DE10252074A1

DE10252074A1 - Strömungsmengensteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10252074A1
Application number: DE10252074A
Authority: DE
Inventors: Katsunori Furuta; Hiroyuki Nishimura; Masashi Suzuki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2003-06-26
Also published as: US20030089872A1; US6824120B2

Abstract

Bei einer Strömungsmengensteuerungsvorrichtung (20) ist ein säulenförmiges Ventilelement (30) gleitfähig an einer zylindrischen inneren Umfangswand (25) eines Ventilkörpers (21) angeordnet. Das Ventilelement ist entlang einem äußeren Umfang davon mit zwei ringförmigen Vertiefungen (34) versehen. In den ringförmigen Vertiefungen gespeicherter Kraftstoff dient dazu, einen Ölfilm zum Schmieren in einem Gleitzwischenraum zwischen dem Ventilelement und dem Ventilkörper zu bilden, so dass ein Reibungswiderstand dazwischen kleiner ist und das Ventilelement an dem Ventilkörper gleichmäßig gleitet. Demgemäß kann die Vorrichtung die Strömungsmenge des Kraftstoffes genau steuern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Durchflussmengensteuerungsvorrichtung beziehungsweise eine Strömungsmengensteuerungsvorrichtung.

Herkömmlicherweise ist ein Commonrail-Kraftstoffeinspritzsystem (Einspritzsystem mit gemeinsamer Leitung) typischerweise als ein System zum Zuführen von Kraftstoff zu einem Dieselverbrennungsmotor (im Folgenden Verbrennungsmotor genannt) bekannt. Das Commonrail-Kraftstoffeinspritzsystem ist mit einer Sammelkammer (common rail beziehungsweise gemeinsame Leitung) versehen, die gemeinsam mit jedem von Zylindern des Verbrennungsmotors in Verbindung steht. Eine Kraftstoffeinspritzpumpe, deren Kraftstoffausstoßmenge bei jedem Hub variabel ist, führt Hochdruckkraftstoff mit einer notwendigen Menge der gemeinsamen Leitung zu, so dass ein Druck des Kraftstoffs, der in der gemeinsamen Leitung gespeichert wird, konstant gehalten wird.

Um den Druck des in der gemeinsamen Leitung gespeicherten Kraftstoffs konstant zu halten, wird eine Strömungsmenge des Kraftstoffs, der der Kraftstoffeinspritzpumpe zuzuführen ist, gemäß Bedingungen einer Verbrennungsmotorlast eingestellt, so dass die Strömungsmenge des von der Kraftstoffeinspritzpumpe ausgestoßenen Kraftstoffs gesteuert wird. Bei dem herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Leitung ist eine Strömungsmengensteuerungsvorrichtung zwischen der Kraftstoffeinspritzpumpe und einer Niederdruckpumpe zum Fördern von Kraftstoff zu der Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehen, so dass die Strömungsmenge des der Kraftstoffeinspritzpumpe zugeführten Kraftstoffs und die Strömungsmenge des von der Kraftstoffeinspritzpumpe ausgestoßenen Kraftstoffs gesteuert werden.

Bei der in einer Pumpenvorrichtung eingebauten Strömungsmengensteuerungsvorrichtung wird ein säulenförmiges Ventilelement gleitfähig innerhalb eines zylindrischen Ventilkörpers durch eine elektromagnetische Kraft eines Antriebselements bewegt. Eine Bewegung des Ventilelements in dem Ventilkörper verursacht, eine relative Position zwischen Einstellanschlüssen oder Vertiefungen, die in dem Ventilelement ausgebildet sind, und Verbindungsbohrungen, die in dem Ventilkörper ausgebildet sind, zu ändern. Die Strömungsmenge des Kraftstoffs, der der Kraftstoffeinspritzpumpe zuzuführen ist, wird durch Ändern von Öffnungsflächen der Verbindungsbohrungen eingestellt, die tatsächlich zu den Einstellanschlüssen oder -vertiefungen geöffnet sind.

Bei der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung muss jede Gestalt der Verbindungsbohrungen oder jede Gestalt der Einstellanschlüsse oder -vertiefungen unter Berücksichtigung der Betriebscharakteristik eines elektromagnetischen Antriebselements unter der Bedingung ermittelt werden, dass gemäß Änderungen von einem auf das Antriebselement aufgebrachten Strom die Strömungsmenge des von der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung ausgestoßenen Kraftstoffs, das heißt die Strömungsmengencharakteristik, genau innerhalb einer gegebenen nicht linearen Beziehung geändert werden muss. Demgemäß ist es kostspielig, das Ventilelement auszubilden, das solche Einstellanschlüsse oder -vertiefungen hat, oder den Ventilkörper, der solche Verbindungsbohrungen hat.

Des weiteren entspricht im Allgemeinen der Bewegungsbetrag des Ventilelements einem Öffnungsgrad eines Beschleunigungsventils zum Antreiben eines Verbrennungsmotors. Wenn eine Änderung des Öffnungsgrads des Beschleunigungsventils relativ klein ist, beispielsweise zum Zeitpunkt eines Fahrens mit konstanter Geschwindigkeit, ist der Bewegungsbetrag und die Geschwindigkeit des Ventilelements relativ klein. Wenn außerdem der Verbrennungsmotor über einen langen Zeitraum nicht betrieben wird, bewegt sich das Ventilelement nicht und verbleibt an einer Stelle über einen langen Zeitraum. Für diese Fälle ist ein Gleitzwischenraum zwischen dem Ventilelement und dem Ventilkörper nicht ausreichend mit einem Ölfilm (Kraftstoff für eine Schmierung gefüllt. Insbesondere ist bei der Verwendung eines Kraftstoffs, dessen Viskosität niedriger ist und der eine schwächere Schmiercharakteristik hat, eine angemessene Ausbildung des Ölfilms für die Schmierung eher schwierig, was einen höheren Reibungswiderstand an Gleitflächen zwischen dem Ventilelement und dem Ventilkörper verursacht, so dass die genaue Strömungsmengensteuerung der Vorrichtung nicht erzielt werden kann.

Da des weiteren die Strömungsmengensteuerungsvorrichtung an einer Einlassseite der Kraftstoffeinspritzpumpe eingebaut ist, so dass ein Druck des Öls, der in die Strömungsmengensteuerungsvorrichtung geleitet wird, relativ niedrig ist, wird der Kraftstoff nicht zum Strömen in den Gleitzwischenraum zwischen dem Ventilelement und dem Ventilkörper gezwungen.

In einem Fall, bei dem eine axiale Länge eines zylindrischen äußeren Umfangs des Ventilelements, der an einer zylindrischen inneren Fläche des Ventilkörper gleitet, relativ lang ist, ist ein axial mittlerer Teil des äußeren Umfangs des Ventilelements nicht ausreichend mit Kraftstoff zur Schmierung gefüllt.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strömungsmengensteuerungsvorrichtung mit weniger Abweichungen von Strömungsmengencharakteristiken und bei geringeren Herstellungskosten zu schaffen.

Es ist ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, eine Strömungsmengensteuerungsvorrichtung zu schaffen, bei der ein Ventilelement sich glatt gleitfähig in einem Ventilkörper mit einem geringeren Reibungswiderstand dazwischen bewegt.

Es ist ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, die Strömungsmengensteuerungsvorrichtung mit dem Ventilelement und dem Ventilkörper zu schaffen, deren Konstruktionen einfacher sind.

Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, hat bei einer Vorrichtung zum Steuern einer Strömungsmenge eines Fluids, das zwischen ersten und zweiten Durchgängen strömt, ein Ventilkörper eine zylindrische innere Umfangswand, innerhalb der der erste Fluiddurchgang ausgebildet ist, eine äußere Umfangswand, außerhalb von der der zweite Fluiddurchgang ausgebildet ist, und zumindest eine Verbindungsbohrung, die von der inneren Umfangswand zu der äußeren Umfangswand hindurch dringt. Eine innere Öffnung der Verbindungsbohrung an einer Seite der inneren Umfangswand gelangt in Verbindung mit dem ersten Fluiddurchgang und eine äußere Öffnung der Verbindungsbohrung an einer Seite der äußeren Umfangswand steht in Verbindung mit dem zweiten Fluiddurchgang. Ein säulenförmiges Ventilelement ist gleitfähig innerhalb der inneren Umfangswand angeordnet. Ein Antriebselement verursacht, dass sich das Ventilelement hin- und hergehend in einer Axialrichtung des Ventilkörpers bewegt, so dass eine Fläche der inneren Öffnung, die zu dem ersten Fluiddurchgang geöffnet ist, gemäß Änderungen einer Position des Ventilelements relativ zu dem Ventilkörper variabel ist.

Mit der vorstehend genannten Vorrichtung ist zumindest entweder das Ventilelement oder der Ventilkörper innerhalb von Gleitflächen zwischen dem Ventilelement und dem Ventilkörper mit zumindest einer ringförmigen Vertiefung versehen, die sich in Umfangsrichtung erstreckt.

Da Kraftstoff in der ringförmigen Vertiefung gespeichert wird, dient der Kraftstoff zum Ausbilden eines Ölfilms zur Schmierung in einem Gleitzwischenraum zwischen dem Ventilelement und dem Ventilkörper, so dass ein Reibungswiderstand dazwischen kleiner wird. Demgemäß kann die Vorrichtung die Strömungsmenge des Kraftstoffs genau steuern.

Die ringförmige Vertiefung kann nur an einem äußeren Umfang des Ventilelements, nur an der inneren Umfangswand des Ventilkörpers oder sowohl an dem äußeren Umfang des Ventilelements als auch an der inneren Umfangswand des Ventilkörpers ausgebildet sein.

Des weiteren kann die ringförmige Vertiefung eine Vielzahl von axial beabstandeten Vertiefungen sein. Die Anzahl der Vertiefungen und die axialen Abstände zwischen den Vertiefungen können geeignet gemäß einer axialen Länge des säulenförmigen Ventilelements oder eines Hubs des Ventilelements ermittelt werden.

Als Alternative kann das Ventilelement an einem seiner axialen Enden mit einer kugelförmigen Fläche versehen sein, deren äußerer Umfang senkrecht zu der inneren Umfangswand in einem ringförmigen Linienkontakt mit der inneren Umfangswand steht.

Mit diesem Aufbau wird der Kraftstoff, der zu der Verbindungsbohrung von dem ersten Fluiddurchgang strömt, durch die kugelförmige Fläche des Ventilelements geführt, so dass der Kraftstoff gleichmäßig von dem ersten Fluiddurchgang zu der Verbindungsbohrung ohne wesentliche turbulente Strömung strömt. Demgemäß sind die Herstellungskosten des Ventilelements niedriger.

Es ist vorzuziehen, dass das Ventilelement eine runde Kugel ist. Für diesem Fall steht nur das Ventilelement in ringförmigem Linienkontakt mit der inneren Umfangswand des Ventilkörpers, so dass ein Reibungswiderstand zwischen dem Ventilelement und dem Ventilkörper kleiner ist. Demgemäß ist es nicht notwendig, die ringförmigen Vertiefungen zum Ausbilden des Ölfilms zur Schmierung auszubilden.

Als eine weitere Alternative kann das Ventilelement aus einem säulenförmigen Körper und einem halbkugelförmigen Körper bestehen, die einstückig integriert sind, und steht ein äußerer Umfang des säulenförmigen Körpers, dessen Durchmesser demjenigen des äußeren Umfangs der Kugelfläche gleich ist, die in ringförmigem Linienkontakt mit dem inneren Umfang steht, in Flächenkontakt mit der inneren Umfangswand.

Zum Verringern des Reibungswiderstands zwischen dem äußeren Umfang des säulenförmigen Körpers und der inneren Umfangswand des Ventilkörpers kann der säulenförmige Körper auf halbem Weg zwischen entgegengesetzten axialen Enden davon mit zumindest einer ringförmigen Vertiefung versehen sein, die entlang dem äußeren Umfang davon ausgebildet ist, und/oder kann der Ventilkörper innerhalb der inneren Umfangswand, an der der säulenförmige Körper gleitet, mit zumindest einer ringförmigen Vertiefung versehen sein, die entlang dem inneren Umfang davon ausgebildet ist.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ebenso wie Verfahren zum Betrieb und die Funktion der zugehörigen Teile aus einem Studium der folgenden genauen Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen erkennbar, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden.
Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzsystems mit gemeinsamer Leitung, an dem eine Strömungsmengensteuerungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsteilansicht der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine schematische Gesamtquerschnittsansicht der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung von Fig. 1;
Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsteilansicht einer Strömungsmengensteuerungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzsystems der Bauart mit gemeinsamer Leitung, an dem eine Strömungsmengensteuerungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel eingebaut ist;
Fig. 6 ist eine schematische Querschnittsteilansicht der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung von Fig. 5;
Fig. 7 ist eine schematische Querschnittsgesamtansicht der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung von Fig. 5;
Fig. 8 ist eine schematische Teilansicht mit Sicht von einem Pfeil VIII von Fig. 6;
Fig. 9 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Kraftstoffströmungsmenge und einem Bewegungsbetrag des Ventilelements der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung von Fig. 5 zeigt;
Fig. 10 ist eine weitere schematische Querschnittsteilansicht der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung von Fig. 5;
Fig. 11 ist eine schematische Querschnittsteilansicht der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 12 ist eine schematische Querschnittsteilansicht der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
Bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem der commonrail- Bauart (Bauart mit gemeinsamer Leitung) mit einer Strömungsmengensteuerungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 der Commonrail-Bauart besteht hauptsächlich aus einem Kraftstofftank 2, einer Niederdruckpumpe 10, einer Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20, einer Kraftstoffeinspritzpumpe 60 und einer gemeinsamen Leitung 3. Die Niederdruckpumpe 10, die Strömungsmengensteuerungsvorrichtung und die Kraftstoffeinspritzpumpe 60, die durch eine gepunktete Linie in Fig. 2 umgeben sind, bilden eine integrierte Kraftstoffeinspritzpumpeneinheit 4.
Der Kraftstofftank 2 speichert Kraftstoff bei Normaldruck. Der in dem Kraftstofftank 2 gespeicherte Kraftstoff wird über einen Kraftstoffdurchgang 11 der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 durch die Niederdruckpumpe 10 zugeführt. Wenn der Druck des durch die Niederdruckpumpe zugeführten Kraftstoffs einen vorbestimmten Wert übersteigt, dient ein Rückschlagventil 12, das stromabwärts von der Niederdruckpumpe 10 positioniert ist, zum Rückführen des Kraftstoffs in den Kraftstofftank 2.
Die Kraftstoffeinspritzpumpe 60 hat einen Tauchkolben 61, dessen hin- und hergehende Bewegung verursacht, dass Kraftstoff in einer Druckkammer 62 druckbeaufschlagt wird. Bei der Kraftstoffeinspritzpumpe 60 ist eine Strömungsmenge des ausgestoßenen Kraftstoffs gemäß der Strömungsmenge (Durchflussmenge) des in die Druckkammer 62 geleiteten Kraftstoffs veränderlich. Der Tauchkolben 61 wird angetrieben, um sich nach oben und unten in Fig. 1 zu bewegen, durch einen Nocken 64, der an einer Kurbelwelle 63 eines (nicht gezeigten) Verbrennungsmotors montiert ist und gemeinsam mit der Kurbelwelle 63 gedreht wird. Kraftstoff wird der Druckkammer 62 über die Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20, einem Kraftstoffzufuhrdurchgang 60 und ein Rückschlagventil 65 zugeführt, wenn sich der Tauchkolben 61 nach unten bewegt, und unter Druck aus der Druckkammer 62 über ein Rückschlagventil 66und einen Kraftstoffausstoßdurchgang 68 zu der gemeinsamen Leitung 3 ausgestoßen, wenn sich der Tauchkolben nach oben bewegt.
Die gemeinsame Leitung 3 sammelt den durch die Kraftstoffeinspritzpumpe 60 druckbeaufschlagten Kraftstoff. Einspritzvorrichtungen 5, deren Anzahl derjenigen der Zylinder des Verbrennungsmotors gleich ist, sind mit der gemeinsamen Leitung 3 zum Einspritzen von Kraftstoff, der in der gemeinsamen Leitung 3 gesammelt ist, zu jeweiligen Zylindern verbunden. Die gemeinsame Leitung 3 ist mit einem Kraftstoffrückführdurchgang 13 versehen, durch den überschüssiger Kraftstoff in der gemeinsamen Leitung 3 zu dem Kraftstofftank 2 zurückgeführt wird.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 ist in einem Schaltkreis mit einer ECU 6 verbunden. Die ECU 6 steuert einen Strom beziehungsweise eine Stromstärke, der zu der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung zuzuführen ist, um eine optimale Strömungsmenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffeinspritzpumpe 60 auszustoßen ist, gemäß Eingabesignalen von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen sicherzustellen, wie zum Beispiel einen Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Leitung 3, eine Verbrennungsmotordrehzahl Ne, ein Drosselventilöffnungsgrad (Beschleunigung) α und dergleichen. Des weiteren steuert die ECU 6 jede Öffnungs- und Schließzeitabstimmung von nicht gezeigten Elektromagnetventilen der Einspritzvorrichtungen 5, die mit der gemeinsamen Leitung 3 verbunden sind, so dass die Einspritzzeitabstimmung und -menge des Kraftstoffs eingestellt werden, die auf jeweilige Zylinder aufbringbar sind.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, besteht die Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 aus einem Ventilkörper 21, einem Ventilelement 30, einer Feder 24 und einem elektromagnetischen Antriebselement 40. Die Feder 24 und das elektromagnetische Antriebselement 40 bilden ein Antriebselement. Die Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 ist eine Vorrichtung der normalerweise offenen Bauart, bei der eine Kraftstoffströmung gestattet wird, wenn eine Stromzufuhr zu dem elektromagnetischen Antriebselement 40 anhält.
Der Ventilkörper 21 hat eine innere Umfangswand 25, die im Wesentlichen mit einer zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, zum Aufnehmen des Ventilelements 30, das gleitfähig und hin- und herbewegbar darin ist. Der Ventilkörper 21 ist an Positionen, die in Umfangsrichtung beabstandet sind, mit Verbindungsbohrungen 22 versehen, die radial von der inneren Umfangswand 25 zu einer äußeren Umfangswand 25a hindurchdringen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, steht jede der Verbindungsbohrungen 22 mit dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 67 in Verbindung, durch den Kraftstoff der Kraftstoffeinspritzpumpe 60 zugeführt wird. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist eine Hülse 23 an ein axiales Ende der inneren Umfangswand 25 des Ventilkörpers 21 an einer Seite der Niederdruckpumpe 21, das heißt an einer Seite entgegengesetzt zu dem elektromagnetischen Antriebselement 40 pressgepasst. Die Ilülse 23 ist an seiner Mitte mit einem Verbindungsloch 231 versehen, das mit einem Kraftstoffdurchgang 11 in Verbindung steht.
Das Ventilelement 30 ist im Wesentlichen mit einer Gestalt einer Säule versehen, die eine äußere Umfangswand 33 hat. Das Ventilelement 30 ist an seiner Mitte mit einem Kraftstoffdurchgang 31, durch den entgegengesetzte axiale Enden davon im Wesentlichen miteinander in Verbindung stehen, und an der äußeren Umfangswand 33 an Positionen, die radial beabstandet sind, mit einer Vielzahl von Einstellanschlüssen 32 versehen, die alle mit dem Kraftstoffdurchgang 31 in Verbindung stehen. Das Verbindungsloch 231 der Hülse 23, ein Innenraum 21a der inneren Umfangswand 25 des Ventilkörpers 21 zwischen dem Ventilelement 30 und der Hülse, der Kraftstoffdurchgang 31 und die Einstellanschlüsse 32 bilden einen Fluiddurchgang. Die Verbindung zwischen den Einstellanschlüssen 32 (der Fluiddurchgang) und den Verbindungsbohrungen 22 wird durch Bewegen des Ventilelements 30 nach oben oder nach unten in den Fig. 2 und 3 gestattet oder unterbrochen. Das heißt, dass eine Fläche von jeder Verbindungsbohrung 22, die zu jedem Einstellanschluss 32 geöffnet ist, sich gemäß einer Änderung der relativen Position zwischen dem Ventilelement 30 und dem Ventilkörper 21 ändert, so dass die Strömungsmenge des von dem Kraftstoffdurchgang 11 durch den Fluiddurchgang und die Verbindungsbohrungen 22 zu dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 67 strömenden Kraftstoffs eingestellt werden kann.
Ein Ende der Feder 24 steht in Kontakt mit dem axialen Ende des Ventilelements 30 an einer Seite der Hülse 23 und das andere Ende davon steht in Kontakt mit der Hülse 23. Die Feder 24 spannt das Ventilelement 30 in Richtung auf das elektromagnetische Antriebselement 40 vor.
Die äußere Umfangswand 33, die an der inneren Umfangswand 25 gleitet, ist in Umfangsrichtung mit einer Vielzahl von ringförmigen Vertiefungen 34 (zwei Vertiefungen in diesem Ausführungsbeispiel) versehen, die axial beabstandet sind. Jeder Querschnitt der ringförmigen Vertiefungen 34 ist wie ein Buchstabe V ausgebildet. Eine Anzahl von ringförmigen Vertiefungen 34 und axiale Abstände dazwischen können geeignet gemäß einer axialen Länge der Umfangswand 33 und einem Hub des Ventilelements 30 ermittelt werden.
Jede der ringförmigen Vertiefungen 34 speichert Kraftstoff, der in den Zwischenraum zwischen dem Ventilelement 30 und dem Ventilkörper 21 strömt, wenn das Ventilelement 30 sich axial bewegt. Auch wenn die axiale Länge der äußeren Umfangswand 33 des Ventilelements 30, das durch das elektromagnetische Antriebselement 40 anzutreiben ist, relativ lang ist, ist der Zwischenraum zwischen dem Ventilelement 30 und dem Ventilkörper 21 ausreichend mit dem Ölfilm (Schmierung) gefüllt, so dass der Reibungswiderstand des Gleitkontakts zwischen dem Ventilelement 30 und dem Ventilkörper 21 relativ gering ist.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, hat das elektromagnetische Antriebselement 40 einen Solenoidabschnitt und ein bewegbares Element. Der Solenoidabschnitt besteht aus einem Joch 41, einer Spule 42, einem ersten Stator 43, einem zweiten Stator 44, einer Führung 45 und einer Statorabdeckung 46. Das Joch 41 ist mit einer zylindrischen Gestalt ausgebildet und besteht aus einem magnetischen Werkstoff. Die Spule 42 ist entlang einem inneren Umfang des Jochs 41 angeordnet und mit einem Anschluss 48 eines Verbinders 47 verbunden. Der erste und der zweite Stator 43 und 44 bestehen aus einem magnetischen Werkstoff und sind beispielsweise durch Schweißen mit der Führung 45 verbunden, die aus einem nicht magnetischen Werkstoff besteht. Ein einstückiger Körper des ersten und des zweiten Stators 43 und 44 sowie die Führung 45 sind an einen inneren Umfang der Spule 42 gepasst. Die Statorabdeckung 46 ist an einen inneren Umfang des zweiten Stators 44 pressgepasst.
Der Ventilkörper 21 wird in den inneren Umfang des zweiten Stators 44 eingesetzt und dann wird ein axiales Ende des zweiten Stators 44 gegen den Ventilkörper 21 so gestanzt beziehungsweise gestemmt, dass der Ventilkörper 21 und der zweite Stator 44 in einen Körper integriert sind.
Das bewegbare Element besteht aus einem Anker 52, der aus einem magnetischen Werkstoff besteht, und einer Welle 51, die in den Anker 52 pressgepasst ist. Das bewegbare Element ist gleitfähig innerhalb des ersten und des zweiten Stators 43 und 44 sowie der Führung 45 angeordnet. Entgegengesetzte axiale Enden des bewegbaren Elements sind durch Linearlager 53 beziehungsweise 54 gestützt. Eine Unterlegscheibe 55 ist zwischen einem Stufenabschnitt 431 des ersten Stators 43 und ein axiales Ende des Ankers 52 an einer Seite entgegengesetzt zu dem Ventilelement 30 angeordnet. Die Unterlegscheibe 55 besteht aus einem nicht magnetischen Werkstoff und verhindert, dass der Anker 52 in Richtung auf den ersten Stator 43 angezogen wird.
Wenn die Spule 42 energiebeaufschlagt wird, bildet ein Magnetfeld, das von der Spule 42 erzeugt wird, einen Magnetkreis, der durch den ersten Stator 43, den Anker 52, den zweiten Stator 44 und das Joch 41 gebildet wird. Demgemäß werden die Welle 51 und der Anker 52 in Richtung auf den zweiten Stator 44 angezogen. Ein axiales Ende des Ankers 52 an einer Seite der Statorabdeckung 56 ist abgeschrägt und die Länge eines Spalts zwischen dem Anker 52 und dem zweiten Stator 44 ist gemäß einem Wert einer Magnetkraft veränderlich, die zwischen dem Anker 52 und dem Stator 44 wirkt. Das heißt, dass ein Bewegungsbetrag des Ankers 52 einschließlich der Welle 51 gemäß einem Wert eines Stroms (Stromstärke) variiert, der auf die Spule 42 aufgebracht wird.
Das axiale Ende der Welle 51 an einer Seite der Statorabdeckung 46 steht in Kontakt mit dem axialen Ende des Ventilelements 30 an einer Seite entgegengesetzt zu der Hülse 23, so dass die Bewegungen des Ankers 52 und der Welle 51 verursachen, dass sich das Ventilelement 30 bewegt.
Als Nächstes wird die Kraftstoffströmung in dem Kraftstoffeinspritzsystem 1 beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, führt die Niederdruckpumpe 10 Kraftstoff von dem Kraftstofftank 2 der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 zu. Der Kraftstoff, der zu der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 durch das Verbindungsloch 31 der Hülse 23 zugeführt wird, strömt zu den Einstellanschlüssen 32 durch den Kraftstoffdurchgang 31.
Wenn der Strom nicht auf die Spule 42 aufgebracht ist, wird das Ventilelement 30 in Richtung auf das elektromagnetische Antriebselement 40 durch eine Vorspannkraft der Feder 24 vorgespannt, so dass das axiale Ende des Ventilelements 30 an einer Seite des elektromagnetischen Antriebselements 40 in Kontakt mit einem axialen Ende der Statorabdeckung 46 an einer Seite des Ventilelements 30 steht, so dass die Bewegung des Ventilelements 30 anhält. Zu diesem Zeitpunkt stehen, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die Einstellanschlüsse 32 des Ventilelements 30 vollständig mit den Verbindungsbohrungen 22 des Ventilkörpers 21 in Verbindung. Demgemäß strömt der von dem Kraftstoffdurchgang 11 zugeführte Kraftstoff zu dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 67 durch das Verbindungsloch 231, den Innenraum 21a des Ventilkörpers 21, den Kraftstoffdurchgang 31, die Einstellanschlüsse 32 und die Verbindungsbohrungen 22. Das heißt, dass sich, wenn der Strom, der auf die Spule 42 aufgebracht ist, Null beträgt, der Fluiddurchgang in einem vollständig offenen Zustand befindet.
Wenn der Strom auf die Spule 42 aufgebracht wird, wird der Anker 52 in Richtung auf den zweiten Stator 44 aufgrund des Magnetfelds angezogen, das in der Spule 42 erzeugt wird. Demgemäß bewegt sich die Welle 51 gemeinsam mit dem Anker 52 in Richtung auf das Ventilelement 30. Die Welle 51 schiebt das Ventilelement 30 nach unten in Fig. 2 gegen die Vorspannkraft der Feder 24. Der Bewegungsbetrag des Ankers 52 (der Welle 51) ist proportional einem Wert des auf die Spule 52 aufgebrachten Stroms.
Die nach unten weisende Bewegung des Ventilelements 30 verursacht, dass sich eine Fläche von jeder Verbindungsbohrung 22 verringert, die zu jedem Einstellanschluss 32 geöffnet ist, was eine Verringerung einer Strömungsmenge des Kraftstoffs zur Folge hat, der der Kraftstoffeinspritzpumpe 60 zuzuführen ist. Ein Wert der Fläche von jeder Verbindungsbohrung 22, die zu jedem Einstellanschluss 32 geöffnet sind, ist gemäß einer Position veränderlich, auf welche sich das Ventilelement 30 bewegt, das heißt gemäß einem Wert des Stroms, der auf die Spule 42 aufgebracht wird. Eine Änderung der Fläche von jeder Verbindungsbohrung 22, die zu jedem Einstellanschluss 32 geöffnet sind, verursacht, dass sich eine Strömungsmenge des von dem Kraftstoffdurchgang 11 zu dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 67 strömenden Kraftstoffs ändert, so dass die Strömungsmenge des der Kraftstoffeinspritzpumpe 60 zugeführten Kraftstoffs gesteuert wird.
Der aus dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 67 geleitete Kraftstoff wird über das Rückschlagventil 65 auf die Druckkammer 62 der Kraftstoffeinspritzpumpe 60 aufgebracht, wo der Kraftstoff durch den Tauchkolben 61 druckbeaufschlagt wird. Wenn der Druck der Druckkammer 62 einen gegebenen Wert erreicht, wird das Rückschlagventil 66 geöffnet, so dass der druckbeaufschlagte Kraftstoff zu dem Kraftstoffausstoßdurchgang 68 ausgestoßen wird und dann in einem gespeicherten Zustand in der gemeinsamen Leitung 3 gespeichert wird. Der in der gemeinsamen Leitung 3 gespeicherte Kraftstoff wird von jeder der Einspritzvorrichtung 5 zu jedem Verbrennungsmotorzylinder mit einer gegebenen Zeitabstimmung eingespritzt.
Gemäß dem vorstehend genannten ersten Ausführungsbeispiel sind die Vertiefungen 34 an der äußeren Umfangswand 33 des Ventilelements 30 ausgebildet, so dass die Gleitflächen zwischen dem Ventilkörper 21 und dem Ventilelement 30 aufgrund der Ausbildung des Ölfilms gut geschmiert werden. Wenn beispielsweise die Bewegung des Ventilelements 30 über einen langen Zeitraum aufgrund eines Nicht-Betriebs des Verbrennungsmotors anhält, oder wenn die Bewegung des Ventilelements 30 geringfügig ist oder die Bewegungsgeschwindigkeit des Ventilelements 30 bei einer konstanten Fahrgeschwindigkeit langsam ist, können die Gleitflächen zwischen dem Ventilkörper 21 und dem Ventilelement 30 mit dem Ölfilm bedeckt werden, so dass das Ventilelement 30 gleichmäßig beziehungsweise sanft in dem Ventilkörper 21 gleitfähig ist, was eine genaue Regulierung der Strömungsmenge des Kraftstoffs vorantreibt, der auf die Kraftstoffeinspritzpumpe 60 aufzubringen ist.

Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 4 zeigt einen Ventilkörper 21 einer Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 gemäß einem zweiten . Ausführungsbeispiel.
Der Ventilkörper 21 ist an seiner inneren Umfangswand mit ringförmigen Vertiefungen 26 versehen, die axial beabstandet sind. Jeder Querschnitt der ringförmigen Vertiefungen 26 ist als ein Buchstabe V (V-förmig) ausgebildet. Eine Anzahl der ringförmigen Vertiefungen 26 und axiale Abstände dazwischen können geeignet gemäß einer axialen Länge der äußeren Umfangswand 33 des Ventilelements und einem Hub des Ventilelements 30 ermittelt werden, was dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich ist, bei dem die ringförmigen Vertiefungen 34 an dem Ventilelement 30 vorgesehen sind.
Ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel treiben die ringförmigen Vertiefungen 26 die Bildung des Ölfilms an den Gleitflächen zwischen dem Ventilkörper 21 und dem Ventilelement 30 voran, so dass eine glatte Bewegung des Ventilelements sichergestellt ist.
Die Strömungsmengensteuerungsvorrichtung kann sowohl die ringförmigen Vertiefungen 34, wie sie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, als auch die ringförmigen Vertiefungen 26 haben, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben sind. Die Anzahl der jeweiligen Vertiefungen 34 und 26 und ihre axialen Abstände können geeignet definiert werden.

Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 5 zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem der Bauart mit gemeinsamer Leitung (Commonrail-Bauart) mit einer Strömungsmengensteuerungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 der Bauart mit gemeinsamer Leitung ist demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels außer der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 ähnlich.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, besteht die Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel aus einem Ventilkörper 21, einem Ventilelement 130, einer Feder 24 und einem elektromagnetischen Antriebselement 40. Die Feder 24 und das elektromagnetische Antriebselement 40 bilden ein Antriebselement.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, hat der Ventilkörper 21 eine innere Umfangswand 25, die im Wesentlichen mit einer zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, zum Aufnehmen des Ventilelements 130, das darin gleitfähig und hin- und herbewegbar ist. Der Ventilkörper 21 ist an Positionen, die in Umfangsrichtung beabstandet sind, mit Verbindungsbohrungen 22 versehen, die radial von der inneren Umfangswand 25 zu einem äußeren Umfang 25a davon hindurchdringen. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, steht jede der Verbindungsbohrungen 22 mit dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 67 in Verbindung, durch den Kraftstoff der Kraftstoffeinspritzpumpe 60 zugeführt wird. Wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, ist eine Hülse 23 an ein axiales Ende der inneren Umfangswand 25 des Ventilkörpers 21 an einer Seite der Niederdruckpumpe 21, das heißt an einer Seite entgegengesetzt zu dem elektromagnetischen Antriebselement 40 pressgepasst. Die Hülse 23 ist an ihrer Mitte mit einem Verbindungsloch 231 versehen, das mit einem Kraftstoffdurchgang 11 in Verbindung steht. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist jeder Querschnitt der Verbindungsbohrungen 22 senkrecht zu jeder Achse davon mit einer runden Gestalt ausgebildet.
Das Ventilelement 130 ist eine runde Kugel. Eine äußere Fläche des Ventilelements 130 ist mit einer kugelförmigen Gestalt ausgebildet. Ein Außendurchmesser des Ventilelements 130 ist im Wesentlichen dem Innendurchmesser der inneren Umfangswand 25 des Ventilkörpers 21 gleich. Das Ventilelement 130 steht in Gleitkontakt mit der inneren Umfangswand 25 des Ventilkörpers und ist axial in dem Ventilkörper 21 bewegbar. Eine äußere Umfangslinie des Ventilelements 130, das in Kontakt mit der inneren Umfangswand 25 steht, bildet eine Kontaktlinie 131.
Ein Ende der Feder 24 steht in Kontakt mit dem axialen Ende des Ventilelements 130 an einer Seite der Hülse 23 und das andere Ende davon steht in Kontakt mit der Hülse 23. Die Feder 24 spannt das Ventilelement 130 in Richtung auf das elektromagnetische Antriebselement 40 vor. Ein Innenraum 21a der inneren Umfangswand 25 zwischen dem Ventilelement 130 und der Hülse 23 bildet einen Kraftstoffdurchgang.
Das elektromagnetische Antriebselement 40 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist demjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich.
Ein axiales Ende einer Welle 51 an einer Seite einer Statorabdeckung 46 steht in Kontakt mit einer kugelförmigen Fläche des Ventilelements 130 an einer Seite entgegengesetzt zu der Hülse 23, so dass Bewegungen eines Ankers 52 gemeinsam mit der Welle 51 verursachen, dass sich das Ventilelement 130 bewegt.
Als nächstes wird eine Kraftstoffströmung des Kraftstoffeinspritzsystems 1 beschrieben.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, führt eine Niederdruckpumpe 10 Kraftstoff von einem Kraftstofftank 2 der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 zu. Der zu der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 durch das Verbindungsloch 231 der Hülse 23 zugeführte Kraftstoff strömt zu dem Kraftstoffdurchgang 21a.
Wenn ein Strom nicht auf eine Spule 42 aufgebracht ist, wird das Ventilelement 130 in Richtung auf das elektromagnetische Antriebselement 40 durch eine Vorspannkraft der Feder 24vorgespannt, so dass ein axiales Ende des Ankers 52 an einer Seite des ersten Stators 43 in Kontakt mit dem Stufenabschnitt 431 des ersten Stators 43 steht, so dass die Bewegung des Ventilelements 130 anhält. Zu diesem Zeitpunkt steht, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, die kreisförmige Kontaktlinie 131 des Ventilelements 130 in Kontakt mit der inneren Umfangswand 25 des Ventilkörpers 21 oberhalb von einem höchsten Abschnitt 22a von jeder der Verbindungsbohrungen 22, so dass der Kraftstoffdurchgang 21a vollständig mit den Verbindungsbohrungen 22 des Ventilkörpers 21 in Verbindung steht. Demgemäß strömt von einem Kraftstoffdurchgang 11 zugeführter Kraftstoff zu einem Kraftstoffzufuhrdurchgang 67 durch das Verbindungsloch 231, dem Kraftstoffdurchgang 21a und die Verbindungsbohrungen 22. Das heißt, dass sich, wenn der auf die Spule 42 aufgebrachte Strom Null beträgt, ein Fluiddurchgang von dem Kraftstoffdurchgang 11 zu dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 67 in einem vollständig offenen Zustand befindet.
Wenn der Strom auf die Spule 42 aufgebracht wird, wird der Anker 52 in Richtung auf den zweiten Stator 44 aufgrund des in der Spule 42 erzeugten Magnetfelds angezogen. Demgemäß bewegt sich die Welle 51 gemeinsam mit dem Anker 52 in Richtung auf das Ventilelement 130. Die Welle 51 schiebt das Ventilelement 130 nach unten in Fig. 6 gegen die Vorspannkraft der Feder 24. Der Bewegungsbetrag des Ankers 52 (der Welle 51) ist einem Wert des auf die Spule 42 aufgebrachten Stroms proportional.
Die nach unten weisende Bewegung des Ventilelements 130 verursacht, dass sich eine Fläche von jeder Verbindungsbohrung 22 verringert, die zu dem Kraftstoffdurchgang 21a geöffnet ist, was eine Verringerung der Strömungsmenge des Kraftstoffs zur Folge hat, der der Kraftstoffeinspritzpumpe 60 zuzuführen ist. Ein Wert der Fläche von jeder Verbindungsbohrung 22, die zu dem Kraftstoffdurchgang 21a geöffnet ist, ist gemäß einer Position, auf die sich das Ventilelement 130 bewegt, das heißt gemäß einem Wert des auf die Spule 42 aufgebrachten Stromes veränderlich. Eine Änderung der Fläche von jeder Verbindungsbohrung 22, die zu dem Kraftstoffdurchgang 21a geöffnet ist, verursacht, dass sich die Strömungsmenge des Kraftstoffes ändert, der von dem Kraftstoffdurchgang 11 zu dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 67 strömt, so dass die Strömungsmenge des zu der Kraftstoffeinspritzpumpe 60 zugeführten Kraftstoffes gesteuert wird.
Wenn, wie in Fig. 10 gezeigt ist, das Ventilelement 130 weitergehend nach unten bewegt wird, gelangt die kreisförmige Kontaktlinie 131 des Ventilelementes 130 in Kontakt mit der inneren Umfangswand 25 des Ventilkörpers 21 unterhalb von einer untersten Position 22b von jeder der Verbindungsbohrungen 22, so dass die Kraftstoffströmung von dem Kraftstoffdurchgang 21a zu den Verbindungsbohrungen 22 unterbrochen wird.
Der aus dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 67 geleitete Kraftstoff wird über ein Rückschlagventil 65 zu einer Druckkammer 62 der Kraftstoffeinspritzpumpe 60 aufgebracht, wo der Kraftstoff durch den Tauchkolben 61 druckbeaufschlagt wird. Wenn der Druck der Druckkammer 62 einen gegebenen Wert erreicht, wird das Rückschlagventil 66 geöffnet, so dass der druckbeaufschlagte Kraftstoff zu dem Kraftstoffausstoßdurchgang 68 ausgestoßen wird und dann in einem gesammelten Zustand in der gemeinsamen Leitung 3 gespeichert wird. Der in der gemeinsamen Leitung 3 gespeicherte Kraftstoff wird von jeder der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 5 zu jedem Verbrennungsmotorzylinder bei einer gegebenen Zeitabstimmung eingespritzt.
Da gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel das Ventilelement 130 die runde Kugel ist, wird der Kraftstoff, der von den Verbindungsbohrungen 22 von dem Kraftstoffdurchgang 21a strömt, durch die kugelförmige Fläche des Ventilelementes 130 geführt, so dass der Kraftstoff gleichmäßig beziehungsweise sanft von dem Kraftstoffdurchgang 21a zu den Verbindungsbohrungen 22 ohne eine wesentliche turbulente Strömung geführt wird, auch wenn die Einstellanschlüsse 32 nicht innerhalb des Ventilelementes 30 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind. Demgemäß sind die Herstellungskosten des Ventilelementes 130 geringer.
Des Weiteren gleitet nur die kreisförmige Kontaktlinie 131 des Ventilelementes 130 an der inneren Umfangswand 25 des Ventilkörpers 21, so dass ein Reibungswiderstand zwischen dem Ventilelement 130 und dem Ventilkörper 21 kleiner ist. Demgemäß ist es nicht notwendig, die ringförmigen Vertiefungen 34 zum Ausbilden des Ölfilms zur Schmierung auszubilden, wie es in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Auch wenn des Weiteren jede Gestalt der Verbindungsbohrungen 22 rund ist, wie Fig. 8 klar entnehmbar ist, zeigt die Strömungsmenge des Kraftstoffs, der aus der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung ausströmt, eine nicht lineare Charakteristik bezüglich der axialen Bewegung des Ventilelementes 130, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Die runden Verbindungsbohrungen 22 können im Vergleich mit den herkömmlichen Verbindungsbohrungen, die alle eine komplizierte Gestalt haben, einfach hergestellt werden.

Viertes Ausführungsbeispiel

Fig. 11 zeigt einen Teil einer Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Eine Gestalt eines Ventilelementes 80 der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist von dem Ventilelement 30 oder 131 gemäß dem ersten oder dem dritten Ausführungsbeispiel verschieden.
Das Ventilelement 80 besteht aus einem kugelförmigen Abschnitt 81 und einem säulenförmigen Abschnitt 82, wie in einen Körper integriert sind. Der kugelförmige Abschnitt 81 ist in der Gestalt einer Halbkugel ausgebildet, deren Außendurchmesser im Wesentlichen einem Innendurchmesser einer inneren Umfangswand 25 des Ventilkörpers 21 gleich ist. Ein Außendurchmesser des Säulenabschnitts 82 ist ebenso im Wesentlichen dem Innendurchmesser einer inneren Umfangswand 25 eines Ventilkörpers 21 gleich. Der Säulenabschnitt 82 bewegt sich gleitfähig und hin- und hergehend an der inneren Umfangswand 25 des Ventilkörpers 21.
Das Ventilelement 80 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel dient dazu, den Kraftstoff von einem Kraftstoffdurchgang 21a zu Verbindungsbohrungen 22 aufgrund des kugelförmigen Abschnitts 81, der an einem axialen Ende davon ausgebildet ist, gleichmäßig beziehungsweise sanft zu führen.
Wenn des Weiteren der Säulenabschnitt 82 in Kontakt mit der inneren Umfangswand 25 des Ventilkörpers 21 unterhalb eines untersten Abschnitts 22b von jeder der Verbindungsbohrungen 22 gelangt, kann die Kraftstoffströmung von dem Kraftstoffdurchgang 21a zu den Verbindungsbohrungen 22 im Vergleich mit dem dritten Ausführungsbeispiel sicherer unterbrochen werden.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Fig. 12 zeigt einen Teil einer Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
Ein Ventilelement 80 der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel hat eine ringförmige Vertiefung 83, die entlang einem äußeren Umfang des Säulenabschnitts 82 des Ventilelementes 80 ausgebildet ist, wie in dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Die ringförmige Vertiefung 83 dient dazu, Gleitflächen zwischen dem Säulenabschnitt 82 und der inneren Umfangswand 25 zu schmieren, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Die ringförmige Vertiefung 83 kann an der inneren Umfangswand 25 anstelle oder zusätzlich zu dem Säulenabschnitt 82 ausgebildet sein. Die ringförmige Vertiefung 83 kann eine Vielzahl von Vertiefungen sein.
In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen kann die Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 eine Bauart sein, die normalerweise geschlossen ist, bei der eine Verbindung zwischen dem Kraftstoffdurchgang 11 und dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 67 vollständig unterbrochen ist, wenn ein Strom nicht auf die Spule 42 aufgebracht ist.
Bei der Strömungsmengensteuerungsvorrichtung 20 ist somit das säulenförmige Ventilelement 30 gleitfähig an einer zylindrischen inneren Umfangswand 25 eines Ventilkörpers 21 angeordnet. Das Ventilelement ist entlang einem äußeren Umfang davon mit zwei ringförmigen Vertiefungen 34 versehen. In den ringförmigen Vertiefungen gespeicherter Kraftstoff dient dazu, einen Ölfilm zum Schmieren in einem Gleitzwischenraum zwischen dem Ventilelement und dem Ventilkörper zu bilden, so dass ein Reibungswiderstand dazwischen kleiner ist und das Ventilelement an dem Ventilkörper sanft beziehungsweise gleichmäßig gleitet. Demgemäß kann die Vorrichtung die Strömungsmenge des Kraftstoffes genau steuern.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern einer Strömungsmenge einer Fluidströmung zwischen ersten und zweiten Fluiddurchgängen mit:
einem Ventilkörper (21), der eine zylindrische innere Umfangswand (25), innerhalb der der erste Fluiddurchgang ausgebildet ist, eine äußere Umfangswand (25a), außerhalb von der der zweite Fluiddurchgang ausgebildet ist, und eine Verbindungsbohrung (22) hat, die von der inneren Umfangswand zu der äußeren Umfangswand hindurchdringt, einer inneren Öffnung der Verbindungsbohrung an einer Seite der inneren Umfangswand, die in Verbindung mit dem ersten Fluiddurchgang gelangt, und einer äußeren Öffnung der Verbindungsbohrung an einer Seite der äußeren Umfangswand, die mit dem zweiten Fluiddurchgang in Verbindung steht;
einem säulenförmigen Ventilelement (30), das gleitfähig innerhalb der inneren Umfangswand angeordnet ist; und
einem Antriebselement (40, 23), das verursacht, dass sich das Ventilelement in eine axiale Richtung des Ventilkörpers hin- und herbewegt, dass eine Fläche der inneren Öffnung, die zu dem ersten Fluiddurchgang geöffnet ist, gemäß Änderungen einer Position des Ventilelementes relativ zu dem Ventilkörper veränderlich ist,
wobei zumindest entweder das Ventilelement oder der Ventilkörper innerhalb von Gleitflächen zwischen dem Ventilelement und dem Ventilkörper mit zumindest einer ringförmigen Vertiefung (34, 26) versehen ist, die sich in Umfangsrichtung erstreckt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Vertiefung (34) an einem äußeren Umfang des Ventilelements ausgebildet ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Vertiefung (26) an der inneren Umfangswand des Ventilkörpers ausgebildet ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Vertiefung (34, 26) sowohl an einem äußeren Umfang des Ventilelementes als auch an der inneren Umfangswand des Ventilkörpers ausgebildet ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Vertiefung (34, 26) eine Vielzahl von Vertiefungen ist, die axial beabstandet sind.

6. Vorrichtung zum Steuern einer Strömungsmenge einer Fluidströmung zwischen ersten und zweiten Fluiddurchgängen mit:
einem Ventilkörper (21), der eine zylindrische innere Umfangswand (25), innerhalb der der erste Fluiddurchgang ausgebildet ist, eine äußere Umfangswand (25a), außerhalb von der der zweite Fluiddurchgang ausgebildet ist, und eine Verbindungsbohrung (22) hat, die von der inneren Umfangswand zu der äußeren Umfangswand hindurchdringt und deren Querschnitt senkrecht zu ihrer Achse mit einer kreisförmigen Gestalt ausgebildet ist, einer inneren Öffnung der Verbindungsbohrung an einer Seite der inneren Umfangswand, die in Verbindung mit dem ersten Fluiddurchgang gelangt, und einer äußeren Öffnung der Verbindungsbohrung an einer Seite der äußeren Umfangswand, die mit dem zweiten Fluiddurchgang in Verbindung steht;
einem Ventilelement (130, 80), das gleitfähig innerhalb einer inneren Umfangswand angeordnet ist, an einem seiner axialen Enden mit einer kugelförmigen Fläche versehen ist, deren Außenumfang senkrecht zu der inneren Umfangswand in einem ringförmigen Linienkontakt mit der inneren Umfangswand steht; und
einem Antriebselement (40, 24), das verursacht, dass sich das Ventilelement in eine axiale Richtung des Ventilkörpers hin- und herbewegt, so dass eine Fläche der inneren Öffnung, die zu dem ersten Fluiddurchgang geöffnet ist, gemäß Änderungen einer Position des Ventilelementes relativ zu dem Ventilkörper veränderlich ist.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement eine runde Kugel (30) mit einer kugelförmigen Fläche aufweist.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement einen säulenförmigen Körper (82) und einen halbkugelförmigen Körper (81) aufweist, die einstückig integriert sind, und wobei ein äußerer Umfang des säulenförmigen Körpers, dessen Durchmesser demjenigen des äußeren Umfangs der kugelförmigen Fläche gleich ist, die in ringförmigem Linienkontakt mit dem inneren Umfang steht, in Flächenkontakt mit der inneren Umfangswand steht.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der säulenförmige Körper auf halbem Weg zwischen entgegengesetzten axialen Enden davon mit zumindest einer ringförmigen Vertiefung (83) versehen ist, die entlang dem äußeren Umfang davon ausgebildet ist.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper innerhalb der inneren Umfangswand, an der der säulenförmige Körper gleitet, mit zumindest einer ringförmigen Vertiefung (83) versehen ist, die entlang dem inneren Umfang davon ausgebildet ist.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement eine magnetische Spule (42) aufweist, auf die ein Strom zum Antreiben des Ventilelements aufgebracht wird, und wobei, wenn der Strom nicht darauf aufgebracht wird, das Ventilelement an einer Position beruht, bei der eine Verbindung zwischen der inneren Öffnung und dem ersten Fluiddurchgang gestattet ist, und gemäß einer Erhöhung des Stroms, der darauf aufgebracht wird, sich das Ventilelement in eine Richtung zum Unterbrechen der Verbindung zwischen der inneren Öffnung und dem ersten Fluiddurchgang bewegt.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbohrung (22) eine Vielzahl von Löchern ist, die in Umfangsrichtung mit gegebenen Abständen an dem Ventilkörper angeordnet sind und deren äußere Öffnungen jeweils mit dem zweiten Fluiddurchgang in Verbindung stehen.