im Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 ist eine Ankerbaugruppe 16 angeordnet, die eine Ankerführung 30, einen Ankerbolzen 32 sowie eine Ankerplatte 34 umfasst und mehrteilig ausgebildet ist. Zwischen der am An- kerbolzen 32 verschieblich gelagerten Ankerplatte 34 und einem unteren Anschlag an der Ankerführung 30 befindet sich eine Ankerfeder 36, welche die Ankerplatte 34 gegen den Ankerbolzen 32 vorspannt. Oberhalb der Ankerbaugruppe 16 befindet sich in einer Durch- gangsöffnung 24 des Magnetkerns 20 eine Schließfeder 18. Eine Einstellscheibe 26 ist von einer hutfÖrmigen Sicherungshülse 28 umschlossen.A fuel injector 10 as shown in Figure 1 comprises an injector body 12 in which a solenoid valve 14 is received. From the solenoid valve 14, a magnetic core 20 and the magnetic core 20 enclosed by the magnetic coil 22 are shown in the Dar position according to FIG. The solenoid coil 22 of the solenoid valve 14 is energized via not shown in Figure 1 electrical connections. In the injector body 12 of the fuel injector 10, an armature assembly 16 is arranged, which comprises an armature guide 30, an anchor bolt 32 and an anchor plate 34 and is formed in several parts. An armature spring 36, which biases the armature plate 34 against the anchor bolt 32, is located between the anchor plate 34 displaceably mounted on the anchor bolt 32 and a lower stop on the armature guide 30. Above the armature assembly 16 is located in a passage opening 24 of the magnetic core 20, a closing spring 18. A dial 26 is enclosed by a hat-shaped locking sleeve 28.
Die Ankerführung 30 der Ankerbaugruppe 16 gemäß der Darstellung in Figur 1 wird über eine Spannschraube 38 im Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 befestigt und gegen eine Einspritzventilgliedführung 58 mit einer dazwischen liegenden klassierten Einstellscheibe 42 vorgespannt..The armature guide 30 of the armature assembly 16 as shown in Figure 1 is attached via a clamping screw 38 in the injector body 12 of the fuel injector 10 and biased against an injection valve member guide 58 with an intermediate classified shim 42.
In der Ankerführung 30 befinden sich Bohrungen 40, über welche aus einem Steuerraum 52 des Kraftstoffinjektors 10 abgesteuerte Steuermenge einem niederdruckseitigen Rücklauf 62 zuströmt. An der Unterseite des Ankerbolzens 32 befindet sich eine Schließelementführung 44, die ein in Figur 1 kugelförmig dargestelltes Schließelement 46 teilweise umschließt. Über den Ankerbolzen 32 der Ankerbaugruppe 16 wird das hier kugelförmig ausgebildete Schließele- ment 46 in seinen Schließsitz 48 gestellt und verschließt eine Ablaufdrossel 50 des Steuerraumes 52. Der Steuerraum 52 wird über eine Zulaufdrossel 54 mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff über einen Hochdruckraum 68 beaufschlagt. Der unter Systemdruck stehende Kraftstoff strömt dem Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 über einen Hoch- druckanschluss zu, über welchen der Kraftstoffinjektor 10 gemäß der Darstellung in Figur 1 mit einem Hochdruckspeicherraum eines Hochdruckeinspritzsystems wie z. B. einem Com- mon-Rail-Einspritzsystem für selbstzündende Verbrennungskraftmaschinen verbunden ist.In the armature guide 30 are bores 40, via which flows from a control chamber 52 of the fuel injector 10 controlled amount of a low-pressure side return 62 flows. On the underside of the anchor bolt 32 there is a closing element guide 44 which partially encloses a closing element 46 which is shown spherically in FIG. About the anchor bolt 32 of the armature assembly 16, the here formed spherical locking element 46 is placed in its closing seat 48 and closes an outlet throttle 50 of the control chamber 52. The control chamber 52 is acted upon via an inlet throttle 54 with fuel under system pressure via a high-pressure chamber 68. The fuel under system pressure flows to the injector body 12 of the fuel injector 10 via a high-pressure port, via which the fuel injector 10 as shown in Figure 1 with a high pressure storage space of a high-pressure injection system such. B. is connected to a common rail injection system for self-igniting internal combustion engines.
In der Darstellung gemäß Figur 1 ist das kugelförmig ausgebildete Schließelement 46 in seinen Schließsitz 48 gestellt. Demzufolge kann aus dem Steuerraum 52 des Kraftstoffϊnjek- tors 10 keine Steuermenge abfließen, der Steuerraum 52 ist mit Systemdruck beaufschlagt, so dass das in Figur 1 nur teilweise dargestellte, bevorzugt nadeiförmig ausgebildete Einspritzventilglied 56 in seinen Sitz gestellt bleibt, d. h. am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 10 ausgebildete Einspritzöffnungen zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine geschlossen bleiben.In the illustration according to FIG. 1, the ball-shaped closing element 46 is placed in its closing seat 48. As a result, no control quantity can flow out of the control chamber 52 of the fuel injector 10, the control chamber 52 is subjected to system pressure, so that the injection needle member 56, which is shown only in part in FIG. 1 and is preferably needle-shaped, remains seated, ie. H. At the combustion chamber end of the fuel injector 10 formed injection openings for injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine remain closed.
Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass der Hochdruckraum 68 gegen einen Niederdruckraum 70, der sich im Wesentlichen koaxial zur Einspritzventilgliedführung 58 erstreckt, über einen Dichtring 64 aus Teflon und einen darunterliegend angeordneten Stützring 66 abgedichtet ist.The illustration according to FIG. 1 shows that the high-pressure chamber 68 is sealed against a low-pressure space 70, which extends substantially coaxially with the injection-valve element guide 58, via a Teflon sealing ring 64 and a support ring 66 arranged underneath.
Aufgrund der Materialeigenschaften des Dichtringes 64 neigt dieser dazu, in einen sich zwischen der Einspritzventilgliedführung 58 und dem Injektorkörper 12 ergebenden Spalt hineinzuwandern. Des Weiteren hat der Dichtring 64, der aus Teflon gefertigt wird, die Eigenschaft, an der Außenseite der Einspritzventilgliedführung 58 hochzuwandern, so dass sich dieser von der abzudichtenden Stelle zwischen dem Hochdruckraum 68 und dem nieder- druckseitigen Spalt zwischen der Einspritzventilgliedführung 58 und der Innenwand des Injektorkörpers 12 entfernt, was einerseits zu Druckverlust im Hochdruckraum 68 führt und andererseits eine unerwünschte Leckage nach sich zieht und bis zum totalen Injektorausfall führen kann.Due to the material properties of the sealing ring 64, it tends to migrate into a gap resulting between the injection valve member guide 58 and the injector body 12. Furthermore, the sealing ring 64, which is made of Teflon, has the property to migrate on the outside of the injection valve member guide 58, so that this from the point to be sealed between the high-pressure chamber 68 and the low-pressure side gap between the injection valve member guide 58 and the inner wall of the Injector body 12 removed, which on the one hand leads to pressure loss in the high pressure chamber 68 and on the other hand, an undesirable leakage entails and can lead to total injector failure.
Der Darstellung gemäß Figur 2 ist das Abdichtungskonzept gemäß des in Figur 1 dargelegten Standes der Technik der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abdichtung gegenüberge- stellt, jeweils in stark vergrößertem Maßstab, wobei das vorgeschlagene Abdichtkonzept nicht maßstabgerecht als Funktionsbeispiel dargestellt ist.2, the sealing concept according to the prior art set forth in FIG. 1 is compared with the seal proposed according to the invention. represents, in each case on a greatly enlarged scale, wherein the proposed sealing concept is not shown to scale as a functional example.
Aus der Darstellung gemäß Figur 2 geht hervor, dass sich zwischen dem Außenumfang der Einspritzventilgliedführung 58 und der Bohrung des Injektorkörpers 12, in welche die Ein- spritzventilgliedführung 58 eingelassen ist, ein Niederdruckraum 70 bildet. Der Hochdruckraum 68, in den über einen Anschlussstutzen unter Systemdruck stehender Kraftstoff gelangt, ist gemäß des Standes der Technik über den Dichtring 64 aus Teflon und den darunterliegend angeordneten Stützring 66 abgedichtet, wie dies auf der linken Seite der Darstel- lung der Fig. 2 verdeutlicht ist.From the representation according to FIG. 2 it can be seen that a low-pressure space 70 is formed between the outer circumference of the injection valve member guide 58 and the bore of the injector body 12, into which the injection valve member guide 58 is embedded. The high-pressure chamber 68, into which fuel that is under system pressure via a connecting piece, is sealed in accordance with the prior art by means of the Teflon sealing ring 64 and the support ring 66 arranged underneath, as illustrated on the left side of the illustration of FIG is.
Durch den im Hochdruckraum 68 anstehenden Systemdruck wird der Steuerraum 52 über die Zulaufdrossel 54 mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff befüllt, so dass gewährleistet ist, dass der Steuerraum 52 stets unter Systemdruck steht.As a result of the system pressure prevailing in the high-pressure chamber 68, the control chamber 52 is filled via the inlet throttle 54 with fuel under system pressure, so that it is ensured that the control chamber 52 is always under system pressure.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend wird anstelle der bisher eingesetzten Bauteile Dichtring 64 und Stützscheibe 66 ein U-förmig konfigurierter Dichtring 80 eingesetzt. Der in U-Form ausgebildete Dichtring 80 umfasst eine Anlagefläche 82, von der aus sich eine erste, sich in vertikale Richtung verjüngende Flanke 88, die mit ihrer Außenfläche an dem Umfang der Einspritzventilgliedführung 58 anliegt, und eine zweite, sich ebenfalls in vertikale Richtung verjüngende Flanke 90, die mit ihrer Außenfläche an einer Fläche des Injektorkörpers 12 anliegt, aus erstrecken. Die den ringförmig ausgebildeten Boden des Dichtringes 80 in U-Form bildende Anlagefläche 82 liegt auf einem Absatz, der im Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 ausgebildet ist, auf. Der in U-Form ausgebildete Dicht- ring 80 ist an seinem der Anlagefläche 82 gegenüberliegenden Ende offen und dem im Hochdruckraum 68 herrschenden Systemdruck ausgesetzt, angedeutet durch die in Figur 2 dargestellten, mit Bezugszeichen 86 versehenen Pfeile.Following the proposed solution according to the invention, a U-shaped sealing ring 80 is used instead of the previously used components sealing ring 64 and support plate 66. The U-shaped sealing ring 80 includes an abutment surface 82 from which a first, vertically tapered flank 88 abuts with its outer surface on the periphery of the Einspritzventilgliedführung 58, and a second, also in the vertical direction tapered Flank 90, which rests with its outer surface on a surface of the injector 12, extend from. The ring-shaped bottom of the sealing ring 80 in a U-shape forming abutment surface 82 rests on a shoulder which is formed in the injector body 12 of the fuel injector 10 on. The sealing ring 80 formed in a U-shape is open at its end opposite the contact surface 82 and exposed to the system pressure prevailing in the high pressure chamber 68, indicated by the arrows shown in FIG.
Durch die Geometrie des erfindungsgemäß vorgeschlagenen, U-förmig profilierten Dicht- rings 80 wird erreicht, dass der im Hochdruckraum 68 vorherrschende Systemdruck 86 die Abdichtwirkung des Dichtringes 80 unterstützt. Durch den im Hochdruckraum 68 herrschenden Systemdruck 86 wird einerseits der U-förmig ausgebildete Hohlraum des Dichtringes 80 mit Systemdruck beaufschlagt und sowohl die den Boden des Dichtringes 80 bildende Anlagefläche 82 in den Absatz des Injektorkörpers 12 gedrückt, als auch die erste, sich in vertikale Richtung zum offenen Ende hin verjüngende Flanke 88 als auch die zweite, sich ebenfalls in vertikale Richtung verjüngende Flanke 90 des Dichtringes 80 aufgeweitet und gegen ihre jeweiligen Anlageflächen gedrückt. Dies bedeutete, dass durch den Systemdruck 86 die erste, sich in vertikale Richtung verjüngende Flanke 88 gegen eine Anlageflä- che 94 am Außenumfang der Einspritzventilgliedführung 58 und die zweite, sich ebenfalls in vertikale Richtung zum offenen Ende des Dichtringes 80 verjüngende Flanke 90 gegen eine Anlagefläche 96 an der Innenseite des Hochdruckraumes 68 im Injektorkörper 12 gedrückt werden.The geometry of the U-shaped profiled sealing ring 80 proposed according to the invention ensures that the system pressure 86 prevailing in the high pressure chamber 68 assists the sealing effect of the sealing ring 80. By prevailing in the high-pressure chamber 68 system pressure 86 on the one hand, the U-shaped cavity of the sealing ring 80 is subjected to system pressure and both the bottom of the sealing ring 80 forming abutment surface 82 is pressed into the shoulder of the injector 12, and the first, in the vertical direction to the open end tapered edge 88 and the second, also in the vertical direction tapered flank 90 of the sealing ring 80 expanded and pressed against their respective contact surfaces. This meant that by the system pressure 86, the first, in the vertical direction tapered edge 88 against a plant surface surface 94 of the injection valve member guide 58 and the second, also in the vertical direction to the open end of the sealing ring 80 tapered flank 90 are pressed against a contact surface 96 on the inside of the high-pressure chamber 68 in the injector body 12.
Aufgrund der Geometrie des bevorzugt aus metallischem Material gefertigten, U-förmig profilierten Dichtringes 80 wird der Systemdruck 86, der gegen den Niederdruckraum 70 abzudichten ist, zur Erhöhung der Dichtkraft zur Verbesserung der Abdichtwirkung des U- förmig ausgebildeten Dichtringes 80 ausgenutzt. Durch die U-förmige Gestaltung des Dichtrings 80 werden die sich verjüngenden Flanken 88, 90 an ihren jeweiligen oberen Enden durch den Systemdruck 86 mit einer größeren Anpresskraft gegen ihre korrespondierenden Anlageflächen gedrückt als an der Basis der Flanken 88, 90 des Dichtrings 80. Dadurch wird ein Hinterströmen des Dichtrings 80 durch unter Hochdruck stehenden Kraftstoff entlang der Anlageflächen 94, 96 vermieden.Due to the geometry of the preferably made of metallic material, U-shaped profiled sealing ring 80 of the system pressure 86, which is to be sealed against the low pressure chamber 70, used to increase the sealing force to improve the sealing effect of the U-shaped sealing ring 80. Due to the U-shaped design of the sealing ring 80, the tapered flanks 88, 90 are pressed at their respective upper ends by the system pressure 86 with a larger contact force against their corresponding contact surfaces than at the base of the flanks 88, 90 of the sealing ring 80. This will an underflow of the sealing ring 80 by fuel under high pressure along the contact surfaces 94, 96 avoided.
Die sich parallel zur Längsachse 60 des Kraftstoffinjektors 10 erstreckenden, sich in vertikale Richtung verjüngenden Flanken 88 und 90 weisen, ausgehend von der Anlagefläche 82 des ringförmigen Abdichtelementes 80 ausgehend, einen sich in vertikale Richtung, zum offenen Ende des Abdichtelementes 80 hin kontinuierlich oder diskontinuierlich verjüngen- den Querschnitt auf, so dass das Abdichtelement 80 selbsthemmend angeordnet ist. Die Selbsthemmung des Abdichtelementes 80 wird durch die durch den Systemdruck 86 noch verstärkte Anlage der Außenseiten der beiden Flanken 88, 90 an den entsprechenden Dicht- flächen 94 und 96 der Einspritzventilgliedführung 58 beziehungsweise des Injektorkörpers 12 noch erhöht. Die U-Form 84 des Abdichtelementes 80 wird bevorzugt über materialab- tragende Laserbearbeitung erzeugt, die eine hochpräzise Fertigung der sich in vertikale Richtung, parallel zur Längsachse 60 des Kraftstoffinjektors 10 erstreckenden, sich verjüngenden Flanken 88, 90 des bevorzugt aus einem metallischen Material oder einer Legierung mehrerer metallischen Materialien gefertigten Abdichtelementes 80 gewährleistet.The flanks 88 and 90, which extend parallel to the longitudinal axis 60 of the fuel injector 10, starting from the contact surface 82 of the annular sealing element 80, taper continuously or discontinuously in the vertical direction towards the open end of the sealing element 80 - The cross section, so that the sealing member 80 is arranged self-locking. The self-locking of the sealing element 80 is further increased by the system system 86 still reinforced conditioning of the outer sides of the two flanks 88, 90 on the corresponding sealing surfaces 94 and 96 of the injection valve member guide 58 and the injector body 12. The U-shape 84 of the sealing element 80 is preferably produced by material-removing laser processing, which is a high-precision production of vertically tapering, parallel to the longitudinal axis 60 of the fuel injector 10 extending, tapered flanks 88, 90 of preferably a metallic material or a Ensured alloy of several metallic materials made sealing member 80.
Neben der in Figur 2 dargestellten, sich kontinuierlich verjüngenden ersten Flanke 88 und der sich kontinuierlich verjüngenden zweiten Flanke 90 besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Flanken 88, 90 auch diskontinuierlich auszubilden. Eine diskontinuierliche Ausbildung der im Dichtring 80 ausgebildeten Profilierung 84 kann zum Beispiel durch eine recht- eckförmige Profilierung gegeben sein, die gestuft ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbei- spiel liegt eine erste rechteckig ausgebildete Nut unterhalb der Stirnseite des Dichtringes 80, wobei sich eine ebenfalls rechteckig ausgebildete, teils ringförmig ausgebildete Nut unterhalb der ersten im Material des Dichtringes 80 ausgebildeten Profilierung erstreckt. Neben der Ausbildung der Flanken 88 und 90 im Zusammenhang mit der Darstellung gemäß Fig. 2 kann die U-Form 84 im Dichtring 80 auch V-förmig ausgebildet werden, oder eine Rechteckform aufweisen.In addition to the continuously tapered first flank 88 shown in FIG. 2 and the continuously tapered second flank 90, there is also the possibility of forming the flanks 88, 90 discontinuously. A discontinuous configuration of the profiling 84 formed in the sealing ring 80 can be given for example by a rectangular-shaped profiling, which is stepped. In this exemplary embodiment, a first rectangular groove formed below the end face of the sealing ring 80, wherein extending a likewise rectangular shaped, partially annular groove formed below the first formed in the material of the sealing ring 80 profiling. In addition to the formation of the flanks 88 and 90 in connection with the illustration of FIG. 2 For example, the U-shape 84 in the sealing ring 80 can also be V-shaped or have a rectangular shape.
Ausführungsvarianten, bei welchen die Montage der Einspritzventilgliedführung 58 eine Verdrillung des Dichtringes 80 nach sich zieht, wird die der Einspritzventilgliedführung 58 zuweisende Flanke des Dichtringes 80 dicker ausgeführt. Die im Material des Dichtringes 80 ausgebildete Profilierung, bevorzugt in U-Form, wird in all ihren Ausführungsvarianten, bevorzugt im Wege der Lasertechnik, hergestellt. Embodiments in which the assembly of the Einspritzventilgliedführung 58 pulls a twisting of the sealing ring 80 by itself, the injection valve member guide 58 assigning flank of the sealing ring 80 is made thicker. The profile formed in the material of the sealing ring 80, preferably in U-shape, is produced in all its variants, preferably by way of laser technology.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200610048727 DE102006048727A1 (en) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | Fuel injector with solenoid valve |
| DE102006048727.3 | 2006-10-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2008046677A2 true WO2008046677A2 (en) | 2008-04-24 |
| WO2008046677A3 WO2008046677A3 (en) | 2008-06-19 |
Family
ID=39184973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2007/058460 Ceased WO2008046677A2 (en) | 2006-10-16 | 2007-08-15 | Fuel injector comprising a sealing element |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102006048727A1 (en) |
| WO (1) | WO2008046677A2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TR201108147A2 (en) | 2011-08-16 | 2013-01-21 | Robert Bosch Gmbh | An injection valve with effective sealing. |
| DE102015223440A1 (en) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | Robert Bosch Gmbh | Sealing element and fuel injector with a sealing element |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPO076596A0 (en) * | 1996-07-02 | 1996-07-25 | Bucknell, John Wentworth | Seals for hydraulic assemblies |
| DE19650865A1 (en) * | 1996-12-07 | 1998-06-10 | Bosch Gmbh Robert | magnetic valve |
| JPH11210886A (en) * | 1998-01-23 | 1999-08-03 | Nok Corp | Gasket |
| DE10038300A1 (en) * | 2000-08-05 | 2002-02-14 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injector |
| JP4529321B2 (en) * | 2000-10-13 | 2010-08-25 | Nok株式会社 | Combustion gas seal for injectors |
| US7726625B2 (en) * | 2003-12-05 | 2010-06-01 | Continental Automotive Gmbh | Device, method for producing the device, chamber device and transfer device |
-
2006
- 2006-10-16 DE DE200610048727 patent/DE102006048727A1/en not_active Withdrawn
-
2007
- 2007-08-15 WO PCT/EP2007/058460 patent/WO2008046677A2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008046677A3 (en) | 2008-06-19 |
| DE102006048727A1 (en) | 2008-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2235354B1 (en) | Fuel injector the control valve element of which comprises a support region | |
| EP1567765B1 (en) | Injection valve | |
| EP2092187B1 (en) | Injector for injecting fuel | |
| EP2201240B1 (en) | Injector | |
| WO2013000642A1 (en) | Control valve for controlling a fuel injector, and a fuel injector | |
| WO2017167558A1 (en) | Injector for injecting a gaseous fuel into a combustion chamber | |
| EP2100026B1 (en) | Fuel injector having a solenoid valve with a spherical seat | |
| EP2078157B1 (en) | Fuel injector having a restrictor plate and a solenoid valve | |
| EP2116717A2 (en) | Fuel injector | |
| DE102007011047A1 (en) | Magnetventilinjektor | |
| WO2008046677A2 (en) | Fuel injector comprising a sealing element | |
| DE102009003145A1 (en) | Fuel injector for internal combustion engine for injecting fuel under high pressure, comprises nozzle needle and control valve which controls nozzle needle for opening and closing injection opening | |
| EP2473728B1 (en) | Injector for injecting fuel | |
| DE102009046371A1 (en) | Magnetic valve for fuel injector, comprises armature which is actuated by magnetic coil, where armature is provided as closing unit which controls aperture for fluid, where damping device has damping area | |
| EP1483499A1 (en) | Installation for the pressure-modulated formation of the injection behavior | |
| DE19936943A1 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engine, in which valve closing body is partly spherical | |
| DE102009046373A1 (en) | Magnetic valve e.g. pressure-balanced valve for use in common rail-injector for injecting diesel into combustion chamber of diesel internal combustion engine, has damping chamber connected with low-pressure area by connection | |
| EP2185807B1 (en) | Control valve for a fuel injector | |
| EP2798192A1 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engines | |
| DE102007013248A1 (en) | Fuel injector, has pressure-balanced switching valve actuated by solenoid valve and seat surface formed in area of valve seat, where seat surface increases outwards in radial direction | |
| EP2156044A1 (en) | Injector having a pressure-compensated control valve | |
| EP1176306A2 (en) | Fuel injection system for internal combustion engine | |
| DE102012205696A1 (en) | Fuel injector, particularly common rail injector, for injecting fuel into combustion chamber, has high-pressure chamber divided two subspaces by separating element that is movably arranged with nozzle needle in longitudinal axis direction | |
| WO2010015437A1 (en) | Fuel injector | |
| DE102022213514A1 (en) | Gas injector with improved needle guide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 07788439 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 07788439 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |