Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.The
The present invention relates to a generic term
of claim 1
Fener
betrifft die Erfindung ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem Patentanspruch
15.Fener
The invention relates to a fuel injection valve according to the claim
15th
Industrielle
Aufmerksamkeit erhält
ein Common-Rail-System,
in dem ein herkömmlicher
Druckspeicher (eine Common-Rail) Kraftstoff zuführt. Vor kurzem wurde gefordert,
einen Kraftstoffeinspritzdruck zu erhöhen, um eine Ausgabeleistung
des Verbrennungsmotors zu verbessern, um ein Kraftstoffverbrauchsverhalten
zu verbessern, und um Abgas sauber zu machen bzw. zu reinigen. WO-00-055496-A offenbart
eine Verstärkungsvorrichtung
für ein
Kraftstoffeinspritzventil, der die vorstehende Forderung in einer
einfachen Weise realisiert.Industrial attention is given to a common rail system in which a conventional pressure accumulator (a common rail) supplies fuel. Recently, it has been demanded to increase a fuel injection pressure in order to improve an output of the engine, to improve fuel consumption performance, and to purify exhaust gas. WO-00-055496-A discloses an amplifying apparatus for a fuel injection valve that realizes the above requirement in a simple manner.
Gewöhnlich ist
die Verstärkungsvorrichtung für das Kraftstoffeinspritzventil
mit einem Druckerhöhungskolben
versehen, um den Kraftstoff unter Druck zu setzen, der von der Common-Rail
zugeführt
wird, um den Kraftstoffeinspritzdruck zu erhöhen. 5 zeigt
einen Aufbau der Verstärkungsvorrichtung
gemäß WO-00-055496-A ,
die ein Beispiel von dieser Art der Verstärkungsvorrichtung für das Kraftstoffeinspritzventil
ist. Die Common-Rail 10 akkumuliert den Kraftstoff, der
von einem Kraftstofftank T zugeführt wird
und durch eine Hochdruckpumpe P unter Druck gesetzt wird, um den
Kraftstoff bei einem bestimmten Druck zu einem Öldruckspeicher 101 des
Kraftstoffeinspritzventils 100 zuzuführen. Ein Verstärkungselement,
das zwischen der Common-Rail 10 und dem Öldruckspeicher 101 gelegen
ist, setzt den Kraftstoff unter Druck, der der Druckerhöhungskammer 104 zugeführt werden
soll, unter Verwendung des Druckerhöhungskolbens 103,
und führt
anschließend den
Kraftstoff zu dem Öldruckspeicher 101 zu.
Der Druckerhöhungskolben 103 wird
durch ein Erhöhen und
Verringern des Kraftstoffdrucks in der Druckkammer 106 unter
Verwendung eines elektromagnetisch angetriebenen Verstärkungselementsteuerventils 105 betätigt.Usually, the fuel injection valve reinforcing device is provided with a pressure increasing piston for pressurizing the fuel supplied from the common rail to increase the fuel injection pressure. 5 shows a structure of the amplifying apparatus according to WO-00-055496-A which is an example of this type of the fuel injection valve reinforcing device. The common rail 10 accumulates the fuel, which is supplied from a fuel tank T and is pressurized by a high-pressure pump P to the fuel at a certain pressure to an oil pressure accumulator 101 of the fuel injection valve 100 supply. A reinforcing element between the common rail 10 and the oil pressure accumulator 101 puts the fuel under pressure, that of the pressure-increasing chamber 104 is to be supplied, using the pressure increasing piston 103 , and then leads the fuel to the oil pressure accumulator 101 to. The pressure booster piston 103 is achieved by increasing and decreasing the fuel pressure in the pressure chamber 106 using an electromagnetically driven gain control valve 105 actuated.
Der
Kraftstoff in der Common-Rail 10 wird auch zu einer Gegendruckkammer 108 einer
Nadel 109 zugeführt,
die ein Einspritzloch öffnet
und schließt.
Wenn ein Einspritzsteuerventil 107 öffnet, um den Kraftstoffdruck
in der Gegendruckkammer 108 zu verringern, bewegt sich
die Nadel 109 nach oben, um den Kraftstoff in der Common-Rail 10 oder den
Kraftstoff, der durch das Verstärkungselement unter
Druck gesetzt wird, einzuspritzen. Die Verstärkungsvorrichtung ermöglicht,
dass der Kraftstoff bei einem noch höheren Druck eingespritzt werden kann,
um ein gewünschtes
Kraftstoffeinspritzverhältnis
durch ein Durchführen
genauer Steuerungen gemäß einem
Fahrzustand beziehungsweise Antriebszustand zu realisieren.The fuel in the common rail 10 also becomes a back pressure chamber 108 a needle 109 fed, which opens and closes an injection hole. When an injection control valve 107 opens to the fuel pressure in the back pressure chamber 108 To decrease, the needle moves 109 up to the fuel in the common rail 10 or inject the fuel pressurized by the reinforcing member. The boosting device allows the fuel to be injected at an even higher pressure to realize a desired fuel injection ratio by performing accurate controls according to a driving state.
Das
Verstärkungselementsteuerventil 105, um
den Unter Druck setzenden Vorgang zu steuern, ist ein Zweipositions-Dreiwege-Ventil.
Das Verstärkungselementsteuerventil 105 erhöht und senkt
den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 106 durch Umschalten
einer Sitzposition eines Venilkörpers,
um wahlweise die Druckkammer 106 mit der Common-Rail 10 oder
einer Rückführpassage
zu verbinden. Im Allgemeinen ist der Ventilkörper des Zweipositions-Dreiwege-Ventils
ein Spulenventil, das einen zylindrischen Dichtabschnitt hat, oder
ein Ventil, das zwei verjüngte
Sitzabschnitte hat. JP-3452850-B2 offenbart
ein Steuerventil für
ein Steuern einer Düse
eines Kraftstoffeinspritzventils, das ein Ventilelement hat, das
mit einem verjüngten
Sitz und einem rohrförmigen,
flachen Sitz versehen ist. Dieses Steuerventil hat einen Vorteil
dadurch, dass einer der Ventilsitzabschnitte flach ist, sodass eine übermäßig große Ausrichtgenauigkeit
beim Zusammenbauen nicht erfordert ist.The reinforcing element control valve 105 To control the pressurizing process is a two-position three-way valve. The reinforcing element control valve 105 increases and decreases the fuel pressure in the pressure chamber 106 by switching a seating position of a venil body to selectively the pressure chamber 106 with the common rail 10 or a return passage. In general, the valve body of the two-position three-way valve is a spool valve having a cylindrical seal portion, or a valve having two tapered seat portions. JP-3452850-B2 discloses a control valve for controlling a nozzle of a fuel injection valve having a valve element provided with a tapered seat and a tubular, flat seat. This control valve has an advantage in that one of the valve seat portions is flat, so that an excessively large alignment accuracy in assembling is not required.
Im
Allgemeinen braucht das Steuerventil, das einen großen Sitzdurchmesser
hat, um eine große
Kraftstoffströmungsmenge
zu steuern, eine hohe Antriebsenergie. In dem Dreiwege-Ventil gemäß JP-3452850-B2 sind
ein oberer Sitzdurchmesser und ein unterer Sitzdurchmesser gleich
zueinander, um den Kraftstoffdruck auszugleichen, und um die Antriebsenergie
des Steuerventils zu verringern, jedoch ist ein genaues Bearbeiten
notwendig beim Bearbeiten bzw. Herstellen des Dreiwege-Ventils,
um zu verhindern, dass Kraftstoff bei dem Rohrsitz entweicht. Des
Weiteren erzeugt eine Ölschicht
bei dem Rohrsitz eine Ventilöffnungskraft
in einer Ventilschließzeit, sodass
eine relativ große
Ventilschließkraft
notwendig ist, um diese Ventilöffnungskraft
zu verhindern.In general, the control valve, which has a large seat diameter to control a large amount of fuel flow, needs a high driving power. In the three-way valve according to JP-3452850-B2 For example, an upper seat diameter and a lower seat diameter are equal to each other to balance the fuel pressure, and to reduce the driving force of the control valve, however, accurate machining is necessary when machining the three-way valve to prevent fuel from the pipe seat escapes. Further, an oil layer in the pipe seat generates a valve opening force in a valve closing time, so that a relatively large valve closing force is necessary to prevent this valve opening force.
WO 2004/088121 A1 zeigt
ein Servoventil gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Das Steuerventil hat ein erstes und ein zweites
Ventilgehäuse,
die zwei miteinander verbundene Zylinderräume ausbilden. In den Zylinderräumen ist
ein einstückig
ausgebildeter Ventilkolben gleitbar aufgenommen, derart, dass mit
diesem ein erster Ventilsitz, der an dem ersten Ventilgehäuse ausgebildet
ist, bzw. ein zweiter Ventilsitz, der an dem zweiten Ventilgehäuse ausgebildet
ist, geöffnet
bzw. geschlossen werden kann. WO 2004/088121 A1 shows a servo valve according to the preamble of claim 1. The control valve has a first and a second valve housing, which form two interconnected cylinder chambers. In the cylinder chambers an integrally formed valve piston is slidably received, such that with this a first valve seat, which is formed on the first valve housing, or a second valve seat, which is formed on the second valve housing, can be opened or closed.
DE 103 15 015 A1 offenbart
ein Servoventil mit einem Ventilgehäuse, in dem ein einstückig ausgebildeter
Ventilkolben gleitbar aufgenommen ist. An dem Ventilgehäuse ausgebildete
Ventilsitze können mittels
des Ventilkolbens geöffnet
bzw. geschlossen werden. DE 103 15 015 A1 discloses a servo valve with a valve housing in which an integrally formed valve piston is slidably received. Valve seats formed on the valve housing can be opened or closed by means of the valve piston.
Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein einfach zu montierendes
Steuerventil bereitzustellen, das ein sanftes Ventilschließen zuverlässig ermöglicht.It is the object of the present invention To provide a simple to install control valve, which allows a smooth valve closure reliable.
Die
Aufgabe der Erfindung wird mit einem Steuerventil gemäß Patentanspruch
1 gelöst.The
The object of the invention is provided with a control valve according to claim
1 solved.
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous
Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
erkannt, genauso wie Arbeitsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile,
von einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der
angehängten
Ansprüche und
der Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung ausbilden.
In den Zeichnungen ist:Other
Objects, features and advantages of the present invention
as well as working procedures and the function of the associated parts,
from a study of the following detailed description, the
attached
Claims and
of the drawings, all of which form part of this application.
In the drawings:
1 ein
schematisches Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines Common-Rail
Kraftstoffeinspritzgeräts
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. 1 is a schematic diagram showing an overall structure of a common rail fuel injection apparatus according to the present invention.
2 ein
erklärendes
Diagramm, das einen Aufbau und einen Betrieb eines hydraulischen
Servoventils des Druckerhöhungs-Common-Rail-Kraftstoffeinspritzelements
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. 2 an explanatory diagram showing a structure and an operation of a hydraulic servo valve of the pressure-increasing common rail fuel injection element according to a first embodiment of the invention.
3A eine
Querschnittsansicht, die einen detaillierten Aufbau des hydraulischen
Servoventils gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 3A FIG. 12 is a cross-sectional view showing a detailed construction of the hydraulic servo valve according to the first embodiment of the present invention; FIG.
3B eine
Querschnittsansicht, die einen detaillierten Aufbau eines hydraulischen
Servoventils gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt; 3B a cross-sectional view showing a detailed structure of a hydraulic servo valve according to a second embodiment of the invention;
3C eine
Querschnittsansicht, die einen detaillierten Aufbau eines hydraulischen
Servoelements gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 3C FIG. 10 is a cross-sectional view showing a detailed structure of a hydraulic servo element according to a third embodiment of the present invention; FIG.
3D eine
Querschnittsansicht, die einen detaillierten Aufbau eines hydraulischen
Servoventils gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 3D FIG. 10 is a cross-sectional view showing a detailed structure of a hydraulic servo valve according to a fourth embodiment of the present invention; FIG.
3E eine
Draufsicht eines Ventilkörpers des
hydraulischen Servoventils gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 3E shows a plan view of a valve body of the hydraulic servo valve according to the first embodiment of the present invention;
4A eine
Querschnittsansicht, die einen detaillierten Aufbau eines hydraulischen
Servoventils gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der Erfindung zeigt; 4A FIG. 10 is a cross-sectional view showing a detailed structure of a hydraulic servo valve according to a fifth embodiment of the invention; FIG.
4B eine
Querschnittsansicht, die einen detaillierten Aufbau eines hydraulischen
Servoelements gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 4B FIG. 10 is a cross-sectional view showing a detailed structure of a hydraulic servo element according to a sixth embodiment of the present invention; FIG.
4C eine
Querschnittsansicht, die einen detaillierten Aufbau eines hydraulischen
Servoventils gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 4C FIG. 10 is a cross-sectional view showing a detailed construction of a hydraulic servo valve according to a seventh embodiment of the present invention; FIG.
5 ein
schematisches Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines herkömmlichen
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgeräts zeigt. 5 is a schematic diagram showing an overall structure of a conventional common rail fuel injection device.
(Erste Ausführungsform)First Embodiment
In
dem Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt
einen Aufbau eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgeräts 1 für einen
Dieselmotor, das mit einem hydraulischen Servoventil 3 versehen
ist, das heißt
mit einem Dreiwege-Steuerventil, das die vorliegende Erfindung anwendet.
In 1 ist das Kraftstoffeinspritzgerät 1 über eine
Hochdruckkraftstoffpassage 21, die eine Hochdruckfluidpassage
ist, mit der Common-Rail 2 für ein Anhäufen von Hochdruckkraftstoff
in dieser verbunden. Die Common-Rail 2 ist mit einer herkömmlichen
Hochdruckzuführpumpe 23 verbunden, die
mit einem variablen Auslassmengenmechanismus versehen ist. Die Zuführpumpe 23 setzt
den Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter 24 unter Druck und
führt den
unter Druck gesetzten Kraftstoff zu der Common-Rail 2 zu.In the following, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 shows a structure of a common rail fuel injection device 1 for a diesel engine that uses a hydraulic servo valve 3 is provided, that is, with a three-way control valve, which applies the present invention. In 1 is the fuel injection device 1 over a high pressure fuel passage 21 , which is a high pressure fluid passage, with the common rail 2 for an accumulation of high-pressure fuel in this connected. The common rail 2 is with a conventional high-pressure feed pump 23 connected, which is provided with a variable Auslassmengenmechanismus. The feed pump 23 puts the fuel in the fuel tank 24 under pressure and supplies the pressurized fuel to the common rail 2 to.
Das
Kraftstoffeinspritzgerät 1 hat
eine Verstärkungsvorrichtung 4 für ein unter
Druck setzen des Kraftstoffs in der Common-Rail 2, und
eine Einspritzdüse 7 für ein Einspritzen
des Kraftstoffs, der durch die Verstärkungsvorrichtung 4 unter
Druck gesetzt ist. Ein elektromagnetisches Ventil 5 und
ein hydraulisches Servoventil 3 steuern Operationen beziehungsweise
einen Betrieb der Verstärkungsvorrichtung 4 und
der Einspritzdüse 7.
Das elektromagnetische Ventil 5 ist ein Zweipositions-Zweiwege-Ventil. Das
elektromagnetische Ventil 5 erhöht und verringert einen Druck
eines Steuerfluids in einer Servoventilsteuerkammer 13,
die eine Hydraulikkammer ist, durch Öffnen und Blockieren einer
Verbindung zwischen einer Rückführpassage 27,
die eine Niedrigdruckfluidpassage ist, die mit dem Kraftstoffbehälter 24 verbunden
ist, und dem hydraulischen Servoventil 3. Das elektromagnetische
Ventil 5 hat einen herkömmlichen
Aufbau, in dem ein elektrisches Betätigungselement, wie ein Solenoid,
einen Ventilkörper steuert,
um das Ventil zu öffnen
und zu schließen. Das
hydraulische Servoventil 3 ist ein charakteristischer Teil
der vorliegenden Erfindung und wird nachstehend im Detail beschrieben.The fuel injection device 1 has a reinforcement device 4 for pressurizing the fuel in the common rail 2 , and an injector 7 for injecting the fuel passing through the reinforcing device 4 is pressurized. An electromagnetic valve 5 and a hydraulic servo valve 3 control operations or operation of the amplification device 4 and the injector 7 , The electromagnetic valve 5 is a two-position two-way valve. The electromagnetic valve 5 increases and decreases a pressure of a control fluid in a servo valve control chamber 13 , which is a hydraulic chamber, by opening and blocking a connection between a return passage 27 , which is a low-pressure fluid passage associated with the fuel tank 24 connected, and the hydraulic servo valve 3 , The electromagnetic valve 5 has a conventional structure in which an electric actuator such as a solenoid controls a valve body to open and close the valve. The hydraulic servo valve 3 is a characteristic part of the present invention and will be described in detail below.
Ein
Druckerhöhungskolben 44 ist
in einem abgestuften Zylinder 45 installiert, der zwei
(einen großen
und einen kleinen) Durchmesser hat, um gleitbar in einer Vertikalrichtung
in der Zeichnung zu sein. Das heißt der abgestufte Zylinder 45 hat
einen oberen Zylinder 30a, der den großen Durchmesser hat, und einen
unteren Zylinder 30b, der den kleinen Durchmesser hat.
Der Druckerhöhungskolben 44 hat eine
Druckerhöhungskammer 41 bei
einem unteren Endabschnitt von dem abgestuften Zylinder 45.
Die Verstärkungsvorrichtung 4 erhöht und verringert
einen Druck in der Druckerhöhungskammer 41 durch die
Gleitbewegung des Druckerhöhungskolbens 44. Der
Druckerhöhungskolben 44 hat
eine abgestufte Form mit zwei (einem großen und einem kleinen) Durchmessern,
das heißt
mit einem oberen Kolben mit dem großen Durchmesser und einem unteren Kolben
mit dem kleinen Durchmesser. Der obere Kolben gleitet in dem oberen
Zylinder 30a, und der untere Endabschnitt des unteren Kolbens
gleitet in dem unteren Zylinder 30b, um eine Öldichtheit
dazwischen sicherzustellen. Eine untere Endfläche des unteren Kolbens und
eine Innenumfangsfläche
des abgestuften Zylinders 45 definieren eine Kammerwand der
Druckerhöhungskammer 41.
Der Druckerhöhungskolben 44 hat
des Weiteren eine Hochdruckkammer 42 bei einem oberen Endabschnitt
des abgestuften Zylinders 45. Im Speziellen definieren
eine obere Endfläche
des oberen Kolbens und die Innenumfangsfläche des abgestuften Zylinders 45 die Kammerwand
der Hochdruckkammer 42. Die Hochdruckkammer 42 ist über die
Hochdruckkraftstoffpassage 21 mit der Common-Rail 2 verbunden.A pressure booster piston 44 is in a stepped cylinder 45 installed, which has two (one big and one small) diameter to slidable in a vertical direction in the drawing. That is the stepped cylinder 45 has an upper cylinder 30a which has the large diameter, and a lower cylinder 30b which has the small diameter. The pressure booster piston 44 has a booster chamber 41 at a lower end portion of the stepped cylinder 45 , The reinforcing device 4 increases and decreases a pressure in the pressure-increasing chamber 41 by the sliding movement of the pressure increasing piston 44 , The pressure booster piston 44 has a stepped shape with two (one large and one small) diameters, that is, with an upper piston with the large diameter and a lower piston with the small diameter. The upper piston slides in the upper cylinder 30a and the lower end portion of the lower piston slides in the lower cylinder 30b to ensure an oil seal in between. A lower end surface of the lower piston and an inner peripheral surface of the stepped cylinder 45 define a chamber wall of the pressure increasing chamber 41 , The pressure booster piston 44 also has a high pressure chamber 42 at an upper end portion of the stepped cylinder 45 , Specifically, an upper end surface of the upper piston and the inner peripheral surface of the stepped cylinder define 45 the chamber wall of the high pressure chamber 42 , The high pressure chamber 42 is about the high pressure fuel passage 21 with the common rail 2 connected.
In
den oberen Zylinder 30a des Zylinders 45 ist eine
Verstärkungssteuerkammer 11 ausgebildet, um
den unteren Kolben des Druckerhöhungskolbens 44 zu
umgeben. Die Verstärkungssteuerkammer 11 ist
durch eine Verstärkungssteuerpassage 14,
die die Mündung
bzw. Öffnung 141 hat,
mit dem hydraulischen Servoventil 3 verbunden, und durch
eine Passage, die das Sperrventil bzw. Rückschlagventil 16 hat,
mit der Druckerhöhungskammer 41.
Die Verstärkungssteuerkammer 11 hat
in sich eine Feder 43 installiert, um den Druckerhöhungskolben 44 nach oben
zu drängen.
In diesem Zustand wird die obere Endfläche des Druckerhöhungskolbens 44 einem Kraftstoffdruck
in der Hochdruckkammer 42 ausgesetzt, und die untere Endfläche des
Druckerhöhungskolbens 44 wird
einer resultierenden Kraft eines Kraftstoffdrucks in der Verstärkungssteuerkammer 11 und
einer rückstellenden
Kraft der Feder 43 unterzogen. Eine Druckabnahme in der
Verstärkungssteuerkammer 11 bewegt
den Druckerhöhungskolben 44 nach
unten, um den Kraftstoff unter Druck zu setzen, der zu der Druckerhöhungskammer 41 zugeführt werden
soll.In the top cylinder 30a of the cylinder 45 is a gain control chamber 11 trained to the lower piston of the pressure booster piston 44 to surround. The gain control chamber 11 is through a gain control passage 14 that the mouth or opening 141 has, with the hydraulic servo valve 3 connected, and through a passage which the check valve or check valve 16 has, with the pressure booster chamber 41 , The gain control chamber 11 has a spring in it 43 installed to the pressure booster piston 44 to push up. In this state, the upper end surface of the pressure-increasing piston becomes 44 a fuel pressure in the high pressure chamber 42 exposed, and the lower end surface of the pressure increasing piston 44 becomes a resultant force of fuel pressure in the boost control chamber 11 and a restoring force of the spring 43 subjected. A pressure decrease in the gain control chamber 11 moves the pressure booster piston 44 down to pressurize the fuel leading to the booster chamber 41 should be supplied.
Die
Einspritzdüse 7 hat
einen Düsenkörper 72 und
eine Düsennadel 71,
die gleitbar in dem Düsenkörper 72 installiert
ist. Die Düsennadel 71 wird durch
einen Befehlskolben 73 angetrieben, um ein Einspritzloch 74 zu öffnen und
zu schließen,
das bei einem vorderen Endabschnitt des Düsenkörpers 72 vorgesehen
ist. Der Öldruckspeicher 75 ist
durch eine Passage 17 mit der Druckerhöhungskammer 41 verbunden.
Oberhalb des Befehlskolbens 73 ist eine Einspritzsteuerkammer 12 vorgesehen.
Die Einspritzsteuerkammer 12 ist durch eine Einspritzsteuerpassage 15,
die die Mündung
bzw. Öffnung 151 hat,
mit dem hydraulischen Servoventil 3 verbunden. Der Befehlskolben 73 hat
einen größeren Durchmesser
als die Düsennadel 71.
Eine Feder 76 ist angeordnet, um einen verbindenden Abschnitt
zwischen dem Befehlskolben 73 und der Düsennadel 71 zu umgeben,
um den Befehlskolben 73 nach oben zu drängen, und um die Düsennadel 71 nach
unten zu drängen.
In diesem Aufbau hebt eine Druckabnahme in der Einspritzsteuerkammer 12 den
Befehlskolben 73 und die Düsennadel 71 nach oben,
um den Kraftstoff einzuspritzen, der von dem Öldruckspeicher 75 zugeführt wird.The injector 7 has a nozzle body 72 and a nozzle needle 71 Slidable in the nozzle body 72 is installed. The nozzle needle 71 is by a command piston 73 driven to an injection hole 74 to open and close, at a front end portion of the nozzle body 72 is provided. The oil pressure accumulator 75 is through a passage 17 with the pressure booster chamber 41 connected. Above the command piston 73 is an injection control chamber 12 intended. The injection control chamber 12 is through an injection control passage 15 that the mouth or opening 151 has, with the hydraulic servo valve 3 connected. The command piston 73 has a larger diameter than the nozzle needle 71 , A feather 76 is arranged to form a connecting section between the command piston 73 and the nozzle needle 71 to surround the command piston 73 to push up and around the nozzle needle 71 to push down. In this construction, a pressure decrease in the injection control chamber raises 12 the command piston 73 and the nozzle needle 71 up to inject the fuel from the oil pressure accumulator 75 is supplied.
In
dem Folgenden ist ein Aufbau des hydraulischen Servoventils 3,
das ein charakteristisches Teil der vorliegenden Erfindung ist,
mit Bezug auf 2 beschrieben. Wie in 2 gezeigt
ist, hat das hydraulische Servoventil 3 einen Zylinder 65,
der in einem Ventilgehäuse
vorgesehen ist, und ein oberes Ventil 31 und ein unteres
Ventil 32, die in dem Zylinder 65 installiert
sind. Das obere Ventil 31 dient als ein erstes Ventilelement
der vorliegenden Erfindung, und das untere Ventil 32 dient
als ein zweites Ventilelement der vorliegenden Erfindung. Das obere
Ventil 31 hat eine ungefähr zylindrische Form und sein oberes
Ende ist geschlossen. Das obere Ventil 31 hat einen oberen
Hälftenabschnitt,
der als ein Gleitabschnitt dient, und einen unteren Hälftenabschnitt,
der einen kleineren Durchmesser hat als der obere Hälftenabschnitt.
Der untere Hälftenabschnitt
des oberen Ventils 31 hat einen oberen Ventilkopf 33,
der eine sich verjüngende
Fläche
(eine konische Fläche)
hat, deren Durchmesser sich zu einem sich öffnenden Endabschnitt des unteren
Hälftenabschnitts
allmählich
verringert. Das untere Ventil 32 hat eine ungefähr zylindrische
Form. Ein oberer Hälftenabschnitt
des unteren Ventils 32 ist in dem Zylinder des oberen Ventils 31 installiert
und durch diesen abgestützt.
Ein unterer Endabschnitt des unteren Ventils 32 hat einen
unteren Ventilkopf 33, der eine sich verjüngende Fläche (eine
konische Fläche)
hat, deren Durchmesser sich zu einem unteren Endabschnitt von diesem hin
allmählich
erhöht.
Der Zylinder 65 hat eine abgestufte Form, in der ein länglicher
Mittelabschnitt 30c einen kleineren Durchmesser hat als
andere Abschnitte. Ein Stufenabschnitt bei einem oberen Ende des
Mittelabschnitts 30c dient als ein oberer Ventilsitz 63,
der ein erster Ventilsitz gemäß der vorliegenden Erfindung
ist, an dem das obere Ventil 31 sitzt. Ein weiterer Stufenabschnitt
bei einem unteren Ende des Mittelabschnitts 30c dient als
ein unterer Ventilsitz 64, der ein zweiter Ventilsitz gemäß der vorliegenden Erfindung
ist, an dem das untere Ventil 32 sitzt. Das untere Ventil 32 erstreckt
sich von dem Mittelabschnitt 30c des Zylinders 65 nach
unten. Der untere Endabschnitt des unteren Ventils 32,
der mit dem unteren Ventilskopf 33 versehen ist, ist in
dem unteren Endabschnitt des Zylinders 65 installiert.In the following is a structure of the hydraulic servo valve 3 , which is a characteristic part of the present invention, with reference to 2 described. As in 2 shown has the hydraulic servo valve 3 a cylinder 65 provided in a valve housing and an upper valve 31 and a lower valve 32 in the cylinder 65 are installed. The upper valve 31 serves as a first valve element of the present invention, and the lower valve 32 serves as a second valve element of the present invention. The upper valve 31 has a roughly cylindrical shape and its upper end is closed. The upper valve 31 has an upper half portion serving as a sliding portion and a lower half portion having a smaller diameter than the upper half portion. The lower half section of the upper valve 31 has an upper valve head 33 which has a tapered surface (a tapered surface) whose diameter gradually decreases toward an opening end portion of the lower half portion. The lower valve 32 has a roughly cylindrical shape. An upper half section of the lower valve 32 is in the cylinder of the upper valve 31 installed and supported by this. A lower end portion of the lower valve 32 has a lower valve head 33 which has a tapered surface (a tapered surface) whose diameter gradually increases toward a lower end portion thereof. The cylinder 65 has a stepped shape, in which an elongated middle section 30c has a smaller diameter than other sections. A step portion at an upper end of the central portion 30c serves as an upper valve seat 63 , which is a first valve seat according to the present invention, to which the upper valve 31 sitting. Another step section at a lower end of the central section 30c serves as a lower valve seat 64 , which is a second valve seat according to the present invention, to which the lower valve 32 sitting. The lower valve 32 extends from the middle section 30c of the cylinder 65 downward. The lower end portion of the lower valve 32 , with the lower valve head 33 is provided in the lower end portion of the cylinder 65 Installed.
Ein
Ventilgehäuse
besteht aus einem Sitzflächenelement 61,
in dem der Mittelabschnitt 30c des Zylinders 65 ausgebildet
ist, der die Ventilsitze 63, 64 hat, und aus einem
Gehäuseelement 62,
in den der untere Endabschnitt des Zylinders 65 ausgebildet
ist. Das Sitzflächenelement 61 und
das Gehäuseelement 92 stoßen gegeneinander.
Das Sitzflächenelement 61 ist
mit einem Rückführanschluss 28 versehen,
der als ein erster Anschluss gemäß der vorliegenden
Erfindung dient. Ein Ende des Rückführanschlusses 28 öffnet zu
einer Seitenfläche
des Zylinders 65 bei seinem Abschnitt oberhalb des oberen Ventilsitzes 63,
um mit einem Raum um den unteren Hälftenabschnitt des oberen Ventils 31 herum
verbunden zu sein. Das andere Ende des Rückführanschlusses 28 ist
mit der Rückführpassage 27 verbunden.
Das Sitzflächenelement 61 ist
des Weiteren mit einer Verstärkungssteuerpassage 14 und
einer Einspritzsteuerpassage 15 versehen. Ein Ende der
Verstärkungssteuerpassage 14 beziehungsweise
der Einspritzsteuerpassage 15 öffnet zu der Seitenfläche des
Zylinders 65 bei seinem Abschnitt zwischen den Ventilsitzen 63, 64,
um mit einem Raum um den Mittelabschnitt des unteren Ventils 32 herum
verbunden zu sein. Die anderen Enden der Verstärkungssteuerpassage 14 beziehungsweise
der Einspritzsteuerpassage 15 sind mit der Verstärkungssteuerkammer 11 der
Verstärkungsvorrichtung 4 oder
der Einspritzsteuerkammer 12 der Einspritzdüse 7 verbunden. Das
Gehäuseelement 62 ist
mit einem Hochdruckanschluss 22 versehen, der als ein zweiter
Anschluss gemäß der vorliegenden
Erfindung dient. Der Hochdruckanschluss 22 öffnet zu
einem Zentrum an einer unteren Endfläche des Zylinders 65 und
ist mit einem Raum um den unteren Endabschnitt des unteren Ventils 31 herum
verbunden. Die untere Endfläche des
unteren Ventils 32, die dem Hochdruckanschluss 22 gegenüberliegt,
ist mit einer halbkugelförmigen Vertiefung
versehen, sodass eine Kraftstoffströmung, die von dem Hochdruckanschluss 22 einströmt, nicht gedrosselt
wird, wenn das untere Ventil 32 öffnet.A valve housing consists of a seat surface element 61 in which the middle section 30c of the cylinder 65 is formed, the valve seats 63 . 64 has, and from a housing element 62 , in which the lower end portion of the cylinder 65 is trained. The seat surface element 61 and the housing element 92 bump against each other. The seat surface element 61 is with a return port 28 provided as a first terminal according to the present invention. One end of the return connection 28 opens to a side surface of the cylinder 65 at its section above the upper valve seat 63 To connect to a space around the lower half section of the upper valve 31 to be connected. The other end of the return port 28 is with the return passage 27 connected. The seat surface element 61 is further provided with a gain control passage 14 and an injection control passage 15 Mistake. One end of the gain control passage 14 or the injection control passage 15 opens to the side surface of the cylinder 65 at its section between the valve seats 63 . 64 to use a space around the middle section of the lower valve 32 to be connected. The other ends of the gain control passage 14 or the injection control passage 15 are with the gain control chamber 11 the reinforcing device 4 or the injection control chamber 12 the injector 7 connected. The housing element 62 is with a high pressure connection 22 provided as a second terminal according to the present invention. The high pressure connection 22 opens to a center at a lower end surface of the cylinder 65 and is with a space around the lower end portion of the lower valve 31 connected around. The lower end surface of the lower valve 32 that the high pressure connection 22 is provided with a hemispherical recess, so that a fuel flow from the high pressure port 22 inflows, not throttled when the lower valve 32 opens.
Die
Servoventilsteuerkammer 13 ist bei einem oberen Endabschnitt
des Zylinders vorgesehen, der in sich gleitbar das obere Ventil 31 hat.
Eine obere Endfläche
des oberen Ventils 31 und die Innenwandfläche des
Zylinders 65 definieren eine Kammerwand der Servoventilsteuerkammer 13.
Die Servoventilsteuerkammer 13 ist durch eine Passage,
die zu der Seitenfläche
von ihr öffnet
und mit einer Einströmmündung bzw.
Einströmöffnung 25 versehen ist,
mit der Hochdruckkammer 42 der Verstärkungsvorrichtung 4 verbunden.
Die Servoventilsteuerkammer 13 ist des Weiteren durch eine
Passage, die zu der oberen Fläche
von ihr öffnet
und mit einer Ausströmmündung bzw.
Ausströmöffnung 26 versehen ist,
mit der Rückführpassage 27 über das
elektromagnetische Ventil 5 verbunden. Durch Antreiben
beziehungsweise Betreiben des elektromagnetischen Ventils 5 wird
eine Verbindung zwischen der Servoventilsteuerkammer 13 und
der Rückführpassage 27 gesteuert,
um das obere Ventil 31 und das untere Ventil 32 einstückig nach
oben und nach unten zu bewegen. Im Speziellen wird, wie in 3A und 3E gezeigt
ist, die obere Endfläche
des oberen Ventils 31 bei ihrem zentralen Abschnitt niedergedrückt. Ein
Außenumfangsabschnitt
der oberen Endfläche
des oberen Ventils 31, der nach oben hervorsteht, ist mit
einer sich radial erstreckenden Nut 311 bei einer Position
von ihm versehen. Die Nut 311 ist aufgebaut, damit der
Kraftstoff von der Einströmöffnung 25 zu
der Servoventilsteuerkammer 13 strömen kann, sogar dann, wenn
das obere Ventil 31 bei einer oberen Position ist.The servo valve control chamber 13 is provided at an upper end portion of the cylinder, which slidably in the upper valve 31 Has. An upper end surface of the upper valve 31 and the inner wall surface of the cylinder 65 define a chamber wall of the servo valve control chamber 13 , The servo valve control chamber 13 is through a passage that opens to the side surface of her and with a Einströmöffnung or inlet 25 is provided with the high pressure chamber 42 the reinforcing device 4 connected. The servo valve control chamber 13 is further characterized by a passage that opens to the upper surface of it and with a Ausströmöffnung or outflow opening 26 is provided with the return passage 27 via the electromagnetic valve 5 connected. By driving or operating the electromagnetic valve 5 becomes a connection between the servo valve control chamber 13 and the return passage 27 controlled to the upper valve 31 and the lower valve 32 to move in one piece up and down. In particular, as in 3A and 3E is shown, the upper end surface of the upper valve 31 depressed at their central section. An outer peripheral portion of the upper end surface of the upper valve 31 which projects upwards is with a radially extending groove 311 at a position provided by him. The groove 311 is constructed so that the fuel from the inlet opening 25 to the servo valve control chamber 13 can flow, even if the upper valve 31 is at an upper position.
In
dem hydraulischen Servoventil 3 ist eine Fläche A1 der
oberen Endfläche
des oberen Ventils 31 größer als eine Fläche A4 der
unteren Endfläche des
unteren Ventils 32. Das hydraulische Servoventil 3 ist
mit einem Niederdruckabschnitt zwischen dem Gleitabschnitt und dem
oberen Ventilkopf 33 versehen, um mit dem Rückführanschluss 28 verbunden zu
sein. In der vorliegenden Ausführungsform
sind der Bereich bzw. die Fläche
des oberen Ventilkopfs 33 und der Bereich bzw. die Fläche des
unteren Ventilkopfs 32 festgelegt, um gleich zueinander
zu sein; jedoch können
sie voneinander verschieden sein, vorausgesetzt, dass die Fläche A4 der
unteren Endfläche
größer ist
als der obere Ventilkopf 33. Durch diesen Aufbau schaltet
der Druck in der Servosteuerkammer 13 eine Sitzposition
um. Ein großer
Druck in der Servoventilsteuerkammer 13 erhöht eine
nach unten wirkende hydraulische Kraft, um den oberen Ventilsitz 33 des
hydraulischen Servoventils 3 zu schließen. Ein niedriger Druck in
der Servosteuerkammer 13 erhöht eine nach oben wirkende
hydraulische Kraft, um den unteren Ventilkopf 33 zu schließen.In the hydraulic servo valve 3 is a surface A1 of the upper end surface of the upper valve 31 larger than an area A4 of the lower end surface of the lower valve 32 , The hydraulic servo valve 3 is with a low pressure portion between the sliding portion and the upper valve head 33 fitted to the return port 28 to be connected. In the present embodiment, the area of the upper valve head is the area 33 and the area or area of the lower valve head 32 set to be equal to each other; however, they may be different from each other provided that the area A4 of the lower end surface is larger than the upper valve head 33 , By this construction, the pressure in the servo control chamber switches 13 a sitting position around. A big pressure in the servo valve control chamber 13 increases a downward acting hydraulic force to the upper valve seat 33 of the hydraulic servo valve 3 close. A low pressure in the servo control chamber 13 increases an upward hydraulic force to the lower valve head 33 close.
In
dem Folgenden ist der Betrieb des hydraulischen Servoelements 3 und
des Kraftstoffeispritzgeräts 1 mit
Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, ist das elektromagnetische Ventil
(Zweipositions-Zweiwege-Ventil) 5 aufgebaut, um in einem
nicht erregten Zustand zu schließen, um eine Verbindung zwischen
der Ausströmöffnung 26 und
der Rückführpassage 27 in
dem hydraulischen Servoventil 3 zu unterbrechen. In diesem
Zustand, wie in 2 gezeigt ist, macht ein Druck
der Common-Rail 25, der durch die Einströmöffnung 25 übertragen
wird, den Druck in der Servoventilsteuerkammer 13 groß. Somit
wird der obere Ventilkopf 33 des oberen Ventils 33 auf
den oberen Ventilsitz 63 gesetzt und der untere Ventilkopf 33 des
unteren Ventils 32 wird von dem unteren Ventilkopf 33 weggehoben
bzw. wegbewegt. Demzufolge sind die Verstärkungssteuerpassage 14 und
die Einspritzsteuerpassage 15 mit dem Hochdruckanschluss 22 verbunden,
und der Druck in der Verstärkungssteuerkammer 11 und
der Einspritzsteuerkammer 12 ist groß. Somit ist die Düsennadel 71 der
Einspritzdüse 7 bei einer
untersten Position, um den Kraftstoff nicht einzuspritzen.In the following is the operation of the hydraulic servo element 3 and the fuel sprayer 1 with reference to the 1 and 2 described. As in 1 is shown is the electromagnetic valve (two-position two-way valve) 5 configured to close in a non-energized state to a connection between the discharge port 26 and the return passage 27 in the hydraulic servo valve 3 to interrupt. In this state, as in 2 shown, makes a pressure of the common rail 25 passing through the inlet opening 25 is transmitted, the pressure in the servo valve control chamber 13 large. Thus, the upper valve head 33 of the upper valve 33 on the upper valve seat 63 set and the lower valve head 33 of the lower one valve 32 gets from the lower valve head 33 lifted away or moved away. As a result, the gain control passage 14 and the injection control passage 15 with the high pressure connection 22 connected, and the pressure in the gain control chamber 11 and the injection control chamber 12 is big. Thus, the nozzle needle 71 the injector 7 at a lowermost position so as not to inject the fuel.
Zur
Kraftstoffeinspritzstartzeit wird das elektromagnetische Ventil 5 erregt,
um das elektromagnetische Ventil 5 zu öffnen, sodass die Ausströmöffnung 26 und
die Rückführpassage 27 in
dem hydraulischen Servoventil 3 miteinander verbunden sind, um
den Kraftstoffdruck in der Servoventilsteuerkammer 13 klein
zu machen ("Einschalten" des elektromagnetischen
Ventils in der 2). In dieser Zeit ist eine
folgende Beziehung erfüllt: Nach oben wirkende Kraft (= (A2 + A4) × Fp) > Nach unten wirkende
Kraft (= A5 × Fp) (1) At the fuel injection start time, the electromagnetic valve becomes 5 energized to the electromagnetic valve 5 to open so that the outflow opening 26 and the return passage 27 in the hydraulic servo valve 3 interconnected to the fuel pressure in the servo valve control chamber 13 make small ("switching on" of the electromagnetic valve in the 2 ). During this time, a following relationship is fulfilled: Upward force (= (A2 + A4) × Fp)> downward force (= A5 × Fp) (1)
Somit
bewegen sich das obere und das untere Ventil 31, 32 in
der Zeichnung nach oben durch einen Unterschied zwischen einem Hydraulikdruck oberhalb
der Ventile 31, 32 und dem unterhalb der Ventile 31, 32.
Demzufolge bewegt sich der obere Ventilkopf 33 des oberen
Ventils 31 von dem oberen Ventilsitz 63 weg, und
dann setzt sich der untere Ventilkopf 33 des unteren Ventils 32 auf
den unteren Ventilsitz 64, um eine folgende Beziehung zu
erfüllen: Nach oben wirkende Kraft (= A4 × Fp) > Nach unten wirkende
Kraft (= A5 × Fp) (2) Thus, the upper and lower valves move 31 . 32 in the drawing up by a difference between a hydraulic pressure above the valves 31 . 32 and below the valves 31 . 32 , As a result, the upper valve head moves 33 of the upper valve 31 from the upper valve seat 63 away, and then the lower valve head sits down 33 of the lower valve 32 on the lower valve seat 64 to fulfill a relationship: Upward force (= A4 × Fp)> downward force (= A5 × Fp) (2)
Somit
wird der untere Ventilkopf 33 des unteren Ventils 32 geschlossen
gehalten.Thus, the lower valve head 33 of the lower valve 32 kept closed.
Demzufolge
sind die Verstärkungssteuerpassage 14 und
die Einspritzsteuerpassage 15 mit dem Rückführanschluss 28 verbunden,
und der Kraftstoff in der Verstärkungssteuerkammer 11 und der
Einspritzsteuerkammer 12 fließt durch den oberen Ventilkopf 33 des
hydraulischen Servoventils 3 zu der Rückführpassage 27. Wenn
der Kraftstoffdruck in der Einspritzsteuerkammer 12 abnimmt
und der Ventilöffnungshydraulikdruck
die rückstellende
Kraft der Feder 76 übersteigt, öffnet die
Düsennadel 71,
um zu ermöglichen,
dass ein Kraftstoff zu dem Einspritzloch 74 strömt. Wenn
der Druck in der Verstärkungssteuerkammer 11 abnimmt,
bewegt sich der Druckerhöhungskolben 44 in
der Zeichnung nach unten, um einen oberen Hydraulikdruck mit einem
unteren Hydraulikdruck auszugleichen, um den Kraftstoff in der Druckerhöhungskammer 41 unter
Druck zu setzen, und sendet den Kraftstoff zu dem Kraftstoffdruckspeicher 75.
Somit ist es möglich
den druckerhöhten Kraftstoff
einzuspritzen.As a result, the gain control passage 14 and the injection control passage 15 with the return connection 28 connected, and the fuel in the gain control chamber 11 and the injection control chamber 12 flows through the upper valve head 33 of the hydraulic servo valve 3 to the return passage 27 , When the fuel pressure in the injection control chamber 12 decreases and the valve opening hydraulic pressure the restoring force of the spring 76 exceeds, opens the nozzle needle 71 to allow a fuel to the injection hole 74 flows. When the pressure in the gain control chamber 11 decreases, the pressure booster piston moves 44 in the drawing, down to equalize an upper hydraulic pressure with a lower hydraulic pressure to the fuel in the pressure-increasing chamber 41 to pressurize and send the fuel to the fuel pressure accumulator 75 , Thus, it is possible to inject the pressure-increased fuel.
Die
Verstärkungssteuerpassage 14,
die mit der Verstärkungssteuerkammer 11 verbunden
ist, ist unabhängig
von der Einspritzsteuerpassage 15, die mit der Einspritzsteuerkammer 12 verbunden
ist, sodass es möglich
ist, eine Strömungsmenge
der Verstärkungssteuerpassage 14 durch
die Mündung 141 unabhängig von
der Strömungsmenge
der Einspritzsteuerpassage 15 durch die Mündung 151 zu
steuern. In der vorliegenden Ausführungsform nimmt der Druck
in der Einspritzsteuerkammer 12 zuerst ab, sodass der Ventilöffnungsvorgang
der Düsennadel 71 schnell
ist, um ein Einspritzantwortverhalten zu verbessern. In diesem Fall
ist der Einspritzdruck bei dem Common-Rail Druck bei einer anfänglichen
Einspritzzeit. Der Einspritzdruck erreicht einen superhohen (sehr
hohen) Druck während
einer Einspritzung durch den Druckerhöhungskolben 44, um
den Kraftstoff in der Druckerhöhungskammer 41 unter
Druck zu setzen. Somit ist es möglich
eine deltaförmige
Einspritzverhältniswellenform
zu erhalten, in der ein anfängliches
Einspritzverhältnis
klein ist und ein späteres
Einspritzverhältnis
groß ist.
Dies ist effektiv für
ein Verringern von Emissionen und ein Erhöhen einer Ausgabeleistung.The gain control passage 14 connected to the gain control chamber 11 is independent of the injection control passage 15 connected to the injection control chamber 12 is connected, so that it is possible, a flow amount of the gain control passage 14 through the mouth 141 regardless of the flow rate of the injection control passage 15 through the mouth 151 to control. In the present embodiment, the pressure in the injection control chamber decreases 12 first, so that the valve opening operation of the nozzle needle 71 is fast to improve an injection response behavior. In this case, the injection pressure at the common rail pressure is at an initial injection time. The injection pressure reaches a superhigh (very high) pressure during injection by the pressure increasing piston 44 to the fuel in the booster chamber 41 to put pressure on. Thus, it is possible to obtain a delta-shaped injection ratio waveform in which an initial injection ratio is small and a later injection ratio is large. This is effective for reducing emissions and increasing output power.
Zur
Kraftstoffeinspritzstartzeit wird eine Zuführung von elektrischer Energie
zu dem elektromagnetischen Ventil 5 gestoppt, um das elektromagnetische
Ventil 5 zu öffnen,
um die Verbindung zwischen der Ausströmmündung 26 und der Rückführpassage 27 in
dem hydraulischen Servoventil 3 zu unterbrechen. Somit
erhöht
sich der Kraftstoffdruck in der Servoventilsteuerkammer 13 wieder,
um ein Hochdruck zu sein ("Abschalten" des elektromagnetischen Ventils
in 2). Zu dieser Zeit ist eine folgende Beziehung
erfüllt: Nach oben wirkende Kraft (= A4 × Fp) < Nach unten wirkende
Kraft (= (A1 + A5) × Fp) (3) At the fuel injection start time, supply of electric power to the electromagnetic valve becomes 5 stopped the electromagnetic valve 5 to open the connection between the outlet 26 and the return passage 27 in the hydraulic servo valve 3 to interrupt. Thus, the fuel pressure in the servo valve control chamber increases 13 again to be a high pressure ("turn off" the electromagnetic valve in 2 ). At this time, a following relationship is fulfilled: Upward force (= A4 × Fp) <downward force (= (A1 + A5) × Fp) (3)
Somit
bewegen sich das obere und das untere Ventil 31, 32 in
der Zeichnung nach unten durch einen Unterschied zwischen dem Hydraulikdruck
oberhalb der Ventile 31, 32 und dem unterhalb
der Ventile 31, 32. Demzufolge bewegt sich der
obere Ventilkopf 33 des oberen Ventils 32 von
dem oberen Ventilsitz 64 weg, und anschließend setzt
sich der obere Ventilkopf 33 des oberen Ventils 31 auf
den oberen Ventilsitz 63, um eine folgende Beziehung zu
erfüllen: Nach oben wirkende Kraft (= (A2 + A4) × Fp) < Nach unten wirkende
Kraft (= (A1 + A3) × Fp) (4) Thus, the upper and lower valves move 31 . 32 in the drawing down by a difference between the hydraulic pressure above the valves 31 . 32 and below the valves 31 . 32 , As a result, the upper valve head moves 33 of the upper valve 32 from the upper valve seat 64 away, and then the upper valve head settles 33 of the upper valve 31 on the upper valve seat 63 to fulfill a relationship: Upward force (= (A2 + A4) × Fp) <downward force (= (A1 + A3) × Fp) (4)
Somit
wird der obere Ventilkopf 33 des oberen Ventils 33 geschlossen
gehalten.Thus, the upper valve head 33 of the upper valve 33 kept closed.
Demzufolge
sind die Verstärkungssteuerpassage 14 und
die Einspritzsteuerpassage 15 mit dem Hochdruckanschluss 22 verbunden,
und der Kraftstoff bei dem Common-Rail Druck strömt durch den unteren Ventilkopf 33 des
hydraulischen Servoventils 3 zu der Verstärkungssteuerkammer 11 und der
Einspritzsteuerkammer 12, um den Druck in der Verstärkungssteuerkammer 11 und
der Einspritzsteuerkammer 12 wieder zu erhöhen. Dann
bewegt sich die Düsennadel 71 der
Einspritzdüse 7 nach
unten, um das Einspritzloch 74 zu schließen, um
den Druckerhöhungskolben 44 der
Verstärkungsvorrichtung 4 zu
der ursprünglichen
Position zurückzuführen.As a result, the gain control passage 14 and the injection control passage 15 with the high pressure connection 22 connected, and the fuel at the common rail pressure passes through the lower valve head 33 of the hydraulic servo valve 3 to the gain control chamber 11 and the injection control chamber 12 to the pressure in the gain control chamber 11 and the injection control chamber 12 to increase again. Then the nozzle needle moves 71 the injector 7 down to the injection hole 74 close to the pressure booster piston 44 the reinforcing device 4 attributed to the original position.
Wie
vorstehend beschrieben ist, ist es möglich eine Strömungsmenge
der Verstärkungssteuerpassage 14 durch
die Mündung 141 unabhängig von der
Strömungsmenge
der Einspritzsteuerpassage 15 durch die Mündung 151 zu
steuern. Das Vorliegende ist so aufgebaut, dass sich der Kraftstoffdruck
in der Einspritzsteuerkammer 12 im Voraus erhöht. Demzufolge
wird der Druck in der Einspritzsteuerkammer 12 zuerst groß, und dann
führt der
Unterschied zwischen dem Bereich bzw. der Fläche des Befehlskolben 73 und
dem Bereich bzw. der Fläche
der Düsennadel 71 sehr
schnell ein Ventilschließen
der Düsennadel 71 durch,
um einen scharfen Schnitt (schnellen Abbruch) der Kraftstoffeinspritzung
zu realisieren. Anschließend
wird der Druck in der Verstärkungssteuerkammer 11 groß, und die
Feder 43 bewegt den Druckerhöhungskolben 44 in
eine Rückführrichtung (nach
oben in der Zeichnung). Zu dieser Zeit strömt der Kraftstoff von dem Rückschlagventil 16 in
die Druckerhöhungskammer 41,
um den Common-Rail Druck in ihr zu halten.As described above, it is possible to have a flow amount of the gain control passage 14 through the mouth 141 regardless of the flow rate of the injection control passage 15 through the mouth 151 to control. The present is constructed so that the fuel pressure in the injection control chamber 12 increased in advance. As a result, the pressure in the injection control chamber becomes 12 first big, and then the difference between the area and the area of the command piston leads 73 and the area or area of the nozzle needle 71 Very quickly a valve closing the nozzle needle 71 to realize a sharp cut (quick stop) of the fuel injection. Subsequently, the pressure in the gain control chamber 11 big, and the spring 43 moves the pressure booster piston 44 in a return direction (upward in the drawing). At this time, the fuel flows from the check valve 16 in the pressure booster chamber 41 to keep the common-rail pressure in it.
In
dieser Weise spart gemäß der vorliegenden
Erfindung das hydraulische Druckventil 6 eine Antriebsenergie
des elektromagnetischen Ventils 5 ein, und reduziert eine
konstante Entweichmenge des Kraftstoffs ohne eine hochgenaue Bearbeitungsgenauigkeit
und Ausrichtgenauigkeit. Des Weiteren besteht das hydraulische Servoventil 3 aus
einer Vielzahl von Ventilelementen, d. h. dem oberen Ventil 31,
das den oberen Ventilkopf 33 hat, und dem unteren Ventil 32,
das den unteren Ventilkopf 32 hat, sodass das obere und
das untere Ventil 63, 64 in das Sitzflächenelement 61,
das den oberen und den unteren Ventilsitz 63, 64 hat,
von beiden Seiten eingesetzt werden können, um das hydraulische Servoventil 3 leicht
zusammenzubauen. Wie in 3A gezeigt
ist, wird das untere Ventil 32 durch das zentrale Loch
des oberen Ventils 31 grob geführt, und wird eingestellt,
um eine bestimmte Hubhöhe
zu reservieren bzw. vorzusehen, wenn die sich verjüngende Fläche des
unteren Ventilsitzes 34, 32 mit dem unteren Ventil 64 in
Kontakt ist. Wenn der obere Ventilkopf 33 das obere Ventil 63 schließt, drückt das
obere Ventil 31 somit das untere Ventil 32 nach
unten, um zu bewirken, dass der untere Ventilkopf 33 das
untere Ventil 64 öffnet.
Wenn der untere Ventilkopf 33 das untere Ventil 64 schließt, drückt das
untere Ventil 32 das obere Ventil 31 nach oben,
um zu bewirken, dass der obere Ventilkopf 33 das obere
Ventil 63 öffnet.
In dieser Hinsicht wird das untere Ventil 32 leicht aus
dem oberen Ventil 31 herausgezogen, nach einer Ventilöffnung des
oberen oder des unteren Ventils 63, 64, um eine
Ventilsitzenergie zu verteilen, um einen Stoß des oberen und des unteren
Ventils 32, 34 zu verhindern.In this way saves according to the present invention, the hydraulic pressure valve 6 a drive energy of the electromagnetic valve 5 and reduces a constant escape amount of the fuel without a high accuracy machining accuracy and alignment accuracy. Furthermore, there is the hydraulic servo valve 3 from a plurality of valve elements, ie the upper valve 31 that the upper valve head 33 has, and the lower valve 32 that the lower valve head 32 has, so the upper and lower valve 63 . 64 in the seat element 61 including the upper and lower valve seats 63 . 64 has, from both sides can be used to the hydraulic servo valve 3 easy to assemble. As in 3A is shown, the lower valve 32 through the central hole of the upper valve 31 coarsely guided, and is set to reserve a certain lifting height when the tapered surface of the lower valve seat 34 . 32 with the lower valve 64 is in contact. When the upper valve head 33 the upper valve 63 closes, pushes the upper valve 31 thus the lower valve 32 down to cause the lower valve head 33 the lower valve 64 opens. When the lower valve head 33 the lower valve 64 closes, pushes the lower valve 32 the upper valve 31 upwards to cause the upper valve head 33 the upper valve 63 opens. In this regard, the lower valve 32 slightly out of the upper valve 31 pulled out, after a valve opening of the upper or lower valve 63 . 64 to distribute a valve seat energy to a shock of the upper and lower valve 32 . 34 to prevent.
(Andere Ausführungsformen)Other Embodiments
3B bis 3D zeigen
jeweils ein hydraulisches Servoventil 3 gemäß einer
zweiten bis vierten Ausführungsform
der Erfindung. 3B zeigt die zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der zweiten Ausführungsform hat die Sitzfläche des
oberen Ventilsitzes 63, an der der obere Ventilkopf 33 des
oberen Ventils 31 sitzt, eine sich verjüngende Fläche, die einen Durchmesser
hat, der sich nach unten allmählich
verringert, genauso wie der obere Ventilkopf 33, der dem
oberen Ventilsitz 63 gegenüberliegt. In derselben Weise
hat die Sitzfläche des
unteren Ventilsitzes 64, an der der untere Ventilkopf 34 des
unteren Ventils 32 sitzt, eine sich verjüngende Fläche mit
einem Durchmesser, der sich nach unten allmählich erhöht, genauso wie der untere
Ventilkopf 34, der dem oberen Ventilsitz 64 gegenüberliegt.
Durch die sich verjüngenden
Formen der Sitzflächen
der Ventilköpfe 33, 34 und
der Ventilsitze 63, 64, ist eine Zuverlässigkeit
des hydraulischen Servoventils 3 mit einem einfachen Bearbeitungsprozess erhöht. 3B to 3D each show a hydraulic servo valve 3 according to a second to fourth embodiment of the invention. 3B shows the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the seating surface of the upper valve seat 63 at the top of the valve head 33 of the upper valve 31 sits, a tapered surface that has a diameter that gradually decreases downwards, as well as the upper valve head 33 , the upper valve seat 63 opposite. In the same way has the seat of the lower valve seat 64 at the bottom of the valve head 34 of the lower valve 32 sits, a tapered surface with a diameter that gradually increases downwards, as well as the lower valve head 34 , the upper valve seat 64 opposite. Due to the tapered shapes of the seats of the valve heads 33 . 34 and the valve seats 63 . 64 , is a reliability of the hydraulic servo valve 3 increased with a simple editing process.
3C zeigt
die dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die den oberen und den unteren Ventilsitz 63, 64 hat,
die die sich verjüngenden Flächen haben,
wie diejenigen in der zweiten Ausführungsform. Ein Merkmal der
dritten Ausführungsform ist,
dass der untere Ventilkopf 33 des unteren Ventils 32 eine
kugelförmige
Fläche
hat. Gemäß diesem
Aufbau kann sich der untere Ventilkopf 33 auf das untere Ventil 64 setzen,
sogar dann, wenn eine Achse des unteren Ventils 32 zu einer
Achse des Zylinders 65 geneigt ist, um eine Zuverlässigkeit
des hydraulischen Servoventils 3 zu verbessern. 3C shows the third embodiment of the present invention, the upper and the lower valve seat 63 . 64 that has the tapered surfaces like those in the second embodiment. A feature of the third embodiment is that the lower valve head 33 of the lower valve 32 has a spherical surface. According to this structure, the lower valve head can 33 on the lower valve 64 put, even if an axis of the lower valve 32 to an axis of the cylinder 65 inclined to reliability of the hydraulic servo valve 3 to improve.
3D zeigt
die vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in der der untere Ventilkopf 33 des
unteren Ventils 32 eine flache Form hat. Gemäß diesem
Aufbau, wenn das obere Ventil 31 und das untere Ventil 32 zueinander
nicht genau ausgerichtet sind, kann der untere Ventilkopf 34 des
unteren Ventils 32 den unteren Ventilsitz 64 sicher
abdichten, sogar wenn ein Abstand zwischen einer Innenumfangsfläche des
zentralen Loch des oberen Ventils 31 und der Außenumfangsfläche des
unteren Ventils 32 besteht. Des Weiteren wird ein Flächendruck
(Flächenpressung)
klein, wenn der untere Ventilkopf 34 auf dem unteren Ventilsitz 64 sitzt,
um eine Zuverlässigkeit
des hydraulischen Servoventils 6 sicherzustellen, sogar
wenn es in einem Hochdrucksystem angewendet wird. Des Weiteren hat
die vorliegende Ausführungsform
ein Durchgangsloch 35, das durch das obere Ventil 31 und
das untere Ventil 32 hindurch geht, und eine Einströmmündung bzw. -öffnung 25 bei
einem oberen Endabschnitt des Durchgangslochs 25. Somit ist
die Sevoventilsteuerkammer 13 über den Hochdruckanschluss 22 mit
der Common-Rail 2 verbunden, um eine Konstruktion der Passagen
zu vereinfachen. 3D shows the fourth embodiment of the present invention, in which the lower valve head 33 of the lower valve 32 has a flat shape. According to this structure, when the upper valve 31 and the lower valve 32 not aligned with each other exactly, the lower valve head 34 of the lower valve 32 the lower valve seat 64 seal securely, even if a distance between an inner circumferential surface of the central hole of the upper valve 31 and the outer peripheral surface of the lower valve 32 consists. Furthermore, a surface pressure (surface pressure) becomes small when the lower valve head 34 on the lower valve seat 64 sits around a reliability of the hydraulic servo valve 6 Ensure even when it's in a high pressure system is applied. Furthermore, the present embodiment has a through hole 35 passing through the upper valve 31 and the lower valve 32 passes through, and a Einlassöffnung or -öffnung 25 at an upper end portion of the through-hole 25 , Thus, the Sevoventil control chamber 13 over the high pressure connection 22 with the common rail 2 connected to simplify a construction of the passages.
4A bis 4C zeigen
eine fünfte
bis siebte Ausführungsform
des hydraulischen Servoventils 3 gemäß der vorliegenden Erfindung.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
wird das untere Ventil 32 in das zentrale Loch des oberen
Ventils 31 eingesetzt und durch dieses gehalten. In der fünften bis
siebten Ausführungsform,
wie in 4A bis 4C gezeigt
ist, ist das obere Ventil 31 mit einem Schaft versehen,
um das untere Ventil 32 zu führen, und eine Feder (Drängelement) 37 drückt das untere
Ventil 32 so an das obere Ventil 31, dass sich das
obere und untere Ventil 31, 32 einstückig miteinander
bewegen. 4A to 4C show a fifth to seventh embodiment of the hydraulic servo valve 3 according to the present invention. In the embodiments described above, the lower valve 32 in the central hole of the upper valve 31 used and held by this. In the fifth to seventh embodiments, as in 4A to 4C is shown, is the upper valve 31 provided with a shank to the lower valve 32 to lead, and a spring (urging element) 37 pushes the lower valve 32 so to the upper valve 31 that is the upper and lower valve 31 . 32 moving in one piece with each other.
4A zeigt
das hydraulische Servoventil 3 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. In der fünften
Ausführungsform
hat das obere Ventil 31 einen Führungsschaft 36, der sich
von dem oberen Ventilkopf 33 nach unten erstreckt. Ein
unteres Ende des Führungsschafts 36 ist in
dem unteren, großen
Durchmesserabschnitt des Zylinders 65 positioniert. Das
untere Ventil 32 hat eine Halbkugelform. Der untere Ventilkopf 34 des
unteren Ventils 32 hat eine halbkugelige Fläche, die
mit einem vertieften Abschnitt 38 bei ihrem zentralen Abschnitt
versehen ist, in den der Führungsschaft 36 eingepasst
bzw. presseingepasst ist. Die Feder 37, die unterhalb des
unteren Ventils 32 angeordnet ist, drückt das untere Ventil 32 so,
dass das untere Ventil 32 nicht von dem oberen Ventil 31 getrennt
wird. 4A shows the hydraulic servo valve 3 according to the fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the upper valve has 31 a leadership 36 that extends from the upper valve head 33 extends downwards. A lower end of the leadership 36 is in the lower, large diameter section of the cylinder 65 positioned. The lower valve 32 has a hemispherical shape. The lower valve head 34 of the lower valve 32 has a hemispherical surface with a recessed section 38 provided at its central section, in the leadership shaft 36 fitted or press fitted. The feather 37 that is below the lower valve 32 is arranged, presses the lower valve 32 so that the lower valve 32 not from the upper valve 31 is disconnected.
4B zeigt
das hydraulische Servoventil 3 gemäß der sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der sechsten Ausführungsform hat der untere Ventilkopf 34 des
unteren Ventils 32 eine sich verjüngende Fläche anstelle des kugelförmigen, unteren
Ventilkopfs 34 des unteren Ventils 32 in der fünften Ausführungsform. 4C zeigt das
hydraulische Servoventil 3 gemäß der siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der siebten Ausführungsform hat das untere Ventil 32 einen
T-förmigen
Querschnitt. Der untere Ventilkopf 34 des unteren Ventils 32 hat
eine flache Form anstelle des kugelförmigen unteren Ventilkopfs 34 des
unteren Ventils 32 in der fünften Ausführungsform. Die Feder 37 ist
angeordnet, um einen kleinen Durchmesserabschnitt des unteren Ventils 32 bei
einem unteren Abschnitt von diesem zu umgeben. In diesem Aufbau
ist das untere Ventil 32 nicht mit dem vertieften Abschnitt 38 versehen,
sodass der untere Ventilkopf 34 des unteren Ventils 32 sicher
auf dem unteren Ventilsitz 64 sitzen kann, sogar dann,
wenn das obere Ventil 31 und das untere Ventil 32 nicht
richtig zueinander ausgerichtet sind. 4B shows the hydraulic servo valve 3 according to the sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, the lower valve head 34 of the lower valve 32 a tapered surface instead of the spherical, lower valve head 34 of the lower valve 32 in the fifth embodiment. 4C shows the hydraulic servo valve 3 according to the seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, the lower valve has 32 a T-shaped cross-section. The lower valve head 34 of the lower valve 32 has a flat shape instead of the spherical lower valve head 34 of the lower valve 32 in the fifth embodiment. The feather 37 is arranged to a small diameter portion of the lower valve 32 surrounded by a lower section of this. In this construction, the lower valve is 32 not with the recessed section 38 provided so that the lower valve head 34 of the lower valve 32 safely on the lower valve seat 64 can sit, even if the upper valve 31 and the lower valve 32 are not aligned properly.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
ein Steuerventil zu erhalten, das eine hochgenaue Druckerhöhungssteuerung
und Kraftstoffeinspritzsteuerung mit einer einfachen Konstruktion durchführen kann.
Die vorliegende Erfindung kann auch für ein Steuerventil, das durch
einen kleinen Solenoid angetrieben wird, in einem herkömmlichen Druckerhöhungskraftstoffeinspritzelement,
das zwei Betätigungselemente
hat, und für
ein Fluidsteuerventil verwendet werden, das anders ist als das Kraftstoffeinspritzventil.According to the present
Invention it is possible
to obtain a control valve, which provides a high-precision pressure increase control
and fuel injection control with a simple construction.
The present invention can also be applied to a control valve by
a small solenoid is driven in a conventional pressurized fuel injection member,
the two actuators
has, and for
a fluid control valve other than the fuel injection valve may be used.
