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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor.
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Ein herkömmlicher Injektor umfasst eine Düse, in der eine Düsenöffnung durch eine Nadel geöffnet oder geschlossen wird. Eine Rückführleitung, welche unter niedrigem Druck stehenden Kraftstoff in einen externen Niederdruckbereich (zum Beispiel einen Kraftstofftank) führt, ist mittels eines Verbindungselements (zum Beispiel einer hohlen Stellschraube) mit einem Injektorgehäuse des Injektors verbunden. Ein Niederdruckkraftstoffausstoßabschnitt, an dem das Verbindungselement angeordnet und befestigt ist, sowie eine Niederdruckleitung, welche den unter niedrigem Druck stehenden Kraftstoff im Injektor in den Niederdruckkraftstoffausstoßabschnitt führt, sind an dem Injektorgehäuse angeordnet. Das Injektorgehäuse in im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, und der Niederdruckkraftstoffausstoßabschnitt ist radial außerhalb des Injektorgehäuses ausgebildet (siehe beispielsweise
JP 2007-205324 A ).
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Der Injektor ist an einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors angebracht. Um einen für die Anordnung des Injektors benötigten Raum zu verringern hofft man, einen oberen, hervorstehenden Bereich des Injektors zu verringern.
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Beim herkömmlichen Injektor ist der Niederdruckkraftstoffausstoßabschnitt jedoch radial außerhalb des Injektorgehäuses angeordnet. Dementsprechend ist der Injektor derart ausgebildet, dass der Niederdruckkraftstoffausstoßabschnitt von einem Hauptkörper des Injektorgehäuses in radiale Richtung des Injektorgehäuses vorragt. Als Ergebnis nimmt der obere, vorstehende Bereich des Injektors zu.
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Die vorliegende Erfindung berücksichtigt zumindest einen der vorgenannten Nachteile. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen oberen hervorstehenden Bereich des Injektors zu verkleinern.
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Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein Injektor vorgeschlagen, der geeignet ist, und mit einem äußeren Niederdruckbereich über eine Rückführleitung derart verbunden zu werden, dass unter niedrigem Druck stehender Kraftstoff im Injektor durch die Rückführleitung zu dem Niederdruckbereich zurück fließt. Der Injektor und die Rückführleitung sind durch ein Verbindungselement verbunden. Der Injektor umfasst eine Düse und ein Injektorgehäuse. Die Düse umfasst eine Düsenöffnung und eine Düsennadel. Kraftstoff wird durch die Düsenöffnung eingespritzt. Die Düsennadel ist ausgestaltet, um die Düsenöffnung zu öffnen oder zu schließen. Das Injektorgehäuse umfasst einen Niederdruck-Austoßabschnitt und eine Niederdruckleitung. Das Verbindungselement ist an dem Niederdruck-Ausstoßabschnitt angeordnet und befestigt. Die Niederdruckleitung führt den unter niedrigem Druck stehenden Kraftstoff zum Niederdruck-Ausstoßabschnitt. Die Niederdruckleitung verläuft parallel zu einer Achse des Injektorgehäuses und ist an einer Stelle ausgebildet, die von der Achse des Injektorgehäuses versetzt bzw. beabstandet ist. Der Niederdruck-Ausstoßabschnitt ist an einer Endfläche des Injektorgehäuses in eine Richtung der Achse des Injektorgehäuses sowie an einer Stelle näher an der Achse des Injektorgehäuses als die Niederdruckleitung ausgebildet.
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Die Erfindung zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und deren Vorteilen wird anhand der nachfolgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen sowie den angehängten Zeichnungen am besten verstanden. Hierbei zeigt:
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1 eine Darstellung einer Gesamtkonfiguration eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems mit einem Injektor gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Vorderansicht des Injektors aus 1;
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2B eine Seitenansicht einer rechten Seite von 2A;
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2C eine Schnittdarstellung einer linken Seite von 2A;
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2D eine Draufsicht auf 2A;
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3 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Bereichs III aus 2C;
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4 eine Schnittdarstellung eines Injektors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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5 eine Schnittdarstellung eines Injektors gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
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6 eine Schnittdarstellung der Umgebung eines Verbindungselements in einem Injektor gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
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7 eine Schnittdarstellung entlang einer Linie VII-VII aus 6; und
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8 eine Schnittdarstellung der Umgebung eines Verbindungselements in eifern Injektor gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Hierbei werden gleich Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um gleiche oder äquivalente Teile in den nachfolgenden Ausführungsformen zu bezeichnen.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Kraftstoffeinspritzsystem eine Sammelschiene bzw. Common-Rail 1, in der Hochdruckkraftstoff gespeichert wird, sowie Injektoren 2, die mit dieser Common-Rail 1 verbunden sind. Der Injektor 2 wird durch eine Steuervorrichtung (nachfolgend als elektrische Steuereinheit, ECU, bezeichnet) 3 gesteuert, um zu einem bestimmten Zeitpunkt für eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet zu werden. Die Injektoren 2 spritzen unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, der von der Common-Rail 1 zugeführt wird, in die jeweiligen Zylinder eines Dieselmotors (nicht dargestellt; nachfolgend als Verbrennungsmotor bezeichnet) ein. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist lediglich der Injektor, der einem der vier Zylinder des Verbrennungsmotors entspricht, dargestellt, und die den anderen Zylindern entsprechenden Injektoren werden in 1 nicht gezeigt.
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Der in der Common-Rail 1 gespeicherte, unter hohem Druck stehende Kraftstoff, wird durch einen Kraftstoffzuführvorrichtung P durch eine Hochdruckleitung 4 zugeführt. Die Kraftstoffzuführeinrichtung P umfasst eine Hochdruckpumpe, welche den Kraftstoff unter Druck setzt und den Kraftstoff in die Common-Rail 1 abgibt, eine Niederdruckpumpe, welche den Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 5 durch einen Filter 6 ansaugt und den Kraftstoff der Hochdruckpumpe zuführt, sowie ein Ansaugsteuerventil, dass eine Strömungsrate des der Hochdruckpumpe von der Niederdruckpumpe zugeführten Kraftstoffs reguliert. Die Hochdruckpumpe ist eine Pumpe, bei der die Abgabemenge des Kraftstoffs durch das Regulieren einer Ansaugmenge von Kraftstoff geregelt wird.
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Eine Rückführleitung 7 zum Zurückführen von unter niedrigem Druck stehenden Kraftstoff (zum Beispiel Leckkraftstoff) im Injektor 2 zum Kraftstofftank 5, der als Niederdruckbereich dient, ist mit dem Injektor 2 verbunden. Eine Rückführleitung 8 zum Zurückführen des unter niedrigem Druck stehenden Kraftstoffs (zum Beispiel Leckkraftstoff) in der Kraftstoffzuführeinrichtung P zum Kraftstofftank 5 ist mit der Kraftstoffzuführeinrichtung P verbunden.
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Die ECU 3 umfasst einen allgemein bekannten Mikrocomputer, der beispielsweise aus einer Zentralrecheneinheit (CPU), einem schreibgeschützten Speicher (ROM) und einem Schreib-Lesespeicher (RAM) besteht, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind. Gemäß einem im Mikrocomputer gespeicherten Programm führt die ECU 3 Rechenschritte aus. Ein Signal von einem Kraftstoffdrucksensor 9, der einen Druck in der Common-Rail 1 erfasst, wird in die ECU 3 eingegeben, und verschiedene Informationen, beispielsweise eine Drehzahl des Verbrennungsmotors und ein Beschleunigeröffnungsgrad werden nach Bedarf von unterschiedlichen Sensoren S eingegeben.
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Die ECU 3 berechnet den optimalen Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge (Einspritzdauer) gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors oder eines Fahrzeugs, so dass die ECU 3 den Ventilöffnungszeitpunkt sowie die Ventilöffnungsdauer eines jeden Injektors 2 steuert. Die ECU 3 berechnet eine Sollabgabemenge der Kraftstoffzuführeinrichtung P. Dann gibt die ECU 3 ein Steuersignal an das Ansaugsteuerventil der Kraftstoffzuführeinrichtung P aus, um eine Abgabemenge der Kraftstoffzuführeinrichtung P zu steuern. Dementsprechend steuert die ECU 3 den Kraftstoffdruck (d. h. den Common-Rail-Druck) in der Common-Rail 1.
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Wie in den 2A bis 2D dargestellt, umfasst der Injektor 2 ein Injektorgehäuse 20, eine Düse 21, einen Steuerventilmechanismus 22, einen Aktuator 23 sowie eine Sicherungsmutter 24 als Hauptbestandteile.
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Das Injektorgehäuse 20 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Ein Kraftstoffeinlassabschnitt 201, in welchem unter hohem Druck stehender Kraftstoff von der Common-Rail 1 (siehe 1) eingebracht wird, ist an einer Position nahe einer Endfläche des Injektorgehäuses 20 in eine Richtung einer Injektorgehäuseachse J1 ausgebildet (das heißt einer der Düse 21 gegenüberliegenden Seite, oder einer oberen Seite einer Ebene auf dem Papier in den 2A bis 2C) sowie an einer Außenumfangsseite des Injektorgehäuses 20. Der Kraftstoffeinlassabschnitt 201 ist derart am Injektorgehäuse 20 ausgebildet, dass, wenn das Injektorgehäuse 20 in Richtung der Injektorgehäuseachse J1 betrachtet wird, eine Achse J2 des Kraftstoffeinlassabschnitts 201 durch die Injektorgehäuseachse J1 geht.
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Eine mit einem Außengewinde versehene Schraube ist am Kraftstoffeinlassabschnitt 201 ausgebildet. Ein Ende einer Hochdruckleitung (nicht dargestellt), ist mit dem Kraftstoffeinlassabschnitt 201 verschraubt und das andere Ende dieser Hochdruckleitung ist mit der Common-Rail 1 verschraubt. Der in den Kraftstoffeinlassabschnitt 201 durch die Hochdruckleitung eingebrachten unter hohem Druck stehende Kraftstoff wird durch eine Hochdruckleitung (nicht dargestellt) im Injektorgehäuse 20 zur Düse 21 geführt.
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Ein Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202, der eine zylindrische Form aufweist, ist an der einen Endfläche des Injektorgehäuses 20 in Richtung der Injektorgehäuseachse J1 ausgebildet. Der Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 ist an einer Stelle ausgebildet, die von der Injektorgehäuseachse J1 versetzt bzw. beabstandet ist.
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Eine hohle Stellschraube 101 sowie eine Verbindungsleitung 102, die ein Verbindungselement 10 ausbilden, sind an dem Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 angeordnet und befestigt. Genauer gesagt ist die hohle Stellschraube 101 in den Niederdruck-aAusstoßabschnitt 202 eingeschraubt, an dem eine Schraube mit Innengewinde ausgebildet ist, so dass die Verbindungsleitung 102 am Injektorgehäuse 20 befestigt ist. Die Rückführleitung 7 (siehe 1) ist mit der Verbindungsleitung 102 verbunden.
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Eine Niederdruckleitung 203, welche den unter niedrigem Druck stehenden Kraftstoff im Injektor 2 zum Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 führt, ist im Injektorgehäuse 20 ausgebildet. Diese Niederdruckleitung 202 verläuft geradlinig parallel zur Injektorgehäuseachse J1 von der anderen Endfläche des Injektorkörpers 20 in Richtung der Injektorgehäuseachse J1 (das heißt einer Düsenseite oder einer unteren Seite der Ebene des Papiers in 2A bis 2C) zum Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202. Dementsprechend verläuft die Niederdruckleitung 203 geradlinig um direkt mit dem Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 zu kommunizieren. Dadurch ist die Anordnung des Injektorgehäuses 20 vereinfacht. Die Niederdruckleitung 203 ist an einer Position ausgebildet, die versetzt bzw. beabstandet von der Injektorgehäuseachse J1 ist.
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Eine zylindrische Aufnahmeöffnung 204, in welcher der Aktuator 23 aufgenommen ist, ist im Injektorgehäuse 20 ausgebildet. Die Aufnahmeöffnung 204 verläuft parallel zur Injektorgehäuseachse J1 von der anderen Endfläche des Injektorgehäuses 20 zu der einen Endfläche des Injektorgehäuses 20 in Richtung der Injektorgehäuseachse J1. Die Aufnahmeöffnung 204 ist an einer Stelle angeordnet, welche bezüglich der Injektorgehäuseachse J1 versetzt zu einer gegenüberliegenden Seite der Niedrigdruckleitung 203 ist, um ein Überschneiden mit der Niederdruckleitung 203 zu vermeiden.
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Ein elektrischer Anschluss bzw. Verbinder 205 ist am Injektorgehäuse 20 an einer Stelle nahe der einen Endfläche des Injektorgehäuses 20 in die Richtung der Injektorgehäuseachse J1 sowie an einer Außenumfangsseite des Injektorgehäuses 20 vorgesehen. Genauer gesagt ist der elektrische Verbinder 205 am Injektorgehäuse 20 derart angeordnet, dass eine Achse J3 des elektrischen Verbinders 205 durch die Injektorgehäuseachse J1 geht, wenn das Injektorgehäuse 20 in Richtung der Injektorgehäuseachse J1 betrachtet wird. Der elektrische Verbinder 205 und der Kraftstoffeinlassabschnitt 201 sind um 90 Grad versetzt zueinander in Umfangsrichtung des Injektorgehäuses 20 angeordnet.
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Wie vorstehend beschrieben sind sowohl der Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 als auch die Niederdruckleitung 203 an der Stelle ausgebildet, die von der Elektrogehäuseachse J1 versetzt ist. Genauer gesagt ist der Niederduck-Ausstoßabschnitt 202 an einer Stelle ausgebildet, welche näher an der Injektorgehäuseachse J1 liegt (das heißt einer Mittelseite des Injektorgehäuses 20 in radiale Richtung des Injektorgehäuses 20) als die Niedrigdruckleitung 203. Wenn das Injektorgehäuse 20 in die Richtung der Injektorgehäuseachse J1 betrachtet wird, ist die Niederdruckleitung 203 in einer Projektionsebene des Niederdruck-Ausstoßabschnitts 202 angeordnet.
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Wenn das Injektorgehäuse 20 in Richtung der Injektorgehäuseachse J1 betrachtet wird, sind der Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 und die Niederdruckleitung 203 an einer dem elektrischen Verbinder 205 gegenüberliegenden Seite relativ zur Achse J2 des Kraftstoffeinlassabschnitts 201 angeordnet, und darüber hinaus sind der Ausstoßabschnitt 202 und die Leitung 203 an der Seite des Kraftstoffeinlassabschnitts 201 relativ zur Achse J3 des elektronischen Verbinders 205 versetzt angeordnet.
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Der Aktuator 23 umfasst einen zylindrischen, piezoelektrischen Stapel 231, der durch Stapeln einer Mehrzahl von piezoelektrischen Elementen erhalten wird, und der sich in Reaktion auf das Anlegen und Wegnehmen einer elektrischen Ladung ausdehnt und zusammenzieht, sowie ein Übertragungselement 232, das die Verschiebung durch die Ausdehnung und die Kontraktion des piezoelektrischen Stapels 231 auf ein Ventilelement 223 (nachfolgend in mehr Detail beschrieben) des Steuerventilmechanismus 22 überträgt. Eine (nicht dargestellte) Leitung des piezoelektrischen Stapels 231 ist mit einem (nicht dargestellten) Anschluss im elektrischen Verbinder 205 verbunden. Ein (nicht dargestellter) elektrischer Verbinder, der mit einem Endabschnitt einer von der ECU 3 verlaufenden Leitung verbunden ist, ist im elektrischen Verbinder 205 angebracht, und elektrische Leistung wird dem Aktuator 23 über die Leitung zugeführt.
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Wie in 3 dargestellt, umfasst die Düse 21 ein im Wesentlichen zylindrisches Düsengehäuse 211, eine im Wesentlichen säulenförmige Düsennadel 212, welche gleitfähig durch das Düsengehäuse 211 gehalten wird, sowie eine Düsenfeder 213, welche die Düsennadel 212 in eine Ventilschließrichtung drückt. Eine Düsenöffnung 214, durch welche der unter hohem Druck stehende Kraftstoff, der von der Common-Rail 1 zugeführt wird, in den Zylinder des Verbrennungsmotors sprüht, ist am Düsengehäuse 211 ausgebildet. In Reaktion auf das Lösen oder das In-Eingriff-Bringen eines vorderen Endabschnitts der Düsennadel 212 (das heißt eines Düsennadelseitigen Endabschnitts) vom oder mit dem Düsengehäuse 211 wird die Düsenöffnung 214 geöffnet oder geschlossen.
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Die Düse 21 umfasst einen Zylinder 215, in dem ein hinterer Endabschnitt der Düsennadel 212 (das heißt ein Endabschnitt der Nadel 212 an einer der Düsenöffnung 214 gegenüberliegenden Seite) aufgenommen ist. Eine Steuerkammer 216 ist in diesem Zylinder 215 ausgebildet, und der Kraftstoffdruck in der Kammer 216 wird zwischen hohem Druck und niedrigem Druck geschalten. Die Düsennadel 212 wird aufgrund des Kraftstoffdrucks in der Steuerkammer 216 in die Ventilschließrichtung gedrückt, und die Düsennadel 210 wird aufgrund des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs, der zur Düsennadel hingeführt wird, in eine Ventilöffnungsrichtung gedrückt.
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Der Steuerventilmechanismus 22, der den Druck in der Steuerkammer 216 steuert, ist zwischen dem Injektorgehäuse 20 und der Düse 21 angeordnet. In Reaktion auf das Zusammenschrauben des Injektorgehäuse 20 und der Sicherungsmutter 24 werden die Bestandteile des Injektors 2 integriert.
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Der Steuerventilmechanismus 22 umfasst eine erste Platte 221, eine zweite Platte 222 und das Ventilelement 223. Eine Ventilkammer 224, in der das Ventilelement 223 aufgenommen ist, sowie eine erste Verbindungsleitung 225, die zwischen der Ventilkammer 224 und der Niederdruckleitung 203 kommuniziert, sind in der ersten Platte 221 ausgebildet.
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Eine zweite Verbindungsleitung 226, die zwischen der Ventilkammer 224 und der Steuerkammer 216 kommuniziert, sowie eine Hochdruckeinführleitung 227, die zwischen einem Bereich der Düse 21, durch welche unter hohem Druck stehender Kraftstoff fließt, und der Ventilkammer 224 kommuniziert, sind in der zweiten Platte 222 ausgebildet.
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Ein Pin bzw. Dorn 228 ist zwischen dem Ventilelement 223 und dem Übertragungselement 232 ausgebildet. Die Verschiebung der Ausdehnung und Kontraktion des piezoelektrischen Stapels 231 wird durch das Übertragungselement 232 und den Dorn 228 auf das Ventilelement 23 übertragen. Das Ventilelement 223 wird durch eine Ventilfeder 229 zum Übertragungselement 232 hingedrückt. Eine Leitung zwischen der Ventilkammer 224 und der ersten Verbindungsleitung 225, sowie eine Leitung zwischen der Ventilkammer 224 und der Hochdruckeinführleitung 227 werden durch das Ventilelement 223 geöffnet oder geschlossen.
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Das Übertragungselement 232 des Aktuators 23 ist wie nachfolgend erläutert ausgebildet. Ein erster Kolben 233 und ein zweiter Kolben 234, die beide zylindrisch ausgebildet sind, sind gleitfähig und flüssigkeitsdicht in einer zylindrischen Aktuatorhülle 235 aufgenommen. Eine Fluidkammer 236, die mit Kraftstoff gefüllt ist, ist zwischen dem ersten Kolben 233 und dem zweiten Kolben 234 ausgebildet.
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Der erste Kolben 233 wird durch eine erste Feder 237 in Richtung auf den piezoelektrischen Stapel 231 gedrückt, und der erste Kolben 233 wird direkt durch den piezoelektrischen Stapel 231 angetrieben. Wenn sich der piezoelektrische Stapel 231 ausdehnt, wird der Druck in der Fluidkammer 236 durch den ersten Kolben 233 erhöht.
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Der zweite Kolben 234 wird durch eine zweite Feder 238 in Richtung des Ventilelements 223 des Steuerventilmechanismus 22 gedrückt. Der Kolben 234 arbeitet, um das Ventilelement 223 nach Aufbringen des Drucks in der Fluidkammer 236 auf den zweiten Kolben 234 zu betätigen.
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Nachfolgend wird der Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems beschrieben. Zunächst dehnt sich, wenn der piezoelektrische Stapel 231 mit einer elektrischen Ladung geladen wird, der piezoelektrische Stapel 231 aus, so dass der erste Kolben 233 angetrieben wird. Dementsprechend wird der Druck in der Fluidkammer 236 durch den ersten Kolben 233 erhöht. Der zweite Kolben 234 wird aufgrund des erhöhten Drucks in der Fluidkammer 236 angetrieben. Als Ergebnis wird das Ventilelement 223 in eine untere Richtung einer Ebene des Papiers in 3 angetrieben. Aufgrund des Antreibens des Ventilelements 223 wird dann die Leitung zwischen der Ventilkammer 224 und der ersten Verbindungsleitung 225 geöffnet, und die Leitung zwischen der Ventilkammer 224 und der Hochdruckeinführleitung 227 wird geschlossen.
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Daher strömt der unter hohem Druck stehende Kraftstoff in der Steuerkammer 216 durch die zweite Verbindungsleitung 226, die Ventilkammer 224 und die erste Verbindungsleitung 225 in die Niederdruckleitung 203 aus. Daraus resultierend wird der Druck in der Steuerkammer 216 verringert, und die Kraft, welche die Düsennadel 212 in die Ventilschließrichtung drückt, nimmt ab. Daher bewegt sich die Düsennadel 212 in die Ventilöffnungsrichtung, und der vordere Endabschnitt der Düsennadel 212 wird dadurch vom Düsengehäuse 211 gelöst, so dass die Düsenöffnung 214 geöffnet wird. Dementsprechend wird Kraftstoff durch die Düsenöffnung 214 in den Zylinder des Verbrennungsmotors eingespritzt.
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Die Niederdruckleitung 203 verläuft geradlinig (das heißt die Leitung 203 ist nicht gekrümmt). Dementsprechend hat die Niederdruckleitung 203 einen geringen Strömungspfadwiderstand. Daher wird eine Druckschwankung innerhalb der Niederdruckleitung 203, wenn der unter hohem Druck stehende Kraftstoff in der Steuerkammer 216 in die Leitung 203 ausströmt ebenfalls gering. Als Ergebnis nimmt eine Schwankung des Gegendruckes der Ventilkammer 224 ab. Nebenbei wird der Betrieb des Ventilelements 223 stabilisiert, sodass Variationen in der Einspritzmenge gering gehalten werden.
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Anschließend zieht sich, wenn die elektrische Ladung des piezoelektrischen Stapels 231 entladen ist, der piezoelektrische Stapel 231 zusammen. Demgemäß wird der erste Kolben 233 durch die erste Feder 237 in Richtung zurück auf den piezoelektrischen Stapel 231 bewegt. Das Ventilelement 223 und der zweite Kolben 234 werden durch die Ventilfeder 229 in Richtung zum ersten Kolben 233 zurückbewegt. Aufgrund des Antreibens des Ventilelements 223 wird die Leitung zwischen der Ventilkammer 224 und der ersten Verbindungsleitung 225 geschlossen, und die Leitung zwischen der Ventilkammer 224 und der Hochdruckeinführleitung 227 wird geöffnet.
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Dementsprechend strömt unter hohem Druck stehender Kraftstoff in der Düse 21 durch die Hochdruckeinführleitung 227, die Ventilkammer 224 und die zweite Verbindungsleitung 226 in die Steuerkammer 216. Als Ergebnis nimmt der Druck in der Steuerkammer 216 zu, und die Kraft, welche die Düsennadel 212 in die Ventilschließrichtung drückt, wird dadurch groß. Daher bewegt sich die Düsennadel 212 in die Ventilschließrichtung, so dass der vordere Endabschnitt der Düsennadel 212 in Kontakt mit dem Düsengehäuse 211 gebracht wird, um die Düsenöffnung 214 zu schließen. Als Ergebnis wird Kraftstoffeinspritzung beendet.
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Wie vorstehend beschrieben ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 an den Endabschnitt des Injektorgehäuses 20 in Richtung der Injektorgehäuseachse J1 ausgebildet, und der Ausstoßabschnitt 202 ist an der Position ausgebildet, welche näher an der Injektorgehäuseachse J1 liegt (das heißt der Mittelseite des Injektorgehäuses 20 in radiale Richtung des Injektorgehäuses 20) als die Niederdruckleitung 203. Dementsprechend ragt der Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 nicht von einem Hauptgehäuseabschnitt des Injektorgehäuses 20 in radiale Richtung des Injektorgehäuses 20 vor, oder ein Grad, in dem der Ausstoßabschnitt 202 vom Hauptgehäuseabschnitt des Injektorgehäuses 20 in radiale Richtung des Injektorgehäuses 20 vorragt wird gering. Als Ergebnis wird ein oberer vorstehender Bereich des Injektors 2 verringert.
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Der Aktuator 23 ist innerhalb des Injektorgehäuses 20 angeordnet. Demgemäß wird die gesamte Länge des Injektors 2 verglichen zu dem Fall verringert, bei dem der Aktuator 23 an der Außenseite des Injektorgehäuses 20 angebracht ist.
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Die Niederdruckleitung 203 ist an der Stelle ausgebildet, welche von der Injektorgehäuseachse J1 versetzt ist, und die Aufnahmeöffnung 204, in welcher der Aktuator 23 aufgenommen wird, ist an der Stelle ausgebildet, die bezüglich der Injektorgehäuseachse J1 versetzt an der gegenüberliegenden Seite der Niederdruckleitung 203 ausgebildet ist. Demgemäß wird eine Wechselwirkung zwischen der Leitung 203 und dem Aktuator 23 leicht vermieden.
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Die Niederdruckleitung 203 verläuft geradlinig. Dementsprechend wird die Druckschwankung innerhalb der Niederdruckleitung 203 verringert, so dass die Schwankung des Gegendrucks der Ventilkammer 224 gering wird. Nebenbei wird der Betrieb des Ventilelements 223 stabilisiert, sodass Abweichungen in der Einspritzmenge verringert werden können.
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(Zweite Ausführungsform)
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Bezug nehmend auf 4 wird nachfolgend eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Position des Niederdruck-Ausstoßabschnitts oder eine Verbindungsstruktur zwischen dem Ausstoßabschnitt und der Niederdruckleitung modifiziert, und da die zweite Ausführungsform der ersten in allen anderen Merkmalen ähnlich ist, werden nachfolgend nur die zur ersten Ausführungsform unterschiedlichen Merkmale beschrieben.
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Wie in 4 dargestellt, umfasst eine Niederdruckleitung 203 eine Niederdruckhauptleitung 2031 sowie eine Niederdrucknebenleitung 2032. Die Niederdruckhauptleitung 2031 verläuft, in eine Richtung einer Injektorgehäuseachse J1, geradlinig und parallel zu der Injektorgehäuseachse J1 von der anderen Endfläche des Injektorgehäuses 20 (das heißt eine Düsenseite oder eine untere Seite einer Ebene des Papiers in 4) in die Nähe eines Niederdruck-Ausstoßabschnitts 202.
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Der Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 ist an der Injektorgehäuseachse J1 angeordnet (das heißt einem mittleren Abschnitt des Injektorgehäuses 20 in radiale Richtung des Injektorgehäuses 20). Wenn das Injektorgehäuse 20 in Richtung der Injektorgehäuseachse J1 betrachtet wird, ist die Niederdruckhauptleitung 2031 außerhalb einer Projektionsebene des Niederdruck-Ausstoßabschnitts 202 angeordnet.
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In einem solchen Fall kommuniziert die Leitung 2031 nicht mit dem Niederdruckausstoßabschnitt 202, selbst wenn die Niederdruckhauptleitung 2031 geradlinig verläuft. Daher kommunizieren der Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 und die Niederdruckhauptleitung 2031 durch die Niederdrucknebenleitung 2032. Diese Niederdrucknebenleitung 2032 ist relativ zur Injektorgehäuseachse J1 geneigt, und die Leitung 2032 erstreckt sich geradlinig von der Niederdruckhauptleitung 2031 zum Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202.
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Als Ergebnis der vorliegenden Ausführungsform wird ein Versatzbetrag zwischen den Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 und der Niederdruckhauptleitung 2031 groß eingestellt. Daher nimmt ein Grad der Anordnungsflexibilität des Niederdruck-Ausstoßabschnitts 202 zu. Daher kann, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, der Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 an der Injektorgehäuseachse J1 angeordnet werden (das heißt dem mittleren Abschnitt des Injektorgehäuses 20 in radiale Richtung des Injektorgehäuses 20).
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(Dritte Ausführungsform)
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Bezug nehmend auf 5 wird nachfolgend eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Position des Niederdruck-Ausstoßabschnitts oder eine Verbindungsstruktur zwischen dem Ausstoßabschnitt und der Niederdruckleitung modifiziert, und da die dritte Ausführungsform in den anderen Bestandteilen ähnlich zur ersten Ausführungsform ist, werden nachfolgend nur die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erklärt.
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Wie in 5 dargestellt, umfasst eine Niederdruckleitung 203 eine Niederdruckhauptleitung 2031 und eine Niederdrucknebenleitung 2033. Die Niederdruckhauptleitung 2031 verläuft geradlinig und parallel zur Injektorgehäuseachse J1 von der anderen Endfläche eines Injektorgehäuses 20 in eine Richtung der Injektorgehäuseachse J1 (das heißt einer Düsenseite oder einer unteren Seite einer Ebene des Papiers in 5) zur Nähe des Niederdruck-Ausstoßabschnitts 202.
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Der Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 ist an der Injektorgehäuseachse J1 angeordnet (das heißt einem Mittelabschnitt des Injektorgehäuses 20 in radiale Richtung des Injektorgehäuses 20). Wenn das Injektorgehäuse 20 in Richtung der Injektorgehäuseachse J1 betrachtet wird, ist die Niederdruckhauptleitung 2031 außerhalb einer Projektionsebene des Niederdruck-Ausstoßabschnitts 202 angeordnet.
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In solch einem Fall kommuniziert die Leitung 2031 nicht mit dem Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 selbst wenn die Niederdruckhauptleitung 2031 geradlinig verläuft. Daher kommuniziert der Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 mit der Niederdruckhauptleitung 2031 durch die Niederdrucknebenleitung 2033. Die Niederdrucknebenleitung 2033 verläuft von der Niederdruckhauptleitung 2031 in radiale Richtung des Injektorgehäuses 20 und verläuft dann in Richtung der Injektorgehäuseachse J1, um mit dem Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 zu kommunizieren. Daher kann, selbst wenn eine Werkzeug mit einer zylindrischen Fläche des Niederdruck-Ausstoßabschnitts 202 beim Ausbilden der Niederdrucknebenleitung 2032 der zweiten Ausführungsform in Wechselwirkung gelangt, der Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 relativ zur Niederdruckhauptleitung 2031 um einem gewünschten Versatzbetrag versetzt angeordnet werden.
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Als Ergebnis der vorliegenden Ausführungsform kann der Versatzbetrag zwischen dem Niederdruck-Ausstoßabschnitts 202 und der Niederdruckhauptleitung 2031 groß eingestellt werden. Demgemäß nimmt ein Grad der Anordnungsflexibilität des Niederdruck-Ausstoßabschnitts 202 zu. Daher kann, bei der vorliegenden Ausführungsform, der Niederdruck-aAusstoßabschnitt 202 an der Injektorgehäuseachse J1 angeordnet werden (das heißt dem mittleren Abschnitt des Injektorgehäuses 20 in radiale Richtung des Injektorgehäuses 20).
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(Vierte Ausführungsform)
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Bezug nehmend auf 6 und 7 wird nachfolgend eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Niederdruck-Ausstoßabschnitt und das Verbindungselement modifiziert, und da die vierte Ausführungsform in den anderen Bestandteilen ähnlich zur ersten Ausführungsform ist, werden nachfolgend nur die Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben.
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Wie in den 6 und 7 dargestellt, ist keine Schraube mit Innengewinde an den Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 ausgebildet. Ein Verbindungselement 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Verbindungsleitung 103, mit welcher eine Rückführleitung 7 (siehe 1) verbunden ist, einen Clip 104, der die Verbindungsleitung 103 mit einem Injektorgehäuse 20 verbindet, sowie einen O-Ring 105 zur Dichtung.
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Die Verbindungsleitung 103 besteht aus Kunststoff und ein zylindrischer Abschnitt 1031 ist in den Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 eingefügt. Ein Spalt zwischen dem zylindrischen Abschnitt 1031 und dem Niederdruck-aAusstoßabschnitt 202 wird durch O-Ring 105 abgedichtet, der an einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 1031 angebracht ist.
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Der Clip 104 ist aus Metall und im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Das Injektorgehäuse 20 umfasst eine Fuge 206 an einer Außenumfangsseite des Niederdruck-Ausstoßabschnitts 202. Durch Anbringen der beiden Enden des Clips 104 in der Fuge 206, wobei die Verbindungsleitung 103 innerhalb des Clips 104 gehalten wird, wird die Verbindungsleitung 103 am Injektorgehäuse 20 befestigt.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Bezug nehmend auf 8 wird nachfolgend eine fünfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Niederdruck-Ausstoßabschnitt und das Verbindungselement modifiziert, und da die fünfte Ausführungsform in allen anderen Bestandteilen ähnlich zur ersten Ausführungsform ist, wird nachfolgend nur der Unterschied zur ersten Ausführungsform beschrieben.
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Wie in 8 dargestellt, ist keine Schraube mit Innengewinde an einem Niederdruck-Ausstoßabschnitt 202 ausgebildet. Ein Verbindungselement 10 der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Metallleitung 106, die beispielsweise durch Presspassen am Injektorgehäuse 20 angebracht ist, eine Verbindungsleitung 107, mit welche die Rückführleitung 7 (siehe 1) verbunden ist, und die aus Kunststoff besteht, eine Haltevorrichtung 108, welche die Verbindungsleitung 107 mit der Leitung 106 verbindet, und die aus hochflexiblen Kunststoff besteht, sowie einen O-Ring zur Dichtung.
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Durch Befestigung der Verbindungsleitung 107 und des Haltelements 108, die vorab integriert wurden, an der Leitung 106, die im Injektorgehäuse 20 befestigt ist, wie in 8 dargestellt, werden ein Vorsprung 1061, der in einer Außenumfangfläche der Leitung 106 ausgebildet ist, und die Haltevorrichtung 108 miteinander verbunden, und die Verbindungsleitung 107 wird dadurch mit der Leitung 106 verbunden.
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Abwandlungen der vorgenannten Ausführungsformen werden nachfolgend beschrieben. Bei den vorgenannten Ausführungsformen wird der Aktuator 23 mit dem piezoelektrischen Stapel 231 und dem Übertragungselement 232 verwendet. Alternativ kann ein Magnet als Aktuator 23 verwendet werden. Darüber hinaus können die vorgenannten Ausführungsformen willkürlich soweit praktikabel untereinander kombiniert werden.
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Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind für solche mit entsprechendem Fachwissen leicht ersichtlich. Die Erfindung in ihren breitesten Begriffen ist daher nicht auf bestimmte Details, repräsentative Vorrichtungen und beispielhafte Ausführungen beschränkt, die vorstehend beschrieben wurden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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