DE10103089A1 - 3/2-Wegeventil - Google Patents

3/2-Wegeventil

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DE10103089A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein 3/2-Wegeventil zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff in einem Common-Rail-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einer ersten Schaltstellung, in der eine Einspritzdüse mit einem Kraftstoffrücklauf in Verbindung steht, und mit einer zweiten Schaltstellung, in der die Einspritzdüse mit einem Kraftstoffhochdruckspeicher in Verbindung steht. Der Beginn der Einspritzung erfolgt druckgesteuert, während das Ende der Einspritzung hubgesteuert erfolgt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein 3/2-Wegeventil zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff in einem Common-Rail- Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einer ersten Schaltstellung, in der eine Einspritzdüse mit einem Kraftstoffrücklauf in Verbindung steht, und mit einer zweiten Schaltstellung, in der die Einspritzdüse mit einem Kraftstoffhochdruckspeicher in Verbindung steht.
Ein derartiges 3/2-Wegeventil ist bspw. aus der DE 197 24 637 A1 bekannt. In Common-Rail-Einspritzsystemen fördert eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff in den zentralen Hochdruckspeicher, der als Common-Rail bezeichnet wird. Von dem Rail führen Hochdruckleitungen zu den einzelnen Injektoren, die den Motorzylindern zugeordnet sind. Die Injektoren werden einzeln von der Motorelektronik angesteuert. Wenn das Steuerventil öffnet, gelangt mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff an der gegen die Vorspannkraft einer Düsenfeder abgehobenen Düsennadel vorbei in den Verbrennungsraum.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Funktion und die Qualität der Einspritzung zu verbessern. Darüber hinaus soll das erfindungsgemäße Steuerventil einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein.
Die Aufgabe ist bei einem 3/2-Wegeventil zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff in einem Common-Rail- Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem in einem Gehäuse geführten Steuerkolben, wobei der Steuerkolben in einer ersten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen einem Injektor und einem Kraftstoffrücklauf freigibt, und wobei der Steuerkolben in einer zweiten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen Injektor und einem Kraftstoffhochdruckspeicher freigibt, dadurch gelöst, dass die Bewegung des Steuerkolbens beim Übergang von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung auf die Düsennadel des Injektors übertragen wird.
Vorteile der Erfindung
Die Hubsteuerung der Düsennadel während der Schließphase des Steuerkolbens verhindert, dass es durch Druckschwingungen zwischen Zumessventil und Düse zu einem verzögerten Schließen der Düsennadel oder zum Wiederöffnen des Injektors kommt. Dieses verzögerte Nadelschließen oder Wiederöffnen des Injektors erhöht den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine und verschlechtert die Emissionswerte. Außerdem kann das erfindungsgemäße 3/2- Wegeventilt als Baugruppe komplett eingestellt und montiert werden und anschließend auf einen Injektor, eine Einspritzdüse, eine Düsenhalterkombination oder eine Pumpe- Düse-Einheit aufgesetzt werden. Außerdem kann das erfindungsgemäße 3/2-Wege-Zumessventil mit verschiedenen, auf die Brennkraftmaschine abgestimmten Injektoren ohne bauliche Änderungen seitens des Zumessventils eingesetzt werden.
Die Kombination von 3/2-Wege-Zumessventil und Injektor wird erfindungsgemäß dadurch vereinfacht, dass Steuerkolben und die Düsennadel des Injektors koaxial zueinander zugeordnet sind.
Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen Steuerkolben und Düsennadel eine Druckstange angeordnet ist, so dass Injektor und Zumessventil als unabhängig voneinander zu fertigende Baugruppen montiert werden können und die Kopplung von Steuerkolben und Düsennadel über die Druckstange erfolgt.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn zwischen Steuerkolben und Druckstange in der ersten Schaltstellung Spiel in axialer Richtung vorhanden ist, so dass in gleiche Wärmedehnungen oder Fertigungstoleranzen keine negativen Auswirkungen auf die Funktion des Einspritzsystems haben.
Bei Varianten der Erfindung ist der Steuerkolben zweiteilig ausgeführt, so dass ein vollständiger Kraftausgleich des Steuerkolbens erreicht werden kann und gleichzeitig Herstellung und Montage des erfindungsgemäße 3/2- Wegeventils vereinfacht werden.
Je nach Anfertigungsprofil kann das 3/2-Wegeventil als Sitz-Sitz-Ventil oder als Sitz-Schieber-Ventil ausgeführt werden.
Das erfindungsgemäße 3/2-Wegeventil kann sowohl über ein Magnetventil oder einen Piezoaktor betätigt werden, so dass das erfindungsgemäße Ventil bei verschiedensten Bauarten und Anforderungen hinsichtlich Schließgeschwindigkeit, Schließkraft u. a. mehr einsetzbar ist.
Grundsätzlich können die erfindungsgemäßen 3/2-Wegeventile einteilig oder zweiteilig ausgeführt werden. Die Steuerung kann über ein Magnetventil oder einen Piezo-Aktor direkt oder über einen Servokreislauf erfolgen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Zeichnung
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Common-Rail- Einspritzsystems;
Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen 3/2-Wegeventils mit einteiligem Steuerkolben, das direkt über ein Magnetventil gesteuert wird, im Längsschnitt und
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen 3/2-Wegeventils in der ersten Schaltstellung.
In Fig. 1 ist ein Common-Rail-Einspritzsystem schematisch dargestellt. Aus einem Kraftstofftank 1 wird Kraftstoff mit Hilfe einer Pumpeinheit 2 in einen Kraftstoffhochdruckspeicher 3 gefördert und mit Hochdruck beaufschlagt. Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird dann bedarfsabhängig den einzelnen Zylindern der zu versorgenden Brennkraftmaschine zugeteilt. Die Einspritzung des mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoffs erfolgt durch Injektoren 4, 5, 6 und 7. Im Zusammenhang mit der Erfindung wird unter Injektor jede Art von Einspritzdüsen oder Düsenhalterkombinationen verstanden.
In Fig. 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur der Injektor 7 dargestellt. Die Versorgung des Injektors 7 mit Kraftstoff erfolgt über ein ein als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Zumessventil 8. Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist das Zumessventil 8 direkt am Injektor 7 angeordnet.
Bei dem Zumessventil 8 handelt es sich um ein 3/2- Wegeventil, das elektromagnetisch betätigt wird. In der in Fig. 1 dargestellten Schaltstellung ist die Verbindung zwischen dem Kraftstoffhochdruckspeicher 3 und einem Hochdruckanschluss 10 des Injektors 7 unterbrochen. Der Hochdruckanschluss 10 des Injektors 7 ist in der in Fig. 1 dargestellten Schaltstellung des Zumessventils 8 mit einem Kraftstoffrücklauf 9 verbunden.
Bei einer Betätigung des Zumessventils 8 wird in die zweite, in Fig. 1 nicht dargestellte, Schaltstellung umgeschaltet. In der zweiten Schaltstellung ist der Hochdruckanschluss 10 des Injektors 7 direkt mit dem Kraftstoffhochdruckspeicher 3 verbunden. In dieser Schaltstellung gelangt mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher 3 über den Hochdruckanschluss 10 in einen Druckraum 11, der in dem Injektor 7 ausgebildet ist. Wenn der Druck in dem Druckraum 11 einen bestimmten Wert überschreitet, hebt eine gegen eine Düsenfeder 13 vorgespannte Düsennadel 12 von ihrem Sitz ab, und mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff wird in den Brennraum 14 der zu versorgenden Brennkraftmaschine eingespritzt. Das in Fig. 1 dargestellte Common-Rail- System ist druckgesteuert; d. h. es liegt nur dann Kraftstoffdruck an dem Injektor 7 an, wenn Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt werden soll.
In Fig. 2 ist ein als Sitz/Schieber-Ventil ausgebildetes Zumessventil 8 mit einem Steuerkolben 44 dargestellt. Die Bewegung des Steuerkolbens 44 wird direkt durch einen Elektromagneten 43 gesteuert. Die direkte Steuerung der Bewegung des Steuerkolbens 44 ist jedoch nur dann machbar, wenn die erforderlichen Magnetkräfte in bestimmten Grenzen gehalten werden können. Zu diesem Zweck muss der Steuerkolben 44 in der Öffnungs- und Schließphase möglichst vollständig druckausgeglichen sein.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung des Zumessventils 8 ist eine Verbindung zwischen einem Kraftstoffzulauf 40 und einem Anschluss 41 für den Injektor 7 (nicht dargestellt) unterbrochen. Gleichzeitig ist eine Verbindung zwischen dem Anschluss 41 und einem Kraftstoffrücklauf 42 geöffnet. In der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung wird der Steuerkolben 44 mit Hilfe einer Druckfeder 45 gegen seinen Ventilsitz 46 gedrückt. In dieser Schaltstellung kann der Druck an dem Injektor über den Anschluss 41, der mit einem Kraftstoffrücklauf 42 in Verbindung steht, abgebaut werden. In dem zu der Druckfeder 45 gewandten Ende des Steuerkolbens 44 ist ein zentrales Sackloch 50 ausgespart. Das Sackloch 50 steht über eine Bohrung 51 mit einer Längsbohrung 49 in Verbindung, in welcher der Steuerkolben 44 hin- und herbewegbar aufgenommen ist. In dem Sackloch 50 ist ein Kolben 52 hin- und herbewegbar aufgenommen. Der Kolben 52 ist am Ventilgehäuse abgestützt. Über den Durchmesser der Bohrung 51 kann eine gewünschte Drosselwirkung eingestellt werden, die zu einer zeitlichen Verzögerung des Druckausgleichs führt.
Der Steuerkolben 44 besitzt zwei Führungen. Zum Ersten wird der Steuerkolben 44 oberhalb des Kraftstoffzulaufs 40 und zum Zweiten durch eine Polygonführung 48 im Ventilgehäuse geführt. Da der Durchmesser des Ventilsitzes 46 dem oberen Durchmesser des Steuerkolbens 44 entspricht, ist der Steuerkolben 44 beim Öffnen vollständig druckausgeglichen.
Bei einer Bestromung des Magnetventils zum Anheben des Steuerkolbens 44 müssen nur die Kräfte der Druckfeder 45 überwunden werden. Wenn der Steuerkolben 44 angehoben wird, öffnet der Ventilsitz 46 und eine Steuerkante 47 verschließt die Längsbohrung 49. Dadurch füllt sich das Ventil über den Kraftstoffzulauf 40 mit dem unter Hochdruck stehenden Kraftstoff. Eine Druckwelle läuft mit Schallgeschwindigkeit durch den Anschluß 41 zum Injektor 7 und die Einspritzung beginnt.
Nach dem Öffnen ist der Steuerkolben 44 vorerst nicht mehr druckausgeglichen. In Öffnungsrichtung wirken zusätzliche hydraulische Kräfte, die an der resultierenden Kreisringfläche zwischen Steuerkante 47 und oberer Führung des Steuerkolbens 44 angreifen. Diese Kräfte müssen ausgeglichen werden, da sie gegen die Druckfeder 45 wirken und ein Schließen des Steuerkolbens 44 verhindern. Der Druckausgleich wird durch das Sackloch 50 ermöglicht. Über die Bohrung 51 ist gewährleistet, dass der Hydraulikdruck in dem Sackloch 50 angreift und Kräfte in Schließrichtung des Steuerkolbens 44 erzeugt. Diese Kräfte hängen vom Durchmesser des Sacklochs 50 ab, wobei die Fläche der Verbindungsbohrung 51 abgezogen werden muss. Wenn die Druckfläche in dem Sackloch 50 so groß wie die Kreisringfläche zwischen Steuerkante 47 und oberer Fürhung des Steuerkolbens 44 ist, ist der Steuerkolben 44 vollständig druckausgeglichen. Der Durchmesser des Sacklochs 50 kann aber auch größer als die Druckfläche an dem Steuerkolben 44 sein. Dadurch können zusätzliche Kräfte erzeugt werden, die ein beschleunigtes Schließen ermöglichen. Die zusätzlichen Schließkräfte sollten jedoch so gering bleiben, dass das Kräftegleichgewicht nicht zu stark verschoben wird.
Der in dem Sackloch 50 geführte Kolben 52 verhindert, dass mit Druck beaufschlagter Kraftstoff permanent aus dem Kompensationsraum in den Leckölrücklauf strömt. Als Kompensationsraum wird der von dem Kolben 52 freigelassene Raum des Sacklochs 50 bezeichnet. Das Volumen des Kompensationsraums ist entscheidend dafür, in welcher Zeit nach dem Öffnen des Ventilsitzes 46 der Druckausgleich stattfindet. Bei einem großen Volumen ist die Zeit zum Einströmen und zum Druckaufbau länger. Da in der Regel kleine Voreinspritzmengen realisiert werden sollen und nach der Voreinspritzung das Ventil wieder schließen soll, ist das Volumen möglichst gering zu halten.
Unterhalb des Steuerkolben 44 ist eine Druckstange 53 vorgesehen, die mit einem Ende an einer Stirnfläche des Steuerkolbens 44 anliegt und mit ihren anderen Ende auf die nicht dargestellte Düsennadel eines ebenfalls nicht dargestellten Injektors 7 wirkt. Druckstange 53 und Düsennadel können auch einteilig ausgeführt sein.
Durch das druckgesteuerte das Öffnen der nicht dargestellten Düsennadel wird die Druckstange 53 nach oben bewegt. Wenn der Steuerkolbenhub und der Düsennadelhub gleich groß sind, dann sind Steuerkolben 44 und Düsennadel entkoppelt, da die Bewegung des Steuerkolbens 44 zeitlich vor der Düsennadelbewegung erfolgt. Erst wenn der Steuerkolben 44 am Ende des Einspitzvorgangs in Fig. 2 nach unten bewegt wird, wird diese Abwärtsbewegung von der Druckstange 53 auf die Düsennadel übertragen und auch die Düsennadel in Richtung ihres Sitzes bewegt. Sobald die Steuerkante 47 den Kraftstoffrücklauf 42 freigibt, beginnt die Druckentlastung des Injektors über den Anschluß 41.
Im Ergebnis wird der Injektor 7 hubgesteuert geschlossen und es wird verhindert, dass es durch Druckschwingungen zwischen Zumessventil und Einspritzdüse zu einem verzögerten Nadelschließen oder gar zu einem Wiederöffnen der Düsennadel kommt. Auch wenn Druckentlastung des Injektor 7 nicht schnell genug erfolgt, so wird durch das hubgesteuerte Schließen der Düsennadel die Gefahr von Nachspritzern vermieden. Zwischen der Druckstange 53 und dem Steuerkolben 44 kann fertigungstechnisch bedingt ein kleiner Spalt verbleiben, wenn der Steuerkolben 44 und die Düsennadel in ihrem Sitz sind. Durch diesen Spalt wird die Dynamik des Schließvorgangs die Funktion nicht beeinträchtigt.
In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines als Sitz-Sitz-Ventil ausgebildeten erfindungsgemäßen 3/2- Wegeventils dargestellt. Das in Fig. 3 im Längsschnitt dargestellte Zumessventil umfasst ein Ventilgehäuse 20, in dem ein erster Steuerkolben 21 und ein zweiter Steuerkolben 22 in einer Führungsbohrung 39 hin- und herbewegbar aufgenommen sind. Der Steuerkolben 22 ist durch die konstruktive Auslegung seiner Druckflächen kraftausgeglichen. Der Steuerkolben 22 ist als servohydraulisches Ventil ausgeführt. Der Kraftausgleich des ersten Steuerkolbens 21 wird durch einen ersten Einstich 37 im ersten Steuerkolben 21 im Bereich 27a des Anschlusses 27 erreicht. Der Kraftausgleich des zweiten Steuerkolbens 22 wird durch einen zweiten Einstich 38 im zweiten Steuerkolben 21 im Bereich 27b des Anschlusses 27 erreicht. Das bedeutet, dass geringste Kräfte für eine Bewegung des entsprechenden Steuerkolbens ausreichend sind.
Der zweite Steuerkolben 22 ist durch eine Druckfeder 23 vorgespannt. In der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung liegt an dem von der Druckfeder 23 abgewandten Ende des zweiten Steuerkolbens 22 der erste Steuerkolben 21 an. An dem ersten Steuerkolben 21 und dem Ventilgehäuse 20 ist ein erster Ventilsitz 24 ausgebildet, der in Fig. 3 geschlossen dargestellt ist.
In der in Fig. 3 dargestellten ersten Schaltstellung ist eine Verbindung zwischen dem Kraftstoffzulauf 26, der wiederum mit einem nicht dargestellten Common-Rail verbunden ist, und einem Anschluss 27 zu einem nicht dargestellten Injektor unterbrochen.
Ein zweiter Ventilsitz 30, der an dem zweiten Steuerkolben 22 und dem Ventilgehäuse 20 ausgebildet ist, ist in Fig. 3 geöffnet dargestellt. Dadurch wird eine Verbindung zwischen dem Anschluss 27 für die Einspritzdüse und einem ersten Kraftstoffrücklauf 32 freigegeben. Ein zweiter Kraftstoffrücklauf 33 dient zur Rückführung der im Betrieb auftretenden Leckage. In dieser ersten Schaltstellung ist der Injektor drucklos.
Die Bewegung der beiden Steuerkolben 21 und 22 wird mit Hilfe eines Magnetventils 35 über den Druck in einem Steuerraum 34 gesteuert. Bei der in Fig. 3 dargestellten ersten Schaltstellung wird eine Druckentlastung des Steuerraums 34 durch eine Ventilkugel 36 verhindert. Über eine in dem ersten Steuerkolben 21 ausgebildete Zulaufdrossel 29 gelangt mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in den Steuerraum 34. Der in dem Steuerraum 34 befindliche mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff sorgt dafür, dass der erste Steuerkolben 21 nach unten, gegen den zweiten Steuerkolben 22 gedrückt wird. Dadurch wird der erste Ventilsitz 24 geschlossen gehalten. Gleichzeitig wird der zweite Steuerkolben 22 gegen die Druckfeder 23 gedrückt.
Wenn das Magnetventil 35 öffnet und die Ventilkugel 36 von ihrem zugehörigen Sitz abhebt, sinkt der Druck in dem Steuerraum 34 und der erste Steuerkolben 21 bewegt sich bis zu einem Anschlag 28 nach oben. Die Geschwindigkeit der Bewegung des ersten Steuerkolbens 21 kann durch die Auslegung der mit Druck beaufschlagten Flächen an dem ersten Steuerkolben 21 und die Abstimmung von einer Zulaufdrossel 29 und einer Ablaufdrossel 31 eingestellt werden. Gleichzeitig wird der zweite Steuerkolben 22 durch die Vorspannkraft der Druckfeder 23 ebenfalls nach oben bewegt, so dass der zweite Ventilsitz 30 geschlossen wird.
Sämtliche Ventilflächen, die in direkter Verbindung mit dem Anschluß 27 stehen, sind so ausgelegt, dass sie keine Kräfte auf die Steuerkolben 21 und 22 ausüben können. Die auf die Steuerkolben 21 und 22 einwirkenden Kräfte stammen entweder von der Druckfeder 23 oder sind hydraulische Kräfte, die während der Bewegungsphase des ersten Steuerkolbens 21 und des zweiten Steuerkolbens 22 keinerlei Kraftsprünge oder sonstige Unstetigkeiten aufweisen.
Sobald erster und zweiter Steuerkolben sich in Fig. 3 nach oben bewegt haben, wird eine nicht dargestellte unterhalb der Druckstange 53 angeordnete Düsennadel des Injektors druckgesteuert geöffnet. In Folge dessen bewegt sich die Druckstange 53 in Fig. 3 nach oben.
Sobald das Magnetventil 35 schließt, bewegen sich ersters und zweiter Steuerkolben 21 und 22 in Fig. 3 nach unten und bewirken über die Druckstange 53 ein hubgesteuertes Schließen der nicht dargestellten Düsennadel. So dass die Vorteile des druckgesteuerten Öffnens und des hubgesteuerten Schließens des Injektors auf einfache Weise miteinander verbunden werden.

Claims (10)

1. 3/2-Wegeventil zur Steuerung der Einspritzung von aftstoff in einem Common-Rail-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem in einem Gehäuse (20) geführten Steuerkolben (44, 21, 22), wobei der Steuerkolben (44, 21, 22) in einer ersten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen einem Injektor (7) und einem Kraftstoffrücklauf (42, 32) freigibt, und wobei der Steuerkolben (44, 21, 22) in einer zweiten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen Injektor (7) und einem Kraftstoffhochdruckspeicher (3) freigibt, dadurch gekennzeichnet, die Bewegung des Steuerkolbens (44, 21, 22) beim Übergang von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung auf eine Düsennadel (12) des Injektors (7) übertragen wird.
2. 3/2-Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerkolben (44, 21, 22) und die Düsennadel (12) koaxial zueinander angeordnet sind.
3. 3/2-Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Steuerkolben (44, 21, 22) und Düsennadel (12) eine Druckstange (53) angeordnet ist.
4. 3/2-Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Steuerkolben (44, 21, 22) und Druckstange (53) in der ersten Schaltstellung Spiel in axialer Richtung vorhanden ist.
5. 3/2-Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (44) einteilig ausgeführt ist.
6. 3/2-Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (21, 22) zweiteilig ausgeführt ist.
7. 3/2-Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das 3/2-Wegeventil (8) als Sitz-Sitz-Ventil ausgeführt ist.
8. 3/2-Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das 3/2-Wegeventil (8) als Sitz-Schieber-Ventil ausgeführt ist.
9. 3/2-Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (44, 21, 22) über ein Magnetventil (35) oder einen Piezoaktor betätigt wird.
10. 3/2-Wegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Verwendung mit einem Injektor (7), einer Einspritzdüse, einer Düsenhalter-Kombination oder eine Pumpe-Düse vorgesehen ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005035975A1 (de) * 2003-09-16 2005-04-21 Robert Bosch Gmbh Druckgesteuerter cr-injektor
EP1577540A1 (de) * 2004-03-19 2005-09-21 Dualon International Holding SA Steuerventil für ein Einspritzventil
CN113250876A (zh) * 2021-06-18 2021-08-13 中国北方发动机研究所(天津) 一种滑阀式共轨喷油器

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10111929A1 (de) * 2001-03-13 2002-10-02 Bosch Gmbh Robert Sitz/Schieber-Ventil mit Druckausgleichsstift
DE102004061800A1 (de) * 2004-12-22 2006-07-06 Robert Bosch Gmbh Injektor eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine
JP5298059B2 (ja) * 2010-04-01 2013-09-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁式燃料噴射弁

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3802626A (en) * 1971-07-08 1974-04-09 Peugeot Device for actuating an electromagnetically controlled injector
DE19605277A1 (de) * 1995-02-15 1996-08-22 Nippon Soken Magnetbetätigtes hydraulisches Steuerventil zur Verwendung im Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors
DE19612738A1 (de) * 1995-04-05 1996-10-10 Avl Verbrennungskraft Messtech Speichereinspritzsystem für Brennkraftmaschinen
DE29717649U1 (de) * 1997-10-02 1997-11-20 FEV Motorentechnik GmbH & Co. KG, 52078 Aachen Direktgesteuertes Einspritzventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil
DE19701879A1 (de) * 1997-01-21 1998-07-23 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE19724637A1 (de) * 1997-06-11 1998-12-17 Bosch Gmbh Robert Einspritzventil
EP0999360A1 (de) * 1998-11-05 2000-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Steuerventil für Dosiervorrichtung für Fluid

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE844376C (de) 1939-08-22 1952-07-21 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzanlage fuer eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
JP3369015B2 (ja) * 1994-12-15 2003-01-20 株式会社日本自動車部品総合研究所 内燃機関のコモンレール式燃料噴射装置
DE19640826B4 (de) * 1995-10-03 2004-11-25 Nippon Soken, Inc., Nishio Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung und Druckregelvorrichtung hierfür
JPH09209867A (ja) * 1996-02-07 1997-08-12 Mitsubishi Motors Corp 燃料噴射装置
JP3740733B2 (ja) * 1996-02-13 2006-02-01 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射装置
US5890653A (en) * 1998-04-23 1999-04-06 Stanadyne Automotive Corp. Sensing and control methods and apparatus for common rail injectors
JP2000034963A (ja) * 1998-04-27 2000-02-02 Fev Motorentechnik Gmbh & Co Kg 液圧スライドシ―ト弁
US6109542A (en) * 1998-09-21 2000-08-29 Cummins Engine Company, Inc. Servo-controlled fuel injector with leakage limiting device
GB9823025D0 (en) * 1998-10-22 1998-12-16 Lucas Ind Plc Fuel system
DE19907931A1 (de) 1999-02-24 2000-09-14 Siemens Ag Dosiervorrichtung
DE19923421C2 (de) 1999-05-21 2003-03-27 Bosch Gmbh Robert Injektor
DE19928846A1 (de) * 1999-06-24 2001-03-08 Bosch Gmbh Robert Common-Rail-Injektor
DE19928906A1 (de) 1999-06-24 2001-01-11 Bosch Gmbh Robert Common-Rail-Injektor
DE19952512A1 (de) * 1999-10-30 2001-05-10 Bosch Gmbh Robert Druckverstärker und Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Druckverstärker
DE10065103C1 (de) * 2000-12-28 2002-06-20 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung
US6634339B2 (en) * 2001-10-31 2003-10-21 Caterpillar Inc Front end rate shaping valve concept for a fuel injection system
DE10158951A1 (de) * 2001-12-03 2003-06-12 Daimler Chrysler Ag Mit Druckübersetzung arbeitendes Einspritzsystem

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3802626A (en) * 1971-07-08 1974-04-09 Peugeot Device for actuating an electromagnetically controlled injector
DE19605277A1 (de) * 1995-02-15 1996-08-22 Nippon Soken Magnetbetätigtes hydraulisches Steuerventil zur Verwendung im Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors
DE19612738A1 (de) * 1995-04-05 1996-10-10 Avl Verbrennungskraft Messtech Speichereinspritzsystem für Brennkraftmaschinen
DE19701879A1 (de) * 1997-01-21 1998-07-23 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE19724637A1 (de) * 1997-06-11 1998-12-17 Bosch Gmbh Robert Einspritzventil
DE29717649U1 (de) * 1997-10-02 1997-11-20 FEV Motorentechnik GmbH & Co. KG, 52078 Aachen Direktgesteuertes Einspritzventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil
EP0999360A1 (de) * 1998-11-05 2000-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Steuerventil für Dosiervorrichtung für Fluid

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005035975A1 (de) * 2003-09-16 2005-04-21 Robert Bosch Gmbh Druckgesteuerter cr-injektor
EP1577540A1 (de) * 2004-03-19 2005-09-21 Dualon International Holding SA Steuerventil für ein Einspritzventil
CN113250876A (zh) * 2021-06-18 2021-08-13 中国北方发动机研究所(天津) 一种滑阀式共轨喷油器

Also Published As

Publication number Publication date
US20040069274A1 (en) 2004-04-15
WO2002059475A1 (de) 2002-08-01
US6964266B2 (en) 2005-11-15
KR20020084235A (ko) 2002-11-04
JP2004517266A (ja) 2004-06-10
EP1356200A1 (de) 2003-10-29

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