-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil.
-
(Stand der Technik)
-
Ein
Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff in eine Maschine einspritzt
und zuführt,
ist im Stand der Technik bekannt.
-
Das
Kraftstoffeinspritzventil hat eine Düsennadel, die ein Düsenloch öffnet oder
schließt,
und eine erste Gegendruckkammer an einer Endseite der Düsennadel.
Durch ein Öffnen
oder Schließen
der ersten Gegendruckkammer durch ein vorbestimmtes Steuerventil
wird ein Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer verringert
oder erhöht,
und dadurch wird die Düsennadel
angetrieben, um das Düsenloch
zu öffnen
oder zu schließen.
-
Eine
Antriebskraft zum Antreiben des Steuerventils wird durch einen Elektroaktuator
erzeugt. Da ein Einspritzdruck in jüngster Zeit hoch ist, wird eine
größere Antriebskraft
benötigt.
Somit muss der Elektroaktuator seine Leistung erhöhen und
folglich verteuert sich das Kraftstoffeinspritzventil.
-
Um
die Verwendung des Hochleistungs-Elektroaktuators zu verhindern,
ist ein Servoventil, das durch das Steuerventil angetrieben wird,
in dem Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen. Die erste Gegendruckkammer
wird durch das Servoventil geöffnet
oder geschlossen (
JP
2006-257874 A ).
-
Wie
dies in den
6A,
6B gezeigt
ist, hat ein Kraftstoffeinspritzventil
100 in dem Dokument
JP 2006-257874 A eine
Düsennadel
102,
ein Servoventil
115 und ein Steuerventil
118.
Eine erste Gegendruckkammer
101 ist an einer Endseite der
Düsennadel
102 ausgebildet.
Die Düsennadel
102 öffnet oder
schließt
ein Düsenloch,
wenn ein Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer
101 verringert
oder erhöht
wird. Eine zweite Gegendruckkammer
103 ist an einer Endseite
des Servoventils
115 ausgebildet und eine Ventilkammer
112 ist
an der anderen Endseite des Servoventils
115 ausgebildet.
Ein erster Verbindungsströmungskanal
104,
ein erster Zuflusskanal
107 und ein erster Abflusskanal
110 sind
mit der Ventilkammer
112 verbunden. Der erste Verbindungsströmungskanal
104 ist
mit der ersten Gegendruckkammer
101 verbunden. Der erste
Zuflusskanal
107 ist mit einem Hochdruckströmungskanal
105 verbunden.
Der erste Abflusskanal
110 steht mit einem Niederdruckströmungskanal
109 in
Verbindung. Das Steuerventil
118 öffnet oder schließt einen zweiten
Abflusskanal
117, der mit der zweiten Gegendruckkammer
103 verbunden
ist und im Ansprechen auf eine Energiebeaufschlagung einer Solenoidspule
mit dem Niederdruckströmungskanal
109 in Verbindung
steht. Das Servoventil
115 hat einen Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal
120,
der eine Verbindung zwischen der Ventilkammer
112 und der
zweiten Gegendruckkammer
103 herstellt und Kraftstoff aus
dem Hochdruckströmungskanal
105 in die
zweite Gegendruckkammer
103 leitet. Der Hochdruckströmungskanal
105 steht
mit einer Hochdruckkraftstoffquelle in Verbindung und der Niederdruckströmungskanal
109 steht
mit einem Rückströmungskanal
von Kraftstoff in Verbindung.
-
Das
Servoventil 115 wird im Ansprechen auf eine Erhöhung oder
Verringerung des Kraftstoffdrucks in der zweiten Gegendruckkammer 103 zu
der anderen Endseite oder der einen Endseite verschoben, wenn ein
Strömungskanal
zwischen der zweiten Gegendruckkammer 103 und dem Niederdruckströmungskanal 109 durch
das Steuerventil 118 jeweils geschlossen oder geöffnet wird.
Das Servoventil 115 schaltet zwischen einem geschlossenen
Zustand (6A), in dem der erste Verbindungsströmungskanal 104 und
der Zuflusskanal 107 in Verbindung stehen, und einem offenen
Zustand (6B) um, in dem der erste Verbindungsströmungskanal 104 und der
erste Abflusskanal 110 in Verbindung stehen.
-
Wenn
die Energiebeaufschlagung der Solenoidspule begonnen wird und dadurch
das Steuerventil 118 den zweiten Abflusskanal 117 öffnet, entweicht
Kraftstoff aus der zweiten Gegendruckkammer 103 durch den
zweiten Abflusskanal 117 in den Niederdruckströmungskanal 109.
Dementsprechend wird ein Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer 103 verringert,
und dadurch wird das Servoventil 115 zu der einen Endseite
hin verschoben, um in dem offenen Zustand zu sein. Folglich entweicht Kraftstoff
aus der ersten Gegendruckkammer 101 durch den ersten Verbindungsströmungskanal 104, die
Ventilkammer 112 und den ersten Abflusskanal 110 in
dieser Reihenfolge in den Niederdruckströmungskanal 109. Folglich
wird ein Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer 101 verringert,
so dass die Düsennadel 102 zu
der einen Endseite hin verschoben wird, um das Düsenloch zu öffnen.
-
Wenn
die Energiebeaufschlagung der Solenoidspule gestoppt wird und dadurch
das Steuerventil 118 den zweiten Abflusskanal 117 schließt, strömt Kraftstoff
aus dem Hochdruckströmungskanal 105 durch
den ersten Zuflusskanal 107, die Ventilkammer 112 und
den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 120 in
dieser Reihenfolge in die zweite Gegendruckkammer 103.
Dementsprechend ist ein Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer 103 erhöht, und
folglich wird das Servoventil 115 zu der anderen Endseite
hin verschoben, um in dem geschlossenen Zustand zu sein. Folglich
wird ein Entweichen von Kraftstoff aus der ersten Gegendruckkammer 101 in
den Niederdruckströmungskanal 109 gestoppt und
Kraftstoff strömt
durch den ersten Zuflusskanal 107, die Ventilkammer 112 und
den ersten Verbindungsströmungskanal 104 in
dieser Reihenfolge in die erste Gegendruckkammer 101. Folglich
wird ein Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer 101 erhöht, so dass
die Düsennadel 102 zu
der anderen Endseite hin verschoben wird, um das Düsenloch
zu schließen.
-
Auf
diese Weise wird bei dem Kraftstoffeinspritzventil 100 eine
Antriebskraft für
das Servoventil 115, das die erste Gegendruckkammer 101 öffnet oder
schließt,
hauptsächlich
erzeugt, indem der Kraftstoffdruck verringert oder erhöht wird.
Daher wird eine Kraftstoffeinspritzung durch Öffnen oder Schließen der
ersten Gegendruckkammer ohne den Hochleistungs-Elektroaktuator durchgeführt.
-
(Probleme des Standes der Technik)
-
Allerdings
strömt
bei dem Kraftstoffeinspritzventil 100 unabhängig von
der Verschiebung des Servoventils 115 Kraftstoff konstant
durch den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 120 zwischen
der zweiten Gegendruckkammer 103 und dem Hochdruckströmungskanal 105.
Dementsprechend stehen, wenn das Steuerventil 118 den zweiten
Abflusskanal 117 öffnet,
der Hochdruckströmungskanal 105 und
der Niederdruckströmungskanal 109 durch
den ersten Zuflusskanal 107, die Ventilkammer 112,
den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 120,
die zweite Gegendruckkammer 103 und den zweiten Abflusskanal 117 in
Verbindung (6B).
-
Folglich
wird, während
die Düsennadel 102 angetrieben
wird, zusätzlich
zu dem entweichenden Kraftstoff aus der ersten Gegendruckkammer 101 ein Entweichen
von Kraftstoff durch den ersten Zuflusskanal 107, die Ventilkammer 112,
den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 120,
die zweite Gegendruckkammer 103 und den zweiten Abflusskanal 117 in
dieser Reihenfolge verursacht. Somit entweicht überschüssiger Hochdruckkraftstoff
aus der Hochdruckkraftstoffquelle durch das Kraftstoffeinspritzventil 100,
was zu einem hohen Energieverlust führt.
-
Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf die vorstehend genannten
Nachteile. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Entweichen von überschüssigem Hochdruckkraftstoff
in einem Kraftstoffeinspritzventil zu verringern, das ein Steuerventil,
das im Ansprechen auf eine Energiebeaufschlagung einer Solenoidspule
geöffnet
oder geschlossen wird, und ein Servoventil hat, das durch das Steuerventil
angetrieben wird, und bei dem eine erste Gegendruckkammer durch
das Servoventil geöffnet
oder geschlossen wird.
-
Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ein Kraftstoffeinspritzventil
vorgesehen, das durch einen Elektroaktuator angetrieben wird, um
durch eine Kraftstoffzufuhrquelle zugeführten Kraftstoff einzuspritzen.
Das Kraftstoffeinspritzventil hat ein Düsenloch, eine Düsennadel,
ein Servoventil, einen ersten Verbindungsströmungskanal, ein Steuerventil
und einen Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal. Kraftstoff wird
durch das Düsenloch
eingespritzt. Die Düsennadel
begrenzt eine erste Gegendruckkammer an einer Endseite der Düsennadel. Die
Düsennadel öffnet oder
schließt
das Düsenloch, wenn sich
ein Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer jeweils verringert
oder erhöht.
Das Servoventil begrenzt eine zweite Gegendruckkammer an einer Endseite
des Servoventils und eine Ventilkammer an der anderen Endseite des
Servoventils. Das Servoventil wird bewegt, um einen Strömungskanal
zwischen der ersten Gegendruckkammer und einem Hochdruckströmungskanal,
der mit der Kraftstoffzufuhrquelle verbunden ist, gemäß einer Differenz
zwischen einem Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer und
einem Kraftstoffdruck in der Ventilkammer zu öffnen oder zu schließen. Der erste
Verbindungsströmungskanal
verbindet die erste Gegendruckkammer und die Ventilkammer, so dass
Kraftstoff konstant durch den ersten Verbindungsströmungskanal
zwischen der ersten Gegendruckkammer und der Ventilkammer strömt. Das Steuerventil
wird infolge einer Energiebeaufschlagung des Elektroaktuators bewegt,
um einen Strömungskanal
zwischen der zweiten Gegendruckkammer und einem Niederdruckströmungskanal
zu öffnen,
der mit einem Rückströmungskanal
verbunden ist, durch den Kraftstoff zurück in die Kraftstoffzufuhrquelle
strömt.
Der Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal
verbindet die zweite Gegendruckkammer und den Hochdruckströmungskanal,
so dass Kraftstoff aus dem Hochdruckströmungskanal durch den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal
in die zweite Gegendruckkammer strömt. Das Steuerventil öffnet den
Strömungskanal
zwischen der zweiten Gegendruckkammer und dem Niederdruckströmungskanal,
um den Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer zu verringern,
und dadurch wird das Servoventil zu der einen Endseite des Servoventils hin
verschoben, den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal zu schließen. Das
Kraftstoffventil weist des Weiteren einen zweiten Verbindungsströmungskanal
(43) auf, der die erste Gegendruckkammer (8) und
die zweite Gegendruckkammer (19) verbindet, so dass Kraftstoff
konstant durch den zweiten Verbindungsströmungskanal (43) zwischen
der ersten Gegendruckkammer (8) und der zweiten Gegendruckkammer
(19) strömt,
wobei der Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal (45) den
ersten Verbindungsströmungskanal
(22) und den zweiten Verbindungsströmungskanal (43) aufweist.
-
Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist auch ein Kraftstoffeinspritzventil
vorgesehen, das durch einen Elektroaktuator angetrieben wird, um
von einer Kraftstoffzufuhrquelle zugeführten Kraftstoff einzuspritzen.
Das Kraftstoffeinspritzventil hat ein Düsenloch, eine Düsennadel,
ein Servoventil, einen ersten Verbindungsströmungskanal, ein Steuerventil
und einen Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal. Kraftstoff wird
durch das Düsenloch
eingespritzt. Die Düsennadel
begrenzt eine erste Gegendruckkammer an einer Endseite der Düsennadel. Die
Düsennadel öffnet oder
schließt
das Düsenloch, wenn
sich ein Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer jeweils
verringert oder erhöht.
Das Servoventil begrenzt eine zweite Gegendruckkammer an einer Endseite
des Servoventils und eine Ventilkammer an der anderen Seite des
Servoventils. Das Servoventil wird bewegt, um einen Strömungskanal
zwischen der ersten Gegendruckkammer und einem Hochdruckströmungskanal,
der mit der Kraftstoffzufuhrquelle verbunden ist, gemäß einer
Differenz zwischen einem Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer
und einem Kraftstoffdruck in der Ventilkammer zu öffnen oder
zu schließen.
Der erste Verbindungsströmungskanal
verbindet die erste Gegendruckkammer und die Ventilkammer, so dass Kraftstoff
konstant durch den ersten Verbindungsströmungskanal zwischen der ersten
Gegendruckkammer und der Ventilkammer strömt. Das Steuerventil wird infolge
einer Energiebeaufschlagung des Elektroaktuators bewegt, um einen
Strömungskanal zwischen
der zweiten Gegendruckkammer und dem Niederdruckströmungskanal
zu öffnen,
der mit einem Rückströmungskanal
verbunden ist, durch den Kraftstoff zurück in die Kraftstoffzufuhrquelle
strömt.
Der Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal
verbindet die zweite Gegendruckkammer und den Hochdruckströmungskanal,
so dass Kraftstoff aus dem Hochdruckströmungskanal durch den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal
in die zweite Gegendruckkammer strömt. Das Steuerventil öffnet den
Strömungskanal
zwischen der zweiten Gegendruckkammer und dem Niederdruckströmungskanal,
um den Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer zu verringern,
und dadurch wird das Servoventil zu der einen Endseite des Servoventils
hin verschoben, um den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal zu schließen. Das
Kraftstoffventil weist des Weiteren einen dritten Verbindungsströmungskanal
(46) auf, der die Ventilkammer (20) und die zweite
Gegendruckkammer (19) verbindet, so dass Kraftstoff konstant durch
den dritten Verbindungsströmungskanal
(46) zwischen der Ventilkammer (20) und der zweiten
Gegendruckkammer (19) strömt, wobei der Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal
(45) den dritten Verbindungsströmungskanal (46) aufweist.
-
Die
Erfindung ist zusammen mit zusätzlichen Aufgaben,
Merkmalen und Vorteilen aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den
beigefügten
Zeichnungen verständlich.
-
1 ist
eine schematische Ansicht, die einen Gesamtaufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
2 ist
eine schematische Ansicht, die einen Aufbau eines Hauptteils des
Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
zeigt, wenn sich ein Servoventil in einem geschlossenen Zustand
befindet;
-
3 ist
eine schematische Ansicht, die einen Aufbau des Hauptteils des Kraftstoffeinspritzventils
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
zeigt, wenn sich das Servoventil in einem offenen Zustand befindet;
-
4 ist
eine schematische Ansicht, die einen Aufbau eines Hauptteils eines
Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt, wenn sich ein Servoventil in einem
geschlossenen Zustand befindet;
-
5 ist
eine schematische Ansicht, die einen Aufbau des Hauptteils des Kraftstoffeinspritzventils
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
zeigt, wenn sich das Servoventil in einem offenen Zustand befindet;
-
6A ist
eine schematische Ansicht, die einen Aufbau eines Hauptteils eines
vormals vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzventils zeigt, wenn sich ein
Servoventil in einem geschlossenen Zustand befindet; und
-
6B ist
eine schematische Ansicht, die einen Aufbau des Hauptteils des vormals
vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzventils zeigt, wenn sich das Servoventil
in einem offenen Zustand befindet.
-
Ein
Kraftstoffeinspritzventil eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung hat eine Düsennadel,
ein Servoventil, einen ersten Verbindungsströmungskanal und ein Steuerventil.
Eine erste Gegendruckkammer ist an einer Endseite der Düsennadel
ausgebildet. Die Düsennadel öffnet oder schließt ein Düsenloch,
wenn ein Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer verringert
oder erhöht
wird. Eine zweite Gegendruckkammer ist an einer Endseite des Servoventils
ausgebildet und eine Ventilkammer ist an der anderen Endseite des
Servoventils ausgebildet. Das Servoventil wird gemäß einer
Kraftstoffdruckdifferenz zwischen der zweiten Gegendruckkammer und
der Ventilkammer bewegt und öffnet
oder schließt
einen Strömungskanal
zwischen der ersten Gegendruckkammer und einem Hochdruckströmungskanal.
Der erste Verbindungsströmungskanal
verbindet die erste Gegendruckkammer und die Ventilkammer, so dass
Kraftstoff konstant zwischen der ersten Gegendruckkammer und der
Ventilkammer strömt.
Das Steuerventil wird infolge einer Energiebeaufschlagung eines
Elektroaktuators angeregt, um einen Strömungskanal zwischen der zweiten
Gegendruckkammer und einem Niederdruckströmungskanal zu öffnen. Das
Kraftstoffeinspritzventil öffnet
ein Düsenloch,
indem die Düsennadel
im Ansprechen auf eine Anregung des Elektroaktuators angetrieben
wird. Das Kraftstoffeinspritzventil hat zudem einen Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal,
der die zweite Gegendruckkammer und den Hochdruckströmungskanal
verbindet, so dass Kraftstoff aus dem Hochdruckströmungskanal
durch den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal in die zweite Gegendruckkammer
strömt.
Der Strömungskanal zwischen
der zweiten Gegendruckkammer und dem Niederdruckströmungskanal
wird infolge einer Anregung des Steuerventils geöffnet. Folglich wird ein Kraftstoffdruck
in der zweiten Gegendruckkammer verringert, und dadurch wird das
Servoventil zu einer Endseite hin verschoben, um den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal
zu schließen.
Zudem hat das Kraftstoffeinspritzventil einen zweiten Verbindungsströmungskanal,
der die erste Gegendruckkammer und die zweite Gegendruckkammer verbindet,
so dass Kraftstoff konstant zwischen der ersten Gegendruckkammer
und der zweiten Gegendruckkammer strömt. Der Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal hat
den ersten Verbindungsströmungskanal
und den zweiten Verbindungsströmungskanal.
-
Ein
Kraftstoffeinspritzventil eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung hat einen dritten Verbindungsströmungskanal, der eine Ventilkammer
und eine zweite Gegendruckkammer verbindet, so dass Kraftstoff konstant
zwischen der Ventilkammer und der zweiten Gegendruckkammer strömt. Ein
Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal hat
den dritten Verbindungsströmungskanal.
-
(Erstes Ausführungsbeispiel)
-
Ein
Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils 1 des ersten Ausführungsbeispiels
ist unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
-
Wie
dies in der 1 gezeigt ist, hat das Kraftstoffeinspritzventil 1 eine
Düse 2 und
einen Hauptkörper 3.
Die Düse
spritzt Kraftstoff ein. Der Hauptkörper 3 ist mit einer
Endseite der Düse 2 gekoppelt
und nimmt Kraftstoff aus einer Kraftstoffzufuhrquelle wie beispielsweise
einer Common-Rail (nicht gezeigt) auf, um ihn in die Düse 2 abzugeben.
-
Die
Düse 2 hat
eine Düsennadel 7 zum Öffnen oder
Schließen
eines Düsenlochs 6,
das an dem anderen Endabschnitts eines Düsenkörpers ausgebildet ist. Eine
erste Gegendruckkammer 8 ist an einer Endseite der Düsennadel 7 ausgebildet.
Wenn der Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer 8 erhöht oder
verringert wird, wird die Düsennadel 7 zu
der anderen Endseite oder zu der einen Endseite hin verschoben,
um das Düsenloch 6 jeweils
zu schließen
oder zu öffnen.
-
Der
Hauptkörper 3 hat
ein Steuerventil 12 und ein Servoventil 13. Das
Steuerventil 12 wird zu einer Endseite hin angetrieben,
wenn eine Solenoidspule 11 mit Energie beaufschlagt wird.
Das Servoventil 13 wird im Ansprechen auf die Bewegung
des Steuerventils 12 zu einer Endseite oder zu der anderen
Endseite hin verschoben.
-
Wie
dies in der 2 gezeigt ist, hat das Servoventil 13 einen
Wellenabschnitt 17 und einen Ventilabschnitt 18.
Der Wellenabschnitt 17 ist gleitfähig in einem Körper 14 gehalten.
Der Ventilabschnitt 18 hat eine Öffnungs- und Schließfunktion.
Eine zweite Gegendruckkammer 19 ist an einer Endseite des
Wellenabschnitts 17 ausgebildet. Eine Ventilkammer 20,
die den Ventilabschnitt 18 aufnimmt, ist an der anderen
Endseite des Wellenabschnitts 17 ausgebildet.
-
Ein
erster Verbindungsströmungskanal 22, ein
erster Zuflusskanal 24 und erster Abflusskanal 26 sind
mit der Ventilkammer 20 verbunden. Der erste Verbindungsströmungskanal 22 verbindet
die erste Gegendruckkammer 8 und die Ventilkammer 20,
so dass konstant Kraftstoff zwischen diesen strömt. Kraftstoff wird von einem
Hochdruckströmungskanal 23 durch
den ersten Zuflusskanal 24 zu der Ventilkammer 20 zugeführt. Kraftstoff
wird aus der ersten Gegendruckkammer 8 über die Ventilkammer 20 durch
den ersten Abflusskanal 26 in einen Niederdruckströmungskanal 25 abgegeben.
-
Der
Hochdruckströmungskanal 23 ist
mit der Common-Rail verbunden und der Niederdruckströmungskanal 25 ist
mit einem Rückströmungskanal von
Kraftstoff verbunden. Der erste Verbindungsströmungskanal 22 hat
eine Öffnung 29 zum
Begrenzen einer Strömung
von Kraftstoff, die in die erste Gegendruckkammer 8 strömt. Der
erste Abflusskanal 26 hat eine Öffnung 30 zum Beschränken einer
Strömung von
Kraftstoff, die aus der ersten Gegendruckkammer 8 strömt.
-
Ein
Ende des ersten Verbindungsströmungskanals 22 öffnet sich
an dem anderen Ende der Ventilkammer 20 und ist zu der
Ventilkammer 20 hin konstant offen. Der erste Abflusskanal 26 öffnet sich
an dem anderen Ende der Ventilkammer 20 und wird durch
eine andere Endfläche 32 des
Ventilabschnitts 18 geöffnet
oder geschlossen. Genauer gesagt wird, wie dies in der 3 gezeigt
ist, der erste Abflusskanal 26 zu der Ventilkammer 20 hin
geöffnet,
wenn das Servoventil 13 zu der einen Endseite hin verschoben wird,
und der erste Abflusskanal 26 wird zu der Ventilkammer 20 hin
geschlossen, wenn das Servoventil 13 zu der anderen Endseite
hin verschoben wird. Der erste Zuflusskanal 24 öffnet sich
an einem Ende der Ventilkammer 20 und ist zu der Ventilkammer 20 hin konstant
offen.
-
Wenn
eine Endfläche 33 des
Ventilabschnitts 18, die in einer verjüngten Form ausgebildet ist,
in Eingriff mit oder außer
Eingriff von einem Sitzabschnitt 36 gelangt, der zwischen
einer Öffnung 34 des
ersten Verbindungsströmungskanals 22 und
einer Öffnung 35 des
ersten Zuflusskanals 24 ausgebildet ist, wird ein Spalt
zwischen dem ersten Verbindungsströmungskanal 22 und
dem ersten Zuflusskanal 24 jeweils geschlossen oder geöffnet. Genauer gesagt
greift, wie dies in der 3 gezeigt ist, wenn das Servoventil 13 zu
der einen Endseite hin verschoben wird, die eine Endfläche 33 mit
dem Sitzabschnitt 36 ein, um den Spalt zwischen dem ersten Verbindungsströmungskanal 22 und
dem ersten Zuflusskanal 24 zu blockieren. Wenn das Servoventil 13 zu
der anderen Endseite hin verschoben wird, gelangt die eine Endfläche 33 außer Eingriff
von dem Sitzabschnitt 36, um den Spalt zwischen dem ersten Verbindungsströmungskanal 22 und
dem ersten Zuflusskanal 24 zu öffnen.
-
Wie
dies vorstehend beschrieben ist, wird, wenn das Servoventil 13 zu
der einen Endseite hin verschoben wird, der erste Abflusskanal 26 zu
der Ventilkammer 20 hin geöffnet und der Spalt zwischen dem
ersten Verbindungsströmungskanal 22 und
dem ersten Zuflusskanal 24 wird blockiert, so dass der erste
Verbindungsströmungskanal 22 und
der erste Abflusskanal 26 durch die Ventilkammer 20 in
Verbindung stehen (3). Wenn das Servoventil 13 zu
der anderen Endseite hin verschoben wird, wird der erste Abflusskanal 26 zu
der Ventilkammer 20 hin geschlossen, so dass der erste
Verbindungsströmungskanal 22 und
der erste Zuflusskanal 24 in Verbindung stehen.
-
Auf
diese Weise schaltet, indem es zu der einen Endseite oder der anderen
Endseite hin verschoben wird, das Servoventil 13 zwischen
einem geschlossenen Zustand, in dem der erste Verbindungsströmungskanal 22 und
der erste Zuflusskanal 24 in Verbindung stehen und der
erste Abflusskanal 26 zu der Ventilkammer 20 hin
geschlossen ist, und einem offenen Zustand um, in dem der Spalt
zwischen dem ersten Verbindungsströmungskanal 22 und
dem ersten Zuflusskanal 24 blockiert ist und der erste
Verbindungsströmungskanal 22 und
der erste Abflusskanal 26 in Verbindung stehen.
-
Ein
Umschalten zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand
des Servoventils 13 wird erledigt, indem ein Kraftstoffdruck
in der zweiten Gegendruckkammer 19 verringert oder erhöht wird.
-
Ein
zweiter Abflusskanal 39, der mit dem Niederdruckströmungskanal 25 in
Verbindung steht, ist mit der zweiten Gegendruckkammer 19 verbunden.
Der zweite Abflusskanal 39 hat eine Öffnung 40 zum Begrenzen
einer Strömung
von Kraftstoff, die aus der zweiten Gegendruckkammer 19 strömt. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 des
ersten Ausführungsbeispiels
hat einen zweiten Verbindungsströmungskanal 43,
der die erste Gegendruckkammer 8 und die zweite Gegendruckkammer 19 verbindet,
so dass Kraftstoff konstant zwischen der ersten Gegendruckkammer 8 und
der zweiten Gegendruckkammer 19 strömt. Durch ein Öffnen oder
Schließen
des zweiten Abflusskanals 39 durch das Steuerventil 12 wird
ein Umschalten zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen
Zustand des Servoventils 13 vorgenommen, und dadurch wird
die Düsennadel 7 verschoben,
um das Düsenloch 6 jeweils
zu öffnen
oder zu schließen.
-
Die
Tätigkeiten
des Kraftstoffeinspritzventils 1 werden wie folgt zusammengefasst.
Wenn die Solenoidspule 11 mit Energie beaufschlagt ist
und dadurch das Steuerventil 12 den zweiten Abflusskanal 39 öffnet, entweicht
in der zweiten Gegendruckkammer 19 befindlicher Kraftstoff
durch den zweiten Abflusskanal 39 in den Niederdruckströmungskanal 25 (3).
Dementsprechend ist ein Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer 19 verringert,
so dass das Servoventil 13 von dem geschlossenen Zustand
in den offenen Zustand umschaltet. Folglich stehen der erste Verbindungsströmungskanal 22 und der
erste Abflusskanal 26 in Verbindung und Kraftstoff in der
ersten Gegendruckkammer 8 entweicht durch den ersten Verbindungsströmungskanal 22, die
Ventilkammer 20 und den ersten Abflusskanal 26 in
dieser Reihenfolge in den Niederdruckströmungskanal 25. Ebenso
entweicht in der ersten Gegendruckkammer 8 befindlicher
Kraftstoff durch den zweiten Verbindungsströmungskanal 43, die
zweite Gegendruckkammer 19 und den zweiten Abflusskanal 39 in
dieser Reihenfolge in den Niederdruckströmungskanal 25.
-
Folglich
wird der Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer 8 verringert
und dadurch wird die Düsennadel 7 zu
der einen Endseite hin verschoben, um das Düsenloch 6 zu öffnen.
-
Wenn
die Energiebeaufschlagung der Solenoidspule 11 gestoppt
wird und dadurch das Steuerventil 12 den zweiten Abflusskanal 39 schließt, strömt Kraftstoff
aus der ersten Gegendruckkammer 8 durch den zweiten Verbindungsströmungskanal 34 in
die zweite Gegendruckkammer 19, so dass ein Kraftstoffdruck
in der zweiten Gegendruckkammer 19 erhöht ist. Dementsprechend beginnt
das Servoventil 13 damit, zu der anderen Endseite hin verschoben
zu werden, um von dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand
umzuschalten. Folglich wird der erste Abflusskanal 26 geschlossen
und der erste Verbindungsströmungskanal 22 und
der erste Zuflusskanal 24 stehen in Verbindung. Folglich
wird das Entweichen von Kraftstoff in den Niederdruckströmungskanal 25 gestoppt
und Kraftstoff strömt
durch den ersten Zuflusskanal 24, die Ventilkammer 20 und den
ersten Verbindungsströmungskanal 22 in
dieser Reihenfolge in die erste Gegendruckkammer 8. Dementsprechend
ist ein Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer erhöht und dadurch
wird die Düsennadel 7 zu
der Endseite hin verschoben, um das Düsenloch 6 zu schließen.
-
Der
erste Zuflusskanal 24, die Ventilkammer 20, der
erste Verbinddungsströmungskanal 22,
die erste Gegendruckkammer 8 und der zweite Verbindungsströmungskanal 43 verbinden
die zweite Gegendruckkammer 19 und den Hochdruckströmungskanal 23 und
dienen als ein Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 45 zum
Leiten von Kraftstoff aus dem Hochdruckströmungskanal 23 in die
zweite Gegendruckkammer 19.
-
Das
Kraftstoffeinspritzventil 1 öffnet durch das Steuerventil 12 einen
Strömungskanal
zwischen der zweiten Gegendruckkammer 19 und dem Niederdruckströmungskanal 25,
und dadurch wird ein Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer 19 verringert,
um das Servoventil 13 zu der einen Endseite hin zu verschieben.
Folglich wird der Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 45 geschlossen.
Mit anderen Worten schaltet das Kraftstoffeinspritzventil 1 das
Servoventil 13 in den offenen Zustand, um den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 45 zu schließen.
-
Wenn
das Servoventil 13 in den offenen Zustand geschaltet wird,
wird der Spalt zwischen dem ersten Verbindungsströmungskanal 22 und
dem ersten Zuflusskanal 24 blockiert, das heißt der Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 45 wird
geschlossen. Folglich wird ein Zufluss von Kraftstoff aus dem Hochdruckströmungskanal 23 in
die zweite Gegendruckkammer 19 blockiert.
-
(Effekt des ersten Ausführungsbeispiels)
-
Das
Kraftstoffeinspritzventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels
hat den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 45,
der den ersten Zuflusskanal 24, die Ventilkammer 20,
den ersten Verbindungsströmungskanal 22,
die erste Gegendruckkammer 8 und den zweiten Verbindungsströmungskanal 43 beinhaltet.
Wenn das Servoventil 13 durch das Steuerventil 12 in
den offenen Zustand umgeschaltet wird, wird der Spalt zwischen dem
ersten Verbindungsströmungskanal 22 und
dem ersten Zuflusskanal 24 blockiert, das heißt der Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 45 wird
geschlossen, und folglich wird der Zufluss von Kraftstoff aus dem Hochdruckströmungskanal 23 in
die zweite Gegendruckkammer 19 blockiert.
-
Wenn
das Steuerventil 12 angeregt wird, um die Düsennadel 7 anzutreiben,
wird der Strömungskanal
zwischen der zweiten Gegendruckkammer 19 und dem Niederdruckströmungskanal 25 geöffnet und
ein Strömungskanal
zwischen der zweiten Gegendruckkammer 19 und dem Hochdruckströmungskanal 23 wird
blockiert. Dementsprechend wird kein zusätzliches Entweichen von Hochdruckkraftstoff beim
Antreiben der Düsennadel 7 verursacht,
so dass ein Energieverlust verringert ist.
-
Das
Kraftstoffeinspritzventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels
hat den zweiten Verbindungsströmungskanal 43,
der die erste Gegendruckkammer 8 und die zweite Gegendruckkammer 19 verbindet,
so dass Kraftstoff konstant zwischen der ersten Gegendruckkammer 8 und
der zweiten Gegendruckkammer 19 strömt. Wenn Kraftstoff aus der
ersten Gegendruckkammer 8 durch den zweiten Verbindungsströmungskanal 43 in
die zweite Gegendruckkammer 19 strömt, wird ein Kraftstoffdruck
in der zweiten Gegendruckkammer 19 erhöht, und dadurch wird das Servoventil 13 von
dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand umgeschaltet.
-
Dementsprechend
ist ein Strömungskanal, durch
den Kraftstoff konstant zwischen der zweiten Gegendruckkammer 19 und
dem Hochdruckströmungskanal 23 strömt, wie
zum Beispiel der Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 120 im
Stand der Technik unnötig.
Mit anderen Worten ist ein Strömungskanal
zum Erhöhen
eines Kraftstoffdrucks in der zweiten Gegendruckkammer 19 unnötig. Folglich wird,
wenn der zweite Abflusskanal 39 geöffnet ist, kein Entweichen
von Kraftstoff neben dem Entweichen von Kraftstoff aus der ersten
Gegendruckkammer 8 verursacht. Somit wird ein zusätzliches
Entweichen von Kraftstoff bei dem Kraftstoffeinspritzventil 1 verringert,
das die erste Gegendruckkammer 8 unter Verwendung des Servoventils 13 öffnet oder
schließt.
-
(Zweites Ausführungsbeispiel)
-
Ein
Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils 1 des zweiten Ausführungsbeispiels
ist unter Bezugnahme auf die 4, 5 beschrieben.
-
Das
Kraftstoffeinspritzventil 1 des zweiten Ausführungsbeispiels
hat einen dritten Verbindungsströmungskanal 46,
der eine Ventilkammer 20 und eine zweite Gegendruckkammer 19 verbindet,
so dass Kraftstoff konstant zwischen einer Ventilkammer 20 und
einer zweiten Gegendruckkammer 19 strömt. Ein Strömungskanal zwischen dem dritten Verbindungsströmungskanal 46 und
einem ersten Zuflusskanal 24 ist blockiert, wenn sich ein
Servoventil 13 in einem offenen Zustand befindet (5).
Der Strömungskanal
zwischen dem dritten Verbindungsströmungskanal 46 und
dem ersten Zuflusskanal 24 ist geöffnet, wenn sich das Servoventil 13 in
einem geschlossenen Zustand befindet (4).
-
Der
dritte Verbindungsströmungskanal 46 öffnet sich
an dem anderen Ende einer Ventilkammer 20. Ähnlich einem
Strömungskanal
zwischen einem ersten Verbindungsströmungskanal 22 und
dem ersten Zuflusskanal 24 ist der Strömungskanal zwischen dem dritten
Verbindungsströmungskanal 46 und
dem ersten Zuflusskanal 24 geöffnet oder geschlossen, wenn
eine Endfläche 33 eines
Ventilabschnitts 18 außer
Eingriff von oder in Eingriff mit einem Sitzabschnitt 36 gelangt.
Genauer gesagt gelangt, wenn das Servoventil 13 zu der
einen Endseite hin verschoben wird, die eine Endfläche 33 in
Eingriff mit dem Sitzabschnitt 36, um den Strömungskanal
zwischen dem dritten Verbindungsströmungskanal 46 und
dem ersten Zuflusskanal 24 zu blockieren. Wenn das Servoventil 13 zu
der anderen Endseite hin verschoben wird, gelangt die eine Endfläche 33 außer Eingriff
von dem Sitzabschnitt 36, um den Strömungskanal zwischen dem dritten
Verbindungsströmungskanal 46 und
dem ersten Zuflusskanal 24 zu öffnen.
-
Wenn
eine Solenoidspule 11 mit Energie beaufschlagt ist und
dadurch ein Steuerventil 12 einen zweiten Abflusskanal 39 öffnet, entweicht
in einer ersten Gegendruckkammer 8 befindlicher Kraftstoff durch
den ersten Verbindungsströmungskanal 22, die
Ventilkammer 20, den dritten Verbindungsströmungskanal 46,
die zweite Gegendruckkammer 19 und den zweiten Abflusskanal 39 in
dieser Reihenfolge sowie durch den ersten Verbindungsströmungskanal 22,
die Ventilkammer 20 und einen ersten Abflusskanal 26 in
dieser Reihenfolge in eine Niederdruckströmungskammer 25. Dementsprechend
wird ein Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer 8 verringert,
und folglich wird eine Düsennadel 7 zu der
einen Endseite hin verschoben, um ein Düsenloch 6 zu öffnen.
-
Wenn
die Energiebeaufschlagung der Solenoidspule 11 gestoppt
ist und dadurch das Steuerventil 12 den zweiten Abflusskanal 39 schließt, strömt Kraftstoff
aus der ersten Gegendruckkammer 8 durch den ersten Verbindungsströmungskanal 22,
die Ventilkammer 20 und den dritten Verbindungsströmungskanal 46 in
dieser Reihenfolge in die zweite Gegendruckkammer 19. Dementsprechend
ist ein Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer 19 erhöht. Folglich
beginnt das Servoventil 13 damit, zu der anderen Endseite
hin verschoben zu werden, und wird von dem offenen Zustand in den
geschlossenen Zustand umgeschaltet. Folglich ist ein Kraftstoffdruck in
der ersten Gegendruckkammer 8 erhöht, und dadurch wird die Düsennadel 7 zu
der anderen Endseite hin verschoben, um das Düsenloch 6 zu schließen.
-
Ein
Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 45 des
zweiten Ausführungsbeispiels
beinhaltet den ersten Zuflusskanal 24, die Ventilkammer 20 und
den dritten Verbindungsströmungskanal 46.
-
Wenn
das Servoventil 13 zu der einen Endseite hin verschoben
wird und in den offenen Zustand umgeschaltet wird, wird der Strömungskanal
zwischen dem dritten Verbindungsströmungskanal 46 und
dem ersten Zuflusskanal 24 geschlossen, das heißt der Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 45 wird
geschlossen, um einen Zufluss von Kraftstoff aus einem Hochdruckströmungskanal 23 in
die zweite Gegendruckkammer 19 zu blockieren.
-
(Effekt des zweiten Ausführungsbeispiels)
-
Das
Kraftstoffeinspritzventil 1 des zweiten Ausführungsbeispiels
hat den dritten Verbindungsströmungskanal 46,
der die Ventilkammer 20 und die zweite Gegendruckkammer 19 verbindet,
so dass Kraftstoff konstant zwischen der Ventilkammer 20 und
der zweiten Gegendruckkammer 19 strömt.
-
Folglich
wird, wenn Kraftstoff aus der ersten Gegendruckkammer 8 durch
den ersten Verbindungsströmungskanal 22,
die Ventilkammer 20 und den dritten Verbindungsströmungskanal 46 in
dieser Reihenfolge in die zweite Gegendruckkammer 19 strömt, ein
Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer 19 erhöht und dadurch
wird das Servoventil 13 von dem offenen Zustand in den
geschlossenen Zustand umgeschaltet. Dementsprechend wird, wenn der
zweite Abflusskanal 39 geöffnet ist, kein Entweichen
von Kraftstoff neben dem Entweichen von Kraftstoff aus der ersten
Gegendruckkammer 8 verursacht. Folglich wird ein zusätzliches
Entweichen von Kraftstoff in dem Kraftstoffeinspritzventil 1 verringert,
das die erste Gegendruckkammer 8 unter Verwendung des Servoventils 13 öffnet oder schließt.
-
Bei
dem Kraftstoffeinspritzventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels
wird, da der dritte Verbindungsströmungskanal 46, der
mit der zweiten Gegendruckkammer 19 in Verbindung steht,
mit der Ventilkammer 20 verbunden ist, die Anzahl von Strömungskanälen, die
mit der ersten Gegendruckkammer 8 verbunden sind, nicht
erhöht.
Somit ist das wesentliche Volumen der ersten Gegendruckkammer 8 nicht
erhöht,
und folglich ist eine notwendige Menge an Kraftstoff, die in die
oder aus der ersten Gegendruckkammer 8 strömt, um einen
Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer 8 zu erhöhen oder
zu verringern, nicht verändert.
Folglich wird das Ansprechverhalten für das Öffnen oder Schließen des Düsenlochs 6 durch
die Düsennadel 7 bei
demselben wie bei den anderen Kraftstoffeinspritzventilen gehalten.
-
Zudem
beinhaltet ein Körper 14 zwei
Bauteile (ein Bauteil 47 an der einen Endseite und ein
Bauteil 48 an der anderen Endseite), wobei ein Rand von ihm
das andere Ende der Ventilkammer 20 ist. Dementsprechend
ist der dritte Verbindungsströmungskanal 46 nur
aus dem Bauteil 47 ausgebildet. Somit ist eine Ausrichtung
zwischen Strömungskanälen unnötig, die
jeweils in dem Bauteil 47 und dem Bauteil 48 ausgebildet
sind.
-
Weitere
Vorteile und Abwandlungen sind dem Fachmann klar. Die Erfindung
ist in ihrem breiteren Umfang daher nicht auf die spezifischen Details, die
repräsentativen
Gerätschaften
und die veranschaulichten Beispiele beschränkt, die hier beschrieben und
gezeigt sind.
-
Das
Kraftstoffeinspritzventil hat das Düsenloch 6, die Düsennadel 7,
das Servoventil 13, den ersten Verbindungsströmungskanal 22,
der die erste Gegendruckkammer 8 und die Ventilkammer 20 verbindet,
das Steuerventil 12 und den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 45,
der die zweite Gegendruckkammer 19 und den Hochdruckströmungskanal 43 verbindet.
Die Nadel 7 öffnet
oder schließt das
Düsenloch 6,
wenn sich ein Kraftstoffdruck in der ersten Gegendruckkammer 8 jeweils
verringert oder erhöht.
Das Servoventil 13 wird bewegt, um den Strömungskanal
zwischen der ersten Gegendruckkammer 8 und dem Hochdruckströmungskanal 23 gemäß einer
Differenz zwischen dem Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer 19 und
dem Kraftstoffdruck in der Ventilkammer 20 zu öffnen oder
zu schließen.
Das Steuerventil 12 wird infolge einer Energiebeaufschlagung
des Elektroaktuators bewegt, um den Strömungskanal zwischen der zweiten
Gegendruckkammer 19 und dem Niederdruckströmungskanal 25 zu öffnen, und
folglich um den Kraftstoffdruck in der zweiten Gegendruckkammer 19 zu verringern,
und dadurch wird das Servoventil 13 zu seiner einen Endseite
hin verschoben, um den Druckbeaufschlagungs-Strömungskanal 45 zu schließen.