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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
zum Zuführen
von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor
und insbesondere auf solch eine Einspritzeinrichtung, die eine Hülse zum
Trennen eines niedrigen Drucks in einem unteren Körper von
einem hohen Druck in einem Düsenkörper aufweist.
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Ein
Beispiel einer eine herkömmliche
Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausbildenden Einspritzdüse J1 ist
in der 6 gezeigt. Die
Einspritzdüse
J1 besteht aus einem Düsenkörper J2
und einer Nadel J3. Mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff wird
durch einen Kraftstoffkanal J4 von einem Kraftstoffdruckspeicher,
wie beispielsweise einer Common-Rail, in den Düsenkörper J2 eingeführt. Der
Innenraum des Düsenkörpers J2
ist stets mit mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff gefüllt. Die
Nadel J3 hat einen Gleitschaft J6, der gleitfähig in einer Gleitbohrung J7 des
Düsenkörpers J2
gestützt
ist.
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Die
Nadel J3 wird durch einen mit einem oberen Ende der Nadel J3 verbundenen
Kolben nach unten gedrückt,
während
sie durch den in ein Düsenloch
J5 eingeführten
mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff nach oben angehoben wird.
Die vertikale Position der Nadel J3 wird durch Ändern der Abstimmung zwischen
den nach oben und nach unten gerichteten Kräften gesteuert, und dadurch
wird der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff in dem Düsenkörper J2
intermittierend in den Verbrennungsmotor gespritzt. Ein niedriger
Druck auf der Kolbenseite wird durch den Gleiteingriff zwischen
dem Gleitschaft J6 und der Gleitbohrung J7 von einem hohen Druck in
dem Düsenloch
J5 getrennt oder abgeschirmt. Ein Aufbau zum Trennen des niedrigen
Drucks von dem hohem Druck ist in der JP-A-2-112666 veranschaulicht.
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Seit
kurzem ist es erforderlich, den Einspritzdruck stark zu erhöhen, um
das Abgas von einem Verbrennungsmotor weiter zu reinigen. Die Erhöhung des
Einspritzdrucks verursacht die folgenden Probleme. (1) Eine Kraftstoffleckagemenge
von der Seite mit hohem Druck zu der Seite mit niedrigem Druck durch
einen kleinen Spalt zwischen dem Gleitschaft J6 und der Gleitbohrung
J7 steigt. Um diese Leckage zu kompensieren, muss eine größere Menge
an mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff dem Düsenkörper J2 zugeführt werden.
Folglich ist eine Kraftstoffpumpe mit einer höheren Kapazität erforderlich.
(2) Ein mit der Kraftstoffleckage einhergehender Druckverlust wird
in Wärmeenergie
umgewandelt, was wiederum Schäden
bei von Wärme
beeinflussten Bauteilen, wie beispielsweise Harz- oder Kautschukbauteile,
verursacht. (3) Die durch die Leckage verursachte Hitze kann zu
Größenänderungen
bei Bauteilen führen,
die mit einer sehr hohen Genauigkeit hergestellt werden.
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Um
die Leckagemenge zu verringern, muss der Gleitspalt zwischen dem
Gleitschaft J6 und der Gleitbohrung J7 klein gehalten werden. Jedoch
ist es bei dem herkömmlichen
Aufbau äußerst schwierig, den
Gleitspalt klein zu halten, weil der Durchmesser der Gleitbohrung
J7 durch den hohen Druck in dem Düsenkörper vergrößert wird. Der Betrag der Vergrößerung steigt,
wenn der Kraftstoffdruck höher
wird. Des weiteren besteht die Möglichkeit,
dass die Gleitbohrung J7 durch eine Kraft vergrößert wird, die durch eine Haltebuchse
zum Koppeln des Düsenkörpers J2
mit einem unteren Körper
der Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufgebracht wird.
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Um
die Vergrößerung der
Gleitbohrung J7 zu unterdrücken,
ist es denkbar, den Durchmesser der Gleitbohrung J7 klein auszubilden
und die Umgebungswand dick auszubilden. Jedoch hat dies zur Folge,
dass der Gleitschaft J7 klein ausgebildet ist. Wenn der Durchmesser
des Gleitschafts J6 klein ist, muss auch der Durchmesser der Nadel
J3 klein ausgebildet sein. Da jedoch die Abmessung der Nadel J3 für die Kraftstoffeinspritzcharakteristiken
ausschlaggebend ist, ist es nicht leicht, diese Abmessung zu verändern.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung entstand in Anbetracht der vorstehend genannten
Probleme und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
verbesserte Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu schaffen, bei der
ein Kraftstoffverlust von einem Raum mit hohem Druck zu einem Raum
mit niedrigem Druck verhindert wird, ohne die Einspritzcharakteristiken
zu beeinträchtigen.
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Die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung zum Zuführen von mit Hochdruck beaufschlagtem
Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor hat einen länglichen
unteren Körper,
der ein Zylinderloch in seiner Mitte ausgebildet hat, und an dem
unteren Abschnitt des unteren Körpers
herrscht ein niedriger Druck. Ein Kolben ist gleitfähig in dem
Zylinderloch des unteren Körpers gestützt. Ein
oberes Ende eines Düsenkörpers, der ein
in seiner Mitte ausgebildetes Düsenloch
aufweist, ist mit dem unteren Ende des unteren Körpers verbunden. Mit Druck
beaufschlagter Kraftstoff (mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff)
wird in das Düsenloch
eingeführt.
Eine Nadel zum wahlweise Öffnen
oder Schließen
von an dem Bodenende des Düsenkörpers ausgebildeten
Einspritzlöchern
ist gleitfähig
in dem Düsenloch
gestützt.
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Eine
Drucktrennhülse,
die von dem Düsenkörper und
dem unteren Körper
getrennt ausgebildet ist, ist an einem oberen Abschnitt des Düsenlochs angeordnet.
Die Drucktrennhülse
trennt den hohen Druck in dem Düsenloch
von dem niedrigen Druck an dem unteren Ende des unteren Körpers. Ein
an einem oberen Abschnitt der Nadel ausgebildeter Gleitschaft ist
gleitfähig
in einer Innenbohrung der Drucktrennhülse gestützt und ein Außenumfang
der Drucktrennhülse
ist dem hohen Druck in dem Düsenloch ausgesetzt.
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Da
der gleiche hohe Druck auf den Außenumfang und die Innenbohrung
der Drucktrennhülse aufgebracht
wird, bleibt ein kleiner Gleitspalt zwischen dem Gleitschaft und
der Innenbohrung im Wesentlichen unverändert, ungeachtet des auf diese aufgebrachten
hohen Drucks. Folglich wird eine Kraftstoffleckagemenge durch den
Spalt auf ein niedriges Niveau gesenkt. Da die Drucktrennhülse getrennt
von dem unteren Körper
und dem Düsenkörper ausgebildet
ist, wird die Abmessung ihrer Innenbohrung unabhängig von der für die Einspritzcharakteristiken
entscheidenden Abmessung der Nadel gewählt.
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Der
obere Abschnitt des Düsenlochs,
bei dem das Drucktrennventil angeordnet ist, ist größer als
der untere Abschnitt des Düsenlochs,
bei dem die Nadel gleitfähig
gestützt
ist. Die Drucktrennhülse kann
so ausgebildet werden, dass sie einen an dem unteren Ende des unteren Körpers anliegenden
Abschnitt mit großem
Durchmesser und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser hat, um
den eine die Nadel nach unten vorspannende Spiralfeder angeordnet
ist. Die Drucktrennhülse
kann mit der Kraftstoffeinspritzeinrichtung so zusammengebaut werden,
dass der Abschnitt mit großem
Durchmesser in dem Düsenloch
angeordnet ist und der Abschnitt mit kleinem Durchmesser in dem
Zylinderloch des unteren Körpers
angeordnet ist.
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Die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung der vorliegenden Erfindung funktioniert
auf die folgende Art und Weise. Mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff wird
einer Drucksteuerkammer zugeführt,
die an einem oberen Abschnitt des Zylinderlochs ausgebildet ist.
Die mit dem Düsenkörper in
gleitendem Eingriff stehende Nadel wird durch den mit Hochdruck
beaufschlagten Kraftstoff in der Drucksteuerkammer über einen
in dem Zylinderloch gleitend gestützten Kolben angetrieben. Der
hohe Druck in der Drucksteuerkammer wird wahlweise durch ein elektromagnetisches Ventil
zu einem Niederdruckkanal freigesetzt.
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Andere
Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die
folgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen ersichtlich.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Einspritzdüse einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Drucktrennhülse zeigt, welche in der in
der 1 gezeigten Einspritzdüse verwendet wird;
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3 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Gesamtaufbau einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung zeigt;
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4 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Einspritzdüse einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Drucktrennhülse zeigt, welche in der in
der 4 gezeigten Einspritzdüse verwendet wird; und
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die eine in einer herkömmlichen Kraftstoffeinspritzeinrichtung verwendete
herkömmliche
Einspritzdüse
zeigt.
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Genaue Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
Als erstes wird unter Bezugnahme auf die 3 ein Gesamtaufbau
einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung beschrieben. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 wird
in einem Kraftstoffeinspritzsystem zum Zuführen von Kraftstoff zu einem Dieselmotor
verwendet, wie beispielsweise einem Kraftstoffeinspritzsystem der
Common-Rail-Technologie. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 spritzt
mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff, der von einem Kraftstoffdruckspeicher
(nicht gezeigt) zugeführt wird,
in eine Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors.
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Wie
dies in der 3 gezeigt ist, hat die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 eine
Einspritzdüse 1, einen
unteren Körper 3,
einen Kolben 4, eine Öffnungsplatte 5,
ein elektromagnetisches Ventil 6 und andere zugehörige Bauteile.
Die Einspritzdüse 2 ist durch
eine Haltebuchse 12 mit dem Boden des unteren Körpers 3 verbunden
und das elektromagnetische Ventil 6 ist an dem oberen Abschnitt
der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 angeordnet. Die Einspritzdüse 2 hat
einen Düsenkörper 8 und
eine Nadel 9. Ein Düsenloch 7 ist
durch die Mittelachse des Düsenkörpers 8 ausgebildet
und Einspritzlöcher 8a,
durch die mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff eingespritzt wird,
sind an einem Bodenendstück
des Düsenkörpers 8 ausgebildet.
Die Nadel 9 ist gleitfähig
in dem Düsenloch 7 gestützt und
durch eine Spiralfeder 11 nach unten vorgespannt. Die Einspritzdüse 2 wird später unter
Bezugnahme auf die 1 genauer beschrieben.
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Der
untere Körper 3 ist
in einer länglichen
Zylinderform ausgebildet. In dem unteren Körper 3 sind das folgende
Loch und die folgenden Kanäle
ausgebildet: ein Zylinderloch 13, in das der Kolben 4 eingesetzt
ist; ein Hochdruckkanal 14, der mit Hochdruck beaufschlagten
Kraftstoff von einem Kraftstoffdruckspeicher zu der Einspritzdüse 2 führt; ein
anderer Hochdruckkanal 15, der mit Hochdruck beaufschlagten
Kraftstoff zu der Öffnungsplatte 5 führt; ein
Niederdruckkanal 16, der in das elektromagnetische Ventil 6 ausgetretenen
Kraftstoff zu einer Niederdruckseite führt; und ein Niederdruckkanal 17,
der an einem Bodenabschnitt des Zylinderlochs 13 ausgetretenen
Kraftstoff zu einer Niederdruckseite des elektromagnetischen Ventils 6 führt.
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Der
Kolben 4 ist in dem Zylinderloch 13 gleitfähig gestützt und
der Bodenabschnitt des Kolbens 4 ist mit der Nadel 9 verbunden.
Der obere Abschnitt des Kolbens 4 wird durch den oberen
Abschnitt des Zylinderlochs 13 gestützt, wobei sich zwischen ihnen ein
kleiner Spalt befindet. Eine Kraftstffleckage von einer Drucksteuerkammer 18 (die
nachfolgend genauer erklärt
wird) zu dem Bodenabschnitt des Zylinderlochs 13 (eine
Niederdruckseite) wird durch den kleinen Gleitspalt zwischen dem
Kolben 4 und dem Zylinderloch 13 verhindert.
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Die Öffnungsplatte 5 ist
an einer oberen Endfläche
des unteren Körpers 3 angeordnet,
bei der sich die in dem unteren Körper 3 ausgebildeten
Kanäle öffnen. Die
Drucksteuerkammer 18 ist in einem Raum ausgebildet, der
von einer oberen Fläche
des Kolbens 4, einer Bodenfläche der Öffnungsplatte 5 und
dem Zylinderloch 13 umgeben ist. Mit Hochdruck beaufschlagter
Kraftstoff wird durch eine in der Öffnungsplatte 5 ausgebildete
Einlassöffnung 21 der Drucksteuerkammer 18 zugeführt und
die Drucksteuerkammer 18 steht durch eine Auslassöffnung 22 mit der
Niederdruckseite in Verbindung.
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Das
elektromagnetische Ventil 6 ist durch einen oberen Körper 28 so
mit dem oberen Abschnitt des unteren Körpers 3 verbunden,
dass es die Auslassöffnung 22 öffnet oder
schließt.
Das elektromagnetische Ventil 6 hat: ein bewegbares Ventil 24,
das ein mit seinem Bodenende verbundenes Kugelventil 23 aufweist;
einen Ventilkörper 25 zum
gleitfähigen Stützen des
bewegbaren Ventils 24 in der vertikalen Richtung und zum
Anbringen der Öffnungsplatte 5 am
oberen Abschnitt des unteren Körpers 3;
eine das bewegbare Ventil 24 nach unten vorspannende Feder 26;
und einen Solenoid 27 zum Antreiben des bewegbaren Ventils 24 nach
oben. Der Solenoid 27 besteht aus einer Spule 31 zum
Erzeugen einer magnetischen Kraft bei Erregung, einem ortsfesten
Kern 32 zum magnetischen Anziehen des bewegbaren Ventils 24,
und einem Anschlag 33 zum Festsetzen einer oberen Grenze
des Aufwärtshubs
des bewegbaren Ventils 24.
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Der
ortsfeste Kern 32 und der Anschlag 33 bilden einen
Stator. Der ortsfeste Kern 32 und der Anschlag 33 können einstückig ausgebildet
sein. Das bewegbare Ventil 24 wird durch Integrieren eines
magnetisch zu dem ortsfesten Kern 32 hin gezogenen Scheibenabschnitts
und eines Schafts ausgebildet, der durch einen Ventilkörper 25 in
der vertikalen Richtung gleitfähig
gestützt
ist.
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Nun
wird der Betrieb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 kurz
beschrieben. Mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff wird von dem
Kraftstoffdruckspeicher in das Düsenloch 7 und
die Drucksteuerkammer 18 eingeführt. Wenn die Spule 31 nicht
erregt ist, wird das bewegbare Ventil 24 durch die Vorspannkraft
der Feder 26 nach oben gedrückt und das Kugelventil 23 liegt
an der Auslassöffnung 22 an,
um selbige zu schließen.
Ein hoher Druck in der Drucksteuerkammer 18 wird auf einem
konstanten Niveau gehalten. Der hohe Druck in der Drucksteuerkammer 18 wird über den
Kolben 4 auf die Nadel 9 aufgebracht und die Nadel 9 wird
fest nach unten gedrückt, um
das Einspritzventil 2 zu schließen. Die Vorspannkraft der
Feder 11 wird zu der auf die Nadel 9 aufgebrachten
Niederdrückkraft
addiert.
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Ein
hoher Druck des in das Düsenloch 7 eingeführten Kraftstoffs
wird auf eine Druckaufnahmefläche
der Nadel 9 aufgebracht und dadurch wird die Nadel 9 nach
oben gedrückt.
Da jedoch die Kraft, die die Nadel 9 nach unten drückt, größer als
die nach oben drückende
Kraft ist, wenn die Auslassöffnung 22 geschlossen
ist, wird die Nadel 9 nicht angehoben und die Einspritzlöcher 8a werden
nicht geöffnet.
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Bei
Erregung der Spule 31 wird das bewegbare Ventil 24 gegen
die Vorspannkraft der Feder 26 angehoben und dadurch wird
die Auslassöffnung 22 geöffnet, um
mit dem Niederdruckkanal 16 in Verbindung zu stehen. Der
Kraftstoff in der Drucksteuerkammer 18 strömt durch
den Niederdruckkanal 16 aus und der Druck in der Drucksteuerkammer 18 sinkt.
Wenn der Druck in der Drucksteuerkammer 18 auf ein vorbestimmtes
Niveau sinkt, wird die Nadel 9 angehoben, um die Einspritzlöcher 8a zu öffnen. Somit
beginnt die Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskammer des
Verbrennungsmotors.
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Bei
Entregung der Spule 31 wird das bewegbare Ventil 24 durch
die Vorspannkraft der Feder 26 nach unten gedrückt, um
die Auslassöffnung 22 mit dem
Kugelventil 23 zu schließen. Wenn die Auslassöffnung 22 geschlossen
ist, steigt der Druck in der Drucksteuerkammer 18 wieder
an. Wenn der Druck in der Drucksteuerkammer 18 auf ein
vorbestimmtes Niveau steigt, wird die Nadel nach unten gedrückt, um
die Einspritzlöcher 8a zu
schließen.
Somit wird die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf die 1 die Einspritzdüse 2 im
Detail beschrieben. Das in dem Düsenkörper 8 ausgebildete
Düsenloch 7 weist zwei
Abschnitte auf: einer besteht aus einer an dem oberen Abschnitt
ausgebildeten großen
Bohrung 36 und der andere besteht aus einer an dem unteren
Abschnitt ausgebildeten kleinen Bohrung 37. Eine Drucktrennhülse 35 (die
später
im Detail beschrieben wird) und eine Feder 11 sind in der
großen
Bohrung 36 angeordnet und ein mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff
wird durch den Hochdruckkanal 14 der großen Bohrung 36 zugeführt. Der
der großen
Bohrung 36 zugeführte
mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird weiter nach unten befördert, um
den Raum zu füllen,
der sich um die Gesamtlänge
der Nadel 9 erstreckt. Ein Ventilsitz 38 in einer
konischen Form ist an dem Bodenabschnitt der Nadel 9 ausgebildet
und eine Vielzahl von Einspritzlöchern 8a sind
stromabwärts
des Ventilsitzes 38 ausgebildet.
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Die
Nadel 9 besteht von oben nach unten betrachtet aus den
folgenden Abschnitten: einem Gleitschaft 41, einem Flansch 42,
einem abgeschrägten Gleitabschnitt 43,
einem Schaftabschnitt 44 und einer Ventilendstück 45.
Die hier gezeigte Nadel 9 ist ein Beispiel und kann verschiedenartig
abgewandelt werden. Der Gleitschaft 41 ist gleitfähig in einer
Gleitbohrung 46 der Drucktrennhülse 35 gestützt. Der Flansch 42 nimmt
eine Vorspannkraft der Spiralfeder 11 auf. Der abgeschrägte Gleitabschitt 43 ist
gleitfähig
in der kleinen Bohrung 37 des Düsenkörpers 8 gestützt. Eine
Vielzahl von Abschrägungen
sind an dem Gleitabschnitt 43 ausgebildet, um den der großen Bohrung 36 zugeführten mit
Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff zu der kleinen Bohrung 37 zu führen. Der
Außendurchmesser
des Schaftabschnitts 44 ist kleiner als der Durchmesser
der kleinen Bohrung 37, so dass der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff
zu dem Boden des Düsenkörpers geführt wird,
bei dem sich der Ventilsitz 38 befindet.
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Die
Ventilendstück 45 besteht
aus einem oberen konischen Abschnitt und einem unteren konischen
Abschnitt, und eine mit dem Ventilsitz 38 in Kontakt stehende
Sitzlinie 45a ist an der Grenze zwischen den beiden konischen
Abschnitten ausgebildet. Wenn die Ventilendstück 45 an dem Ventilsitz 38 sitzt,
steht die Sitzlinie 45a mit dem Ventilsitz 38 in Kontakt,
so dass die Verbindung zwischen dem Düsenloch 7 und den
Einspritzlöchern 8a unterbrochen ist.
Wenn die Ventilendstück 45 von
dem Ventilsitz 38 angehoben wird, wird eine Verbindung
zwischen dem Düsenloch 7 und
den Einspritzlöchern 8a aufgebaut und
der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird von den Einspritzlöchern 8a eingespritzt.
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Die
Drucktrennhülse 35 ist
aus einem Material hergestellt, das durch Druck kaum deformiert werden
kann, wie beispielsweise Stahl oder Keramiken. Die Innenbohrung 46 der
Drucktrennhülse 35 stützt gleitfähig den
Gleitschaft 41 der Nadel 9, wobei sich zwischen
ihnen ein äußerst kleiner
Spalt befindet. Wie dies in der 2 gezeigt
ist, besteht die Drucktrennhülse 35 aus
einem Abschnitt 47 mit großem Durchmesser und einem Abschnitt 48 mit
kleinem Durchmesser. Die obere Fläche des Abschnitts 47 mit
großem
Durchmesser liegt an der Bodenfläche des
unteren Körpers 3 an.
Eine Stufe zwischen dem Abschnitt 47 mit großem Durchmesser
und dem Abschnitt 48 mit kleinem Durchmesser nimmt das
obere Ende der Spiralfeder 11 auf. Die Drucktrennhülse 35 ist
in der großen
Bohrung 36 des Düsenkörpers 8 angeordnet,
wie dies in der 1 gezeigt ist. Die Spiralfeder 11 ist
um den Abschnitt 48 mit kleinem Durchmesser angeordnet.
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Der
hohe Druck des in die große
Bohrung 7 geführten
Kraftstoffs wird auf die Drucktrennhülse 35 aufgebracht
und dadurch wird die Drucktrennhülse 35 nach
oben gedrückt
und steht mit der Bodenfläche des
unteren Körpers 3 in
festem Kontakt. Auf diese Art und Weise wird der hohe Druck in dem
Düsenloch 7 getrennt
oder isoliert von dem niedrigen Druck in dem Niederdruckkanal 17 an
dem Bodenabschnitt des unteren Körpers 3.
Um einen Kontaktdruck zwischen der Bodenfläche des unteren Körpers 3 und der
oberen Fläche
der Drucktrennhülse 35 zu
erhöhen,
ist eine Abschrägung 49 um
eine obere Einfassung der Innenbohrung 46 ausgebildet.
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Eine
Gesamtoberfläche
des Außenumfangs der
Drucktrennhülse 35 nimmt
den hohen Druck des Kraftstoffs in der großen Bohrung 36 auf.
Mit anderen Worten dient ein Gesamtaußenumfang der Drucktrennhülse 35 als
eine Druckaufnahmeoberfläche. Folglich
verformt sich die Innenbohrung 46 der Drucktrennhülse 35 in
solch eine Richtung, bei der sich ihr Innendurchmesser verringert
(Schrumpfrichtung), wenn der hohe Druck auf die Drucktrennhülse 35 aufgebracht
wird.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die folgenden
Vorteile erlangt. Da die Drucktrennhülse 35 getrennt von
dem unteren Körper 3 und
dem Düsenkörper 8 ausgebildet
ist, werden die Abmessungen der Drucktrennhülse 35 nicht durch
eine Kraft zum Verbinden des Düsenkörpers 8 mit
dem unteren Körper 3 mittels
einer Haltebuchse 12 beeinträchtigt. Mit anderen Worten,
selbst wenn der Düsenkörper 8 durch
die Verbindungskraft deformiert wird, bleibt die Innenbohrung 46 der Drucktrennhülse 35 unverändert.
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Der
hohe Druck des Kraftstoffs in dem Düsenloch 7 wird auch
auf die Innenbohrung 46 der Drucktrennhülse 35 aufgebracht
und dadurch neigt die Innenbohrung 46 dazu, sich zu vergrößern. Andererseits
wird der gleiche hohe Druck auf den Außenumfang der Innenbohrung 46 aufgebracht,
wie dies vorstehend erklärt
ist, und dadurch neigt die Innenbohrung 46 dazu, zu schrumpfen.
Da der gleiche hohe Druck sowohl von der Innenbohrung als auch von
dem Außenumfang
der Drucktrennhülse 35 aufgebracht
wird, bleibt der Durchmesser der Innenbohrung 46 im Wesentlichen
unverändert,
selbst wenn sich der Kraftstoffdruck verändert. Zumindest wird die Veränderung
des Durchmessers auf einen äußerst kleinen
Betrag verringert. Folglich wird der Spalt zwischen der Innenbohrung 46 und
dem Gleitschaft 41 klein gehalten, um die Kraftstoffleckagemenge
durch den Spalt zu verringern. Außerdem kann der Betrag der
Schrumpfung oder der Vergrößerung der
Innenbohrung 46 eingestellt werden durch ein angemessenes
Wählen
einer Dicke der die Innenbohrung 46 ausbildenden Wand oder
des die Drucktrennhülse 35 ausbildenden
Materials.
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Die
Drucktrennhülse 35 ist
getrennt von dem Düsenkörper 8 ausgebildet
und mit der Nadel 9 zusammengefügt, nachdem die Nadel 9 in
den Düsenkörper 8 eingesetzt
wurde. Folglich kann der Durchmesser des Gleitschafts 41 unabhängig von
dem Durchmesser der Nadel 9 bestimmt werden. Mit anderen
Worten heißt
das, dass der Durchmesser des Gleitschafts 41, das heißt der Durchmesser
der Innenbohrung 46, ohne Beeinflussung des Durchmessers
der Nadel 9 frei gewählt
werden kann, was für die
Einspritzcharakteristiken von ausschlaggebender Bedeutung ist. Es
ist möglich,
den Durchmesser des Gleitschafts 41 kleiner als den der
Nadel 9 auszubilden. In diesem Fall kann eine Gesamtfläche des Spalts
zwischen dem Gleitschaft 41 und der Innenbohrung 46 weiter
verkleinert werden. Folglich wird der Betrag des Kraftstoffverlusts
durch den Spalt weiter verringert. Des weiteren ist die Verkleinerung
der Gesamtfläche
des Gleitspalts auch vorteilhaft für ein schnelles Ansprechen
der Nadel 9 auf die Antriebskraft, die auf diese aufgebracht
wird.
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Der
Düsenkörper 8 weist
die an dem Bodenabschnitt ausgebildete kleine Bohrung 37 und
die an dem oberen Abschnitt ausgebildete große Bohrung 36 auf,
und die Abmessung der großen
Bohrung 36 wird unabhängig
von dem Durchmesser des Gleitschafts 41 gewählt, weil
der Gleitschaft 41 durch die von dem Düsenkörper 8 getrennt ausgebildete Drucktrennhülse 35 gestützt ist.
Da der Düsenkörper 8 die
große
Bohrung 36 an seinem oberen Abschnitt hat, wird ein Werkzeug
zum Bearbeiten des Düsensitzes 9 mühelos in
das Düsenloch 7 eingesetzt.
Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird von dem in dem unteren
Körper 3 ausgebildeten
Hochdruckkanal 14 in die große Bohrung 36 eingeführt und
der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird von der großen Bohrung 36 weiter
zu der kleinen Bohrung 37 geführt. Folglich sind der Kraftstoffspeicher
J8 und der Kraftstoffkanal J4, die in dem Düsenkörper J2 der in der 6 gezeigten
herkömmlichen
Einspritzdüse J1
ausgebildet sind, bei dem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung nicht erforderlich.
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Der
Kraftstoffspeicher J8 in der herkömmlichen Einspritzdüse J1 wurde
durch ein galvanischen Korrosionsverfahren etc. ausgebildet. Außerdem besteht
bei der herkömmlichen
Einspritzdüse
J1 das Problem, dass eine Wanddicke zwischen dem Kraftstoffkanal
J4 und der Gleitbohrung J7 an dem Abschnitt zu klein wird, der sich
in der Nähe
des Kraftstoffspeichers J8 befindet. Alle diese Probleme werden
gelöst,
indem der Speicher J8 und der Kraftstoffkanal J4 in dem Düsenkörper J2
beseitigt werden. Folglich kann der Düsenkörper 8 gemäß der vorliegenden
Erfindung mit geringen Herstellungskosten hergestellt werden.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben.
Die in der 5 gezeigte Drucktrennhülse 35 wird
in die in der 4 gezeigten Einspritzdüse 2 eingebaut.
Die Drucktrennhülse 35 ist
bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel mit
ihrem oberen Teil nach unten angeordnet. Der Abschnitt 47 mit
großem
Durchmesser befindet sich in der großen Bohrung 36 des
Düsenkörpers 8,
während
sich der Abschnitt 48 mit kleinem Durchmesser in dem Zylinderloch 13 des
unteren Körpers 8 befindet.
Die Spiralfeder 11 ist um den Gleitschaft 41 angeordnet,
anstatt um den Abschnitt 48 mit kleinem Durchmesser der
Drucktrennhülse 35.
Der andere Aufbau ist der gleiche wie der aus dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Die
Stufenfläche
zwischen dem Abschnitt 47 mit großem Durchmesser und dem Abschnitt 48 mit kleinem
Durchmesser liegt an der Bodenfläche
des unteren Körpers 3 an,
so dass der hohe Druck in der großen Bohrung 36 von
dem niedrigen Druck an dem unteren Abschnitt des unteren Körpers 3 getrennt wird.
Der hohe Druck in der großen
Bohrung 36 wird auf den Abschnitt 47 mit großem Durchmesser
in einer Richtung aufgebracht, bei der der Durchmesser von diesem
schrumpft, während
der hohe Druck in dem Spalt zwischen der Innenbohrung 46 und
dem Gleitschaft 41 auf den Abschnitt 48 mit kleinem Durchmesser
in einer Richtung aufgebracht wird, bei der sich der Durchmesser
von diesem vergrößert. Folglich
kann durch Einstellen der Längen
des Abschnitts 47 mit großem Durchmesser und des Abschnitts 48 mit
kleinem Durchmesser die Leckagemenge durch den Spalt zwischen dem
Gleitschaft 41 und der Innenbohrung 46 der Drucktrennhülse 35 eingestellt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern kann verschiedenartig abgewandelt werden. Beispielsweise
kann, obwohl die Drucktrennhülse 35 bei
den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen
so ausgebildet ist, dass sie den Abschnitt 47 mit großem Durchmesser
und den Abschnitt 48 mit kleinem Durchmesser hat, auf den
Abschnitt 48 mit kleinem Durchmesser verzichtet werden.
Zwar sind bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Nadel 9 und
die Drucktrennhülse 35 gleitfähig gekuppelt,
jedoch kann auch der Kolben 4 mit der Innenbohrung 46 der
Drucktrennhülse 35 gleitfähig gekuppelt
sein. Zwar ist die Spiralfeder 11 um den Gleitschaft 41 angeordnet
ist, sie kann aber auch um den Kolben 4 angeordnet sein.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vorstehend genannten
bevorzugten Ausführungsbeispiele
gezeigt und beschrieben wurde, ist es Fachleuten ersichtlich, dass Änderungen
in der Ausgestaltung und im Detail von dieser gemacht werden können, ohne
von dem in den beigefügten
Ansprüchen
definierten Umfang der Erfindung abzuweichen.
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Die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 zum Zuführen von mit Druck beaufschlagtem
Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor hat einen unteren Körper 3, der
einen in diesem gleitfähig
gestützten
Kolben 4 aufweist, einen mit dem Bodenende des unteren
Körpers
verbundenen Düsenkörper 8,
eine Nadel 9 zum wahlweise Öffnen von Einspritzlöchern 8a und
eine Drucktrennhülse 35 zum
Trennen eines hohen Drucks in dem Düsenkörper 8 von einem niedrigen Druck
in dem unteren Körper 3 und
zum gleitfähigen Stützen eines
oberen Abschnitts der Nadel 9. Die Nadel 9, die
so vorgespannt ist, dass sie die Einspritzlöcher 8a schließt, wird
durch den dem Düsenkörper zugeführten mit
Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff angehoben, um dadurch die Einspritzlöcher zu öffnen. Da
der hohe Druck gleichzeitig auf eine Innenbohrung 46 und
einen Außenumfang
der Drucktrennhülse 35 aufgebracht
wird, werden Veränderungen des
Durchmessers der Innenbohrung 46 infolge des hohen Drucks
auf ein äußerst niedriges
Niveau gesenkt. Folglich wird ein Betrag eines Kraftstoffverlusts
durch einen Gleitspalt 46 in der Innenbohrung auf einem
niedrigen Niveau gehalten.