Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
für ein
Kraftstoffeinspritzsystem und insbesondere für ein Common-Rail-Kraftstoffseinspritzsystem
einer Dieselkraftmaschine.The
The present invention relates to a fuel injection device
for a
Fuel injection system and in particular for a common rail fuel injection system
a diesel engine.
Ein
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem hat eine Common-Rail, die
für verschiedene
Zylinder identisch ist und darin Kraftstoff unter hohem Druck sammelt,
sowie Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zum Einspritzen einer vorbestimmten
Kraftstoffmenge in die verschiedenen Zylinder bei vorbestimmten
Zeitgebungen. Eine piezoelektrische Kraftstoffeinspritzvorrichtung
ist für
die Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems
bekannt, bei der ein piezoelektrischen Aktuator in ihrem Antriebsabschnitt
verwendet wird, um ein Ansprechverhalten mit einer guten Funktion
der Kraftstoffeinspritzsteuerung zu erhalten. Im allgemeinen ist
die piezoelektrische Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer hydraulischen
Leistungsübertragungseinheit
versehen, die eine Versetzung des piezoelektrischen Aktuators durch
einen hydraulischen Druck überträgt.One
Common rail fuel injection system has a common rail, the
for different
Cylinder is identical and collects fuel under high pressure,
and fuel injectors for injecting a predetermined one
Fuel quantity in the different cylinders at predetermined
Timings. A piezoelectric fuel injection device
is for
the fuel injection device of the common rail fuel injection system
known in which a piezoelectric actuator in its drive section
is used to get a responsive with a good function
to obtain the fuel injection control. In general
the piezoelectric fuel injection device with a hydraulic
The power transmission unit
provided, the displacement of the piezoelectric actuator by
transmits a hydraulic pressure.
Herkömmliche
Einspritzvorrichtungen mit einer hydraulischen Leistungsübertragungseinheit
sind zum Beispiel in DE-101 49 052 A1 (JP-2002-115617A), WO01/81754A1
und WO02/061266A2 offenbart.conventional
Injectors with a hydraulic power transmission unit
are described, for example, in DE-101 49 052 A1 (JP-2002-115617A), WO01 / 81754A1
and WO02 / 061266A2.
Im
allgemeinen steuert eine piezoelektrischen Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einen Staudruck einer Düsennadel
durch ein Steuerventil. Jedoch kann der piezoelektrische Aktuator
nicht direkt mit dem Steuerventil verbunden werden, da sich ein Wärmeausdehnungskoeffizient
des piezoelektrischen Aktuators stark von den Wärmeausdehnungskoeffizienten
der Anbringungsbauelemente für
den piezoelektrischen Aktuator unterscheidet. Somit wird die hydraulische
Leistungsübertragungseinheit
verwendet, um eine Antriebskraft von einem Bauelement an einer Seite
des piezoelektrischen Aktuators zu einem anderen Bauelement an einer
Seite des Steuerventiles zu übertragen.in the
In general, a piezoelectric fuel injector controls
a back pressure of a nozzle needle
through a control valve. However, the piezoelectric actuator can
can not be directly connected to the control valve, as there is a coefficient of thermal expansion
of the piezoelectric actuator greatly from the thermal expansion coefficient
the mounting components for
distinguishes the piezoelectric actuator. Thus, the hydraulic
The power transmission unit
Used to drive a component from one side
of the piezoelectric actuator to another device on a
Transfer side of the control valve.
Die
hydraulische Leistungsübertragungseinheit
hat einen ersten Kolben, der an einer Seite des piezoelektrischen
Aktuators angeordnet ist, und einen zweiten Kolben, der an einer
Seite des Steuerventils angeordnet ist. Der erste Kolben bewegt
sich einstückig
mit dem piezoelektrischen Aktuator. Der zweite Kolben soll einen
Ventilkörper
des Steuerventils bewegen. Der erste und der zweite Kolben sind koaxial
in einem Zylinder angebracht, um dazwischen eine öldichte
Kammer zu bilden. Das Steuerventil öffnet und schließt einen
Pfad zwischen einer Steuerkammer zum Erzeugen eines Staudruckes
der Düsennadel
und einem Niederdruckkraftstoffkanal. Kein elektrischer Strom in
dem piezoelektrischen Aktuator positioniert das Steuerventil zum
Schließen des
Pfades, um den Niederdruckkraftstoffkanal von der Steuerkammer zu
isolieren. In diesem Zustand ist die Steuerkammer mit einem Hochdruckkanal
und bei einem relativ großen
Druck in Verbindung, um die Düsennadel
zum Schließen
eines Einspritzloches zu drücken.The
hydraulic power transmission unit
has a first piston, which is on one side of the piezoelectric
Actuator is arranged, and a second piston connected to a
Side of the control valve is arranged. The first piston moves
in one piece
with the piezoelectric actuator. The second piston should have one
valve body
of the control valve. The first and second pistons are coaxial
mounted in a cylinder, in between an oil density
Chamber to form. The control valve opens and closes one
Path between a control chamber for generating a back pressure
the nozzle needle
and a low pressure fuel passage. No electric current in
the piezoelectric actuator positions the control valve to
Close the
Path to the low pressure fuel passage from the control chamber to
isolate. In this condition, the control chamber is with a high pressure passage
and at a relatively large
Pressure in connection to the nozzle needle
to close
to press an injection hole.
Ein
elektrischer Strom in dem piezoelektrischen Aktuator erweitert den
piezoelektrischen Aktuator, um den ersten Kolben nach unten zu drücken, so
dass ein Druck in der öldichten
Kammer erhöht wird.
Dann drückt
der zweite Kolben den Ventilkörper des
Steuerventiles nach unten, um den Niederdruckkraftstoffkanal zu öffnen. Dementsprechend
wird der Druck in der Steuerkammer verringert, um die Düsennadel
zum Starten einer Kraftstoffeinspritzung anzuheben.One
Electric current in the piezoelectric actuator expands the
piezoelectric actuator to push the first piston down, so
that a pressure in the oil tight
Chamber is increased.
Then press
the second piston the valve body of the
Control valve down to open the low pressure fuel channel. Accordingly
the pressure in the control chamber is reduced to the nozzle needle
to start fuel injection.
Der
vorstehend beschriebene Aufbau, bei dem die hydraulische Leistungsübertragungseinheit eingebaut
ist, absorbiert Differenzen der Wärmeausdehnungen der verschiedenen
Bauteile durch die Zufuhr und das Austreten von Kraftstoff. Somit
hat der Aufbau einen Vorteil zum Aufrechterhalten einer genauen
Funktion beim Übertragen
der Antriebskraft. Wie dies insbesondere in der DE-101 49 052-A1
in der WO01/81754A1 und in der WO02/061266A2 offenbart ist, ist
es möglich,
die Versetzung durch den piezoelektrischen Aktuator gemäß einem
Verhältnis zwischen
einer Druckaufnahmefläche
des ersten und des zweiten Kolbens zu verstärken.Of the
above-described structure in which installed the hydraulic power transmission unit
is, absorbs differences in the thermal expansions of the various
Components by the supply and the leakage of fuel. Consequently
The structure has an advantage for maintaining an accurate
Function during transfer
the driving force. As in particular in DE-101 49 052-A1
in WO01 / 81754A1 and in WO02 / 061266A2
it is possible
the displacement by the piezoelectric actuator according to a
Relationship between
a pressure receiving surface
to strengthen the first and second pistons.
Der
vorstehend beschriebene Aufbau benötigt jedoch eine relativ große Länge der
hydraulischen Leistungsübertragungseinheit
für eine
Gleitbewegung des ersten und des zweiten Kolbens. Dadurch wird die
Gesamtlänge
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung vergrößert, bei der der piezoelektrische Aktuator
eingebaut ist.Of the
However, the structure described above requires a relatively large length of
hydraulic power transmission unit
for one
Sliding movement of the first and second pistons. This will be the
overall length
increases the fuel injection device, wherein the piezoelectric actuator
is installed.
Angesichts
der vorstehend beschriebenen Umstände ist es die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
für eine
Dieselkraftmaschine vorzusehen, die eine relativ geringer Größe hat,
indem eine Gesamtlänge
der hydraulischen Leistungsübertragungseinheit
verkürzt
ist, ohne dass eine Gleitbewegung eines Kolbens der hydraulischen
Leistungsübertragungseinheit
verschlechtert wird.in view of
the circumstances described above, it is the task of
present invention, a fuel injection device for a common rail fuel injection system
for one
To provide a diesel engine that is relatively small in size,
by a total length
the hydraulic power transmission unit
shortened
is, without a sliding movement of a piston of the hydraulic
The power transmission unit
is worsened.
Die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung für
ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung hat einen Einspritzkörper,
einen ersten Kolben, einen zweiten Kolben, einen Aktuator und ein
Steuerventil. Der Einspritzvorrichtungskörper hat ein erstes Zylinderloch
in seiner Längsrichtung.
Der erste Kolben ist gleitbar in einem ersten Zylinderloch angebracht,
und er hat ein zweites Zylinderloch in seiner Längsrichtung. Das zweite Zylinderloch
hat ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende an beiden Enden
in seiner Längsrichtung.
Der zweite Kolben ist gleitbar in dem zweiten Zylinderloch angebracht,
um eine öldichte
Kammer in dem zweiten Zylinderloch zusammen mit dem ersten Kolben
zu definieren, um darin ein Hydraulikfluid zu füllen. Der Aktuator treibt den
ersten Kolben an, und das Steuerventil bewegt sich einstückig mit
dem zweiten Kolben.The fuel injection device for a common rail fuel injection system according to the present invention has an injection body, ei NEN first piston, a second piston, an actuator and a control valve. The injector body has a first cylinder hole in its longitudinal direction. The first piston is slidably mounted in a first cylinder hole, and has a second cylinder hole in its longitudinal direction. The second cylinder hole has a closed end and an open end at both ends in its longitudinal direction. The second piston is slidably mounted in the second cylinder hole to define an oil-tight chamber in the second cylinder hole together with the first piston to fill a hydraulic fluid therein. The actuator drives the first piston and the control valve moves integrally with the second piston.
Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ebenso wie
die Betriebsweisen und die Funktion der dazugehörigen Bauteile aus der folgenden
detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich,
die allesamt Bestandteil dieser Anmeldung sind. Zu den Zeichnungen:Further
Features and advantages of the present invention will be as well
the modes of operation and the function of the associated components from the following
detailed description, the appended claims and the drawings,
all of which are part of this application. To the drawings:
1 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Gesamtaufbaus einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 1 FIG. 10 is a cross-sectional view of an entire structure of a fuel injection device according to a first embodiment of the present invention; FIG.
2 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Aufbaus eines wesentlichen Abschnittes
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 2 Fig. 10 is a cross-sectional view showing a structure of an essential portion of a fuel injection device according to a second embodiment of the present invention;
3A zeigt
eine Querschnittsansicht eines Aufbaus eines wesentlichen Abschnittes
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 3A Fig. 10 is a cross-sectional view showing a structure of an essential portion of a fuel injection device according to a third embodiment of the present invention;
3B zeigt
eine Querschnittsansicht eines Aufbaus eines wesentlichen Abschnittes
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 3B Fig. 10 is a cross-sectional view showing a structure of an essential portion of a fuel injection device according to a fourth embodiment of the present invention;
4 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Aufbaus eines wesentlichen Abschnittes
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung; 4 Fig. 10 is a cross-sectional view showing a structure of an essential portion of a fuel injection device according to a fifth embodiment of the present invention;
5 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Aufbaus eines wesentlichen Abschnittes
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 5 FIG. 10 is a cross-sectional view showing a structure of an essential portion of a fuel injection apparatus according to a sixth embodiment of the present invention; FIG.
6 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Aufbaus eines wesentlichen Abschnittes
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 6 FIG. 10 is a cross-sectional view showing a structure of an essential portion of a fuel injection device according to a seventh embodiment of the present invention; FIG.
7 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Aufbaus eines wesentlichen Abschnittes
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 7 Fig. 10 is a cross-sectional view showing a structure of an essential portion of a fuel injection device according to an eighth embodiment of the present invention;
8 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Aufbaus eines wesentlichen Abschnittes
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und 8th FIG. 10 is a cross-sectional view showing a structure of an essential portion of a fuel injection apparatus according to a ninth embodiment of the present invention; FIG. and
9 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Aufbaus eines wesentlichen Abschnittes
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem Stand der Technik,
bei dem zwei Kolben koaxial zueinander angeordnet sind. 9 FIG. 12 is a cross-sectional view showing a structure of an essential portion of a prior art fuel injection apparatus in which two pistons are arranged coaxially with each other. FIG.
Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
wird bei einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
für eine
Dieselkraftmaschine angewendet. Die 1 zeigt
eine der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 1, die in den
verschiedenen Zylindern der Dieselkraftmaschine vorgesehen sind, und
die mit Kraftstoff (Leichtöl
bei dem Ausführungsbeispiel)
aus einer Common-Rail (nicht gezeigt) versorgt werden, die den unter
Druck geförderten
Kraftstoff durch eine Hochdruckkraftstoffzuführungspumpe (nicht gezeigt)
unter einen vorbestimmten Druck entsprechend einem Einspritzdruck
durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 sammelt. Die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 ist an einer Wand einer
Brennkammer (nicht gezeigt) der Dieselkraftmaschine angebracht.A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. A fuel injector 1 According to the first embodiment is applied to a common rail fuel injection system for a diesel engine. The 1 shows one of the fuel injectors 1 are provided in the various cylinders of the diesel engine and are supplied with fuel (light oil in the embodiment) from a common rail (not shown), the fuel delivered under pressure through a high pressure fuel supply pump (not shown) at a predetermined pressure corresponding to an injection pressure by the fuel injection device 1 collects. The fuel injection device 1 is mounted on a wall of a combustion chamber (not shown) of the diesel engine.
Die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 hat einen Antriebsabschnitt 101 mit
einem piezoelektrischen Aktuator 6, einen Steuerventilabschnitt 102 und
einen Einspritzdüsenabschnitt 103 mit
einer Düsennadel 5.
Der Antriebsabschnitt 101 ist an einem oberen Abschnitt
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 angeordnet und treibt
den Düsenabschnitt 103 über den Steuerventilabschnitt 102 an.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat des weiteren einen Einspritzvorrichtungskörper mit
Körperelementen
B1 bis B4, um die Komponenten des Antriebsabschnittes 101 des Steuerventilabschnittes 102 und
des Düsenabschnittes 103 darin
anzubringen. Jedes der Körperelemente
B1 bis B4 hat Kanäle
wie zum Beispiel einen Hochdruckkraftstoffkanal 12, der
mit der Common-Rail über
einen Kraftstoffeinlassanschluss 11 in Verbindung ist,
und einen Niederdruckkraftstoffkanal 13, der mit einem
Kraftstoffbehälter
(nicht gezeigt) über einen
Kraftstoffauslassanschluss 14 in Verbindung ist. Die Körperelemente
B1 bis B4 sind in einem öldichten
Zustand durch einen Halter B5 aneinander befestigt und fixiert.The fuel injection device 1 has a drive section 101 with a piezoelectric actuator 6 a control valve section 102 and an injector section 103 with a nozzle needle 5 , The drive section 101 is at an upper portion of the fuel injection device 1 arranged and drives the nozzle section 103 via the control valve section 102 at. The fuel injector further includes an injector body having body members B1 to B4 around the components of the drive section 101 the control valve section 102 and the nozzle section 103 to install in it. Each of the body members B1 to B4 has channels such as a high pressure fuel passage 12 that with the common rail via a fuel inlet port 11 and a low pressure fuel channel 13 connected to a fuel tank (not shown) via a fuel outlet port 14 is in communication. The body members B1 to B4 are fixed and fixed to each other in an oil-tight state by a holder B5.
Bei
dem Düsenabschnitt 103 ist
die Düsennadel 5 in
einem zylindrischen Abschnitt 42 gleitbar gestützt, der
an einem oberen Endabschnitt des Körperelementes B4 vorgesehen
ist. Ein Raum in dem Körperelement
B4 bildet eine Kraftstoffsammelkammer 52, der Hochdruckkraftstoff
von der Common-Rail durch den Hochdruckkraftstoffkanal 12 zugeführt wird,
der an einer oberen Wand der Kraftstoffsammelkammer 52 mündet. Das
Körperelement
B4 ist mit einem Beutelabschnitt 53 versehen. Kraftstoffeinspritzlöcher 54 sind
an einer Trennwand des Beutelabschnittes 53 zur Kraftstoffseinspritzung
ausgebildet.At the nozzle section 103 is the nozzles needle 5 in a cylindrical section 42 Slidably supported, which is provided at an upper end portion of the body member B4. A space in the body member B4 constitutes a fuel-collecting chamber 52 , the high pressure fuel from the common rail through the high pressure fuel channel 12 which is supplied to an upper wall of the fuel-collecting chamber 52 empties. The body member B4 is with a bag portion 53 Mistake. Fuel injection holes 54 are on a partition wall of the bag section 53 designed for fuel injection.
Wenn
die Düsennadel 5 an
der untersten Position ist, dann sitzt ein konisch geformter Spitzenabschnitt
der Düsennadel 5 an
einem Düsensitz 55,
der an einem Grenzbereich zwischen der Ölsammelkammer 52 und
dem Beutelabschnitt 53 vorgesehen ist, um den Beutelabschnitt 53 zu
schließen
und die Kraftstoffzufuhr von der Ölsammelkammer 52 zu
den Einspritzlöchern 54 zu
unterbrechen. Die Kraftstoffeinspritzung beginnt beim Anheben der
Düsennadel 5 weg
von dem Düsensitz 55,
so dass der Beutelabschnitt 53 geöffnet wird.If the nozzle needle 5 at the lowest position, then sits a conically shaped tip portion of the nozzle needle 5 at a nozzle seat 55 located at a boundary between the oil collection chamber 52 and the bag section 53 is provided to the bag section 53 close and the fuel supply from the oil collection chamber 52 to the injection holes 54 to interrupt. The fuel injection starts when lifting the nozzle needle 5 away from the nozzle seat 55 so that the bag section 53 is opened.
Ein
Raum, der durch eine obere Endseite der Düsennadel 5, eine Innenwandseite
des zylindrischen Abschnittes 54 und eine untere Endseite
des Körperelementes
B3 definiert ist, bildet eine Steuerkammer 4 zum Steuern
eines Staudruckes der Düsennadel 5.
Die Steuerkammer 4 wird mit Kraftstoff als ein Steueröl versorgt,
um den Staudruck der Düsennadel 5 zu
erzeugen, und zwar von dem Hochdruckkraftstoffkanal 12 über eine
Ventilkammer 21 und einen Kanal 25. Der Staudruck
drückt
die Düsennadel 5,
so dass die Düsennadel 5 in
einer Ventilschließrichtung
zusammen mit einer Feder 56 gedrückt wird, die zwischen einer
unteren Endseite des zylindrischen Abschnittes 42 und einem
Abschnitt 51 mit großen
Durchmesser angebracht ist, der von einer seitlichen Umfangsseite
der Düsennadel 5 vorsteht.
Hochdruckkraftstoff in der Ölsammelkammer 52 drückt eine
konische Seite des Spitzenabschnittes der Düsennadel 5 nach oben,
um die Düsennadel 5 in
einer Ventilöffnungsrichtung
zu drücken.A space passing through an upper end side of the nozzle needle 5 an inner wall side of the cylindrical portion 54 and a lower end side of the body member B3 is defined forms a control chamber 4 for controlling a back pressure of the nozzle needle 5 , The control chamber 4 is supplied with fuel as a control oil to the back pressure of the nozzle needle 5 from the high pressure fuel passage 12 via a valve chamber 21 and a channel 25 , The dynamic pressure presses the nozzle needle 5 , so the nozzle needle 5 in a valve closing direction together with a spring 56 is pressed between a lower end side of the cylindrical portion 42 and a section 51 attached with large diameter, from a lateral peripheral side of the nozzle needle 5 protrudes. High pressure fuel in the oil collection chamber 52 Presses a conical side of the tip portion of the nozzle needle 5 up to the nozzle needle 5 in a valve opening direction.
Der
Steuerventilabschnitt 102 hat eine Drei-Wege-Ventilstruktur
und die Ventilkammer 21, die mit der Steuerkammer 4 des
Düsenabschnittes 103 über einen
Verbindungskanal 41 jederzeit in Verbindung ist und einen
annähernd
kugelförmigen
Ventilkörper 2,
der in der Ventilkammer 21 angebracht ist. Die Ventilkammer 21 hat
einen Sitz 22 an einer Niederdruckseite an einer Öffnung,
die an ihrer oberen Seite ausgebildet ist, und einen Sitz 33 an
einer Hochdruckseite an einer Öffnung,
die an ihrer Bodenseite ausgebildet ist. Der Ventilkörper 2 wird
wahlweise an den Sitz 22 an der Niederdruckseite oder an den
Sitz 23 an der Hochdruckseite gesetzt. Der Sitz 22 an
der Niederdruckseite ist über
eine Öffnung 31 und
einen Kanal 32, der stromabwärts von der Ventilkammer 21 ausgebildet
ist, mit dem Niederdruckkraftstoffkanal 13 in Verbindung.
Der Sitz 23 an der Hochdruckseite ist über den Kanal 25 stromaufwärts von
der Ventilkammer 21 mit dem Hochdruckkraftstoffkanal 12 in
Verbindung. Die Öffnung 31 stromabwärts von
dem Sitz 22 an der Niederdruckseite verringert eine Öffnungsgeschwindigkeit
der Düsennadel 5,
um so eine Steuerfunktion der Einspritzmenge zu verbessern.The control valve section 102 has a three-way valve structure and the valve chamber 21 connected to the control chamber 4 the nozzle section 103 via a connection channel 41 at any time and an approximately spherical valve body 2 in the valve chamber 21 is appropriate. The valve chamber 21 has a seat 22 on a low pressure side at an opening formed on its upper side, and a seat 33 on a high pressure side at an opening formed on its bottom side. The valve body 2 is optionally attached to the seat 22 on the low pressure side or on the seat 23 set on the high pressure side. The seat 22 at the low pressure side is over an opening 31 and a channel 32 which is downstream of the valve chamber 21 is formed with the low pressure fuel passage 13 in connection. The seat 23 on the high pressure side is over the channel 25 upstream of the valve chamber 21 with the high pressure fuel channel 12 in connection. The opening 31 downstream from the seat 22 at the low pressure side reduces an opening speed of the nozzle needle 5 so as to improve a control function of the injection quantity.
Der
Antriebsabschnitt 101 treibt den Ventilkörper 2 so
an, dass sich dieser nach oben und nach unten bewegt, um eine Sitzposition
des Ventilkörpers 2 zu
wechseln. Der Ventilkörper 2,
der sich an der obersten Position befindet, setzt einen annähern kugelförmigen oberen
Ventilkopf an den Sitz 22 an der Niederdruckseite an der
oberen Seite der Ventilkammer 21, um die Verbindung zwischen
der Ventilkammer 21 und dem Niederdruckkanal 13 zu
unterbrechen. Der Ventilkörper 2,
der sich an der untersten Position befindet, setzt einen flach geformten
unteren Ventilkopf an den Sitz 23 an der Hochdruckseite
an der Bodenseite der Ventilkammer 21, um die Verbindung
zwischen der Ventilkammer 21 und dem Hochdruckkanal 12 zu
unterbrechen. Dementsprechend erhöht und verringert sich der
Druck in der Ventilkammer 21 zusammen mit dem Druck in
der Steuerkammer 4, die mit der Ventilkammer 21 in
Verbindung ist, das heißt,
ein Staudruck der Düsennadel 5.
Auch wenn relative Positionen der Körperelemente B2 und B3 abweichen,
beschränkt
der Ventilkörper 2 mit
einem flach geformten Ventilkopf und einem kugelförmigen Ventilkopf
eine Fehlfunktion beim Setzen des Ventilkörpers 2 an den Sitz 22 an
der Niederdruckseite und an den Sitz 23 an der Hochdruckseite,
um ein Lecken zu verhindern. Der Aufbau des Ventilkörpers 2 kann
außerdem
in einfacher Weise hergestellt werden.The drive section 101 drives the valve body 2 so that it moves up and down to a seating position of the valve body 2 switch. The valve body 2 , which is at the uppermost position, places a near spherical upper valve head against the seat 22 on the low pressure side on the upper side of the valve chamber 21 to the connection between the valve chamber 21 and the low pressure channel 13 to interrupt. The valve body 2 , which is at the lowest position, places a flat-shaped lower valve head against the seat 23 on the high pressure side at the bottom side of the valve chamber 21 to the connection between the valve chamber 21 and the high pressure channel 12 to interrupt. Accordingly, the pressure in the valve chamber increases and decreases 21 together with the pressure in the control chamber 4 connected to the valve chamber 21 in connection, that is, a back pressure of the nozzle needle 5 , Although relative positions of the body members B2 and B3 are different, the valve body is restricted 2 with a flat-shaped valve head and a spherical valve head, a malfunction in setting the valve body 2 to the seat 22 on the low pressure side and on the seat 23 on the high pressure side to prevent leakage. The construction of the valve body 2 can also be made in a simple manner.
Eine
Ventilfeder 24 ist an einem Endabschnitt an der Seite der
Ventilkammer 21 in dem Kanal 25 angeordnet, um
den Ventilkörper 25 nach oben
zu drücken.
Durch Anordnen der Ventilfeder 24 außerhalb der Ventilkammer 21 ist
ein Volumen der Ventilkammer 21, das heißt, ein
Volumen der Steuerkammer 4 verringert, um ein Ansprechverhalten
des Steuerventilabschnittes 102 zu verbessern. Durch Setzen
des Ventilkörpers 2 an
den Sitz 22 an der Niederdruckseite durch die Ventilfeder 24 ist
es der Hochdruckzuführungspumpe
möglich,
den Druck schnell zu erhöhen.A valve spring 24 is at an end portion on the side of the valve chamber 21 in the channel 25 arranged to the valve body 25 to push up. By placing the valve spring 24 outside the valve chamber 21 is a volume of the valve chamber 21 that is, a volume of the control chamber 4 decreases to a response of the control valve section 102 to improve. By placing the valve body 2 to the seat 22 at the low pressure side through the valve spring 24 it is the high-pressure supply pump possible to increase the pressure quickly.
Der
Antriebsabschnitt 101 überträgt die Antriebskraft
des piezoelektrischen Aktuators 6 über die hydraulische Leistungsübertragungseinheit 61 und einen
Gleitstift 3 zu dem Ventilkörper 2 in dem Steuerventilabschnitt 102.
Der piezoelektrische Aktuator 6 ist in einem oberen Endabschnitt
eines Langloches angebracht, das in dem Einspritzvorrichtungskörper B1
ausgebildet ist. Die hydraulische Leistungsübertragungseinheit 61 ist
in einem unteren Endabschnitt des Langloches angebracht. Der piezoelektrische Aktuator 6 hat
einen herkömmlichen
Aufbau einschließlich
eines Piezostapels, in dem piezokeramische Lagen wie zum Beispiel
aus Bleizirkonattitanat (PZT) und Elektrodenlagen abwechselnd gestapelt sind.
Der piezoelektrische Aktuator 6 vergrößert und verkleinert sich in
der Stapelrichtung der Lagen (nach oben und nach unten), und er
wird durch eine Antriebsschaltung (nicht gezeigt) geladen und entladen. Der
Niederdruckkraftstoffkanal 13 ist an einer Seite des Langloches
angeordnet. Ein unteres Ende des Niederdruckkanales 13 ist
mit dem Kanal 32 in Verbindung, der in dem Körperelement
B2 ausgebildet ist.The drive section 101 transmits the driving force of the piezoelectric actuator 6 via the hydraulic power transmission unit 61 and a sliding pin 3 to the valve body 2 in the control valve section 102 , The piezoelectric actuator 6 is mounted in an upper end portion of a slot formed in the injector body B1 is formed. The hydraulic power transmission unit 61 is mounted in a lower end portion of the elongated hole. The piezoelectric actuator 6 has a conventional structure including a piezo stack in which piezoceramic layers such as lead zirconate titanate (PZT) and electrode layers are alternately stacked. The piezoelectric actuator 6 increases and decreases in the stacking direction of the layers (up and down), and it is charged and discharged by a drive circuit (not shown). The low pressure fuel channel 13 is arranged on one side of the elongated hole. A lower end of the low pressure channel 13 is with the channel 32 in connection formed in the body member B2.
Die
hydraulische Leistungsübertragungseinheit 61 hat
einen Zylinder 15, der ein unterer Abschnitt des Langloches
ist, einen Piezokolben (erster Kolben) 62, der gleitbar
in dem Zylinder 15 angebracht ist, einen Ventilkolben (zweiter
Kolben) 64, der gleitbar in dem Zylinderloch 620 angebracht
ist, das in dem Piezokolben 62 ausgebildet ist, und eine öldichte
Kammer 63, die ein Betätigungsöl zwischen dem
Piezokolben 62 und dem Ventilkolben 64 sammelt.
Die vorliegende Erfindung ist durch eine Baugruppe des Piezokolbens 62,
des Ventilkolbens 64 und der öldichten Kammer 63 gekennzeichnet,
die im Folgenden im Einzelnen beschrieben wird.The hydraulic power transmission unit 61 has a cylinder 15 , which is a lower section of the elongated hole, a piezo piston (first piston) 62 which slidable in the cylinder 15 is attached, a valve piston (second piston) 64 slidable in the cylinder hole 620 is attached, in the piezoprene 62 is formed, and an oil-tight chamber 63 , which is an actuating oil between the piecings 62 and the valve piston 64 collects. The present invention is an assembly of the piezo-piston 62 , the valve piston 64 and the oil-tight chamber 63 characterized in detail below.
Der
Piezokolben 62 hat eine zylindrischen Form, deren oberer
Abschnitt durch eine obere Wand geschlossen ist, nämlich eine
Becherform. Eine obere Endseite des Piezokolbens 62 ist
mit einer unteren Endseite des piezoelektrischen Aktuators 6 in
Kontakt. Der Piezokolben 62 hat einen konstanten Durchmesser
und eine Außenumfangsseite
in engen Kontakt mit einer Innenumfangsseite des Zylinders 15,
in dem er einzuführen
ist, damit er hoch und runter gleitet. Ein Ringelement 7 mit
einem Durchmesser, der kleiner ist als ein Durchmesser des Piezokolbens 62, ist
einstückig
an einer unteren Endseite des Piezokolbens 62 befestigt.
Eine ringförmige
Vorspannfeder 65 ist zwischen dem Ringelement 7 und
dem Körperelement
B2 angeordnet. Die Vorspannfeder 65 hat eine konisch geformte
Scheibenfeder, und sie ist so angeordnet, dass ihr radial innerer
Umfang in Kontakt mit einer unteren Endseite des Ringelementes 7 ist.
Somit drückt
die Vorspannfeder 65 den Piezokolben 62 zu dem
piezoelektrischen Aktuator 6, um den Piezokolben 62 einstückig mit
den piezoelektrischen Aktuator 6 zu bewegen, und sie legt
eine voreingestellte Versetzung des piezoelektrischen Aktuators 6 fest.The piezocle 62 has a cylindrical shape whose upper portion is closed by a top wall, namely a cup shape. An upper end side of the piezoprene 62 is with a lower end side of the piezoelectric actuator 6 in contact. The piezocle 62 has a constant diameter and an outer peripheral side in close contact with an inner peripheral side of the cylinder 15 in which it is to be inserted so that it slides up and down. A ring element 7 with a diameter that is smaller than a diameter of the piezo-piston 62 , is integrally formed on a lower end side of the piezo piston 62 attached. An annular preload spring 65 is between the ring element 7 and the body member B2. The biasing spring 65 has a conically shaped disc spring, and is arranged so that its radially inner periphery in contact with a lower end side of the ring member 7 is. Thus, the biasing spring presses 65 the piecings 62 to the piezoelectric actuator 6 to the piecings 62 integral with the piezoelectric actuator 6 and sets a preset displacement of the piezoelectric actuator 6 firmly.
Die
ringförmige
Vorspannfeder 65 kann außerdem eine Blattfeder, eine
gewellte Scheibenfeder und dergleichen außer der konisch geformten Scheibenfeder
sein. Die Vorspannfeder 65 an einer unteren Endseite des
Piezokolbens 62 vereinfacht die Festlegung einer Anfangslänge des
piezoelektrischen Aktuators 6. Das Ringelement 7 zwischen
dem Piezokolben 62 und der Vorspannfeder 65 ermöglicht eine
Vergrößerung eines
Durchmessers der Vorspannfeder 65 und eine Verringerung
eines Federkoeffizienten der Vorspannfeder 65. Das Ringelement 7 vereinfacht
außerdem
die Montage der hydraulischen Leistungsübertragungseinheit 61,
und es beschränkt
eine Lastschwankung, wenn sich der Piezokolben 62 versetzt.The annular preload spring 65 may also be a leaf spring, a corrugated disc spring and the like except the conically shaped disc spring. The biasing spring 65 at a lower end side of the piezocube 62 simplifies the definition of an initial length of the piezoelectric actuator 6 , The ring element 7 between the piecings 62 and the biasing spring 65 allows an enlargement of a diameter of the biasing spring 65 and a reduction of a spring coefficient of the biasing spring 65 , The ring element 7 also simplifies the assembly of the hydraulic power transmission unit 61 , and it limits a load fluctuation when the piezo-piston 62 added.
Die 2 zeigt
einen wesentlichen Abschnitt der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
hat die Vorspannfeder 65, die kopfüber orientiert bezüglich des
ersten Ausführungsbeispiels
angeordnet ist. Eine Baugruppe bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist nicht mit dem Ringelement 7 des ersten Ausführungsbeispiels versehen.
Die Vorspannfeder 65 ist so angeordnet, dass ihr radial äußerer Umfang
mit einem Stufenabschnitt 71 in Eingriff ist, der an einer
unteren Endseite eines Piezokolbens 62 ausgebildet ist,
um Reibungen an den inneren und äußeren Umfängen der
Vorspannfeder zu verringern, und um die Anzahl der Bauteile zu verringern.The 2 shows an essential portion of the fuel injection device 1 according to a second embodiment of the present invention. The fuel injection device 1 according to the second embodiment, the biasing spring 65 which is arranged upside down with respect to the first embodiment. An assembly in the second embodiment is not with the ring member 7 of the first embodiment. The biasing spring 65 is arranged so that its radially outer periphery with a step portion 71 engaged at a lower end side of a piezo-piston 62 is formed to reduce friction on the inner and outer peripheries of the biasing spring, and to reduce the number of components.
Die 3A und 3B zeigen
wesentliche Abschnitte der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 1 gemäß einem
dritten und vierten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung kann viele der konisch geformten Scheibenfedern 65a, 65b in
Reihe oder parallel eingebaut haben, um einen Federkoeffizienten
einzustellen. Ein Außenumfang
eines Abschnittes 642 mit kleinem Durchmesser an einem
unteren Abschnitt des Ventilkolbens 64 und/oder ein Innenumfang
des Körperelementes
B1 führen
einen inneren und einen äußeren Umfang
der konisch geformten Scheibenfedern 65a, 65b.
Ein anderes Führungselement
kann bei den vielen konisch geformten Scheibenfedern 65a, 65b eingebaut
sein.The 3A and 3B show essential sections of the fuel injectors 1 according to third and fourth embodiments of the present invention. The fuel injection device 1 According to the present invention, many of the conically shaped disc springs 65a . 65b installed in series or parallel to set a spring coefficient. An outer circumference of a section 642 with a small diameter at a lower portion of the valve piston 64 and / or an inner circumference of the body member B1 guide an inner and an outer periphery of the conical-shaped disc springs 65a . 65b , Another guide element can be found in the many conically shaped disc springs 65a . 65b be installed.
Wie
dies bei dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben
ist, hat die Vorspannfeder 65 zwei konisch geformte Scheibenfedern 65a, 65b,
die in Reihe angeordnet sind, um den Federkoeffizienten zu verringern.
Wie dies in der 3A gezeigt ist, hat bei dem
dritten Ausführungsbeispiel
der Ventilkolben 64 den Abschnitt 642 mit kleinem
Durchmesser an seinem unteren Abschnitt. Der Durchmesser des Abschnittes 642 mit kleinem
Durchmesser ist konstant, um die Innenumfänge der konisch geformten Scheibenfedern 65a, 65b der
Vorspannfeder 65 zu führen.
Alternativ kann eine Innenumfangsseite 73 des Körperelementes
B1 die Außenumfänge der
Vorspannfeder 65 führen.
In diesem Fall sind die konisch geformten Scheibenfedern 65a, 65b nicht
mit dem Ventilkolben 64 in Kontakt, so dass eine Antriebskraft
des Ventilkolbens 64 nicht verschlechtert wird. Wie dies
in der 3A gezeigt ist, kann eine ringförmige Höheneinstellplatte 72 unter
der Vorspannfeder 65 angeordnet sein.As described above in the third and fourth embodiments, the bias spring has 65 two conically shaped disc springs 65a . 65b arranged in series to reduce the spring coefficient. Like this in the 3A is shown, in the third embodiment, the valve piston 64 the section 642 with a small diameter at its lower portion. The diameter of the section 642 Small diameter is constant around the inner perimeters of the conically shaped disc springs 65a . 65b the biasing spring 65 respectively. Alternatively, an inner peripheral side 73 of the body member B1, the outer peripheries of the biasing spring 65 to lead. In this case, the conical-shaped disc springs 65a . 65b not with the valve piston 64 in Kon clock, allowing a driving force of the valve piston 64 does not deteriorate. Like this in the 3A can be shown, an annular Höheneinstellplatte 72 under the biasing spring 65 be arranged.
Wie
dies in der 3B gezeigt ist, hat das vierte
Ausführungsbeispiel
ein Führungselement 74. Das
Führungselement 74 hat
einen zylindrischen Abschnitt 742, der sich über eine
ringförmige
Platte nach oben erstreckt. Eine Außenumfangsseite des zylindrischen
Abschnittes 742 führt
die Innenumfänge
der konisch geformten Scheibenfedern 65a, 65b. Der
zylindrische Abschnitt 742 des Führungselementes 74 ist
so angeordnet, dass ein Zwischenraum mit dem Abschnitt 642 mit
kleinem Durchmesser des Ventilabschnittes 64 erzeugt wird.
Somit ist das Führungselement 74 nicht
mit dem Ventilkolben 64 in Kontakt, so dass die Antriebskraft
des Ventilkolbens 64 auch bei dem vierten Ausführungsbeispiel
nicht verschlechtert ist. Das Führungselement 74 kann auch
als die Höheneinstellplatte 72 entsprechend dem
dritten Ausführungsbeispiel
dienen.Like this in the 3B is shown, the fourth embodiment has a guide element 74 , The guide element 74 has a cylindrical section 742 which extends upwards over an annular plate. An outer peripheral side of the cylindrical portion 742 guides the inner circumferences of the conically shaped disc springs 65a . 65b , The cylindrical section 742 of the guide element 74 is arranged so that there is a gap with the section 642 with small diameter of the valve section 64 is produced. Thus, the guide element 74 not with the valve piston 64 in contact so that the driving force of the valve piston 64 also in the fourth embodiment is not deteriorated. The guide element 74 can also be used as the height adjustment plate 72 serve according to the third embodiment.
Der
Ventilkolben 64 hat einen Gleitabschnitt mit einem konstanten
Durchmesser, und er ist in einer zylindrischen Bohrung eingefügt, die
in dem Piezokolben 62 ausgebildet ist, so dass er mit einer
Innenumfangsseite der zylindrischen Bohrung in einem Gleitkontakt
ist. Der Abschnitt 642 mit kleinem Durchmesser des Ventilkolbens 64 steht
nach unten jenseits der zylindrischen Bohrung des Piezokolbens 62 vor,
so dass er mit dem Gleitstift 3 in Kontakt gelangt. Die
Innenseite des zylindrischen Loches 640 des Piezokolbens 62 und
eine obere Seite des Ventilkolbens 64 definieren einen
Raum der öldichten
Kammer 63, die darin einen Kraftstoff als das Betätigungsöl sammelt.
In der öldichten
Kammer 63 ist ein Federelement 66 wie zum Beispiel
eine Schraubenfeder und eine gewellte Scheibenfeder eingebaut, um
den Ventilkolben 64 zu dem Ventilkörper 2 des Steuerventilabschnittes 102 zu
drücken.
Es ist wünschenswert,
das Federelement 66 in der öldichten Kammer 63 anzuordnen,
um den Aufbau der hydraulischen Leistungsübertragungseinheit 61 zu
vereinfachen.The valve piston 64 has a sliding portion with a constant diameter, and it is inserted in a cylindrical bore, which in the piezo-piston 62 is formed so that it is in sliding contact with an inner peripheral side of the cylindrical bore. The section 642 with small diameter of the valve piston 64 stands down beyond the cylindrical bore of the piezo piston 62 before, so he with the sliding pin 3 got in contact. The inside of the cylindrical hole 640 the piecings 62 and an upper side of the valve piston 64 define a space of the oil-tight chamber 63 which collects a fuel therein as the operating oil. In the oil-tight chamber 63 is a spring element 66 such as a coil spring and a corrugated disc spring installed around the valve piston 64 to the valve body 2 the control valve section 102 to press. It is desirable to have the spring element 66 in the oil-tight chamber 63 to arrange the structure of the hydraulic power transmission unit 61 to simplify.
Die
obere Wand des Piezokolbens 62 ist mit einem Rückschlagventil 8 versehen,
dass den Niederdruckkraftstoffkanal 13 mit der öldichten
Kammer 63 verbindet, damit der Kraftstoff ausschließlich in
einer Richtung von dem Niederdruckkraftstoffkanal 13 zu
der öldichten
Kammer 63 strömt.
Ein kugelförmiger
Ventilkörper
ist so angeordnet, dass das Rückschlagventil 8 in
einem Kanal ausgebildet ist, der den Niederdruckkraftstoffkanal 13 mit
der öldichten
Kammer 63 verbindet. Das Rückschlagventil 8 füllt den Kraftstoff
von dem Niederdruckkanal 13 zu der öldichten Kammer 13 nach,
wenn der Kraftstoff in der öldichten
Kammer 63 ausgetreten ist, um den Druck in der öldichten
Kammer 63 zu verringern.The upper wall of the Piezokolbens 62 is with a check valve 8th provided that the low pressure fuel channel 13 with the oil-tight chamber 63 connects so that the fuel flows in one direction only from the low pressure fuel channel 13 to the oil-tight chamber 63 flows. A spherical valve body is arranged so that the check valve 8th is formed in a channel containing the low pressure fuel passage 13 with the oil-tight chamber 63 combines. The check valve 8th fills the fuel from the low pressure channel 13 to the oil-tight chamber 13 after, when the fuel in the oil-tight chamber 63 leaked to the pressure in the oil-tight chamber 63 to reduce.
Der
Gleitstift 3 ist gleitbar in einem Gleitloch angeordnet,
der in dem Körperelement
B2 ausgebildet ist. Ein unteres Ende des Gleitstiftes 3 ist
mit dem Ventilkörper 2 in
Kontakt, der in der Ventilkammer 21 angeordnet ist. Der
Gleitstift 3 hat Stiftabschnitte an seinem oberen Abschnitt
und an seinem unteren Abschnitt. Eine ringartig geformte Kammer,
die durch das Gleitloch und den Stiftabschnitt des Gleitstiftes 3 an
der Seite des Ventilkörpers 2 definiert
ist, ist mit der Öffnung 31 in
Verbindung. Wenn der Gleitstift 3 den Ventilkörper 2 nach
unten drückt,
dann ist die Ventilkammer 21 somit über die ringartig geformte Kammer
und die Öffnung 3 mit
dem Niederdruckkraftstoffkanal 13 in Verbindung.The sliding pin 3 is slidably disposed in a sliding hole formed in the body member B2. A lower end of the sliding pin 3 is with the valve body 2 in contact, in the valve chamber 21 is arranged. The sliding pin 3 has pin sections at its upper portion and at its lower portion. An annular shaped chamber passing through the sliding hole and the pin portion of the sliding pin 3 on the side of the valve body 2 is defined, is with the opening 31 in connection. When the sliding pin 3 the valve body 2 pushes down, then the valve chamber 21 thus on the ring-shaped chamber and the opening 3 with the low pressure fuel channel 13 in connection.
Eine
Ausdehnung des piezoelektrischen Aktuators 6 drückt den
Piezokolben 62 nach unten, um eine Druckkraft des piezoelektrischen
Aktuators 6 über
den Druck des Kraftstoffes in der öldichten Kammer 63 zu
dem Ventilkolben 64 zu übertragen.
Eine Piezokeramik, die den piezoelektrischen Aktuator 6 bildet,
wie zum Beispiel PZT hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten,
der sich von den Wärmeausdehnungskoeffizienten
von metallischen Materialien unterscheidet, so dass es wünschenswert
ist, den piezoelektrischen Aktuator 6 bei hydraulische
Leistungsübertragungseinheit 61 einzubauen,
um die Druckkraft durch den hydraulischen Druck zu übertragen.
Dann wird eine genaue Funktion bei einer Leistungsübertragung
aufrecht erhalten, indem Differenzen der Wärmeausdehnungen der verschiedenen Bauteile
durch die Kraftstoffzufuhr und das Auslassen von Kraftstoff absorbiert
werden.An extension of the piezoelectric actuator 6 pushes the piezopar 62 down to a compressive force of the piezoelectric actuator 6 about the pressure of the fuel in the oil-tight chamber 63 to the valve piston 64 transferred to. A piezoceramic, which is the piezoelectric actuator 6 forms, such as PZT has a coefficient of thermal expansion, which is different from the thermal expansion coefficients of metallic materials, so that it is desirable, the piezoelectric actuator 6 at hydraulic power transmission unit 61 To install, to transfer the pressure force by the hydraulic pressure. Then, an accurate function in a power transmission is maintained by absorbing differences in the thermal expansions of the various components by the fuel supply and the discharge of fuel.
Als
nächstes
wird ein Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit dem vorstehend
beschriebenen Aufbau beschrieben. Die 1 zeigt
einen Zustand, bei dem der piezoelektrische Aktuator 6 elektrisch
entladen wird und sich zusammenzieht. Der Ventilkörper 2 wird
durch den Kraftstoffdruck in der Ventilkammer 21 und eine
Rückstellkraft
der Ventilfeder 24 nach oben gedrückt, so dass er an einer oberen
Endposition ist, um den Sitz 22 an der Niederdruckseite
zu schließen.
Eine Verbindung zwischen der Öffnung 31,
dem Kanal 32, die mit dem Niederdruckkraftstoffkanal 13 verbunden
sind, und der Ventilkammer 21 ist unterbrochen. Der Sitz 23 an
der Hochdruckseite ist geöffnet,
so dass der Druck in der Steuerkammer 4 durch den Kraftstoff
erhöht
ist, der aus dem Hochdruckkraftstoffkanal 12 über den
Kanal 25 und den Sitz 23 an der Hochdruckseite
strömt.
Der Druck in der Steuerkammer 4 und die Rückstellkraft der
Feder 56 setzen die Düsennadel 5 an
den Düsensitz 55,
so dass der Kraftstoff nicht eingespritzt wird.Next, an operation of the fuel injection devices having the above-described structure will be described. The 1 shows a state in which the piezoelectric actuator 6 is electrically discharged and contracts. The valve body 2 is due to the fuel pressure in the valve chamber 21 and a restoring force of the valve spring 24 pushed up so that it is at an upper end position to the seat 22 close at the low pressure side. A connection between the opening 31 , the channel 32 connected to the low-pressure fuel channel 13 are connected, and the valve chamber 21 is interrupted. The seat 23 on the high pressure side is open, so that the pressure in the control chamber 4 increased by the fuel coming from the high pressure fuel passage 12 over the canal 25 and the seat 23 flows on the high pressure side. The pressure in the control chamber 4 and the restoring force of the spring 56 put the nozzle needle 5 to the nozzle seat 55 so that the fuel is not injected.
Der
piezoelektrische Aktuator 6, dem in diesem Zustand ein
elektrischer Strom zugeführt
wird, wird geladen, und er dehnt sich aus, so dass sich der Piezokolben 62 nach
unten bewegt und dass das Betätigungsöl (Leichtöl bei diesen
Ausführungsbeispielen)
in der öldichten
Kammer 63 mit Druck beaufschlagt wird. Der Druck des Betätigungsöles bewegt den
Ventilkolben 64 nach unten, um den Gleitstift 3 und
den Ventilkörper 2 so
nach unten zu drücken, dass
der Ventilkörper 2 von
dem Sitz 22 an der Niederdruckseite getrennt wird und dass
der Ventilkörper 2 an
den Sitz 23 an der Hochdruckseite gesetzt wird. Somit gelangt
die Steuerkammer 4 über
die Ventilkammer 21, den Sitz 22 an der Niederdruckseite,
die Öffnung 31,
den Kanal 32 mit dem Niederdruckkraftstoffkanal 13 in
Verbindung, so dass sich der Druck in der Steuerkammer 4 verringert.
Wenn eine Kraft, die die Düsennadel 5 nach
unten drückt, eine
Kraft überschreitet,
die die Düsennadel 5 nach oben
drückt,
dann hebt sich die Düsennadel 5 von dem
Ventilsitz an, so dass die Kraftstoffeinspritzung gestartet wird.The piezoelectric actuator 6 , which is supplied with an electric current in this state, is charged, and it expands, so that the piezo-piston 62 moved down and that the actuating oil (light oil in this Ausführungsbeispie len) in the oil-tight chamber 63 is pressurized. The pressure of the actuating oil moves the valve piston 64 down to the sliding pin 3 and the valve body 2 push down so that the valve body 2 from the seat 22 is separated at the low pressure side and that the valve body 2 to the seat 23 is set on the high pressure side. Thus, the control chamber arrives 4 over the valve chamber 21 , the seat 22 at the low pressure side, the opening 31 , the channel 32 with the low pressure fuel channel 13 in conjunction, so that the pressure in the control chamber 4 reduced. If a force is the nozzle needle 5 pushes down, a force exceeds the nozzle needle 5 pushes up, then raises the nozzle needle 5 from the valve seat, so that the fuel injection is started.
Der
piezoelektrische Aktuator 6 wird elektrisch entladen und
zieht sich erneut zusammen, so dass sich der Piezokolben 62 nach
oben bewegt, um den Druck des Betätigungsöles in der öldichten Kammer 63 zu
verringern, und um eine Kraft zu beseitigen, die den Ventilkörper 2 nach
unten drückt.
Dann wird der Ventilkörper 2 an
den Sitz 22 an der Niederdruckseite gesetzt, um die Verbindung
zwischen der Steuerkammer 4 und dem Niederdruckkraftstoffkanal 13 zu
unterbrechen, so dass der Hochdruckkraftstoff durch den Kanal 25 in
die Steuerkammer 4 strömt,
so dass der Druck darin erhöht
wird, um die Düsennadel 5 an
den Sitz zu bringen, so dass die Kraftstoffeinspritzung gestoppt
wird.The piezoelectric actuator 6 is electrically discharged and contracts again, so that the piezo-piston 62 moved up to the pressure of the actuating oil in the oil-tight chamber 63 to decrease, and to eliminate a force affecting the valve body 2 pushes down. Then the valve body 2 to the seat 22 placed on the low pressure side to the connection between the control chamber 4 and the low pressure fuel passage 13 to interrupt, so that the high-pressure fuel through the channel 25 in the control chamber 4 flows, so that the pressure in it is increased to the nozzle needle 5 to the seat, so that the fuel injection is stopped.
Gemäß den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen überträgt die hydraulische
Leistungsübertragungseinheit 61 in
wirksamer Weise die Versetzung des piezoelektrischen Aktuators 6,
um die Kraftstoffeinspritzung zuverlässig zu steuern. Zusätzlich hat
die hydraulische Leistungsübertragungseinheit 61 einen
zylinderförmigen
Piezokolben 62, und der Ventilkolben 64, welcher
in der Innenumfangsseite des Piezokolbens 62 gleitet, hat
eine relativ kurze Länge
in einer Längsrichtung
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1, ohne dass eine Gleitbewegung
des Piezokolbens 62 und des Ventilkolbens 64 verschlechtert
ist. Der vorstehend beschriebene Vorteil wird bei Gegenüberstellung
mit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung deutlich, bei der der Piezokolben 62 und
der Ventilkolben 64 koaxial in der Längsrichtung angeordnet sind.According to the embodiments described above, the hydraulic power transmission unit transmits 61 Effectively, the displacement of the piezoelectric actuator 6 to reliably control the fuel injection. In addition, the hydraulic power transmission unit has 61 a cylindrical piezo-piston 62 , and the valve piston 64 , which is in the inner peripheral side of the piezo-piston 62 has a relatively short length in a longitudinal direction of the fuel injection device 1 without causing a sliding movement of the piezoprene 62 and the valve piston 64 is deteriorating. The advantage described above becomes clear in comparison with the fuel injection device, in which the piezo-piston 62 and the valve piston 64 are arranged coaxially in the longitudinal direction.
Jede
der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 1 gemäß den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen
hat den Zylinder 15, der in dem Körperelement B1 gebohrt ist,
und einen Piezokolben 62, der mit dem Zylinder 15 in
einem Gleitkontakt ist. Somit hat die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 einen
einfachen Aufbau und stabile Gleitbewegungen des Piezokolbens 62 und
des Ventilkolbens 64 relativ zu jenen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung,
die in der 9 gezeigt ist, welche ein zylindrisches
Element 16 in einem Langloch aufweist, das in einem Einspritzvorrichtungskörper gebohrt
ist.Each of the fuel injectors 1 according to the embodiments described above has the cylinder 15 drilled in the body member B1 and a piezo-piston 62 that with the cylinder 15 is in a sliding contact. Thus, the fuel injection device has 1 a simple structure and stable sliding movements of the piezo-piston 62 and the valve piston 64 relative to those of a fuel injector used in the 9 is shown, which is a cylindrical element 16 in a slot drilled in an injector body.
Die 4 zeigt
einen wesentlichen Abschnitt der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, die den Piezokolben 62 mit
einem anderen Aufbau als bei dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist. Ein
Gesamtaufbau und ein Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 sind
im wesentlichen gleich dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie dies in der 4 gezeigt
ist, hat der Piezokolben 62 einen oberen Endabschnitt 621 und
einen unteren Endabschnitt 622 mit einem Durchmesser, der
größer ist
als ein mittlerer Abschnitt dazwischen. Außenumfangsseiten des oberen
Endabschnittes 621 und des unteren Endabschnittes 622 sind
mit der Innenumfangsseite des Zylinders 15 in einem Gleitkontakt,
um den Piezokolben 62 so zu führen, dass er in dem Zylinder 15 gleitet.
Ein Außendurchmesser
des Piezokolbens 62 ist nicht konstant, so dass ein Zwischenraum
zwischen einer Außenumfangsseite
des mittleren Abschnittes und der Innenumfangsseite des Zylinders 15 erzeugt
wird. Gemäß dem vorstehend
beschriebenen Aufbau wird die Gleitfunktion des Piezokolbens 62 auch
bei einer Fehlfunktion wie zum Beispiel eine Verformung des Körperelementes
B1 nicht verschlechtert.The 4 shows an essential portion of the fuel injection device 1 according to a fifth embodiment of the present invention, the piezo-piston 62 having a different construction than in the first embodiment. A total construction and operation of the fuel injection device 1 are substantially the same as the first embodiment. Like this in the 4 is shown has the piezopack 62 an upper end portion 621 and a lower end portion 622 with a diameter larger than a middle section in between. Outer peripheral sides of the upper end portion 621 and the lower end portion 622 are with the inner circumferential side of the cylinder 15 in a sliding contact, around the piezopack 62 to lead him into the cylinder 15 slides. An outer diameter of the piezo-piston 62 is not constant, so that a space between an outer peripheral side of the middle portion and the inner peripheral side of the cylinder 15 is produced. According to the structure described above, the sliding function of the piezo-piston becomes 62 even in a malfunction such as deformation of the body member B1 does not deteriorate.
Die 5 zeigt
einen wesentlichen Abschnitt der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß einem sechsten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, dass das Rückschlagventil 8 und
die öldichte Kammer 63 aufweist,
die unterschiedliche Aufbauten als bei den vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen
aufweisen. Ein Gesamtaufbau und ein Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 sind
im wesentlichen gleich dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie dies in
der 5 gezeigt ist, hat das Rückschlagventil 8 ein
Rückschlagventilelement 81,
das an einer oberen Seite des Piezokolbens 62 angeordnet
ist. Eine konisch geformte Vertiefung 811 ist in dem Rückschlagventilelement 81 so
ausgebildet, dass sie zu einer unteren Endseite des Rückschlagventilelementes 81 mündet. Die
konisch geformte Vertiefung 811 und eine obere Seite des
Piezokolbens 62 definieren eine Rückschlagventilkammer 81, in
der ein kugelförmiger
Ventilkörper 82 eingebaut
ist. Das Rückschlagventil 8 hat
des weiteren eine Öffnung 84 an
einer oberen Seite der konisch geformten Vertiefung 811 und
einen Kanal 85, der so in dem Rückschlagventilelement 81 ausgebildet
ist, dass er die Öffnung 84 und
eine seitliche Fläche
des Rückschlagventilelementes 81 verbindet.
Der Kanal 85 ist mit dem Niederdruckkraftstoffkanal 13 in
Verbindung. Der Bodenabschnitt der konisch geformten Vertiefung 811 erstreckt
sich radial. Zumindest ein Kanal 86 durchdringt die obere
Wand des Piezokolbens 62. Somit ist die Rückschlagventilkammer 83,
die durch die konisch geformte Vertiefung 811 und die obere Seite
des Piezokolbens 62 definiert ist, über den Kanal 86 (die
Kanäle 86)
mit der öldichten
Kammer 63 in Verbindung.The 5 shows an essential portion of the fuel injection device 1 according to a sixth embodiment of the present invention, that the check valve 8th and the oil-tight chamber 63 having different constructions than in the embodiments described above. A total construction and operation of the fuel injection device 1 are substantially the same as the first embodiment. Like this in the 5 shown has the check valve 8th a check valve element 81 , which is on an upper side of the Piezokolbens 62 is arranged. A conical shaped depression 811 is in the check valve element 81 adapted to be to a lower end side of the check valve element 81 empties. The conically shaped recess 811 and an upper side of the piezo-piston 62 define a check valve chamber 81 in which a spherical valve body 82 is installed. The check valve 8th also has an opening 84 on an upper side of the conically shaped recess 811 and a channel 85 that is in the check valve element 81 is formed, that he has the opening 84 and a side surface of the check valve element 81 combines. The channel 85 is with the low pressure fuel channel 13 in connection. The bottom portion of the conically shaped recess 811 extends radially. At least one channel 86 Penetrates the upper wall of the Piezokolbens 62 , Thus, the check valve chamber 83 , by the conically shaped recess 811 and the upper side of the piecube 62 is defined over the channel 86 (the channels 86 ) with the oil-tight chamber 63 in connection.
Der
Ventilkörper 82 bewegt
sich in der Ventilkammer 83 gemäß dem Druck in der öldichten
Kammer 63 nach oben und nach unten. Eine Druckverringerung
in der öldichten
Kammer 63 wie zum Beispiel ein Kraftstoffleck bewegt den
Rückschlagventilkörper 82 zu
einer untersten Position, wie dies in der 5 gezeigt
ist. Dann wird der Kraftstoff aus dem Niederdruckkraftstoffkanal 13 über den
Kanal 85, die Öffnung 84,
die Rückschlagventilkammer 83 und
den Kanal 86 (die Kanäle 86)
zu der öldichten
Kammer 63 zugeführt,
um den Kraftstoff darin nachzufüllen.
Der Kanal 86 mündet
an einer Position an der oberen Seite des Piezokolbens 62 derart,
dass er durch den Ventilkörper 82 nicht
geschlossen wird, der sich an der untersten Position befindet. Ein
Druckanstieg in der öldichten
Kammer 63 lässt
den Kraftstoff aus dem Kanal 86 in die Rückschlagventilkammer 83 strömen, so
dass der Rückschlagventilkörper 82 zu der
obersten Position bewegt wird. Der Kraftstoffdruck hält den Rückschlagventilkörper 82 derart, dass
die Öffnung 84 geschlossen
wird. Die Hubhöhe des
Rückschlagventilkörpers 82 wird
durch die Maße des
Ventilkörpers 82 und
der konisch geformten Vertiefung 811 bestimmt. Gemäß dem vorstehen
beschriebenen Aufbau hat das Rückschlagventil 8 einen
einfachen Aufbau ohne Federelement.The valve body 82 moves in the valve chamber 83 according to the pressure in the oil-tight chamber 63 up and down. A pressure reduction in the oil-tight chamber 63 such as a fuel leak moves the check valve body 82 to a lowest position, as in the 5 is shown. Then the fuel from the low pressure fuel passage 13 over the canal 85 , the opening 84 , the check valve chamber 83 and the channel 86 (the channels 86 ) to the oil-tight chamber 63 supplied to refill the fuel therein. The channel 86 opens at a position on the upper side of the piezo-piston 62 such that it passes through the valve body 82 is not closed, which is located at the lowest position. An increase in pressure in the oil-tight chamber 63 lets the fuel out of the canal 86 in the check valve chamber 83 flow, leaving the check valve body 82 is moved to the uppermost position. The fuel pressure holds the check valve body 82 such that the opening 84 is closed. The lifting height of the check valve body 82 is determined by the dimensions of the valve body 82 and the conically shaped recess 811 certainly. According to the above-described construction, the check valve has 8th a simple structure without spring element.
Das
Rückschlagventilelement 81 wird
zwischen dem piezoelektrischen Aktuator 6 und dem Piezokolben 62 gehalten.
Eine untere Endseite des Rückschlagventilelementes 81 und
eine obere Endseite des Piezokolbens 62 sind miteinander
durch die Rückstellkraft
der Vorspannfeder 65 (siehe 1) in einen
Flächendruckkontakt,
die an einer unteren Endseite des Piezokolbens 62 angeordnet
ist. Der vorstehend beschriebene Aufbau erfordert keine Presspassung
und/oder Befestigungsarbeit des Rückschlagventilelementes 81.
Die Vorspannfeder 65 kann die Öldichtigkeit der öldichten
Kammer 63 gewährleisten,
ohne dass die Anzahl der Bauteile erhöht ist.The check valve element 81 is between the piezoelectric actuator 6 and the piecings 62 held. A lower end side of the check valve element 81 and an upper end side of the piezo-piston 62 are connected to each other by the restoring force of the biasing spring 65 (please refer 1 ) in a surface pressure contact, which at a lower end side of the piezo-piston 62 is arranged. The construction described above requires no interference fit and / or fastening work of the check valve element 81 , The biasing spring 65 Can the oil-tightness of the oil-tight chamber 63 ensure that the number of components is not increased.
Die
obere Endseite 812 des Rückschlagventilelementes 81 hat
eine annähernd
konische Form und eine leicht vertiefte Form. Die untere Endseite 60 des
piezoelektrischen Aktuators 6 hat eine annähernd sphärische Form
und eine leicht vorstehende Form. Die Kontaktstruktur der oberen
Endseite 812 des Rückschlagventilelementes 81 und
der unteren Endseite 60 des piezoelektrischen Aktuators 6 glättet eine
Fehlausrichtung eines Kontaktwinkels, einer Kontaktposition und
dergleichen dazwischen, so dass die Antriebskraft des piezoelektrischen
Aktuators 6 sicher zu dem Piezokolben 62 übertragen
wird.The upper end side 812 the check valve element 81 has an approximately conical shape and a slightly recessed shape. The lower end side 60 the piezoelectric actuator 6 has an approximately spherical shape and a slightly protruding shape. The contact structure of the upper end side 812 the check valve element 81 and the lower end side 60 the piezoelectric actuator 6 smoothes misalignment of a contact angle, a contact position and the like therebetween, so that the driving force of the piezoelectric actuator 6 sure to the piecings 62 is transmitted.
Die
obere Endseite 812 des Rückschlagventilelementes 81 und
die untere Endseite 60 des piezoelektrischen Aktuators 6 können andere
Formen aufweisen, um jene Vorteile zu bieten, die aus der vorstehend
beschriebenen Kontaktstruktur hergeleitet werden. Zum Beispiel können mehrere
Kombinationen angewendet werden, wie zum Beispiel die obere Endseite 812 des
Rückschlagventilelementes 81 mit
einer sphärischen
Form und die untere Endseite 60 des piezoelektrischen Aktuators 6 mit
einer sphärisch
vorstehenden Form oder einer konisch vertieften Form, um die Fehlausrichtung
auszugleichen, ohne dass die Anzahl der Bauteile erhöht ist.The upper end side 812 the check valve element 81 and the lower end side 60 the piezoelectric actuator 6 may have other shapes to provide those benefits derived from the contact structure described above. For example, multiple combinations may be used, such as the top end side 812 the check valve element 81 with a spherical shape and the lower end side 60 the piezoelectric actuator 6 with a spherically protruding shape or a conical recessed shape to compensate for the misalignment without increasing the number of components.
Ein
zylindrisch geformte Vertiefung 641 ist an einer oberen
Endseite des Ventilkolbens 64 ausgebildet. Die Vertiefung 641 ordnet
eine Schraubenfeder 66 so an, dass sie zwischen einer Bodenseite
der Vertiefung 641 und einer unteren Seite der oberen Wand
des Ventilkolbens 64 gehalten wird. Die Vertiefung 641 ordnet
außerdem
ein zylindrisches Element 67 darin so an, dass ein Volumen
der öldichten
Kammer 63 verringert wird. Die Schraubenfeder 66 ist zwischen
einer Innenumfangsseite der Vertiefung 641 und einer Außenumfangsseite
des zylindrischen Elementes 67 angeordnet. Somit haben
die Vertiefung 641 und das zylindrische Element 67 einen
einfachen Aufbau zum Stützen
der Schraubenfeder 66 und zum Verringern des Volumens der öldichten Kammer 63,
um so ein Ansprechverhalten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 zu
verbessern und eine Antriebskraft des piezoelektrischen Aktuators 6 wirksam
zu übertragen.A cylindrically shaped recess 641 is at an upper end side of the valve piston 64 educated. The depression 641 arranges a coil spring 66 so that they are between a bottom side of the recess 641 and a lower side of the upper wall of the valve piston 64 is held. The depression 641 also arranges a cylindrical element 67 in it so that a volume of oil-tight chamber 63 is reduced. The coil spring 66 is between an inner peripheral side of the recess 641 and an outer peripheral side of the cylindrical member 67 arranged. Thus, the recess have 641 and the cylindrical element 67 a simple structure for supporting the coil spring 66 and for reducing the volume of the oil-tight chamber 63 so as to give a response of the fuel injection device 1 to improve and a driving force of the piezoelectric actuator 6 effectively transfer.
Die 6 zeigt
einen wesentlichen Abschnitt der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß einem siebten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, die den Piezokolben 62 mit
einem anderen Aufbau als bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
aufweist. Ein Gesamtaufbau und ein Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 sind im
wesentlichen gleich dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Piezokolben 62 hat
einen zylindrischen Abschnitt 62b und ein Plattenelement 62a,
das ein oberes Ende des zylindrischen Abschnitts 62b blockiert. Eine
untere Endseite des Plattenelementes 62a und ein obere
Endseite des zylindrischen Abschnitts 62b sind miteinander
durch die Rückstellkraft
der Vorspannfeder 65 in einem Druckkontakt, um die Öldichtigkeit
der öldichten
Kammer 63 zu gewährleisten. Andere
Abschnitte der hydraulischen Leistungsübertragungseinheit 61 und
des Rückschlagventils 8 sind im
wesentlichen in der gleichen Art und Weise wie bei dem vorstehen
beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel
montiert.The 6 shows an essential portion of the fuel injection device 1 according to a seventh embodiment of the present invention, the piezo-piston 62 having a different structure than in the embodiments described above. A total construction and operation of the fuel injection device 1 are substantially the same as the first embodiment. The piezocle 62 has a cylindrical section 62b and a plate element 62a , which is an upper end of the cylindrical section 62b blocked. A lower end side of the plate element 62a and an upper end side of the cylindrical portion 62b are connected to each other by the restoring force of the biasing spring 65 in a pressure contact to the oil-tightness of the oil-tight chamber 63 to ensure. Other sections of the hydraulic power transmission unit 61 and the check valve 8th are mounted in substantially the same manner as in the fourth embodiment described above.
Das
Plattenelement 62a und das zylindrische Element 62b sind
voneinander abnehmbar ausgebildet, so dass der Piezokolben 62 in
einfacher Art und Weise und unter geringen Kosten hinsichtlich eines
einstückig
ausgebildeten Piezokolbens 62 wie bei den vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen
hergestellt wird. Falls des weiteren eine untere Endseite des zylindrischen
Abschnitts 62b keinen abgestuften Abschnitt aufweist, dann
hat der zylindrische Abschnitt 62b eine symmetrische Form
in seiner Längsrichtung,
so dass er in einfacher Art und Weise angebracht wird.The plate element 62a and the cylindrical element 62b are designed to be removable from each other, so that the piezo-piston 62 in a simple manner and at low cost in terms of ei nes integrally formed Piezokolbens 62 as in the embodiments described above. If further, a lower end side of the cylindrical portion 62b has no stepped portion, then has the cylindrical portion 62b a symmetrical shape in its longitudinal direction, so that it is mounted in a simple manner.
Wie
dies vorstehend beschrieben ist, hat die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung die hydraulische Leistungsübertragungseinheit 61 einschließlich eines
Kolbens 62, der mit einer zylindrischen Form ausgebildet
ist, so dass er in einem anderen Kolben 64 angebracht wird,
um die Länge
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 zu verringern, ohne,
dass die Gleithübel
der Kolben 62, 64 verkürzt werden. Somit kann die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
mit einer relativ kompakten Größe hergestellt
werden. Der Aktuator 6 bei der vorliegenden Erfindung ist nicht
auf den piezoelektrischen Aktuator wie bei den vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen beschränkt. Es
kann ein induktiver Aktuator und dergleichen angewendet werden,
der ein Magnetelement aufweist, das eine Versetzung durch einen
elektrischen Strom ähnlich
wie bei dem piezoelektrischen Aktuator erzeugt.As described above, the fuel injector has 1 according to the present invention, the hydraulic power transmission unit 61 including a piston 62 which is formed with a cylindrical shape so that it is in another piston 64 is attached to the length of the fuel injector 1 reduce, without that the sliding hitch of the piston 62 . 64 be shortened. Thus, the fuel injection device 1 made according to the present invention with a relatively compact size. The actuator 6 in the present invention is not limited to the piezoelectric actuator as in the embodiments described above. An inductive actuator and the like having a magnetic member that generates an offset by an electric current similar to the piezoelectric actuator can be used.
Die 7 zeigt
einen wesentlichen Abschnitt der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß einem achten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 hat
das Plattenelement 62a, das in dem zylindrischen Abschnitt 62b angebracht
ist. Das Plattenelement 62a ist in einem engen Kontakt
mit dem Rückschlagventilelement 81 durch
die Rückstellkraft
einer Feder 66. Der zylindrische Abschnitt 62b ist in einem
engen Kontakt mit dem Rückschlagventilelement 81 durch die
Rückstellkraft
der Vorspannfeder 65, um die Öldichtigkeit der öldichten
Kammer 63 zu gewährleisten.
Die Außenumfangsseite
des Plattenelementes 62a ist nicht mit der Innenumfangsseite
des Körperelementes
B1 in Kontakt, damit es sich nicht relativ zu dem zylindrischen
Abschnitt 62b bewegt, so dass keine Gleitfläche zwischen
dem Plattenelement 62a und dem Körperelement B1 vorhanden ist.
Die Feder 66 ist eine gewählte Scheibenfeder, damit sie
das Volumen der öldichten
Kammer 63 verringert.The 7 shows an essential portion of the fuel injection device 1 according to an eighth embodiment of the present invention. The fuel injection device 1 has the plate element 62a that in the cylindrical section 62b is appropriate. The plate element 62a is in close contact with the check valve element 81 by the restoring force of a spring 66. The cylindrical section 62b is in close contact with the check valve element 81 by the restoring force of the biasing spring 65 to the oil-tightness of the oil-tight chamber 63 to ensure. The outer peripheral side of the plate member 62a is not in contact with the inner peripheral side of the body member B1 so as not to be relative to the cylindrical portion 62b moves, leaving no sliding surface between the plate element 62a and the body member B1. The feather 66 is a chosen disc spring to keep the volume of the oil-tight chamber 63 reduced.
Die 8 zeigt
einen wesentlichen Abschnitt der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß einem neunten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 hat
eine Schlitzfeder 68 anstelle der ringartig geformten Vorspannfeder 65 bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Ein Gesamtaufbau
und ein Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 sind
im wesentlichen gleich dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie dies in
der 8 gezeigt ist, hat der Piezokolben 62 einen
oberen Abschnitt 621 mit einem Durchmesser, der größer ist
als ein Außendurchmessers
eines zylindrischen Abschnittes 624 an einem unteren Abschnitt
des Piezokolbens 62. Eine Außenumfangsseite des oberen
Abschnittes 621 ist in einem Gleitkontakt mit der Innenumfangsseite
des Zylinders 15. Der zylindrische Abschnitt 624 des
Piezokolbens 62 und der Zylinder 15 erzeugen dazwischen
einen Zwischenraum, um die Schlitzfeder 68 darin anzubringen.The 8th shows an essential portion of the fuel injection device 1 according to a ninth embodiment of the present invention. The fuel injection device 1 has a slot spring 68 instead of the ring-shaped biasing spring 65 in the embodiments described above. A total construction and operation of the fuel injection device 1 are substantially the same as the first embodiment. Like this in the 8th is shown has the piezopack 62 an upper section 621 with a diameter larger than an outer diameter of a cylindrical portion 624 at a lower portion of the piezoprene 62 , An outer peripheral side of the upper section 621 is in sliding contact with the inner peripheral side of the cylinder 15 , The cylindrical section 624 the piecings 62 and the cylinder 15 create a gap between them, around the slot spring 68 to install in it.
Die
Schlitzfeder 68 hat eine Elastizität durch Schlitze, die zum Beispiel
an einem zylindrisch geformten Element in einer Umfangsrichtung
vorgesehen sind. Eine Sitzfläche 623 ist
an einer unteren Endseite des oberen Abschnittes 621 des
Piezokolbens 62 ausgebildet, um ein oberes Ende der Schlitzfeder 68 zu
stützen.
Die Schlitzfeder 68 bringt eine Anfangslast über die
Sitzfläche 623 auf
den piezoelektrischen Aktuator 6 auf. Ein Ringelement 75 ist zwischen
einer unteren Endseite der Schlitzfeder 68 und der oberen
Endseite des Körperelementes
B2 angeordnet. Eine obere Endseite des Ringelementes 75 ist
eine Sitzfläche,
die ein unteres Ende der Schlitzfeder 68 stützt. Eine
Außenumfangsseite
des zylindrischen Abschnittes 624 des Piezokolbens 62 führt einen
Innenumfang der Schlitzfeder 68. Die Schraubenfeder 66 ist
unter der unteren Endseite des zylindrischen Abschnittes des Piezokolbens 62 so
angeordnet, dass sie den Ventilkolben 64 umgibt. Der Ventilkolben 64 hat
eine Flansch 643 an dem Umfang seines unteren Abschnittes.
Die Schraubenfeder 66 ist zwischen dem Flansch 643 und
der unteren Endseite des Piezokolbens 62 gehalten.The slot spring 68 has elasticity through slits provided, for example, on a cylindrical-shaped member in a circumferential direction. A seat 623 is at a lower end side of the upper section 621 the piecings 62 formed around an upper end of the slot spring 68 to support. The slot spring 68 brings an initial load over the seat 623 on the piezoelectric actuator 6 on. A ring element 75 is between a lower end side of the slot spring 68 and the upper end side of the body member B2. An upper end side of the ring element 75 is a seat that is a lower end of the slot spring 68 supports. An outer peripheral side of the cylindrical portion 624 the piecings 62 leads an inner circumference of the slot spring 68 , The coil spring 66 is below the lower end side of the cylindrical portion of the piezo-piston 62 arranged so that they are the valve piston 64 surrounds. The valve piston 64 has a flange 643 at the periphery of its lower section. The coil spring 66 is between the flange 643 and the lower end side of the piezo-piston 62 held.
Das
Ringelement 75 soll eine festgelegte Länge der Schlitzfeder 68 einstellen.
Das Ringelement 75 kann einen Führungsabschnitt an einem Innenumfang
oder an einem Außenumfang
davon als das vorstehend beschriebene Führungselement 74 aufweisen
(siehe 3B). Das Ringelement 75 ist
an der oberen Endseite des Körperelementes
B2 so angeordnet, dass es in einem engen Kontakt mit einer Innenumfangsseite
eines unteren Endabschnittes des Zylinders 15 ist. Somit
unterbricht das Ringelement 75 eine Verbindung zwischen
dem Kanal 32, der an der oberen Endseite des Körperelementes
B2 mündet,
so dass er mit dem Niederdruckkraftstoffkanal 13 in Verbindung
ist, und einer Kammer in dem Zylinder 15. Dementsprechend
verhindert das Ringelement 75 ein Lecken von Kraftstoff
aus dem Steuerventilabschnitt 102, der in die hydraulische
Leistungsübertragungseinheit 61 in
dem Antriebsabschnitt 101 und/oder den piezoelektrischen
Aktuator 6 eintreten würde.
Das Ringelement 75 verhindert außerdem das Eintreten von Luft
in die öldichte
Kammer 63 und eine Erzeugung einer Hohlraumerosion.The ring element 75 should be a fixed length of the slot spring 68 to adjust. The ring element 75 may include a guide portion on an inner periphery or on an outer periphery thereof as the above-described guide member 74 have (see 3B ). The ring element 75 is disposed on the upper end side of the body member B2 so as to be in close contact with an inner peripheral side of a lower end portion of the cylinder 15 is. Thus, the ring element interrupts 75 a connection between the channel 32 which opens at the upper end side of the body member B2 so as to communicate with the low pressure fuel passage 13 in communication, and a chamber in the cylinder 15 , Accordingly, the ring member prevents 75 a leakage of fuel from the control valve portion 102 which is in the hydraulic power transmission unit 61 in the drive section 101 and / or the piezoelectric actuator 6 would occur. The ring element 75 Also prevents the entry of air into the oil-tight chamber 63 and generation of a cavity erosion.
Des
weiteren ist es nicht immer notwendig, einen 3-Wege-Ventilaufbau für den Steuerventilabschnitt 102 zu
verwenden. Selbstverständlich
kann die vorliegende Erfindung auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
mit einem 2-Wege-Ventil angewendet werden, das einen Verbindungszustand
zwischen der Ventilkammer 21 und dem Niederdruckkraftstoffkanal 13 schaltet.
Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls auf Kraftstoffeinspritzvorrichtungen
mit anderen Formen und Aufbauten des Ventilkörpers und der anderen Abschnitte
anwendbar.Furthermore, it is not always necessary to have a 3-way valve assembly for the control valve cut 102 to use. Of course, the present invention can be applied to a fuel injection device having a 2-way valve which has a communication state between the valve chamber 21 and the low pressure fuel passage 13 on. The present invention is also applicable to fuel injectors having other shapes and configurations of the valve body and the other portions.
Die
Beschreibung der Erfindung ist lediglich exemplarischer Natur, und
somit sollen Änderungen ebenfalls
innerhalb des Umfanges der Erfindung sein, sofern der Umfang der
Erfindung nicht verlassen wird. Derartige Änderungen werden nicht als
außerhalb
des Umfanges der Erfindung liegend betrachtet.The
Description of the invention is merely exemplary in nature, and
thus, changes should also be made
be within the scope of the invention, provided the scope of the
Invention is not abandoned. Such changes are not considered
outside
considered the scope of the invention lying.
Eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung (1) für ein Kraftstoffeinspritzsystem
hat einen Einspritzkörper (B1),
einen ersten Kolben (62), einen zweiten Kolben (64),
einen Aktuator (6) und ein Steuerventil (2). Der Einspritzvorrichtungskörper (B1)
hat ein erstes Zylinderloch (15) in seiner Längsrichtung.
Der erste Kolben (62) ist in einem ersten Zylinderloch
(15) gleitbar angebracht und hat ein zweites Zylinderloch
(620) in seiner Längsrichtung.
Das zweite Zylinderloch (620) hat ein geschlossenes Ende
und ein offenes Ende an beiden Enden in seiner Längsrichtung. Der zweite Kolben
(64) ist in dem zweiten Zylinderloch (620) gleitbar
angebracht, um einen öldichte
Kammer (66) in dem zweiten Zylinderloch (620)
zusammen mit dem ersten Kolben (62) zu definieren, damit
darin ein Hydraulikfluid gefüllt
wird. Der Aktuator (6) treibt den ersten Kolben (62)
an, und das Steuerventil (2) bewegt sich einstückig mit
dem zweiten Kolben (64).A fuel injection device ( 1 ) for a fuel injection system has an injection body (B1), a first piston ( 62 ), a second piston ( 64 ), an actuator ( 6 ) and a control valve ( 2 ). The injector body (B1) has a first cylinder hole (FIG. 15 ) in its longitudinal direction. The first piston ( 62 ) is in a first cylinder hole ( 15 ) slidably mounted and has a second cylinder hole ( 620 ) in its longitudinal direction. The second cylinder hole ( 620 ) has a closed end and an open end at both ends in its longitudinal direction. The second piston ( 64 ) is in the second cylinder hole ( 620 ) slidably mounted to an oil-tight chamber ( 66 ) in the second cylinder hole ( 620 ) together with the first piston ( 62 ) to fill a hydraulic fluid therein. The actuator ( 6 ) drives the first piston ( 62 ), and the control valve ( 2 ) moves integrally with the second piston ( 64 ).