DE19859475A1 - Kartuschensteuerventil mit oben befestigtem Elektromagneten und flachem Ventilsitz für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents

Kartuschensteuerventil mit oben befestigtem Elektromagneten und flachem Ventilsitz für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number
DE19859475A1
DE19859475A1 DE19859475A DE19859475A DE19859475A1 DE 19859475 A1 DE19859475 A1 DE 19859475A1 DE 19859475 A DE19859475 A DE 19859475A DE 19859475 A DE19859475 A DE 19859475A DE 19859475 A1 DE19859475 A1 DE 19859475A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
valve member
passage
knife edge
flat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19859475A
Other languages
English (en)
Inventor
Dana R Coldren
Ching W Jaw
Charles D Ellenbecker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of DE19859475A1 publication Critical patent/DE19859475A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/023Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive mechanical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366Valves being actuated electrically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46Valves
    • F02M59/466Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen und insbesondere auf Steuerventile für Brennstoffein­ spritzvorrichtungen.
Beispiele von elektronisch gesteuerten Kartuschensteuer­ ventilen für Brennstoffeinspritzvorrichtungen sind ge­ zeigt im US-Patent 5 494 219 von Maley und anderen, im US-Patent 5 407 131 von Maley und anderen, im US-Patent 4 869 462 von Logie und anderen und im US-Patent 4 717 118 von Potter. Bei jedem dieser Beispiele weist die Einspritzvorrichtung einen mechanisch betätigten Brennstoffpumpstößel und eine elektronisch betätigte Brennstoffdrucksteuerventilanordnung auf. Die Drucksteu­ erventilanordnung weist ein elektromagnet-betätigtes Sitzventil auf, welches den Brennstoffdruck in der Ein­ spritzvorrichtung steuert, um die Brennstoffeinspritzlie­ ferung zu steuern. Es wird ermöglicht, daß der Brenn­ stoffdruck steuerbar innerhalb der Einspritzvorrichtung entwickelt bzw. aufgebaut wird, und zwar durch elektri­ sche Betätigung der Drucksteuerventilanordnung. Es wird steuerbar verhindert, daß sich der Brennstoffdruck inner­ halb der Einspritzvorrichtung entwickelt durch keine elektrische Betätigung des Drucksteuerventils, so daß der Brennstoff durch einen Rücklaufdurchlaß überlaufen kann, während der Stößel einen Teil seines Pumphubes ausführt.
Bei solchen elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritz­ vorrichtungen bewegt der Anker der Drucksteuerventil­ anordnung das Sitzventil in eine Richtung, bis es mit ei­ nem Ventilsitz in Eingriff kommt, und hält das Sitzventil in seiner geschlossenen Position, um zu ermöglichen, daß sich der Brennstoffdruck in der Einspritzvorrichtung ent­ wickelt, was schließlich eine Brennstoffeinspritzung zur Folge hat. Am Ende des Brennstoffeinspritzzyklus wird der Elektromagnet entregt, bzw. abgeschaltet, und eine Rück­ stellfeder bewegt das Sitzventilglied weg vom Ventilsitz, was das Sitzventilglied in seiner offenen Position zu­ rückbringt, was die Entwicklung von Brennstoffdruck durch Überlauf des Brennstoffes zurück zu einem Brennstoffre­ servoir verhindert.
Mit Bezug auf die früher erwähnten Patente von Maley und andern haben diese einen Durchbruch bei Patronen- bzw. Kartuschensteuerventilen erreicht, und zwar durch die An­ wendung eines Ventilgliedes mit einer ringförmigen Mes­ ser- bzw. Klingenkante, die gegen einen flachen Ventil­ sitz sitzt. Der Vorteil dieser Dichtung mit einer Messer- bzw. Klingenkante auf einem flachen Sitz ist, daß weniger Kraft erforderlich ist, um das Ventil bei einem gegebenen Druck geschlossen zu halten, und daß sie sich auch mit geringerer Kraft öffnet als die konisch sitzenden Sitz­ ventilglieder des Standes der Technik. Zusätzlich erfor­ dert die Konstruktion mit flachem Sitz eine geringere Ventilgliedhubbewegung als herkömmliche konische Ventil­ sitze, um einen gegebenen Flußquerschnitt über den Sitz für einen gegebenen Ventilglieddurchmesser zu erreichen.
Obwohl die Steuerventile von Maley und anderen diese Vor­ teile erreicht haben, bleibt Raum für Verbesserungen. Beispielsweise muß die Elektromagnetspule bei dem '131- Patent von Maley und anderen innerhalb des Ventilkörpers eingebettet werden, was die Größe der Spule und entspre­ chend die Kraft, die sie erzeugen kann, einschränkt. Eine Innovation, die die Verbesserung einer größeren Spule in Verbindung mit dem flachen Sitz von Maley und anderen ge­ stattet, könnte weiter die Leistung der Steuerventile verbessern. Zusätzlich bleibt Raum für Verbesserungen bei der Senkung der Gesamtanzahl der Teile in der Steuerven­ tilanordnung, genauso wie bei der Einfachheit, mit der die Teile in einer Produktionsumgebung montiert werden können. Schließlich wäre irgendeine Innovation, die die Anzahl der Komponenten verringern würde, die hohem Druck ausgesetzt sind, auch eine Verbesserung sein, da die Ver­ ringerung der Anzahl der Komponenten, die hohem Druck ausgesetzt sind, die Robustheit und die Arbeitslebensdau­ er des Steuerventils verbessert.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die Pa­ tronen- bzw. Kartuschensteuerventile des Standes der Technik zu verbessern.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels weist ein Steuerventil einen Ventilkörper auf, der einen Einlaßdurchlaß defi­ niert, der von einem Auslaßdurchlaß durch einen flachen Ventilsitz getrennt ist. Ein Elektromagnet ist an dem Ventilkörper angebracht. Ein Ende eins Ventilgliedes ist in dem Ventilkörper positioniert, und das andere Ende ist an dem Elektromagneten angebracht. Das Ventilglied be­ sitzt eine ringförmige Messerkantenventilfläche, die zwi­ schen dem einen Ende und dem anderen Ende gelegten ist. Das Ventilglied ist aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegbar, und zwar durch Erregung des Elektromagneten. Die ringförmige Klingen- bzw. Messerkan­ tenventilfläche bewegt sich weg von dem flachen Ventil­ sitz, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaßdurchlaß zu öffnen, wenn das Ventilglied in seiner ersten Position oder sei­ ner zweiten Position ist. Die ringförmige Messerkanten­ ventilfläche sitzt gegen den flachen Ventilsitz, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaßdurchlaß zu schließen, wenn das Ventilglied in der anderen seiner ersten Position und seiner zweiten Position ist.
Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels ist die ring­ förmige Messerkantenventilfläche entfernt von dem flachen Ventilsitz, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaßdurchlaß zu öffnen, wenn das Ventilglied ist seiner ersten Position ist. Die ringförmige Messerkantenventilfläche sitzt gegen den flachen Ventilsitz, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaß­ durchlaß hin zu schließen, wenn das Ventilglied in seiner zweiten Position ist. Schließlich ist eine Druckfeder in den Ventilkörper positioniert und betreibbar, um das Ven­ tilglied in seine erste Position vorzuspannen.
Gemäß noch eines weiteren Ausführungsbeispiels der vor­ liegenden Erfindung weist eine Brennstoffeinspritzvor­ richtung einen Einspritzvorrichtungskörper auf, der einen Düsenauslaß und eine Patronen- bzw. Kartuschenöffnung de­ finiert, und der weiter einen Überlaufdurchlaß und einen Rückflußdurchlaß definiert, die sich in die Kartuschen­ öffnung öffnen. Ein Kartuschensteuerventil mit einem Ven­ tilkörper ist in der Kartuschenöffnung aufgenommen und an dem Einspritzvorrichtungskörper angebracht. Der Ventil­ körper definiert einen Einlaßdurchlaß, der vom Auslaß­ durchlaß durch einen flachen Ventilsitz getrennt ist. Der Einlaßdurchlaß öffnet sich zum Überlaufdurchlaß und der Auslaßdurchlaß öffnet sich zum Rückflußdurchlaß. Ein Elektromagnet ist an dem Ventilkörper angebracht. Ein En­ de des Ventilgliedes ist in dem Ventilkörper positio­ niert, und ein entgegengesetztes Ende ist an dem Elektro­ magneten angebracht. Das Ventilglied besitzt eine ring­ förmige Messerkantenventilfläche zwischen einem Ende und dem entgegengesetzten Ende. Das Ventilglied ist aus einer ersten Position in eine zweite Position durch Erregung des Elektromagneten bewegbar. Die ringförmige Messerkan­ tenventilfläche liegt weg vom flachen Ventilsitz, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaßdurchlaß zu öffnen, wenn das Ventilglied in einer von seiner ersten Position und sei­ ner zweiten Position ist. Die ringförmige Messerkanten­ ventilfläche sitzt gegen den flachen Ventilsitz, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaßdurchlaß hin zu schließen, wenn das Ventilglied in der anderen seiner ersten Position und seiner zweiten Position ist.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, welches ein me­ chanisch betätigtes elektronisch gesteuertes Brennstoffeinspritzsystem veranschaulicht.
Fig. 2 ist eine Ansicht einer Brennstoffeinspritzvor­ richtung, die ein Kartuschensteuerventil gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Er­ findung vorsieht.
Fig. 3 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Kar­ tuschensteuerventils gemäß der vorliegenden Er­ findung.
Fig. 4 ist eine bruchstückhafte Schnittansicht, die einen flachen Sitz und eine Messerkantenven­ tilfläche gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Elemente für Merkmale in allen Zeichnungen.
Mit Bezug auf Fig. 1 ist ein Brennstoffeinspritzsystem 10 veranschaulicht, welches für einen direkt einspritzenden Dieselzyklus-Verbrennungsmotor mit einer Anzahl von Kol­ ben geeignet ist, von denen nur einer gezeigt ist, d. h. der Kolben 6. Jeder Motorkolben und der entsprechende Mo­ torzylinder hätte eine unterschiedliche bzw. eigene Brennstoffeinspritzvorrichtung 14. Jeder Motorkolben 6 bewegt sich in einem getrennten Zylinder 7 hin und her, und zwar aufgrund der Drehung der Motornocken- bzw. -kurbelwelle 5 in herkömmlicher Weise. Die Nockenwelle 5 dreht auch eine Nocke 8, die auf einen Mitnehmer 17 von jeder Einspritzvorrichtung 14 wirkt, um mechanisch die Einspritzvorrichtungen mit jeder Umdrehung des Motors zu betätigen.
Das Brennstoffeinspritzsystem 10 weist eine Brennstoff­ quelle oder einen Tank 20 auf. Brennstoff wird aus dem Brennstofftank 20 durch eine Transfer- bzw. Übertragungs- oder Benzinpumpe 22 mit relativ niedrigem Druck gezogen, die den Brennstoff durch einen oder mehrere Brennstoffil­ ter 21 zum Brennstoffeinlaß 13 von jeder Einspritzvor­ richtung 14 fördert. Mit jeder Umdrehung der Nocke 8 treibt der Mitnehmer 17 einen Pumpkolben 18 in der Pump­ kammer 19 nach unten. Die Pumpkammer 19 ist mit einem Überlaufdurchlaß 25 und einer Düsenkammer 29 innerhalb der Einspritzvorrichtung 14 verbunden. Wenn der Brenn­ stoffdruck innerhalb der Pumpkammer 19 über einem Venti­ löffnungsdruck ist, öffnet sich das Nadelrückschlagventil 16 und Brennstoff beginnt in dem Zylinder 7 durch den Dü­ senauslaß 15 zu sprühen. Es wird verhindert, daß der Brennstoff den Ventilöffnungsdruck erreicht, solange der Überlaufdurchlaß 25 offen ist.
Der Überlaufdurchlaß 25 ist mit einem Einlaßdurchlaß 32 des Kartuschensteuerventils 30 verbunden. Ein Auslaß­ durchlaß 35 vom Kartuschensteuerventil 30 ist mit einem Rücklaufdurchlaß 27 verbunden, der wiederum zurück zum Brennstofftank 20 zur Rückzirkulation bzw. Rückleitung verbunden ist. Die Brennstoffeinspritzung wird gesteuert durch Öffnen und Schließen des Kartuschensteuerventils 30, um die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Einlaß­ durchlaß 32 und dem Auslaßdurchlaß 35 zu öffnen und zu schließen. Dieses Öffnen und Schließen des Kartuschen­ steuerventils 30 wird gesteuert durch ein herkömmliches elektronisches Steuermodul 11, was die Erregung oder Entregung eines Elektromagneten 60 über eine Kommunikati­ ons- bzw. Nachrichtenleitung 12 in herkömmlicher Weise anweist.
Mit Bezug auf Fig. 2 ist eine beispielhafte Einspritzvor­ richtung 14 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschau­ licht. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 14 weist einen Einspritzvorrichtungskörper 24, einen Brennstoffeinlaß 13, einen Düsenauslaß 15 und eine Kartuschenöffnung 26 auf, die in dem Einspritzvorrichtungskörper 24 ausgebildet ist. Ein Kartuschensteuerventil 30 ist in einer Kartu­ schenöffnung 26 aufgenommen und an dem Einspritzvorrich­ tungskörper 24 befestigt.
Mit Bezug auf Fig. 3 ist die innere Struktur des Kartu­ schensteuerventils 30 veranschaulicht. Das Kartuschen­ steuerventil 30 weist einen Ventilkörper auf, der aus ei­ ner Vielzahl von im allgemeinen zylindrisch geformten Körperkomponenten 40, 41 und 43 besteht, die aneinander in einer in der Technik wohl bekannten Weise angebracht sind. In diesem Fall werden die Ventilkörperkomponenten 42 und 43 durch eine Vielzahl von Befestigungsmitteln zu­ sammengehalten, von denen nur eines gezeigt ist, d. h. das Befestigungsmittel 75. Wenn das Steuerventil 30 in die Kartuschenöffnung 26 geschraubt wird, wird die Ventilkör­ perkomponente 41 gegen die Unterseite der Ventilkörper­ komponente 42 gehalten. Wenn das Kartuschensteuerventil 30 an dem Einspritzvorrichtungskörper 24 angebracht ist, wird sein Einlaßdurchlaß 32 mit einem Überlaufdurchlaß 25 verbunden, der mit der Pumpenkammer innerhalb der Ein­ spritzvorrichtung, wie zuvor besprochen, verbunden ist. Auch wird ein ringförmiger Auslaßdurchlaß 35 mit einem Rücklaufdurchlaß 27 verbunden. Ein Sitzventilglied 65 ist innerhalb des Ventilkörpers befestigt und bewegt sich hin und her, und zwar zwischen einer offenen Position, in der der ringförmige Auslaßdurchlaß 35 zum Einlaßdurchlaß 32 über einen vertikalen Auslaßdurchlaß 33 und eine Vielzahl von horizontalen Auslaßdurchlässen 34 geöffnet ist, von denen nur einer gezeigt ist. Das Sitzventilglied 65 kann auch in eine geschlossene Position bewegt werden, in der der Einlaßdurchlaß 32 zum ringförmigen Auslaßdurchlaß 35 durch Erregung des Elektromagneten 60 geschlossen wird.
Die verschiedenen Körperkomponenten des Kartuschensteuer­ ventils 30 sind vorzugsweise aneinander in einer Weise angebracht, die gegen eine Brennstoffleckage aus dem Kar­ tuschensteuerventil 30 abdichtet. Der Ventilkörper defi­ niert einen Elektromagnethohlraum 50, innerhalb dem ein Elektromagnet 60 befestigt ist. Der Elektromagnet 60 weist einen Anker 61 und eine Spule 69 auf und ist mit einer Leistungsquelle über externe elektrische Kontakte 62 in herkömmlicher Weise verbunden. Die nach oben ge­ kehrte Messerkante 68 gestattet es, daß der Anker 61 zwi­ schen der Spule 69 und dem Ventilglied 65 entlang der Mittellinie 32 positioniert ist. Das Sitzventilglied 65 ist an einem Ende 77 am Anker 61 des Elektromagneten 60 über eine herkömmliche Schraube 67 angebracht. Das andere Ende 78 des Sitzventilgliedes 65 bewegt sich in der Füh­ rungsbohrung 51. In diesem beispielhaften Ausführungsbei­ spiel weist das Sitzventilglied 65 einen oberen Teil 63 auf, der an einem unteren Teil 64 durch eine herkömmliche Gewindeanbringung befestigt ist. Das zweiteilige Sitzven­ tilglied erleichtert die Herstellung und Montage des sel­ bigen. Ein Zumeßdurchlaß 54 erstreckt sich zwischen dem Elektromagnethohlraum 50 und dem ringförmigen Auslaß­ durchlaß 35, so daß der Elektromagnethohlraum 50 befeuch­ tet ist, jedoch gegen eine Leckage zum Äußeren des Kartu­ schensteuerventils 30 in herkömmlicher Weise abgedichtet ist, wie beispielsweise durch Verwendung von O-Ringen usw.
Eine Rückstellfeder 70 spannt normalerweise das Sitzven­ tilglied 65 in seine offene Position nach unten vor. Die Abwärtskraft der Rückstellfeder 70 kann während der Her­ stellung des Kartuschensteuerventils 30 durch Anwendung eines (nicht gezeigten) Trimm- bzw. Einstellabstandshal­ ters in herkömmlicher Weise eingestellt werden. Ein Wegabstandshalter 71 stellt den Weg- bzw. Laufabstand des Sitzventilglieds 65 in herkömmlicher Weise ein.
Mit Bezug auf Fig. 4 wird die Ventilkörperkomponente 41 bearbeitet bzw. hergestellt, um eine relativ flache ring­ förmige Sitzfläche 58 aufzuweisen, die einen Teil eines Überlaufhohlraums 52 definiert. Hochdruckstöpsel 45 und 46 werden in die Durchlaßwege innerhalb der Ventilkörper­ komponente 41 eingeführt, um den Hochdrucküberlaufhohl­ raum 52 vor einer Leckage in herkömmlicher Weise abzu­ dichten. Das Sitzventilglied 65 ist bearbeitet bzw. her­ gestellt, um eine ringförmige Messerkante 68 aufzuweisen, die zwischen seinen entgegengesetzten Enden positioniert ist, die den Überlaufhohlraum 52 zum vertikalen Durchlaß 33 verschließt, wenn sie gegen den flachen Ventilsitz 58 sitzt. Somit spannt die Rückstellfeder 70 normalerweise die ringförmige Messerkante 68 weg von der flachen Sitz­ fläche 58 wie in Fig. 4 gezeigt vor; wenn jedoch der Elektromagnet 60 erregt wird, wird das Sitzventilglied 65 nach oben gezogen, um die ringförmige Messerkante 68 ge­ gen die flache Sitzfläche 58 sitzen zu lassen bzw. zu drücken, um die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Einlaßdurchlaß 32 und den Auslaßdurchlässen 33, 34 und 35 zu schließen. Das Sitzventilglied 65 wird in seiner Bewe­ gung geführt durch Bemessen eines Teils des unteren Teils 64, um gleitend in einer engen Toleranz in die Führungs­ bohrung 51 zu passen, die in der Ventilkörperkomponente 41 ausgeführt ist. Das Sitzventilglied 65 ist vorzugswei­ se hydraulisch ausbalanciert, so daß außer bei Strömungs­ mitteldruckgradienten die einzigen Kräfte, die auf das Sitzventilglied 65 wirken, von dem Elektromagneten 60 und der Rückstellfeder 70 herrühren sollten.
Die vorliegende Erfindung findet potentielle Anwendung bei irgendeinem elektromagnetbetätigten Steuerventil. Das Steuerventil der vorliegenden Erfindung ist insbesondere anwendbar zur Anwendung bei elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzvorrichtungen, die die Einspritzzeit­ steuerung und den Massenfluß durch gesteuerten Überlauf des Brennstoffes unter Verwendung eines Steuerventils steuern. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere ge­ eignet als ein Kartuschen- bzw. Patronensteuerventil für die mechanisch betätigten elektronisch gesteuerten Brenn­ stoffeinspritzvorrichtungen der Bauart, wie sie von Ca­ terpillar, Inc., Peoria, Illinois hergestellt werden.
Da die vorliegende Erfindung einen oben befestigten E- Rahmen-Elektromagneten einsetzen kann, ist mehr Raum für eine größere Spule verfügbar. Dies wiederum gestattet, daß der Elektromagnet eine größere Magnetkraft erzeugt, um eine schnellere Betätigung des Sitzventilgliedes zu erzeugen. Der oben befestigte Elektromagnet der vorlie­ genden Erfindung senkt auch die Komplexität der elektri­ schen Verkabelung, die notwendig ist, um den Elektroma­ gneten mit einer externen Leistungsquelle zu verbinden, da keine internen elektrischen Verbindung und Verdrahtun­ gen durch die inneren Teile des Ventilkörpers notwendig sind. Dies wiederum senkt nicht nur die Gesamtzahl der Teile in dem Steuerventil sondern verbessert auch die Ro­ bustheit und die Arbeitslebensdauer desselben. Die vor­ liegende Erfindung weist auch den Vorteil auf, nur eine einzige Hochdruckventilkörperkomponente 41 in Verbindung mit einem flachen Sitz zu verwenden, währen die Ventile des Standes der Technik oft zwei Ventilkörperkomponenten erfordern, die in dichtender Anordnung in den Hochdruck­ gebieten innerhalb des Ventilkörpers zusammengehalten werden.
Der Fachmann wird erkennen, daß zahlreiche Modifikationen und alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er­ findung im Hinblick auf die vorangegangene Beschreibung offensichtlich sein werden. Entsprechend soll diese Be­ schreibung nur veranschaulichend sein und ist zum Zwecke der Belehrung des Fachmanns über den besten Weg zur Aus­ führung der Erfindung gedacht. Die Details der Struktur können wesentlich variiert werden ohne vom Geiste der Er­ findung abzuweichen, deren Umfang in den unten dargeleg­ ten Ansprüchen definiert wird.
Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
Ein Kartuschensteuerventil weist einen Ventilkörper auf, der einen Einlaßdurchlaß definiert, der von einem Auslaß­ durchlaß durch einen flachen Ventilsitz getrennt wird.
Ein Elektromagnet ist an dem Ventilkörper angebracht. Ein Ventilglied besitzt ein Ende, welches in dem Ventilkörper positioniert ist, und ein anderes Ende welches an dem Elektromagneten angebracht ist. Das Ventilglied besitzt eine ringförmige Messerkantenventilfläche, die zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende gelegen ist. Das Ven­ tilglied ist aus einer ersten Position in eine zweite Po­ sition durch Erregung des Elektromagneten bewegbar. Die ringförmige Messerkantenventilfläche liegt entfernt von dem flachen Ventilsitz, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaß­ durchlaß zu öffnen, wenn das Ventilglied in einer Positi­ on von seiner ersten Position und seiner zweiten Position ist. Die ringförmige Messerkantenventilfläche sitzt gegen den flachen Ventilsitz, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaß­ durchlaß hin zu verschließen, wenn das Ventilglied in der anderen Position von seiner ersten Position und seiner zweiten Position ist.

Claims (12)

1. Steuerventil, welches folgendes aufweist:
einen Ventilkörper, der einen Einlaßdurchlaß defi­ niert, der von einem Auslaßdurchlaß durch einen fla­ chen Ventilsitz getrennt ist;
einen Elektromagneten, der an dem Ventilkörper ange­ bracht ist;
ein Ventilglied, wobei ein Ende in dem Ventilkörper positioniert ist, und wobei ein anderes Ende an dem Elektromagneten angebracht ist, und welches eine ringförmige Messerkantenventilfläche besitzt, die zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende gelegen ist;
wobei das Ventilglied aus einer ersten Position in eine zweite Position durch Erregung des Elektroma­ gneten erregbar ist;
wobei die ringförmige Messerkantenventilfläche weg von dem flachen Ventilsitz liegt, um den Einlaß­ durchlaß zum Auslaßdurchlaß zu öffnen, wenn das Ven­ tilglied in einer von der ersten Position und der zweiten Position ist; und
wobei die ringförmige Messerkantenventilfläche gegen den flachen Ventilsitz sitzt, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaßdurchlaß hin zu verschließen, wenn das Ventilglied in der anderen der ersten Position und der zweiten Position ist.
2. Steuerventil nach Anspruch 1, welches weiter eine Druckfeder aufweist, die in dem Ventilkörper posi­ tioniert ist und betreibbar ist, um das Ventilglied zur ersten Position hin vorzuspannen.
3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ven­ tilkörper eine Mittellinie besitzt;
wobei der Elektromagnet eine Spule und einen Anker aufweist; und
wobei der Anker zwischen der Spule und dem Ventil­ glied entlang der Mittellinie positioniert ist.
4. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die ring­ förmige Messerkantenventilfläche weg von dem flachen Ventilsitz liegt, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaß­ durchlaß hin zu öffnen, wenn das Ventilglied in der ersten Position ist; und
wobei die ringförmige Messerkantenventilfläche gegen den flachen Ventilsitz sitzt, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaßdurchlaß hin zu verschließen, wenn das Ventilglied in der zweiten Position ist.
5. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, insbesondere nach Anspruch 1, wobei der Ventil­ körper eine Führungsbohrung definiert; und wobei das eine Ende des Ventilgliedes sich in der Führungsbohrung bewegt.
6. Steuerventil, welches folgendes aufweist:
einen Ventilkörper, der eine Führungsbohrung und ei­ nen Einlaßdurchlaß definiert, der von einem Auslaß­ durchlaß durch einen flachen Ventilsitz getrennt ist;
einen Elektromagneten, der an dem Ventilkörper ange­ bracht ist;
ein Ventilglied, wobei ein Ende in der Führungsboh­ rung des Ventilkörpers positioniert ist, und wobei das andere Ende an dem Elektromagneten angebracht ist, und welches eine ringförmige Messerkantenven­ tilfläche besitzt, die zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende gelegen ist;
wobei das Ventilglied aus einer ersten Position in eine zweite Position durch Erregung des Elektroma­ gneten bewegbar ist;
wobei die ringförmige Messerkantenventilfläche weg von dem flachen Ventilsitz liegt, um den Einlaß­ durchlaß zum Auslaßdurchlaß zu öffnen, wenn das Ven­ tilglied in der ersten Position ist;
wobei die ringförmige Messerkantenventilfläche gegen den flachen Ventilsitz sitzt, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaßdurchlaß hin zu verschließen, wenn das Ventilglied in der zweiten Position ist; und
eine Druckfeder, die in dem Ventilkörper positio­ niert ist und betreibbar ist, um das Ventilglied zu seiner ersten Position hin vorzuspannen.
7. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, insbesondere nach Anspruch 6, wobei der Ventil­ körper eine Mittellinie besitzt;
wobei der Elektromagnet eine Spule und einen Anker aufweist; und
wobei der Anker zwischen der Spule und dem Ventil­ glied entlang der Mittellinie positioniert ist.
8. Brennstoffeinspritzvorrichtung, die folgendes auf­ weist:
einen Einspritzvorrichtungskörper, der einen Düsen­ auslaß und eine Patronen- bzw. Kartuschenöffnung de­ finiert und der weiter einen Überlaufdurchlaß und einen Rücklaufdurchlaß definiert, die sich in die Kartuschenöffnung öffnen;
ein Kartuschensteuerventil mit einem Ventilkörper, welches in der Kartuschenöffnung aufgenommen ist und an dem Einspritzvorrichtungskörper angebracht ist; wobei der Ventilkörper einen Einlaßdurchlaß defi­ niert, der von einem Auslaßdurchlaß durch einen fla­ chen Ventilsitz getrennt ist, und wobei der Einlaß­ durchlaß sich zum Überlaufdurchlaß öffnet, und wobei sich der Auslaßdurchlaß zum Rücklaufdurchlaß öffnet;
einen Elektromagneten, der an dem Ventilköper ange­ bracht ist;
ein Ventilglied, wobei ein Ende in dem Ventilkörper positioniert ist, und wobei ein entgegengesetztes Endes an dem Elektromagneten angebracht ist, und zwar mit einer Messerkantenventilfläche zwischen dem einen Ende und dem entgegengesetzten Ende; wobei das Ventilglied aus einer ersten Position in eine zweite Position durch Erregung des Elektroma­ gneten bewegbar ist;
wobei die ringförmige Messerkantenventilfläche weg von dem flachen Ventilsitz liegt, um den Einlaß­ durchlaß zum Auslaßdurchlaß hin zu öffnen, wenn das Ventilglied in einer der ersten Position und der zweiten Position ist; und
wobei die ringförmige Messerkantenventilfläche gegen den flachen Ventilsitz sitzt, um den Einlaßdurchlaß Zum Auslaßdurchlaß hin zu verschließen, wenn das Ventilglied in der anderen der ersten Position und der zweiten Position ist.
9. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, insbesondere nach Anspruch 8, welches weiter eine Druckfeder aufweist, die in dem Ventilkörper positioniert ist und betreibbar ist, um das Ventil­ glied zur ersten Position hin vorzuspannen.
10. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, insbesondere nach Anspruch 9, wobei der Ventil­ körper eine Mittellinie besitzt;
wobei der Elektromagnet eine Spule und einen Anker aufweist; und
wobei der Anker zwischen der Spule und dem Ventil­ glied entlang der Mittellinie positioniert ist.
11. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, insbesondere nach Anspruch 10, wobei die ring­ förmige Messerkantenventilfläche weg von dem flachen Ventilsitz liegt, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaß­ durchlaß hin zu öffnen, wenn das Ventilglied in der ersten Position ist; und
wobei die ringförmige Messerkantenventilfläche gegen den flachen Ventilsitz sitzt, um den Einlaßdurchlaß zum Auslaßdurchlaß hin zu verschließen, wenn das Ventilglied in der zweiten Position ist.
12. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, insbesondere nach Anspruch 11, wobei der Ven­ tilkörper eine Führungsbohrung definiert; und wobei das eine Ende des Ventilgliedes sich in der Führungsbohrung bewegt.
DE19859475A 1997-12-23 1998-12-22 Kartuschensteuerventil mit oben befestigtem Elektromagneten und flachem Ventilsitz für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung Withdrawn DE19859475A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6865197P 1997-12-23 1997-12-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19859475A1 true DE19859475A1 (de) 1999-06-24

Family

ID=22083888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19859475A Withdrawn DE19859475A1 (de) 1997-12-23 1998-12-22 Kartuschensteuerventil mit oben befestigtem Elektromagneten und flachem Ventilsitz für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6021963A (de)
DE (1) DE19859475A1 (de)
GB (1) GB2332732B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002068810A1 (de) * 2001-02-24 2002-09-06 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
EP1313160A1 (de) * 2001-11-13 2003-05-21 SFC Smart Fuel Cell AG Vorrichtung zur Brennstoffversorgung von Brennstoffzellen

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6945508B2 (en) * 2003-05-29 2005-09-20 Caterpillar Inc. Electromagnetic control valve
ATE493577T1 (de) * 2004-12-03 2011-01-15 Ganser Hydromag Brennstoffeinspritzventil mit druckverstärkung
US20060202053A1 (en) * 2005-03-09 2006-09-14 Gibson Dennis H Control valve assembly and fuel injector using same
US7766042B2 (en) * 2006-10-16 2010-08-03 Caterpillar Inc Direct operated cartridge valve assembly

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE857723C (de) * 1944-06-04 1952-12-01 Basf Ag Hochdruckventil, insbesondere fuer Sicherheitszwecke oder zur Druckminderung
US2812776A (en) * 1953-01-08 1957-11-12 Hycon Mfg Company Valve
CH405843A (de) * 1963-11-15 1966-01-15 Eldima Ag Elektromagnetischer Antriebsmagnet und Verwendung desselben als Bestandteil eines Elektroventils
US3446474A (en) * 1967-07-31 1969-05-27 Borg Warner Hydraulic pilot valve
US3531080A (en) * 1968-05-07 1970-09-29 Abex Corp Control valve
GB1372361A (en) * 1970-10-29 1974-10-30 Burden Park Eng Co Ltd Fluid flow control valves
DE2339209A1 (de) * 1973-08-02 1975-02-13 Daimler Benz Ag Elektromagnetisches druckregelventil mit klappenanker
JPS61167364A (ja) * 1985-01-18 1986-07-29 Diesel Kiki Co Ltd 高速電磁弁
US4618095A (en) * 1985-07-02 1986-10-21 General Motors Corporation Electromagnetic unit fuel injector with port assist spilldown
GB8613666D0 (en) * 1986-06-05 1986-07-09 Lucas Ind Plc Valves
AT390312B (de) * 1986-11-27 1990-04-25 Hoerbiger Ventilwerke Ag Zweistellungs-sitzventil
GB8727458D0 (en) * 1987-11-24 1987-12-23 Lucas Ind Plc Electromagnetic valve
US5241935A (en) * 1988-02-03 1993-09-07 Servojet Electronic Systems, Ltd. Accumulator fuel injection system
DE3838599A1 (de) * 1988-11-15 1990-05-17 Bosch Gmbh Robert Magnetventil, insbesondere fuer kraftstoffeinspritzpumpen
US5082180A (en) * 1988-12-28 1992-01-21 Diesel Kiki Co., Ltd. Electromagnetic valve and unit fuel injector with electromagnetic valve
US4941447A (en) * 1989-02-21 1990-07-17 Colt Industries Inc. Metering valve
DE3920976A1 (de) * 1989-06-27 1991-01-03 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtung
US5121730A (en) * 1991-10-11 1992-06-16 Caterpillar Inc. Methods of conditioning fluid in an electronically-controlled unit injector for starting
RU2085757C1 (ru) * 1991-10-11 1997-07-27 Катерпиллар Инк. Блок привода и клапана для форсунки с гидравлическим приводом и электронным управлением
US5524825A (en) * 1993-09-28 1996-06-11 Zexel Corporation Unit type fuel injector for internal combustion engines
US5407131A (en) * 1994-01-25 1995-04-18 Caterpillar Inc. Fuel injection control valve
US5474234A (en) * 1994-03-22 1995-12-12 Caterpillar Inc. Electrically controlled fluid control valve of a fuel injector system
US5494219A (en) * 1994-06-02 1996-02-27 Caterpillar Inc. Fuel injection control valve with dual solenoids
US5605289A (en) * 1994-12-02 1997-02-25 Caterpillar Inc. Fuel injector with spring-biased control valve
GB9600771D0 (en) * 1996-01-13 1996-03-20 Lucas Ind Plc Fuel pump

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002068810A1 (de) * 2001-02-24 2002-09-06 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
US6932283B2 (en) 2001-02-24 2005-08-23 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve
CN100402831C (zh) * 2001-02-24 2008-07-16 罗伯特·博施有限公司 燃料喷射阀
EP1313160A1 (de) * 2001-11-13 2003-05-21 SFC Smart Fuel Cell AG Vorrichtung zur Brennstoffversorgung von Brennstoffzellen
WO2003043112A1 (de) * 2001-11-13 2003-05-22 Sfc Smart Fuel Cell Ag Vorrichtungen zur brennstoffversorgung von brennstoffzellen

Also Published As

Publication number Publication date
GB2332732A (en) 1999-06-30
GB2332732B (en) 2002-08-21
US6021963A (en) 2000-02-08
GB9825389D0 (en) 1999-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2836226C2 (de)
DE69617647T2 (de) Kraftstoffeinspritzpumpenvorrichtung
DE69115923T2 (de) Brennstoffeinspritzdüse mit einem kugelförmigen ventilstössel
DE69718275T2 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE69815805T2 (de) Hydraulisch betätigtes brennstoffeinspritzsystem mit integriertem betätigungsflüssigkeitverteiler und einspritzventilen
DE3638369A1 (de) Steuerventil
EP0675281B1 (de) Einspritzventil für eine insbesondere als Dieselmotor vorgesehene Brennkraftmaschine
DE2328563A1 (de) Brennstoffeinspritzpumpe mit hin- und hergehendem plunger und mit elektromagnetisch betaetigter steueroeffnung
DE1290010B (de) Brennstoffeinspritzventil fuer Brennkraftmaschinen
DE69605155T2 (de) Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE19545162B4 (de) Brennstoffeinspritzvorrichtung mit federvorgespanntem Steuerventil
DE19646920B4 (de) Kraftstoffeinspritzsystem für Motoren
DE69304830T2 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE2910441A1 (de) Elektromagnetische kraftstoffeinspritzeinrichtung
DE69923108T2 (de) Brennstoffsystem und Pumpe zur Anwendung in einem solchen System
DE102004057011B4 (de) Kraftfahrzeug-Kraftstoffeinspritzsystem mit Steuerventil für hohen Durchsatz
DE69624240T2 (de) Brennstoffpumpe
EP0664854B1 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung für brennkraftmaschinen
DE4339948A1 (de) Kraftstoffeinspritzpumpe
WO2008061844A1 (de) Kraftstoffinjektor
DE69305084T2 (de) Einlassventilschaft umgebendes kraftstoffeinspritzventil
DE4329142A1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem
DE69711470T2 (de) Pumpendüse für Kraftstoffeinspritzung
EP1861617A1 (de) Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff
DE19859475A1 (de) Kartuschensteuerventil mit oben befestigtem Elektromagneten und flachem Ventilsitz für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110701