DE10055644A1

DE10055644A1 - Verfahren zum Einstellen eines Leerhubs eines Injektors, wobei der Leerhub durch eine Aktoreinheit mit einem elektrisch ansteuerbaren Aktor und einen vom Aktor betätigten Ventilkolben gebildet wird

Info

Publication number: DE10055644A1
Application number: DE2000155644
Authority: DE
Inventors: Markus Mohr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2002-05-23
Also published as: FR2816666B1; FR2816666A1

Abstract

Es wird ein Injektorkopfgehäuse (1) mit einer Aufsatzfläche (2) für ein Aktorgehäuse (3) der Aktoreinheit (4) bereitgestellt. Es wird der Abstand zwischen einer ersten Stelle (S1), die einen bekannten Abstand von der Aktoreinheit (4) abgewandten Fläche des Ventilkolbens (9) im unangesteuerten Zustand des Aktors hat, und einer zweiten Stelle (S2), die einen bekannten Abstand von der dem Ventilkolben (9) zugewandten Fläche der hinzuzufügenden Aktoreinheit (4) im unangesteuerten Zustand hat, bestimmt. Abhängig vom Abstand zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle wird die für einen vorgegebenen Leerhub erforderliche Länge des Ventilkolbens (9) bestimmt. Der Ventilkolben (9) wird so gewählt, dass er die erforderliche Länge aufweist, und wird anschließend in das Injektorkopfgehäuse (1) eingesetzt. Anschließend wird das Aktorgehäuse (3) auf die Aufsatzfläche (2) des Injektorkopfgehäuses (1) aufgesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Leerhubs eines Injektors, wobei der Leerhub durch eine Akto reinheit mit einem elektrisch ansteuerbaren Aktor und einen vom Aktor betätigten Ventilkolben gebildet wird.

Bei der Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen werden Speichereinspritzsysteme eingesetzt, bei denen mit hohen Ein spritzdrücken und schnellen Schaltgeschwindigkeiten gearbei tet wird. Bei diesem Speichereinspritzsystem wird Kraftstoff mittels einer Hochdruckpumpe in einem Hochdruckspeicher ge fördert, von dem aus der Kraftstoff mit Hilfe von Injektoren in Brennkraftmaschinen eingespritzt wird. Der Injektor weist ein Einspritzventil auf, das von einem Servoventil geöffnet und geschlossen wird, um den zeitlichen Verlauf des Ein spritzvorgangs in die Brennkammer festzulegen. Das Servoven til wird dabei von einem elektrisch angesteuerten Aktor, ins besondere von einem piezoelektrischen Aktor, betätigt. Bei einem derartigen piezoelektrischen Aktor wird durch Anlegen von elektrischer Spannung eine Längsdehnung hervorgerufen. Durch diese Längsdehnung wird ein Ventilkolben des Servoven tils verschoben. Der Ventilkolben wiederum drückt auf einen Ventilpilz des Servoventils, der eine Steuerkammer von einer Rücklaufleitung trennt. Der Ventilpilz wird von seinem Sitz angehoben, so dass Kraftstoff aus der Steuerkammer fließen kann. Der daraus resultierende Druckabfall in der Steuerkam mer bewirkt hydraulisch das Öffnen des Einspritzventils.

Damit nicht bereits eine temperaturbedingte Längenänderung des Aktors auf den Ventilkolben wirkt und zu einem uner wünschten Öffnen des Einspritzventils führt, weist der Injektor einen Leerhub auf, der durch einen Abstand zwischen einer Aktoreinheit, die aus dem unangesteuerten Aktor besteht oder diesen zusammen mit z. B. einer Schutzhülle enthält, und dem Ventilkolben gebildet wird. Der Leerhub beträgt nur wenige Mikrometer und muss sehr genau eingestellt werden, damit kei ne ungewollte Einspritzung der Dauereinspritzung stattfindet.

Diese Leerhubeinstellung wird gemäß dem Stand der Technik bisher so vorgenommen, dass die genaue Anordnung der einzel nen Komponenten des Injektors, insbesondere deren Abstände zueinander, rechnerisch aus den Abmessungen dieser Komponen ten ermittelt werden. Nach dem Ausmessen wird der Leerhub durch zwischen einer Aufsatzfläche eines Injektorkopfgehäuses für ein Aktorgehäuse der Aktoreinheit und dem Aktorgehäuse angeordnete Einstellscheiben eingestellt, die lediglich mini male Toleranzen aufweisen dürfen und deshalb aufwendig zu fertigen sind.

In der Regel wird der Abstand zwischen der Aufsatzfläche des Injektorkopfgehäuses und der dem Ventilpilz abgewandten Flä che des Ventilkolbens bestimmt. Abhängig von diesem Abstand wird eine geeignete Einstellscheibe gewählt.

In der Regel wird die Einstellscheibe aus einem Satz bereits vorgefertigter Einstellscheiben gewählt, die nach ihrer Dicke klassifiziert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einstellen eines Leerhubs eines Injektors anzugeben, wobei der Leerhub durch eine Aktoreinheit mit einem elektrisch be tätigbaren Aktor und einen vom Aktor betätigten Ventilkolben gebildet wird, das im Vergleich zum Stand der Technik weniger aufwendig ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Einstellen eines Leerhubs eines Injektors, wobei der Leerhub durch eine Aktoreinheit mit einem elektrisch ansteuerbaren Aktor und einen vom Aktor betätigten Ventilkolben gebildet wird, mit fol genden Schritten:
Ein Injektorkopfgehäuse mit einer Aufsatzfläche für ein Ak torgehäuse der Aktoreinheit wird bereit gestellt. Der Abstand zwischen einer ersten Stelle, die einen bekannten Abstand von der Aktoreinheit abgewandten Fläche des Ventilkolbens im un angesteuerten Zustand des Aktors hat, und einer zweiten Stel le, die einen bekannten Abstand von der dem Ventilkolben zu gewandten Fläche der in den Injektor einzusetzenden Aktorein heit im unangesteuerten Zustand hat, wird bestimmt. Abhängig vom Abstand zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle wird die für einen vorgegebenen Leerhub erforderliche Länge des Ventilkolbens bestimmt. Der Ventilkolben wird so gewählt, dass er die erforderliche Länge aufweist, und anschließend in das Injektorkopfgehäuse eingesetzt. Anschließend wird das Ak torgehäuse mit der Aktoreinheit auf die Aufsatzfläche des In jektorkopfgehäuses aufgesetzt.

Da ein Ventilkolben mit der benötigten Länge eingesetzt wird, ist eine Korrektor des Abstandes zwischen der Aktoreinheit und dem Ventilkolben durch Einlegen einer geeigneten Ein stellscheibe nicht erforderlich. Auf Einstellscheiben wird verzichtet, so dass der Injektor einen Teil weniger aufweist und folglich mit geringerem Aufwand hergestellt werden kann.

Die erste Stelle kann auf derselben Höhe liegen wie die der Aktoreinheit abgewandte Fläche des Ventilkolbens im unange steuerten Zustand des Aktors. Alternativ besteht eine bekann te feste Höhendifferenz zwischen der ersten Stelle und der Aktoreinheit abgewandten Fläche des Ventilkolbens im unange steuerten Zustand des Aktors. Es kommt lediglich darauf an, dass bei bekannter Höhe der ersten Stelle unmittelbar die Hö he der Aktoreinheit abgewandten Fläche des Ventilkolbens im unangesteuerten Zustand des Aktors festliegt und rein rechne risch aus der Höhe der ersten Stelle ermittelt werden kann. Das Entsprechende gilt für die zweite Stelle und die dem Ventilkolben zugewandte Fläche der in den Injektor einzusetzen den Aktoreinheit im unangesteuerten Zustand.

Beispielsweise wird ein Ventilpilz innerhalb des Injektor kopfgehäuses angeordnet zum Trennen einer Steuerkammer von einer Rücklaufleitung. Die erste Stelle kann dann auf der der Steuerkammer abgewandten Fläche des Ventilpilzes liegen, wenn beispielsweise der Ventilkolben derart in das Injektorkopfge häuse eingesetzt wird, dass er die der Steuerkammer abgewand te Fläche des Ventilpilzes berührt.

Die Aktoreinheit und das Aktorgehäuse können derart relativ zueinander angeordnet werden, dass die dem Ventilkolben zuge wandte Fläche des Aktors nach dem Einsetzen der Aktoreinheit in den Injektor auf derselben Höhe wie die Aufsatzfläche des Injektorkopfgehäuses liegt. Die zweite Stelle kann dann auf der Aufsatzfläche des Injektorkopfgehäuses liegen.

Der Ventilkolben kann nach Bestimmung seiner erforderlichen Länge hergestellt werden.

Vorzugsweise wird der Ventilkolben jedoch aus einem Satz klassifizierter und bereits fertiggestellter Ventilkolben ausgewählt. Die Ventilkolben sind dabei nach ihrer Länge klassifiziert und gegebenenfalls gekennzeichnet. Abhängig vom Abstand zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle, d. h. z. B. vom Abstand zwischen dem Ventilpilz und der Auf satzfläche, wird also der Ventilkolben einem Satz bereits vorgefertigter Ventilkolben mit bekannter Länge entnommen.

Die Bereitstellung eines solchen Satzes von klassifizierten Ventilkolben hat den Vorteil, dass die Herstellung der Ven tilkolben sowohl vereinfacht, als auch kostengünstiger wird. So ist es nicht mehr erforderlich, Ventilkolben präzise mit einer bestimmten Länge zu erzeugen, da Ventilkolben mit un terschiedlicher Länge geradezu gebraucht werden. Es ist also möglich, eine deutlich größere Anzahl an Ventilkolben mit demselben Werkzeug zu erzeugen, ohne auf den Werkzeugverschleiß zu achten. Die Ventilkolben, die aufgrund des Werk zeugverschleißes leicht unterschiedliche Längen aufweisen, werden nach deren Erzeugung gemessen und je nach festgestell ter Größe klassifiziert. Der Ausschuss ist geringer.

Der Aktor kann insbesondere ein piezoelektrischer oder ein e lektromagnetischer Aktor sein.

Im Folgenden werden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ein Beispiel gemäß dem Stand der Technik anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines ers ten Injektors mit einer Aktoreinheit, einem Aktor gehäuse, einem Injektorkopfgehäuse, einer Aufsatz fläche des Injektorkopfgehäuses, einem Ventilkolben und einem Ventilpilz.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Satz Ventilkolben, die nach ihrer Länge klassifiziert sind.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines zweiten Injektors mit einer Aktoreinheit, einem Ak torgehäuse, einem Injektorkopfgehäuse, einer Auf satzfläche des Injektorkopfgehäuses, einem Ventil kolben, einem Ventilpilz und einer Einstellscheibe.

Im Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Injektorkopfge häuse 1 mit einer Aufsatzfläche 2 für ein Aktorgehäuse 3 ei ner Aktoreinheit 4 mit einem piezoelektrischen Aktor bereit gestellt (siehe Fig. 1).

Das Injektorkopfgehäuse 1 weist eine Ausnehmung auf, in der eine Steuerkammer 5 angeordnet ist. Im Injektorkopfgehäuse 1 wird ein Ventilpilz 6 eingebracht, der die Steuerkammer 5 von einer oberhalb der Steuerkammer 5 im Injektorkopfgehäuse 1 angeordneten Rücklaufleitung 7 trennt. Der Ventilpilz 6 wird durch eine in der Steuerkammer 5 angeordnete Feder 8 gegen seinen Sitz gepresst. Das Injektorkopfgehäuse 1 weist eine weitere Ausnehmung auf, die für einen Ventilkolben 9 vorgese hen ist.

Mit Hilfe üblicher Messmethoden mittels z. B. eines Tiefen messgeräts wird der Abstand zwischen Einer ersten Stelle S1, die auf der Aufsatzfläche 2 des Injektorkopfgehäuses 1 liegt, und einer zweiten Stelle S2, die auf der der Steuerkammer 5 abgewandten Fläche 10 des Ventilpilzes 6 liegt, gemessen.

Zur Bildung einer Differenz werden vom gemessenen Wert z. B. drei Mikrometer abgezogen. Diese drei Mikrometer stellen den Leerhub des Injektors dar.

Von einem Satz bereits hergestellter nach ihrer Länge klassi fizierter Ventilkolben 11 (siehe Fig. 2) wird der Ventilkol ben 9 mit der Länge gewählt, die gleich der oben gebildeten Differenz ist.

Der Satz von Ventilkolben 11 besteht aus z. B. fünfzehn Grup pen von Ventilkolben 11, welche vom Nennmaß 9.730 mm-9.732 mm, 9.733-9.735 mm, . . ., 9.772 mm-9.774 mm regelmäßig unterteilt sind.

Ist beispielsweise der Abstand zwischen der Aufsatzfläche 2 des Injektorkopfgehäuses 1 und der Fläche 10 des Ventilpilzes 6 9.738 mm so wird der Ventilkolben 9 aus der dritten Gruppe entnommen.

Der Ventilkolben 9 wird in das Injektorkopfgehäuse 1 so ein gesetzt, dass er auf der Fläche 10 des Ventilpilzes 6 auf liegt. Der Abstand zwischen der dem Ventilpilz 6 abgewandten Fläche des Ventilkolbens 9 und der Aufsatzfläche 2 des Injek torkopfgehäuses 1 beträgt 3 Mikrometer.

Anschließend wird das Aktorgehäuse 3 mit der Aktoreinheit 4 auf die Aufsatzfläche 2 des Injektorkopfgehäuses 1 aufgesetzt (siehe Fig. 1). Das Aktorgehäuse 3 und die Aktoreinheit 4 sind derart relativ zueinander angeordnet, dass die Aufsatz fläche 2 des Injektorkopfgehäuses 1 und die dem Ventilkolben 9 zugewandte Fläche der Aktoreinheit 4 auf gleicher Höhe lie gen.

Gemäß eines Beispiels nach dem Stand der Technik wird ein In jektorkopfgehäuse 1' mit einer Aufsatzfläche 2', einer Steu erkammer 5', einem Ventilpilz 6, einer Rücklaufleitung 7' und einer Feder 8' bereit gestellt, die analog zum Ausführungs beispiel der Erfindung angeordnet sind. Zusätzlich ist ein Ventilkolben 9' über dem Ventilpilz 6' angeordnet (siehe Fig. 3).

Es wird der Abstand zwischen der Aufsatzfläche 2' des Injek torkopfgehäuses 1' und der dem Ventilpilz 6' abgewandten Flä che des Ventilkolben 9' gemessen. Der erhaltene Wert wird von drei Mikrometern abgezogen. Aus einem Satz vorgefertigter der Dicke nach klassifizierter Einstellscheiben 12' wird eine Einstellscheibe ausgewählt, deren Dicke gleich der oben ge bildeten Differenz ist. Damit die Einstellscheiben 12' nicht zu dünn ausfallen, sollte der Ventilkolben 9' mindestens 1 mm über der Aufsatzfläche 2' des Injektorkopfgehäuses 1' heraus ragen. Beträgt beispielsweise der Abstand zwischen der Auf satzfläche 2' und der dem Ventilpilz 6' abgewandten Fläche 10' des Ventilkolbens 9' Minus 1.003 mm, so beträgt die Dicke der Einstellscheibe 12' 1 mm.

Die Einstellscheibe 12' wird auf die Aufsatzfläche 2' des In jektorkopfgehäuses 1' aufgelegt. Darüber wird ein Aktorgehäu se 3' mit einer Aktoreinheit 4' aufgesetzt (siehe Fig. 3).

Claims

1. Verfahren zum Einstellen eines Leerhubs eines Injektors, wobei der Leerhub durch eine Aktoreinheit mit einem elekt risch ansteuerbaren Aktor und einen vom Aktor betätigten Ven tilkolben gebildet wird,
bei dem ein Injektorkopfgehäuse (1) mit einer Aufsatzfläche (2) für ein Aktorgehäuse (3), in dem die Aktoreinheit (4) angeordnet ist, bereitgestellt wird,
bei dem der Abstand zwischen einer ersten Stelle (S1), die einen bekannten Abstand von der Aktoreinheit (4) abgewand ten Fläche des Ventilkolbens (9) im unangesteuerten Zustand des Aktors hat, und einer zweiten Stelle (S2), die einen bekannten Abstand von der dem Ventilkolben (9) zugewandten Fläche der hinzuzufügenden Aktoreinheit (4) im unangesteu erten Zustand hat, bestimmt wird,
bei dem abhängig vom Abstand zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stele die für einen vorgegeben Leerhub erfor derliche Länge des Ventilkolbens (9) bestimmt wird,
bei dem der Ventilkolben (9) so gewählt wird, dass er die erforderliche Länge aufweist, und anschließend in das In jektorkopfgehäuse (1) eingesetzt wird,
bei dem anschließend das Aktorgehäuse (3) auf die Aufsatz fläche (2) des Injektorkopfgehäuses (1) aufgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem ein Ventilpilz (6) innerhalb des Injektorkopfgehäu ses (1) angeordnet wird zum Trennen einer Steuerkammer (5) von einer Rücklaufleitung (7),
bei dem die erste Stelle (S1) auf der Steuerkammer (5) ab gewandte Fläche des Ventilpilzes (6) liegt,
bei dem die Aktoreinheit (4) und das Aktorgehäuse (3) der art relativ zueinander angeordnet werden, dass die dem Ven tilkolben (9) zugewandte Fläche der Aktoreinheit (4) nach dem Aufsetzen des Aktorgehäuses (3) auf die Aufsatzfläche (2) des Injektorkopfgehäuses (1) auf derselben Höhe wie die Aufsatzfläche (2) des Injektorkopfgehäuses (1) liegt,
bei dem die zweite Stelle (S2) auf der Aufsatzfläche (2) des Injektorkopfgehäuses (1) liegt,
bei dem der Ventilkolben (9) derart in das Injektorkopfge häuse (1) eingesetzt wird, dass er die der Steuerkammer (5) abgewandte Fläche des Ventilpilzes (6) berührt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Ventilkolben (9) aus einem Satz klassifizierter Ventilkolben (11) gewählt wird.

4. Satz von Ventilkolben, die zum Einsatz in Injektoren ge eignet sind,
wobei die Injektoren jeweils einen Leerhub aufweisen, der durch eine Aktoreinheit (4) mit einem elektrisch ansteuer baren Aktor und einen vom Aktor betätigten Ventilkolben (9) gebildet wird,
wobei die Ventilkolben (11) des Satzes nach ihrer Länge klassifiziert sind.