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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzvorrichtung
zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine.
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Üblicherweise
ist eine Einspritzvorrichtung an einer direkt einspritzenden Maschine
wie beispielsweise einem Dieselverbrennungsmotor montiert. Die Einspritzvorrichtung
wird mit Hochdruckkraftstoff aus einer Kraftstoffquelle wie beispielsweise
einer Common-Rail versorgt und spritzt den Kraftstoff direkt in
einen Zylinder der Maschine ein. Die Einspritzvorrichtung hat eine
Nadel zum Öffnen und Schließen von Düsenlöchern,
die an einem Endstückende eines Ventilkörpers
vorgesehen sind. Die Einspritzvorrichtung hat eine Düsenkammer
und eine Gegendruckkammer. Die Düsenkammer wird mit Kraftstoff
versorgt, der einen Druck auf die Nadel in einer Richtung (einer Öffnungsrichtung)
aufbringt, in der die Düsennadel die Düsenlöcher öffnet.
Die Gegendruckkammer wird mit Kraftstoff versorgt, der einen Druck
auf die Nadel in einer Richtung (einer Schließrichtung)
aufbringt, in der die Nadel die Düsenlöcher schließt.
Die Einspritzvorrichtung spritzt Kraftstoff ein, wenn die Nadel
angehoben wird, um die Düsenlöcher in einem Zustand
zu öffnen, in dem Kraftstoff aus der Gegendruckkammer zu äußeren Niederdruckbauteilen
außerhalb des Ventilkörpers abgegeben wird, wodurch
ein Druck in der Gegendruckkammer verringert wird.
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In
jüngster Zeit wurden zum Erhalt der Umwelt eine Verringerung
der CO2-Emissionen und eine Reinigung von
Abgas von Fahrzeugen umgesetzt. Insbesondere wurde ein Kraftstoffeinspritzdruck
weiter angehoben, um den Kraftstoffsprühnebel, der aus einer
Einspritzeinrichtung eingespritzt wird, sehr fein zu zerstäuben,
um so die Verbrennung in Maschinen zu verbessern. Genauer gesagt
hat man sich überlegt, zusätzlich zu dem Anheben
des Kraftstoffzuführdrucks in einer Kraftstoffquelle wie
beispielsweise einer Common-Rail eine Druckverstärkungsvorrichtung
in einer Einspritzvorrichtung vorzusehen, um Kraftstoff weiter zu
komprimieren.
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Zum
Beispiel hat eine Druckverstärkungsvorrichtung gemäß dem
Dokument
DE102006000023 (
JP-A-2006-207384 )
einen Druckverstärkungskolben mit einer Druckverstärkungsfläche,
auf die Kraftstoff als ein Druckverstärkungsmedium einen
Druck ausübt, und eine druckverstärkte Fläche,
die einen Druck auf Kraftstoff ausübt, um so den Kraftstoffdruck
zu verstärken, das heißt zu erhöhen.
Die Druckverstärkungsvorrichtung führt einen Druckverstärkungsvorgang
durch, um einen Kraftstoffdruck gemäß einem Flächenverhältnis
zwischen der Druckverstärkungsfläche und der druckverstärkten
Fläche zu erhöhen.
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Die 5A, 5B zeigen
eine Einspritzvorrichtung, die mit einer Druckverstärkungsvorrichtung 104 gemäß einem
Stand der Technik versehen ist. Wie dies in den 5A, 5B gezeigt
ist, wird, wenn ein Auswahlventil 105 energiebeaufschlagt
ist, Kraftstoff in einer Gegendruckkammer 145 eines Servoventils 106 durch
einen Kanal B an ein äußeres Niederdruckbauteil
wie beispielsweise einen Kraftstofftank abgegeben. Dadurch öffnet
ein Ventilelement 160 des Servoventils 106, um
Kraftstoff von einem Steuerraum des Servoventils 106 zu
einem äußeren Niederdruckbauteil wie beispielsweise
einem Kraftstofftank durch einen Kanal A strömen zu lassen.
Gleichzeitig wird Kraftstoff aus einer Druckdifferenzkammer 134 der
Druckverstärkungsvorrichtung 104 durch einen Kraftstoffkanal 140 abgegeben.
Somit bewegt sich ein Druckverstärkungskolben 125 nach
unten, um Kraftstoff über die druckverstärkte Fläche 127 zu
komprimieren. Der komprimierte, das heißt druckverstärkte,
Kraftstoff strömt in eine Düsenkammer 112 einer
Düse 103, um einen Druck auf eine Nadel 110 auszuüben,
so dass die Nadel 110 in einer Öffnungsrichtung
angehoben wird, so dass die Düsenlöcher 109 geöffnet
werden. Somit wird Kraftstoff durch die Düsenlöcher 109 zerstäubt.
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Allerdings
hat der vorliegende Aufbau der Einspritzvorrichtung 100 axiale
Elemente 170, 180, die jeweils voneinander verschiedene
Kanäle A, B haben. Das axiale Element 170 hat
einen Kanal B, der Kraftstoff von dem Auswahlventil 105 zu
dem Niederdruckbauteil innerhalb eines minimalen Abstands leitet.
Das axiale Element 180 hat einen Kanal A, der Kraftstoff
von der Druckdifferenzkammer 134 zu dem Niederdruckbauteil
durch das Servoventil 106 innerhalb eines minimalen Abstands
leitet. Bei dem vorliegenden Aufbau haben die axialen Elemente 170, 180 jeweils
die Kanäle A, B, die zwei Wege definieren, die voneinander
verschieden sind. Dementsprechend ragt insbesondere das axiale Element 170 axial
von der Einspritzvorrichtung 100 vor, und folglich ist
die Einspritzvorrichtung 100 verlängert. Somit
ist die Einspritzvorrichtung 100 vergrößert.
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Die
zwei Kanäle A, B sind vorzugsweise in einen Kanal im Inneren
des Ventilkörpers 120 zusammengefasst, um die
Einspritzvorrichtung 100 zu verkleinern. Allerdings wird
eine große Menge von Hochdruckkraftstoff aus der Druckdifferenzkammer 134 zu
dem Niederdruckbauteil durch das Servoventil 106 und den
Kanal A abgegeben. Wenn die zwei Kanäle A, B zusammengefasst
sind, kann ein Strömungswiderstand des abgegebenen Kraftstoffs
dementsprechend übermäßig ansteigen.
Folglich kann ein Hochdruckkraftstoff in der Druckdifferenzkammer 134 einen
schlechten Einfluss auf einen Betrieb des Auswahlventils 105 ausüben.
Wenn die Kanäle A, B parallel angeordnet sind, um einzeln
Kraftstoff zu den Niederdruckbauteilen außerhalb des Ventilkörpers 120 zu
leiten, wird der Aufbau der Kanäle kompliziert, und die
Einspritzvorrichtung 100 vergrößert sich. Folglich
kann die Montagefähigkeit der Einspritzvorrichtung 100 beeinträchtigt
sein.
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In
Anbetracht der vorstehenden und weiterer Probleme ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Einspritzvorrichtung zu erzeugen,
die einen vereinfachten Aufbau mit Kanälen hat, die daran angepasst
sind, Kraftstoff einzeln zu leiten.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Einspritzvorrichtung
eine Nadel, die gleitfähig ist, um ein Düsenloch
zu öffnen und zu schließen. Die Einspritzvorrichtung
besitzt zudem einen Ventilkörper mit einer Düsenkammer,
die daran angepasst ist, mit Kraftstoff versorgt zu werden, um einen
Druck auf die Nadel auszuüben, um das Düsenloch
zu öffnen. Der Ventilkörper hat eine Gegendruckkammer,
die sich an einer entgegengesetzten Seite des Düsenlochs
in Bezug auf die Nadel befindet. Die Gegendruckkammer ist daran
angepasst, mit Kraftstoff versorgt zu werden, um einen Druck auf die
Nadel auszuüben, um das Düsenloch zu schließen.
Die Einspritzvorrichtung hat zudem ein axiales Element, das mit
dem Ventilkörper verbunden ist. Die Einspritzvorrichtung
hat zwei Kanäle inklusive einem Kanal und einem anderen
Kanal, die voneinander getrennt sind und die jeweils in dem axialen
Element im Wesentlichen entlang einer axialen Richtung des axialen
Elements verlaufen. Der eine Kanal ist mit einem Abgabeanschluss
verbunden, durch den Kraftstoff zur Außenseite des Ventilkörpers
abgegeben werden kann, nachdem er durch einen Innenpfad im Inneren des
Ventilkörpers gelaufen ist. Der andere Kanal ist mit einem
anderen Abgabeanschluss verbunden, durch den Kraftstoff zur Außenseite
des Ventilkörpers abgegeben werden kann, nachdem er durch
einen anderen inneren Pfad im Inneren des Ventilkörpers gelaufen
ist. Der eine Abgabeanschluss und der andere Abgabeanschluss befinden
sich an voneinander in Bezug auf die axiale Richtung verschiedenen
Positionen.
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Die
vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verständlich.
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1A ist
eine schematische Ansicht von oben, die eine Einspritzvorrichtung
zeigt, und 1B ist eine seitliche Schnittansicht,
die die Einspritzvorrichtung zeigt, gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel;
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2A ist
eine seitliche Schnittansicht, die zwei Kanäle zeigt, die
in einem axialen Element vorgesehen sind, das ein einziges Bauteil
ist, 2B ist eine Schnittansicht entlang der Linie IIB-IIB
in der 2A und 2C ist
eine Schnittansicht entlang der Linie IIC-IIC in der 2A;
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3 ist
eine seitliche Schnittansicht, die zwei Kanäle zeigt, die
in einem axialen Element vorgesehen sind, das ein einziges Bauteil
ist, gemäß einer ersten Abwandlung;
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4 ist
eine seitliche Schnittansicht, die zwei Kanäle zeigt, die
in einem axialen Element vorgesehen sind, das ein einziges Bauteil
ist, gemäß einer zweiten Abwandlung; und
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5A ist
eine schematische Ansicht von oben, die eine Einspritzvorrichtung
zeigt, und 5B ist eine seitliche Schnittansicht,
die die Einspritzvorrichtung zeigt, gemäß einem
Stand der Technik.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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(Ausführung)
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Ein
Aufbau einer Einspritzvorrichtung 1 ist unter Bezugnahme
auf die 1A, 1B beschrieben.
In der folgenden Beschreibung wird ein Ende der Einspritzvorrichtung 1 an
der Seite der Düse als eine Endseite bezeichnet. Das andere
Ende der Einspritzvorrichtung 1 an der Seite eines Auswahlventils wird
als die andere Endseite bezeichnet.
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Ein
Druckspeicher-Kraftstoffeinspritzgerät ist zum Zuführen
von Kraftstoff zu einer Maschine (nicht gezeigt) und zum Einspritzen
des Kraftstoffs in die Maschine vorgesehen. Das Druckspeicherkraftstoffeinspritzgerät
hat zum Beispiel die Einspritzvorrichtung 1, eine Kraftstoffzuführpumpe
(nicht gezeigt) und eine Common-Rail 2. Die Kraftstoffzuführpumpe komprimiert
Kraftstoff und führt den Kraftstoff der Common-Rail 2 zu.
Die Common-Rail 2 speichert den Kraftstoff, der unter Verwendung
einer Kraftstoffzuführpumpe komprimiert wurde. Die Einspritzvorrichtung 1 ist
an der Maschine zum Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder
der Maschine montiert.
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Die
Einspritzvorrichtung 1 wird mit Hochdruckkraftstoff aus
der Common-Rail 2 versorgt. Die Einspritzvorrichtung 1 erhöht
zudem einen Druck des Hochdruckkraftstoffs und spritzt den Hochdruckkraftstoff
in jeden Zylinder ein. Das heißt, die Einspritzvorrichtung 1 hat
einen Druckverstärkungsaufbau, um einen Druck von Hochdruckkraftstoff
nachzuverstärken. Die vorliegende Druckverstärkungseinspritzvorrichtung 1 hat
eine Düse 3, eine Druckverstärkungsvorrichtung 4,
ein Auswahlventil 5 und ein Servoventil 6. Die
Düse 3 spritzt Kraftstoff ein. Die Druckverstärkungsvorrichtung 4 erhöht
einen Kraftstoffdruck und führt den Kraftstoff der Düse 3 zu.
Das Auswahlventil 5 wird gemäß einer
Anweisung von einer elektronischen Steuereinheit (ECU: nicht gezeigt)
geöffnet und geschlossen. Das Servoventil 6 schaltet
zwischen einem Kanal zum Betätigen der Druckverstärkungsvorrichtung 4 und
einem Kanal zum Unterbrechen der Betätigung der Druckverstärkungsvorrichtung 4 gemäß der
Position des Auswahlventils 5 um.
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Die
Düse 3 hat eine Nadel 10 und hat eine Düsenkammer 12 und
eine Gegendruckkammer 11. Die Nadel 10 öffnet
und schließt Düsenlöcher 9.
Die Düsenkammer 12 wird mit Kraftstoff versorgt,
der einen Druck auf die Nadel 10 in einer Richtung (einer Öffnungsrichtung)
ausübt, in der die Nadel 10 die Düsenlöcher 9 öffnet.
Die Gegendruckkammer 11 wird mit Kraftstoff versorgt, der
einen Druck auf die Nadel 10 in einer Richtung (einer Schließrichtung)
ausübt, in der die Nadel die Düsenlöcher 9 schließt,
und die Düsenkammer 12 gibt den Kraftstoff ab.
Die Düse 3 hat die Düsenkammer 12,
die eine Feder 13 aufnimmt, welche die Nadel 10 in
der Schließrichtung vorspannt. Das heißt, die
Nadel 10 ist mit einem Druck (einem Düsenkammerdruck)
von Kraftstoff in der Düsenkammer 12 in der Öffnungsrichtung
vorgespannt. Zusätzlich dazu ist die Nadel 10 mit
einem Druck (einem Düsengegendruck) von Kraftstoff in der Gegendruckkammer 11 und
einer Vorspannkraft der Feder 13 in der Schließrichtung
vorgespannt.
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Hier
steht die Düsenkammer 12 mit einer druckverstärkten
Kammer 16 durch einen Kraftstoffkanal 15 in Verbindung.
Die druckverstärkten Kammer 16 ist eine Kraftstoffkammer,
in der ein Kraftstoffdruck erhöht wird, das heißt
nachverstärkt wird. Die Druckverstärkungsvorrichtung 4 erhöht
einen Kraftstoffdruck, so dass er höher als der Düsengegendruck
ist, und führt den Kraftstoff in die Düsenkammer 12 ein.
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Die
Gegendruckkammer 11 ist mit einem Kraftstoffkanal 19 verbunden,
der mit einer Druckdifferenzkammer 34 in Verbindung steht.
Der Kraftstoffkanal 19 ist mit einer Drossel 21 zum
Regulieren von Kraftstoff versehen, der in die Gegendruckkammer 11 strömt
und aus der Gegendruckkammer 11 strömt. Wenn der
Kraftstoff in der Druckdifferenzkammer 34 durch einen Kraftstoffkanal 40 herausströmt,
wird ein Druck in der Druckdifferenzkammer 34 verringert. Folglich
bewegt sich ein Druckverstärkungskolben 25 nach
unten, um einen Kraftstoff in der druckverstärkten Kammer 16 weiter
mit Druck zu beaufschlagen. In diesem Zustand strömt der Kraftstoff
aus der Gegendruckkammer 11 durch den Kraftstoffkanal 19 und
ein Druck in der Gegendruckkammer 11 wird verringert. Somit
wird die Nadel 10 in Verbindung mit einem Anstieg des Drucks
der Düsenkammer 12 angehoben und die Nadel 10 öffnet
die Düsenlöcher 9, um dadurch Kraftstoff
einzuspritzen.
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Wenn
die Druckverstärkungsvorrichtung 4 das Erhöhen
des Kraftstoffdrucks in der druckverstärkten Kammer 16 beendet,
bewegt sich die Nadel 10 nach unten, um die Düsenlöcher 9 zu
schließen, indem sie mit der Feder 13 in der Schließrichtung
vorgespannt ist. Dadurch wird ein Einspritzen von Kraftstoff gestoppt
und gleichzeitig strömt Kraftstoff durch den Kraftstoffkanal 19 in
die Gegendruckkammer 11.
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Die
Druckverstärkungsvorrichtung 4 ist zum Erhöhen
eines Drucks gemäß dem pascalschen Prinzip in
der Düsenkammer 12 versehen. Die Druckverstärkungsvorrichtung 4 hat
den Druckverstärkungskolben 25, der zwei Abschnitte
hat, die einen großen Durchmesser beziehungsweise einen
kleinen Durchmesser haben. Der Durchmesser des Druckverstärkungskolbens 25 verändert
sich stufenweise zu dem einen Ende hin in Bezug auf die axiale Richtung.
Die Druckverstärkungsvorrichtung 4 ist mit Kraftstoffdruck
durch eine Druckverstärkungsfläche 26 beaufschlagt,
die einen großen Durchmesser hat. Die Druckverstärkungsvorrichtung 4 übt
eine Kraft auf den Kraftstoff in der druckverstärkten Kammer 16 über
die Druckverstärkungsfläche 26 aus, die
einen kleinen Durchmesser hat, gemäß dem Druck,
durch die Druckverstärkungsfläche 26 ausgeübt
wird, wodurch ein Kraftstoffdruck in der druckverstärkten Kammer 16 verstärkt
wird, das heißt erhöht wird.
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Der
Druckverstärkungskolben 25 hat einen Kolbenteil 28 mit
kleinem Durchmesser an der Seite (der einen Endseite) des einen
Endes und einen Kolbenteil 29 mit großem Durchmesser
an der Seite (der anderen Endseite) des anderen Endes. Der Kolbenteil 29 mit
großem Durchmesser hat eine Endfläche an der anderen
Endseite und die Endfläche definiert die Druckverstärkungsfläche 26 als
eine Federlagerfläche 30, über die der
Kolbenteil 29 mit großem Durchmesser eine Feder 36 aufnimmt.
Der Kolbenteil 28 mit kleinem Durchmesser hat eine Endfläche
an der einen Endseite und die Endfläche definiert eine druckverstärkte
Fläche 27. Der Druckverstärkungskolben 25 ist
in einem Zylinder 31 aufgenommen, der einen großen,
mittleren und kleinen Durchmesser hat, der sich an drei Stufen zu
der einen axialen Seite hin in Bezug auf die axiale Richtung verändert.
Im Folgenden ist ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser an der Seite
des einen Endes des Zylinders 31 als ein Zylinderteil 31a mit
kleinem Durchmesser definiert. Ein Abschnitt mit großem
Durchmesser an der Seite des anderen Endes des Zylinders 31 ist
als ein Zylinderteil 31b mit großem Durchmesser
definiert. Der Abschnitt mit mittlerem Durchmesser auf halbem Weg
zwischen dem Zylinderteil 31a mit kleinem Durchmesser und
dem Zylinderteil 31b mit großem Durchmesser ist
als ein Zylinderteil 31c mit mittlerem Durchmesser definiert.
Die Außenumfangsperipherie des Kolbenteils 29 mit
großem Durchmesser befindet sich in Gleitkontakt mit der
Innenumfangsperipherie des Zylinderteils 31b mit großem
Durchmesser. Die Außenumfangsperipherie des Kolbenteils 28 mit
kleinem Durchmesser befindet sich in Gleitkontakt mit der Innenumfangsperipherie
des Zylinderteils 31a mit kleinem Durchmesser. Die Feder 36 ist
in dem Zylinderteil 31b mit großem Durchmesser
aufgenommen. Die Feder 36 ist zwischen die eine Endseite
des Zylinderteils 31b mit großem Durchmesser und
die Federlagerfläche 30 an der anderen Endseite
des Kolbenteils 29 mit großem Durchmesser gesetzt,
um den Druckverstärkungskolben 25 zu der anderen Endseite
hin vorzuspannen.
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Der
Kolbenteil 28 mit kleinem Durchmesser blockiert den Zylinderteil 31a mit
kleinem Durchmesser von der anderen Endseite, um dort dazwischen die
druckverstärkte Kammer 16 zu definieren, die mit Kraftstoff
versorgt wird, dessen Druck zu verstärken ist. Der Kolbenteil 29 mit
großem Durchmesser blockiert den Zylinderteil 31b mit
großem Durchmesser von der einen Endseite, um eine Druckverstärkungskammer 17 zu
definieren, die mit Kraftstoff als einem Druckverstärkungsmedium
versorgt wird.
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Der
Kolbenteil 29 mit großem Durchmesser blockiert
den Zylinderteil 31c mit mittlerem Durchmesser von der
anderen Endseite, um die Druckdifferenzkammer 34 zu definieren,
die zum Steuern des Druckverstärkungsvorgangs mit Kraftstoff
versorgt wird. Der Kolbenteil 29 mit großem Durchmesser
hat eine Endfläche als eine Druckverstärkungsfläche 35, die
mit Kraftstoffdruck in der Druckdifferenzkammer 34 beaufschlagt
ist. Die Fläche der Druckverstärkungsfläche 35 stimmt
im Wesentlichen mit der Differenz zwischen der Fläche der
Druckverstärkungsfläche 26 und der Fläche
der druckverstärkten Fläche 27 überein.
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Im
Folgenden steht die Druckverstärkungskammer 17 mit
der Common-Rail 2 durch einen Kraftstoffkanal 18 in
Verbindung. Die Druckverstärkungskammer 17 wird
mit Kraftstoff als einem Druckverstärkungsmedium versorgt,
das in der Common-Rail 2 gespeichert ist. Die Druckverstärkungskammer 17 steht
mit einem Kraftstoffkanal 39 des Servoventils 6 durch
einen Kraftstoffkanal 38 in Verbindung. Die Druckdifferenzkammer 34 steht
mit einem Kraftstoffkanal 41 des Servoventils 6 durch
den Kraftstoffkanal 40 in Verbindung. Die Druckverstärkungskammer 17 steht
mit der druckverstärkten Kammer 16 durch einen
Kraftstoffkanal 42 im Inneren des Druckverstärkungskolbens 25 in
Verbindung. Der Kraftstoffkanal 42 ist mit einem Rückschlagventil 43 versehen,
das nur Kraftstoff durchlässt, der in die druckverstärkte Kammer 16 strömt.
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Bei
dem vorstehenden Aufbau führt die Druckverstärkungsvorrichtung 4 den
Druckverstärkungsvorgang durch und beendet ihn, indem der Kraftstoff,
der in die Druckdifferenzkammer 34 strömt, und
der Kraftstoff gesteuert wird, der aus der Druckdifferenzkammer 34 strömt.
Insbesondere dann, wenn Kraftstoff aus der Druckdifferenzkammer 34 strömt
und Kraftstoff in die Druckverstärkungskammer 17 strömt,
wird der Druckverstärkungskolben 25 zu der einen
Endseite hin verschoben. Somit wird der Druck des Kraftstoffs in
der druckverstärkten Kammer 16 erhöht
und der Kraftstoff wird in die Düsenkammer 12 eingeführt.
Alternativ dazu wird, wenn Kraftstoff in die Druckdifferenzkammer 34 strömt,
der Druckverstärkungskolben 25 zu der anderen
Endseite hin verschoben. In diesem Zustand öffnet das Rückschlagventil 43 und
Kraftstoff strömt in die druckverstärkte Kammer 16.
Somit wird das Verstärken von Druck des Kraftstoffs in
der druckverstärkten Kammer 16 gestoppt und die
Düsenkammer 12 wird nicht mit druckverstärktem
Kraftstoff versorgt.
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Das
Servoventil 6 ist ein Steuerventil zum Umschalten eines
Zuflusses und eines Abflusses einer Strömung relativ zu
der Druckdifferenzkammer 34. Das heißt, das Servoventil 6 schaltet
eine Strömungsrichtung von Kraftstoff in den Kraftstoffkanal 40 um.
Das Servoventil 6 hat ein Ventilelement 60, das
im Inneren eines Zylinders 69 gleitfähig ist,
der in einem Ventilkörper 20 vorgesehen ist. Das
Ventilelement 60 hat einen Kolbenteil 50 und zwei Ventilabschnitte 61, 62.
Der Kolbenteil 50 ist im Inneren des Zylinders 49 gleitfähig.
Die zwei Ventilabschnitte 61, 62 schalten den
Zufluss und den Abfluss von Kraftstoff um. Der Zylinder 49 hat
eine Seitenwand und eine Umfangswand, die drei Kraftstoffkanäle 39, 41, 52 beziehungsweise
zwei Ventilsätze 63, 64 definieren. Die
zwei Ventilsätze 63, 64 sind dazu in
der Lage, die drei Kraftstoffkanäle 39, 41, 52 unter
sich in Verbindung zu bringen und zu blockieren, indem die zwei
Ventilabschnitte 61, 62 sich daransetzen. Das heißt,
ein Auswahlventil ist aus der Kombination des Paares von Ventilabschnitten 61, 62 und
dem Paar von Ventilsätzen 63, 64 aufgebaut.
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Das
Ventilelement 60 hat einen Speicherabschnitt 53 an
seiner einen Endseite. Kraftstoff strömt in und aus dem
Speicherabschnitt 53 durch die drei Kraftstoffkanäle 39, 41, 52.
Der Kraftstoffkanal 39 öffnet sich zu dem Speicherabschnitt 53 an
der einen Endseite des Kraftstoffkanals 41. Der Kraftstoffkanal 41 öffnet
sich zu dem Speicherabschnitt 53 an der einen Endseite
des Kraftstoffkanals 52. Der Kraftstoffkanal 39 steht
mit der Druckverstärkungskammer 17 durch den Kraftstoffkanal 38 in
Verbindung. Der Kraftstoffkanal 39 steht mit der Common-Rail 2 durch den
Kraftstoffkanal 18 in Verbindung. Der Kraftstoffkanal 41 steht
mit der Druckdifferenzkammer 34 durch den Kraftstoffkanal 40 in
Verbindung. Der Kraftstoffkanal 52 steht mit einem Rückführkanal 8 durch
ein axiales Element 80 in Verbindung. Der Rückführkanal 8 leitet
Kraftstoff zu Niederdruckbauteilen wie beispielsweise einem Kraftstofftank
und führt ihn zurück.
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Das
Servoventil 6 hat eine Gegendruckkammer 45 an
seiner anderen Endseite. Die Gegendruckkammer 45 wird mit
dem Kraftstoff versorgt, um das Ventilelement 60 zu der
einen Endseite hin vorzuspannen. Die Gegendruckkammer 45 ist
mit der Druckverstärkungskammer 17 verbunden,
die mit einem Kraftstoffkanal 51 in Verbindung steht. Kraftstoff strömt
aus der Common-Rail 2 durch den Kraftstoffkanal 18,
die Druckverstärkungskammer 17 und den Kraftstoffkanal 51 in
die Gegendruckkammer 45. Der Kraftstoffkanal 51 ist
mit einer Einlassdrossel 48 zum Regulieren von Kraftstoff
versehen, der in die Gegendruckkammer 45 strömt.
Die Gegendruckkammer 45 ist mit dem Auswahlventil durch
einen Kraftstoffkanal 46 verbunden.
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Wenn
das Auswahlventil 5 energiebeaufschlagt ist, um die Gegendruckkammer 45 mit
einem Rückführkanal 7 durch ein axiales
Element 70 in Verbindung zu bringen, wird das Ventilelement 60 zu
der anderen Endseite hin verschoben und der Ventilabschnitt 61 kommt
an dem Ventilsitz 63 zum Sitzen und der Ventilabschnitt 62 wird
von dem Ventilsitz 64 abgehoben. In diesem Zustand steht
der Kraftstoffkanal 41 mit dem Kraftstoffkanal 52 in
Verbindung und Kraftstoff strömt aus der Druckdifferenzkammer 34 aus
und wird durch das axiale Element 80 in den Rückführkanal 8 geleitet.
Folglich wird eine Verschiebung des Druckverstärkungskolbens 25 zu
der einen Endseite hin beschleunigt und der Kraftstoffdruck in der
druckverstärkten Kammer 16 wird erhöht.
Somit wird der druckverstärkte Kraftstoff der Düse 3 zugeführt.
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Alternativ
dazu kommt, wenn das Ventilelement 60 zu der einen Endseite
hin verschoben wird, der Ventilabschnitt 62 an dem Ventilsitz 64 zum
Sitzen und der Ventilabschnitt 61 wird von dem Ventilsitz 63 abgehoben.
In diesem Zustand steht der Kraftstoffkanal 41 mit dem
Kraftstoffkanal 39 in Verbindung und Kraftstoff strömt
aus der Common-Rail 2 in die Druckdifferenzkammer 34.
Folglich wird eine Verschiebung des Druckverstärkungskolbens 25 zu der
anderen Endseite hin beschleunigt und die Verstärkung des Kraftstoffdrucks
in der druckverstärkten Kammer 16 wird beendet.
Somit wird auch das Zuführen des druckverstärkten
Kraftstoffs in die Düse beendet.
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Das
Auswahlventil 5 ist ein elektromagnetisches Ventil zum
Verbinden und Blockieren einer Kraftstoffströmung relativ
zu der Gegendruckkammer 45 des Servoventils 6.
Das Auswahlventil 5 wird gemäß einer
Anweisung von einer ECU betätigt. Das Auswahlventil 5 ist
zwischen dem Kraftstoffkanal 46, der mit der Gegendruckkammer 45 des
Servoventils 6 in Verbindung steht, und dem Rückführkanal 7 vorgesehen.
Wenn das Auswahlventil 5 umgeschaltet wird und Kraftstoff
abgegeben wird, wird der Kraftstoff durch einen Kraftstoffkanal 54 und
das axiale Element 70 zu dem Rückführkanal 7 abgegeben.
Der Kraftstoffkanal 46 ist mit einer Auslassdrossel 47 versehen.
Die Auslassdrossel 47 befindet sich zwischen der Gegendruckkammer 45 und
dem Auslasswahlventil 5 zum Regulieren von Kraftstoff,
der aus der Gegendruckkammer 45 strömt. Im Allgemeinen
haben die Auslassdrossel 47 und die Einlassdrossel 48 zwischen
sich eine Differenz in der Drosselleistung, wodurch sie in der Lage
sind, sequenziell Drücke in der Gegendruckkammer 45 wiederherzustellen, nachdem
ein Druck in der Gegendruckkammer 45 verringert wurde.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat das axiale Element 80,
das ein einzelnes Bauteil ist, Kanäle A, B, die voneinander
verschieden sind. Der Kanal B leitet Kraftstoff von dem Auswahlventil 5 durch
den Kraftstoffkanal 54 zu dem Rückführkanal 7.
Der Kanal A leitet Kraftstoff von dem Servoventil 6 durch
den Kraftstoffkanal 52 zu dem Rückführkanal 8.
Wie folgt, ist der spezifische Aufbau des axialen Elements 80 unter
Bezugnahme auf die 2A bis 2C beschrieben.
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Wie
dies in der 2A gezeigt ist, hat das einzelne
Bauteil des axialen Elements 80 ein axiales Element 80 der
einen Endseite und ein axiales Element 70 der anderen Endseite,
die im Wesentlichen koaxial zueinander sind. Das axiale Element 70 der anderen
Endseite ist mit dem anderen Ende des axialen Elements 80 der
einen Endseite verbunden. Das axiale Element der einen Endseite
(axiales Element) 80 ist ein kreisförmiges säulenartiges
Element, das sich an der unteren Seite in der 1B befindet,
und ist direkt an dem Ventilkörper 20 and der
einen Endseite der Einspritzvorrichtung 1 fixiert. Das
axiale Element 70 der anderen Endseite (axiales Element) 70 ist
ein kreisförmiges säulenartiges Element, das sich an
der oberen Seite in der 1B befindet,
und ist mit dem anderen Ende des axialen Elements 80 verbunden.
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Jedes
der axialen Elemente 70, 80 ist ein kreisförmiges
säulenartiges Element, das einen Durchmesser hat, der sich
stufenweise in Bezug auf seine axiale Richtung verändert.
Die axialen Elemente 70, 80 haben jeweils Abschnitte 71, 81 mit
kleinem Durchmesser an der einen Endseite und haben jeweils Abschnitte 72, 82 mit
großem Durchmesser and der anderen Endseite. Das axiale
Element 70 hat einen Mittelkanal 73 der anderen
Endseite im Wesentlichen in seinem mittleren Abschnitt. Das axiale
Element 70 hat zudem einen horizontalen Kanal 74,
der mit dem mittleren Kanal 73 der anderen Endseite in Verbindung
steht. Der horizontale Kanal 74 erstreckt sich rechtwinklig
zu dem mittleren Kanal 73 der anderen Endseite und öffnet
sich an einer Umfangsperipherie des Abschnitts 71 mit kleinem
Durchmesser. Das axiale Element 80 hat einen mittleren
Kanal 83 der einen Endseite im Wesentlichen in seinem mittleren
Abschnitt. Der mittlere Kanal 83 der einen Endseite erstreckt
sich durch das axiale Element 80 und steht mit dem mittleren
Kanal 73 der anderen Endseite in Verbindung. Der Abschnitt 81 mit
kleinem Durchmesser des axialen Elements 80 hat eine Umfangsnut 84 mit
einer vorbestimmten Tiefe und einer vorbestimmten Breite.
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Das
andere Ende des axialen Elements 80 hat ein Passloch 75,
in das der Abschnitt 71 mit kleinem Durchmesser des axialen
Elements 70 axial pressgepasst ist. Der Ventilkörper 20 hat
ein axiales Passloch 85, das sich axial dort hindurch erstreckt. Der
Abschnitt 81 mit kleinem Durchmesser des axialen Elements 80 ist
axial in das axiale Passloch 85 pressgepasst, wodurch er
mit dem Ventilkörper 20 verbunden ist. Der Ventilkörper 20 hat
ein sich öffnendes Ende, das das axiale Passloch 85 definiert, und
hat eine ringförmige Nut 87, die einen Innendurchmesser
hat, der größer als ein Innendurchmesser des axialen
Passlochs 85 ist. Die ringförmige Nut 87 steht
mit dem Kraftstoffkanal 52 in Verbindung.
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Jede
der Abgabeleitungen 76 hat im Wesentlichen eine ringförmige
Form und hat eine vorbestimmte Dicke. Jede Abgabeleitung 76 hat
einen Innendurchmesser, der im Wesentlichen äquivalent
zu Außendurchmessern der Abschnitte 71, 81 mit
kleinem Durchmesser der axialen Elemente 70, 80 ist. Jede
Abgabeleitung 76 hat einen Außendurchmesser, der
im Wesentlichen äquivalent zu Außendurchmessern
der Abschnitte 72, 82 mit großem Durchmesser
der axialen Elemente 70, 80 ist. Jede Abgabeleitung 76 hat
eine Innenumfangsperipherie, die eine Innenumfangsnut 77 definiert,
die im Wesentlichen eine ringförmige Form mit einer vorbestimmten Tiefe
und einer vorbestimmten Breite hat. Jede Abgabeleitung 76 hat
einen Verbindungsabschnitt 79, der an einem beliebigen
Abschnitt in seiner Außenumfangsperipherie vorgesehen ist
und rechtwinklig zu der axialen Richtung der Abgabeleitung 76 vorsteht. Jeder
Verbindungsabschnitt 79 hat eine axiale Mitte, die einen Abgabekanal 78 definiert,
der sich dort hindurch erstreckt. Der Abgabekanal 78 hat
ein Ende, das mit der Innenumfangsnut 77 in Verbindung
steht, und das andere Ende, das einen Abgabeanschluss 89 definiert.
Die Innenumfangsnut 77 steht mit entsprechendem Kanal aus
dem Rückführkanal 7 und dem Rückführkanal 8 durch
den Abgabeanschluss 89 in Verbindung.
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Im
Folgenden ist ein Zusammenbau von beiden axialen Elementen 70, 80 beschrieben.
Zuerst wird der Abschnitt 81 mit kleinem Durchmesser des axialen
Elements 80 an der Abgabeleitung 76 angebracht.
Anschließend wird das axiale Element 80 in das
axiale Passloch 85 des Ventilkörpers 20 pressgepasst.
Das axiale Element 80, das mit der Abgabeleitung 76 ausgestattet
ist, wird in das axiale Passloch 85 pressgepasst, so dass
das axiale Element 80 einen vollständigen Kontakt
mit dem Ventilkörper 20 durch die Abgabeleitung 76 herstellt.
In diesem Zustand definieren, da die Abgabeleitung 76 eine
vorbestimmte Dicke hat, die Peripherie des Ventilkörpers 20,
die das axiale Passloch 85 definiert, und das axiale Element 80 zwischen
sich einen Speicherabschnitt 86 mit einer vorbestimmten
Tiefe. Der Speicherabschnitt 86 ist dazu in der Lage, regelmäßig
mit dem Kraftstoffkanal 54 in Verbindung zu stehen, ohne
die axialen Positionen zwischen dem mittleren Kanal 83 der
einen Endseite und dem Kraftstoffkanal 54 auszumitteln.
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Bei
dem vorliegenden Aufbau ist das axiale Element 80 in das
axiale Passloch 85 pressgepasst. In diesem Zustand überlappen
das eine Ende der Umfangsnut 84 des axialen Elements 80 und
die ringförmige Nut 87 des Ventilkörpers 20 einander.
Zusätzlich dazu überlappen das andere Ende der
Umfangsnut 84 und die Innenumfangsnut 77 der Abgabeleitung 76 einander.
Somit stehen die ringförmige Nut 87 und die Innenumfangsnut 77 miteinander durch
die Umfangsnut 84 in Verbindung, um einen Umfangskanal 90 der
einen Endseite zu definieren. Somit definiert die Umfangsperipherie
des axialen Elements 80 den Umfangskanal 90 der
einen Endseite, der sich entlang seiner axialen Richtung erstreckt. Der
Umfangskanal 90 der einen Endseite, der sich axial in der
Umfangsperipherie des axialen Elements 80 erstreckt, und
der mittlere Kanal 83 der einen Endseite, der sich axial
durch die Mitte des axialen Elements 80 erstreckt, bilden
im Wesentlichen einen Doppelkanalaufbau. Das heißt, der
Umfangskanal 90 der einen Endseite ist im Wesentlichen
von dem mittleren Kanal 83 der einen Endseite in dem Doppelkanalaufbau
isoliert. Bei dem vorliegenden Aufbau werden der Kraftstoff, der
durch den Umfangskanal 90 der einen Endseite strömt,
und der Kraftstoff, der durch den mittleren Kanal 83 der
einen Endseite strömt, nicht miteinander vermischt. Der
Verbindungsabschnitt 79, der von der Abgabeleitung 76 rechtwinklig
zu der axialen Richtung der Abgabeleitung 76 vorsteht,
hat den Abgabekanal 78. Der Umfangskanal 90 der
einen Endseite und der Abgabekanal 78 bilden den Kanal
A, der einer der Kanäle A, B ist. Somit ist der Kanal A
so ausgebildet, dass er einen oberen Kanal hat, der rechtwinklig
zu der axialen Richtung des axialen Elements 80 gekrümmt
ist und mit dem Abgabeanschluss 89 in Verbindung steht.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jeder Verbindungsabschnitt 79 and
der rechten Seite in den 2A, 2C vorgesehen,
um Kraftstoff zu der rechten Seite hin abzugeben. Die Richtung jedes
Verbindungsabschnitts 79 ist nicht darauf beschränkt,
zu der rechten Seite in den 2A, 2C gerichtet
zu sein. Jede Abgabeleitung 76, die den Ringaufbau hat,
kann zu dem Ventilkörper 20 drehbar angebracht
sein, wodurch jeder Verbindungsabschnitt 79 beliebig ausgerichtet
sein kann, wie dies durch die Strichpunktlinien mit zwei Punkten in
der 2C gezeigt ist.
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Danach
wird der Abschnitt 71 mit kleinem Durchmesser des axialen
Elements 70 an der Abgabeleitung 76 angebracht.
Anschließend wird der Abschnitt 71 mit kleinem
Durchmesser des axialen Elements 70 in das Passloch 75 des
Abschnitts 82 mit großem Durchmesser des axialen
Elements 80 pressgepasst und wird an dem axialen Element 80 fixiert.
Das axiale Element 70, das mit der Abgabeleitung 76 ausgestattet
ist, wird in das Passloch 75 pressgepasst, so dass das
axiale Element 70 einen vollständigen Kontakt
mit dem axialen Element 80 durch die Abgabeleitung 76 herstellt.
In diesem Zustand definieren, da die Abgabeleitung 76 eine
vorbestimmte Dicke hat, die Peripherie des axialen Elements 80,
die das Passloch 75 definiert, und das axiale Element 70 zwischen
sich einen Speicherabschnitt 88 mit einer vorbestimmten
Tiefe. Der Speicherabschnitt 88 ist dazu in der Lage, regelmäßig eine
Verbindung mit dem mittleren Kanal 73 der anderen Endseite
herzustellen, ohne die axialen Positionen zwischen sich auszumitteln.
Zusätzlich dazu ist der Speicherabschnitt 88 dazu
in der Lage, regelmäßig eine Verbindung mit dem
mittleren Kanal 83 der einen Endseite herzustellen, ohne
die axialen Positionen zwischen sich auszumitteln. Der Umfangskanal 73 der
anderen Endseite erstreckt sich entlang der axialen Mitte des axialen
Elements 70. Der Umfangskanal 73 der anderen Endseite,
der horizontale Kanal 74 und der Abgabekanal 78 des
Verbindungsabschnitts 79 bilden den Kanal B, der der andere
Kanal der Kanäle A, B ist. Somit ist der Kanal B so ausgebildet,
dass er einen gebogenen Kanal hat, der rechtwinklig zu der axialen
Richtung des axialen Elements 70 gekrümmt ist
und mit dem Abgabeanschluss 89 in Verbindung steht.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jeder Verbindungsabschnitt 79 an
der rechten Seite in der 2B, 2C vorgesehen,
um Kraftstoff zu der rechten Seite hin abzugeben. Alternativ dazu kann
jede Abgabeleitung 76 relativ zu dem axialen Element 80 und
dem Ventilkörper 20 drehbar angebracht sein, wodurch
jeder Verbindungsabschnitt 79 beliebig ausgerichtet sein
kann, wie dies durch die Strichpunktlinien mit zwei Punkten in der 2B gezeigt
ist. Insbesondere steht der Abgabekanal 78 des Verbindungsabschnitts 79 mit
dem horizontalen Kanal 74 des axialen Elements 70 durch
die Innenumfangsnut 77 in Verbindung. Daher kann der Abgabekanal 78 regelmäßig
in Verbindung mit dem horizontalen Kanal 74 stehen, ohne
relativ zu der Mitte des horizontalen Kanals 74 ausgerichtet
zu sein. Somit ist die Ausrichtung des Verbindungsabschnitts 79 nicht beschränkt
und der Verbindungsabschnitt 79 kann beliebig ausgerichtet
sein.
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Die
Innenumfangsnut 77, die in der Innenumfangsperipherie der
Abgabeleitung 76 vorgesehen ist, ist nicht darauf beschränkt,
die Seitenwände an beiden Seiten in Bezug auf seine Breitenrichtung
zu haben. Die Innenumfangsnut 77 kann eine Schlitzform
haben, die nur eine Seitenwand hat. Alternativ dazu kann die Innenumfangsnut 77 der
Abgabeleitung 76 als eine Umfangsperipherie definiert sein,
bei der sich der Durchmesser verändert, um einen Raum mit
einer vorbestimmten Tiefe zu definieren, bei einem Aufbau, bei dem
die Abgabeleitung 76 in einem Zustand zusammengebaut ist,
in dem die axiale Mitte der Abgabeleitung 76 mit der axialen
Mitte eines weiteren Bauteils wie beispielsweise die Axialenelementen 70, 80 übereinstimmt.
Bei dem vorliegenden Aufbau definiert die Umfangsperipherie der
Abgabeleitung 76 die ringförmige Nut oder den
ringförmigen Raum, der als der Kanal verwendet wird. Dadurch wird
eine große Kanalfläche mit einer leichten Herstellung
wie einem Schlitz in einer Nut sichergestellt. Zudem kann eine Abgaberichtung
des Kanals flexibel bestimmt werden. Die axialen Elemente 70, 80 und der
Ventilkörper 20 können miteinander durch
zahlreiche andere Mittel als dem Presspassen und Verbinden verbunden
sein, wie beispielsweise durch Verschraubung.
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Wie
dies vorstehend definiert ist, sind bei dem vorliegenden Aufbau
die zwei axialen Elemente 70, 80 durch die zwei
Abgabeleitungen 76 zusammengebaut und befinden sich an
axial voneinander verschiedenen Positionen. Somit besteht das einzelne
Bauteil des axialen Elements, das die zwei Kanäle A, B
hat, aus den zwei axialen Elementen 70, 80 und den
zwei Abgabeleitungen 76. Jeder der zwei Kanäle A,
B ist rechtwinklig zu der axialen Richtung gebogen. Zusätzlich
dazu erstrecken sich die zwei Kanäle A, B jeweils im Wesentlichen
entlang der axialen Mitte und der Umfangsperipherie der zwei axialen
Elemente 70, 80, wodurch sie einzeln Kraftstoff
zu den äußeren Niederdruckbauteilen durch die
Abgabeanschlüsse 89 leiten. Kraftstoff wird von
dem Servoventil 6 durch den Kanal A, der um die Umfangsperipherie
des axialen Elements 70, 80 herum definiert ist, abgegeben
und zurückgeführt. Kraftstoff wird auch aus dem
Auswahlventil 5 durch den Kanal B, der durch die axiale
Mitte der axialen Elemente 70, 80 definiert ist,
abgegeben und zurückgeführt.
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(Betrieb)
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Ein
Betrieb der Einspritzvorrichtung 1 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel ist in der Bezugnahme auf die 1A, 1B beschrieben.
Wenn das Servoventil 6 in einem Anfangszustand energiebeabschlagt
ist, steht der Kraftstoffkanal 39 mit dem Kraftstoffkanal 41 in
Verbindung und der Kraftstoffkanal 41 wird von dem Kraftstoffkanal 52 abgesperrt.
In diesem Zustand steht die Common-Rail 2 in Verbindung mit
der Druckdifferenzkammer 34. Daher arbeitet die Druckverstärkungsvorrichtung 4 nicht
und führt den Druckverstärkungsvorgang von Kraftstoff
nicht aus.
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Wenn
das Auswahlventil 5 energiebeaufschlagt ist, um das Servoventil 6 zu
betätigen, strömt Kraftstoff aus der Gegendruckkammer 45 des
Servoventils 6 durch den Kraftstoffkanal 54 in
den Speicherabschnitt 86. Der Kraftstoff läuft
zudem weiter durch den Kanal B in der axialen Mitte der axialen Elemente 70, 80,
die miteinander verbunden sind, und der Kraftstoff wird durch den
Rückführkanal 7 zu den äußeren
Niederdruckbauteilen abgegeben. In diesem Zustand verringert sich
der Druck in der Gegendruckkammer 45. Dadurch arbeitet
das Servoventil 6 so, dass das Ventilelement 60 zu
der anderen Endseite hin verschoben wird, so dass der Ventilabschnitt 61 an
dem Ventilsitz 63 zu Sitzen kommt, um den Kraftstoffkanal 39 von
dem Kraftstoffkanal 41 anzusperren. Zusätzlich
dazu wird der Ventilabschnitt 62 von dem Ventilsitz 64 abgehoben,
um den Kraftstoffkanal 41 mit dem Kraftstoffkanal 52 in
Verbindung zu bringen. In diesem Zustand strömt Kraftstoff aus
der Druckdifferenzkammer 34 in die ringförmige Nut 87,
nachdem er durch den Kraftstoffkanal 40 und den Kraftstoffkanal 52 des
Servoventils 6 gelaufen ist. Der Kraftstoff strömt
zudem durch den Kanal A mit der Umfangsnut 84 und der Innenumfangsnut 77 und der
Kraftstoff wird durch den Rückführkanal 8 zu
den äußeren Niederdruckbauteilen abgegeben. Somit verringert
sich der Druck in der Druckdifferenzkammer 34 und gleichzeitig
strömt Kraftstoff aus der Gegendruckkammer 11 durch
die Drossel 21 zu dem Kraftstoffkanal 19. Folglich
verringert sich auch Gegendruck in der Gegendruckkammer 11.
Der Druckverstärkungskolben 25 wird zu der einen
Endseite hin verschoben, wodurch der Kraftstoffdruck in der druckverstärkten
Kammer 16 verstärkt wird. Somit wird druckverstärkter
Kraftstoff der Düsenkammer 12 zugeführt.
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Wenn
druckverstärkter Kraftstoff der Düsenkammer 12 zugeführt
wird, erhöht sich ein Kraftstoffdruck in der Düsenkammer 12 und
gleichzeitig verringert sich ein Druck in der Gegendruckkammer 11,
da Kraftstoff aus der Gegendruckkammer 11 ausströmt. In
diesem Zustand wird ein Kraftstoffdruck in der Düsenkammer 12 größer
als eine sich ergebende Kraft aus dem Druck in der Gegendruckkammer 11 und der
Vorspannkraft der Feder 13. Somit wird die Nadel 10 zu
der Öffnungsrichtung verschoben, wodurch die Düsenlöcher 9 geöffnet
werden. Dadurch wird der druckverstärkte Kraftstoff eingespritzt
und von den Düsenlöchern 9 zerstäubt.
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Wenn
das Auswahlventil 5 energiebeabschlagt ist, um das Servoventil 6 zu
schließen, wird eine Abgabe von Kraftstoff aus der Gegendruckkammer 45 des
Servoventils 6 beendet und die Dekomprimierung in der Gegendruckkammer 45 wird
auch beendet. Hochdruckkraftstoff strömt alternativ dazu aus
der Common-Rail 2 als einer Quelle von Kraftstoff in die
Gegendruckkammer 45 durch den Kraftstoffkanal 51,
die Einlassdrossel 48 und einen Kraftstoffkanal 56 und
gleichzeitig wird der Kraftstoffkanal 52 abgesperrt. Die
Druckdifferenzkammer 34 der Druckverstärkungsvorrichtung 4 wird
mit Kraftstoff durch den Kraftstoffkanal 40 versorgt, so
dass die Druckdifferenzkammer 34 den hohen Druck in sich wiederherstellt.
Gleichzeitig wird die druckverstärkte Kammer 16 durch
den Kraftstoffkanal 42 im Inneren des Druckverstärkungskolbens 25 mit
Kraftstoff versorgt, so dass die druckverstärkte Kammer 16 auch einen
Hochdruck in sich wiederherstellt. Somit beendet die Druckverstärkungsvorrichtung 4 den
Druckverstärkungsvorgang von Kraftstoff. In diesem Zustand
hört der druckverstärkte Kraftstoff auf, in die Düsenkammer 12 zu
strömen. Ein Druck in der Düsenkammer 12 wird
geringer als die resultierende Kraft aus dem Druck in der Gegendruckkammer 11 und
der Vorspannkraft der Feder 13 und die Nadel 10 wird
zu der Schließrichtung hin verschoben. Somit werden die
Düsenlöcher 9 schnell geschlossen und ein
Einspritzen von Kraftstoff wird schnell beendet.
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(Wirkung)
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Gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel hat die Einspritzvorrichtung 1 das
einzelne Bauteil des axialen Elements, das aus den axialen Elementen 70, 80 aufgebaut
ist. Das axiale Element 80 ist mit dem Ventilkörper 20 verbunden.
Das axiale Element 70 ist mit dem anderen Ende des axialen
Elements 80 verbunden, um das einzelne Bauteil des axialen Elements
in einem Zustand auszubilden, in dem die axiale Mitte des axialen
Elements 70 im Wesentlichen mit der axialen Mitte des axialen
Elements 80 übereinstimmt. Das axiale Element
hat einen mittleren Kanal 83 der einen Endseite, der sich
entlang der axialen Mitte des axialen Elements 80 befindet,
und den Umfangskanal 90 mit der einen Endseite, der sich
um die Umfangsperipherie des axialen Elements 80 herum
befindet. Das axiale Element 70 hat den mittleren Kanal 73 der
anderen Endseite, der sich entlang der axialen Mitte des axialen
Elements 70 befindet und mit dem mittleren Kanal 83 der
einen Endseite des axialen Elements 80 in Verbindung steht. Die
axialen Elemente 70, 80 sind jeweils in der Abgabeleitung 76 an
verschiedenen Positionen in Bezug auf die axiale Richtung von diesem
zum Abgeben von Kraftstoff vorgesehen. Die axialen Elemente 70, 80 haben
jeweils die zwei Abgabeabschlüsse 89 und definieren
die zwei Kanäle A, B, die rechtwinklig zu ihrer axialen
Richtung gebogen sind und mit den äußeren Niederdruckbauteilen
zum Abgeben von Kraftstoff durch diese hindurch in Verbindung stehen.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die zwei axialen
Elemente 70, 80 axial miteinander verbunden, um
das einzelne Bauteil des axialen Elements zu sein. Bei dem vorliegenden
Aufbau kann der Doppelkanalaufbau, der in einer axialen Richtung ausgerichtet
ist, leicht ausgebildet werden. Zusätzlich dazu können
die axiale Mitte und die Umfangsperipherie des axialen Elements
einzeln definiert und stetig voneinander isoliert werden. Somit
kann Kraftstoff, der durch die Kanäle A, B läuft,
davon abgehalten werden, sich miteinander zu vermischen. Zudem kann
ein Herstellen des einzelnen Bauteils des axialen Elements erleichtert
und vereinfacht werden und das axiale Element kann in seiner Größe
verringert werden. Ein Vorstehen des axialen Elements von dem Ventilkörper 20 kann
auch verringert werden, so dass das axiale Element verkleinert werden
kann. Bei dem vorliegenden Aufbau kann jeder Abgabeanschluss 89 in
zahlreiche Richtungen in einer Ebene rechtwinklig zu der axialen
Richtung des axialen Elements ausgerichtet sein. Daher kann die
Einstellflexibilität der Abgaberichtung verbessert werden.
Somit kann eine Anordnung der Rückführkanäle
vereinfacht werden und ein Montageraum kann leicht sicher gestellt
werden, so dass eine Montierfähigkeit der Einspritzvorrichtung
verbessert werden kann.
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Kraftstoff
strömt aus dem Servoventil 6 und der Kraftstoff
wird durch den Kanal A abgegeben, der einer der zwei Kanäle
A, B ist, die um den Umfangskanal 9 der einen Endseite
herum definiert sind, welcher sich in der Umfangperipherie des axialen
Elements 80 befindet. Zusätzlich dazu strömt
Kraftstoff aus dem Auswahlventil 5 und der Kraftstoff wird durch
den Kanal B abgegeben, der der andere der zwei Kanäle A,
B ist, der in dem mittleren Kanal 73 der anderen Endseite
definiert ist, welcher sich in der axialen Mitte des axialen Elements 80 befindet.
Bei dem vorliegenden Aufbau ist der Kanal A, durch den eine große
Menge von Kraftstoff mit relativ hohem Druck aus dem Servoventil 6 läuft,
in der Umfangsperipherie des axialen Elements 80 angeordnet.
Daher kann eine große Kanalfläche leicht sichergestellt werden
und ein schnelles Abgeben und eine schnelle Dekompression können
durchgeführt werden, ohne den Strömungswiderstand
des abgegebenen Kraftstoffs zu erhöhen. Somit kann ein
Steueransprechen verbessert werden.
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(Erste Abwandlung)
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Die
einzelnen Abgabeanschlüsse 89 der Abgabeleitungen 76 sind
nicht darauf beschränkt, rechtwinklig zu der axialen Richtung
von beiden axialen Elementen 70, 80 gerichtet
zu sein. Bei der vorliegenden Abwandlung ist der Verbindungsabschnitt 79 von mindestens
einer der Abgabeleitungen 76 der axialen Elemente 70, 80 nicht
rechtwinklig zu der axialen Richtung der axialen Elemente 70, 80 ausgerichtet und
ist beliebig in Bezug auf die axiale Richtung der axialen Elemente 70, 80 geneigt.
Somit sind die zwei Abgabeanschlüsse 89 der Kanäle
A, B zu voneinander verschiedenen Richtungen ausgerichtet.
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Wie
dies in der 3 gezeigt ist, ist bei der vorliegenden
Abwandlung der Verbindungsabschnitt 79, der an der Abgabeleitung 76 des
axialen Elements 70 vorgesehen ist, in Bezug auf die Richtung rechtwinklig
zu der axialen Richtung des axialen Elements 70 geneigt.
Bei dem vorliegenden Aufbau ist der Abgabeanschluss 89 an
der anderen Endseite in Bezug auf die axiale Richtung nach oben
geneigt. Daher ist der Kanal B nach oben ausgerichtet, um Kraftstoffströmungen
nach oben zu leiten, nachdem sie durch die axiale Mitte der axialen
Elemente 70, 80 gelaufen sind.
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Die
vorliegende Abwandlung erzeugt auch einen ähnlichen Effekt
zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Abgaberichtung des
Kanals B kann weiter nach oben oder nach unten gerichtet sein, indem der
Winkel der Neigung des vorliegenden Verbindungsabschnitts 79 modifiziert
wird. Der geneigte Verbindungsabschnitt 79 kann an der
Abgabeleitung 76 vorgesehen sein, die an dem axialen Element 80 ausgeführt
ist. Der geneigte Verbindungsabschnitt 79 kann an jeder
der Abgabeleitungen 76 vorgesehen sein, die jeweils an
den axialen Elementen 70, 80 ausgeführt
sind.
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Bei
dem vorliegenden Aufbau kann die Abgaberichtung beliebig bestimmt
sein. Somit kann eine Anordnung der Rückführkanäle
vereinfacht werden und ein Montageraum kann leicht sicher gestellt werden,
so dass eine Montagefähigkeit der Einspritzvorrichtung
verbessert werden kann.
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(Zweite Abwandlung)
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Bei
der vorliegenden Abwandlung ist die Abgabeleitung 76 an
der einen Endseite weggelassen und der vorliegende Aufbau ist vereinfacht.
Der Verbindungsabschnitt 79 an der anderen Endseite ist
mit dem axialen Element zusammengelegt und ist entlang der mittleren
Achse ausgerichtet, um nach außen vorzustehen. Die mittlere
Achse des Verbindungsabschnitts 79 an der anderen Endseite
stimmt im Wesentlichen mit der mittleren Achse des axialen Elements 70 überein.
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Wie
dies in der 4 gezeigt ist, hat bei der vorliegenden
Abwandlung der Abschnitt 72 mit großem Durchmesser
des Axialelements 70 das andere Ende, das den Verbindungsabschnitt 79 hat,
der im Wesentlichen entlang der mittleren Achse des Axialelements 70 vorsteht.
Bei der vorliegenden Abwandlung ist der mittlere Kanal 73 der
anderen Endseite, der sich im Wesentlichen in der mittleren Position
des axialen Elements 70 befindet, entgegen dem ersten Ausführungsbeispiel
nicht rechtwinklig gebogen. Der mittlere Kanal 73 der anderen
Endseite erstreckt sich entlang der axialen Richtung, um eine Verbindung
mit dem Abgabekanal 78 im Inneren des Verbindungsabschnitts 79 herzustellen.
Der Verbindungsabschnitt 79 hat den Abgabeanschluss 89,
der sich an dem anderen Ende öffnet.
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Die
vorliegende Abwandlung erzeugt auch einen Effekt ähnlich
dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei dem vorliegenden Aufbau
sind die zwei axialen Elemente 70, 80 miteinander
durch die Abgabeleitung 76 zusammengebaut und befinden
sich an voneinander verschiedenen axialen Positionen. Somit besteht
das einzelne Bauteil des axialen Elements, das die zwei Kanäle
A, B hat, aus den zwei axialen Elementen 70, 80 und
der Abgabeleitung 76. Der Kanal ist rechtwinklig zu der
axialen Richtung gebogen. Der Kanal B erstreckt sich linear entlang
der axialen Richtung. Die zwei Kanäle A, B haben jeweils
Abgaberichtungen, die voneinander verschieden sind, und leiten Kraftstoff
einzeln durch den Abgabeanschluss 89 zu den äußeren
Niederdruckbauteilen. Bei der vorliegenden Abwandlung kann der Verbindungsabschnitt 79 der
Abgabeleitung 76, der an dem axialen Element 80 ausgeführt
ist, in Bezug auf die Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung
des axialen Elements 80 geneigt sein. Bei dem vorliegenden
Aufbau kann die Abgaberichtung bestimmt sein. Somit kann eine Anordnung
der Rückführkanäle vereinfacht sein und
ein Montageraum kann leicht sicher gestellt werden, so dass eine
Montagefähigkeit der Einspritzvorrichtung verbessert werden
kann.
-
Zudem
kann eine Abgabeleitung 76 weggelassen werden und der Verbindungsabschnitt 79 kann
mit dem axialen Element 70 zusammengelegt werden, wodurch
der Aufbau des gesamten axialen Elements vereinfacht und verkleinert
werden kann.
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(Weitere Abwandlung)
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel hat die Einspritzvorrichtung 1 die
Druckverstärkungsvorrichtung 4, die daran angepasst
ist, einen Kraftstoffdruck so zu verstärken, dass er größer
als ein Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11 ist,
und den Kraftstoff der Düsenkammer 12 zuzuführen.
Zusätzlich dazu steht die Gegendruckkammer 11 mit
der Common-Rail 2 in Verbindung, die Kraftstoff in einem Zustand
von hohem Druck speichert. Alternativ dazu braucht die Einspritzvorrichtung
nicht die Druckverstärkungsvorrichtung 4 haben.
Zusätzlich dazu braucht die Gegendruckkammer 11 nicht
mit der Common-Rail 2 in der Einspritzvorrichtung in Verbindung
stehen. Sogar bei diesen zwei Aufbauten können Effekte ähnlich
denen des ersten Ausführungsbeispiels erzielt werden.
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Bei
den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist das eine Bauteil
des axialen Elements durch Zusammenbauen der mehreren axialen Elemente 70, 80 der
Verbindungsabschnitte 79 aufgebaut. Alternativ dazu können
der Verbindungsabschnitt 79 und das axiale Element 70 einstückig
aus einem kreisförmigen säulenartigen Element
durch Schneiden, Bohren und desgleichen ausgebildet sein. Der Verbindungsabschnitt 79 und
das axiale Element 80 können auch einstückig
aus einem kreisförmigen säulenartigen Element
durch Schneiden, Bohren und desgleichen ausgebildet sein. Alternativ
dazu können der Verbindungsabschnitt 79, das axiale
Element 70, der Verbindungsabschnitt 79 und das
axiale Element 70 einstückig aus einem kreisförmigen
säulenartigen Element durch Schneiden, Bohren und desgleichen hergestellt
sein.
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Zusätzlich
dazu kann ein Paar der Verbindungsabschnitte 79 und das
axiale Element 80 weiter mit dem axialen Element bei den
vorstehenden Ausführungsbeispielen kombiniert werden, wodurch
ein Kanal zu dem vorstehenden Aufbau hinzugefügt werden
kann. In ähnlicher Weise können vier oder mehr Kanäle
durch Kombinieren von Paaren der Verbindungsabschnitte 79 und
des axialen Elements 80 vorgesehen werden.
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Die
vorstehenden Aufbauten der Ausführungsbeispiele können
geeignet kombiniert werden.
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Es
ist klar, dass, während die Vorgänge der Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung hier inklusive besonderer Abfolgen von
Schritten erklärt wurden, weitere alternative Ausführungsbeispiele
inklusive zahlreicher anderer Abfolgen dieser Schritte und/oder
zusätzlicher Schritte, die hier nicht offenbart sind, als
innerhalb der Schritte der vorliegenden Erfindung betrachtet werden.
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Zahlreiche
Abwandlungen und Veränderungen können verschiedenartig
auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele ausgeführt
werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die
Einspritzvorrichtung hat den Ventilkörper 20 mit
der Düsenkammer 12 zum Ausüben eines Drucks
auf die Nadel 10, um das Düsenloch 9 zu öffnen.
Der Ventilkörper 20 hat zudem die Gegendruckkammer 11,
die sich an einer entgegengesetzten Seite des Düsenlochs 9 in
Bezug auf die Nadel 10 zum Ausüben eines Drucks
auf die Nadel 10 befindet, um das Düsenloch 9 zu
schließen. Der Ventilkörper 20 ist mit
dem axialen Element 70, 80 verbunden, das den einen
Kanal B und den anderen Kanal A hat, die voneinander getrennt sind.
Der eine Kanal B und der andere Kanal A sind mit dem einen Abgabeanschluss 89 beziehungsweise
dem anderen Abgabeanschluss 89 verbunden, durch die Kraftstoff
zur Außenseite des Ventilkörpers 20 abgegeben
wird, nachdem er im Inneren des Ventilkörpers 20 gelaufen
ist. Der eine Abgabeanschluss 89 und der andere Abgabeanschluss 89 befinden
sich an axial voneinander verschiedenen Positionen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102006000023 [0004]
- - JP 2006-207384 A [0004]