DE3535953C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraft
maschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Kraft
stoffeinspritzdüsen eignen sich z. B. für Dieselmotoren.
Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine ist es erforderlich, die Einspritz
rate durch eine Einspritzdüse zu verändern, um die richtigen Verbrennungs
bedingungen in einem weiten Betriebsbereich aufrechtzuerhalten. Die wirksamste
Art, die Einspritzrate zu verändern, ist die Steuerung des Hubs der Düsen
nadel. Eine Kraftstoffeinspritz-Düsenanordnung, welche nach diesem
Prinzip der Änderung des Hubs der Düsennadel arbeitet, ist bekannt aus
der JP-GM-OS 57-1 72 167. Diese bekannte Anordnung ist jedoch
schwierig herzustellen, und ihre axialen Abmessungen sind zu groß, denn
bei ihr wird der Hub der Düsennadel dadurch gesteuert, daß eine Hubeinstell
schraube verdreht wird, um die axiale Lage eines Anschlags für die
Düsennadel zu verändern.
Deshalb ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzdüse
für Brennkraftmaschinen zu schaffen, die einen einfachen und kompakten
Aufbau hat, aber den Hub der Düsennadel genau steuern kann.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse gelöst durch die im kenn
zeichnenden Teil des Anspruchs 1
angegebenen Maßnahmen.
Man erhält so eine Kraftstoffeinspritzdüse von normaler axialer Bauhöhe,
bei der der Hub der Düsennadel auf einfache Weise entsprechend den je
weiligen Erfordernissen der Brennkraftmaschine, z. B. Teillastbereich oder
Vollastbereich, genau gesteuert werden kann, wobei gegenüber herkömmlichen
Anordnungen dieser Art nur kleine Änderungen erforderlich sind, so daß
eine solche Anordnung weitgehend aus Standardteilen aufgebaut werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden anhand der Zeichnung
bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kraftstoffeinspritz
ventil nach einem ersten Ausführugsbeispiel der
Erfindung,
Fig. 2 eine vergrößerte raumbildliche Darstellung des
bei dem Einspritzventil der Fig. 1 verwendeten
piezoelektrischen Elements,
Fig. 3 ein Schaubild, welches die Einspritzraten für ein
Einspritzgerät nach der Erfindung zeigt,
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Einspritzgerät nach
einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei welchem Einspritzpumpe und Einspritzdüse im
selben Gehäuse kombiniert sind,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Einspritzgerät analog
Fig. 4 nach einem dritten Ausführungsbeispiel der
Erfindung, und
Fig. 6 eine vergrößerte, raumbildliche Darstellung einer
anderen Ausführungsform eines piezoelektrischen
Elements, wie es bei der Erfindung Verwendung finden
kann.
In der nachfolgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe
rechts, links, oben, unten jeweils auf die Darstellung in der
betreffenden Figur. In den verschiedenen Figuren werden gleiche
oder gleichwirkende Teile jeweils mit denselben Bezugszeichen
bezeichnet und gewöhnlich nur einmal beschrieben.
Fig. 1-3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kraftstoff
einspritzdüse A für Brennkraftmaschinen. Mit 1 ist der
Düsenhalter bezeichnet, welcher mittels einer auf ihn auf
geschraubten Hutmutter 4 einen Düsenkörper 3 festhält. Dabei
liegt ein Distanzstück 2 zwischen dem Düsenhalter 1 und dem
Düsenkörper 3. Eine Düsennadel 6 ist axial verschiebbar
in einer axialen Ausnehmung 5 des Düsenkörpers 3 angeordnet.
Die Düsennadel 6 hat eine als Schulter ausgebildete Druck
stufe 6 a an einem Zwischenabschnitt, und von dieser Druck
stufe 6 a erstreckt sich nach oben eine obere Hälfte größeren
Durchmessers und nach unten eine untere Hälfte kleineren
Durchmessers. Die Druckstufe 6 a liegt normalerweise in einer
Druckkammer 7, welche im Düsenkörper 3 ausgebildet ist.
Eine Sitzfläche 6 b, die am unteren Ende der Düsennadel 6
ausgebildet ist, sitzt normalerweise auf einer Sitzfläche 3 a,
die am unteren Ende des Düsenkörpers 3 ausgebildet ist,
um bei einer axialen Auf- und Abbewegung der Düsennadel Einspritzöffnungen
8 zu öffnen und zu schließen, welche im unteren Ende des
Düsenkörpers 3 ausgebildet sind. Hierzu ist die Düsennadel
6 anhebbar, wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer an
steigt, um so die Einspritzöffnungen 8 zu öffnen, und die
Düsennadel 6 sitzt andererseits auf der Sitzfläche 3 a auf,
um die Einspritzöffnungen 8 zu schließen, wenn die Düsennadel
sich in ihrer untersten, in Fig. 1 dargestellten Lage befindet.
An der Oberseite der Düsennadel 6 ist ein Kopfzapfen 9 be
festigt, der frei beweglich durch eine enge Mittelöffnung
2 a an der Unterseite des Distanzstückes 2 durchgeführt und
an seinem oberen Ende mit einem beweglichen Federsitzglied
10 versehen ist, welch letzteres in einer Ausnehmung 2 b
des Distanzstückes 2 angeordnet ist.
Eine Düsenfeder 11 ist in einer Federkammer 13 des Düsen
halters 1 angeordnet. Ihr unteres Ende wird abgestützt vom
beweglichen Federsitzglied 10, und ihr oberes Ende wird ab
gestützt von einem ortsfesten Federsitzglied 14 in Form einer
Beilagescheibe. Das Federsitzglied 14 liegt an gegen eine
stufenförmige Schulter 12, welche eine obere Endwand der
Federkammer 13 bildet. Die Düsenfeder 11 drückt also über
das bewegliche Federsitzglied 10 die Düsennadel 6 nach unten,
also in einer Richtung, in der sie die Einspritzöffnungen 8
zu schließen bestrebt ist.
Ein Mittelstößel 15, der als Hubsteuerglied dient, ist axial
verschiebbar im Düsenhalter 1 angeordnet. Der Mittelstößel
15 hat einen oberen Abschnitt 15 a größeren Durchmessers und
einen unteren Abschnitt 15 b kleineren Durchmessers. An der
Übergangsstelle zwischen ihnen ist eine stufenförmige Schulter
15 c ausgebildet. Der dickere Abschnitt 15 a ist in einer
axialen Bohrung 16 angeordnet und geführt, welche sich in
axialer Richtung von der stufenförmigen Schulter 12 nach
oben erstreckt und deren Durchmesser kleiner ist als der
jenige der Federkammer 13; der dünnere Abschnitt 15 b des
Mittelstößels 15 erstreckt sich axial nach unten durch eine
Mittelöffnung 14 a des ortsfesten Federsitzglieds 14, und er
erstreckt sich in die Federkammer 13 des Düsenhalters 1.
Die unterste Lage, welche der Mittelstößel einnehmen kann,
wird wie dargestellt bestimmt durch das ortsfeste Federsitz
glied 14, dessen Oberseite gegen die stufenförmige Schulter 15 c
des Mittelstößels 15 in dieser Lage anliegt.
Befindet sich der Mittelstößel 15 in seiner niedrigsten
Stellung, so liegen seine untere Stirnfläche und die obere
Stirnfläche des beweglichen Federsitzglieds 10 einander gegen
über, wobei sich zwischen ihnen ein Spalt L 1 für den Anfangs-
Einspritzhub befindet. Ebenso bilden die obereStirnfläche
der Düsennadel 6 und die gegenüberliegende untere Stirnfläche
des Distanzstückes 2 zwischen sich einen Spalt L 2 für den
Gesamthub.
Um den dickeren Abschnitt 15 a des Mittelstößels 15 herum ist
ein piezoelektrisches Element 17 angeordnet, welches, wie in
Fig. 2 dargestellt, die Form eines Ringes hat und dazu
ausgebildet ist, sich radial zusammenzuziehen, wenn eine elektrische
Spannung an Elektroden 18 angelegt wird, die auf einer Stirn
fläche des Ringes angeordnet sind. Das piezoelektrische Element
hat eine Mehrschichtstruktur aus mehreren ringförmigen Schichten,
die übereinander angeordnet sind. Alternativ kann es einen
einschichtigen Aufbau haben. In Fig. 2 sind die Schichten
radial übereinander angeordnet, aber die gleiche Wirkung kann
auch erzielt werden, wenn die Schichten axial übereinander
angeordnet werden, wie das in Fig. 6 ausführlich dargestellt
ist.
Das piezoelektrische Element 17 ist in einer Ringnut 19 ange
ordnet, welche in der inneren Umfangswand der axialen Ausnehmung
16 des Düsenhalters 1 angeordnet ist, und der dickere Abschnitt
15 a des Mittelstößels 15 durchdringt eine mittlere durchge
hende Ausnehmung 17 a, welche im piezoelektrischen Element 17
ausgebildet ist. Der Durchmesser der mittleren durchgehenden
Ausnehmung 17 a für den Mittelstößel 15 ist auf einen solchen
Wert eingestellt, daß er etwas größer ist als der Außen
durchmesser des dickeren Abschnitts 15 a des Mittelstößels 15,
wenn keine elektrische Spannung an die Elektroden 18 angelegt wird.
Wenn andererseits das piezoelektrische Element 17 durch Anlegen
elektrischer Spannung an die Elektroden 18 erregt wird,
zieht es sich radial zusammen und verringert den Durchmesser
der mittleren Ausnehmung 17 a, wodurch die innere Umfangs
wand des Ringes den dickeren Abschnitt 15 a des Mittelstößels
15 fest umschließt und ihn so daran hindert, eine Hubbewegung
auszuführen. Wird keine elektrische Spannung mehr an das
piezoelektrische Element 17 angelegt, so expandiert der Ring
wieder auf seine ursprüngliche Größe, um den ursprünglichen
Durchmesser der mittleren Ausnehmung 17 a wieder herzustellen
und dadurch einen Hub des Mittelstößels 15 zu ermöglichen.
Die untere Stirnfläche und die äußere Umfangsfläche des
piezoelektrischen Elements 17 sind mit einer weichen Schutz
hülle 20 umgeben. Die Elektroden 18 des piezoelektrischen
Elements 17 sind über eine Anschlußleitung 21 mit einem -
nicht dargestellten - elektronischen Steuergerät elektrisch
verbunden, welch letzterem Signale zugeführt werden, die
kennzeichnend sind für verschiedene Motorparameter,
wie sie zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung erforderlich
sind, z. B. Drehzahl, Belastung, Kühlwasser- und Auspuffgas
temperatur der betreffenden Brennkraftmaschine. Diese Werte
werden von nicht dargestellten Sensoren für diese Motorwerte
geliefert, und das elektronische Steuergerät erzeugt dann aus
gehend von diesen Werten ein Steuersignal an seinem Ausgang,
um das
piezoelektrische Element 17 entweder zu erregen oder nicht zu
erregen und dadurch Einspritzraten zu erhalten, wie sie optimal
für die jeweiligen Betriebsbedingungen der zugeordneten
Brennkraftmaschine sind.
An seinem oberen Abschnitt hat der Düsenhalter 1 eine axiale
Ausnehmung 16, und diese steht in Verbindung mit einem Kraft
stoffeinlaß 1 a an der Oberseite des Düsenhalters 1, welcher
am Ende der axialen Ausnehmung 16 liegt. Der Kraftstoffeinlaß
1 a ist über eine nicht dargestellte Einspritzleitung mit einer
nicht dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden, so
daß der Mittelstößel 15 an seiner oberen Stirnfläche mit dem
Kraftstoffdruck von der Kraftstoffeinspritzpumpe beaufschlagt
wird. Die Druckkammer 7 steht mit der axialen Ausnehmung
über Durchlässe 22, 23 und 24 in Verbindung, welche im Düsen
körper 3 bzw. dem Distanzstück 2 bzw. dem Düsenhalter 1 aus
gebildet sind. Der Durchlaß 24 mündet in die axiale Ausnehmung
16, und zwar an einer Stelle oberhalb des oberen Abschnitts 15 a
des Mittelstößels 15, wie das in Fig. 1 ausführlich dargestellt
ist.
Das Kraftstoffeinspritzventil nach Fig. 1 arbeitet wie folgt:
Unter Druck stehender Kraftstoff von der - nicht dargestellten - Kraftstoffeinspritzpumpe kommt über den Kraftstoffeinlaß 1 a in die axiale Ausnehmung 16 und wird über die Durchlässe 24, 23 und 22 der Druckkammer 7 zugeführt. Der hereinströmende Kraftstoff bewirkt einen Anstieg des Kraftstoffdruckes in der Druckkammer 7, und dieser Druck wirkt auf die Druckstufe 6 a der Düsennadel 6. Die Druckstufe 6 a hat einen wirksamen Quer schnitt As. Wird der Kraftstoffdruck P 1 in der Druckkammer 7 größer als die Vorspannung F 1 der Düsenfeder 11 (P 1 < F 1/As), d. h. wenn dieser Druck einen Anfangs-Ventilöffnungsdruck erreicht, so wird die Düsennadel 6 um das Maß L 1 für den An fangs-Einspritzhub entgegen der Vorspannung der Düsenfeder 11 angehoben, so daß die Sitzfläche 6 b der Düsennadel 6 von der Sitzfläche 3 a des Düsenkörpers 3 abhebt, um dadurch eine Einspritzung mit niedriger Einspritzrate durch die Ein spritzöffnungen 8 zu bewirken.
Unter Druck stehender Kraftstoff von der - nicht dargestellten - Kraftstoffeinspritzpumpe kommt über den Kraftstoffeinlaß 1 a in die axiale Ausnehmung 16 und wird über die Durchlässe 24, 23 und 22 der Druckkammer 7 zugeführt. Der hereinströmende Kraftstoff bewirkt einen Anstieg des Kraftstoffdruckes in der Druckkammer 7, und dieser Druck wirkt auf die Druckstufe 6 a der Düsennadel 6. Die Druckstufe 6 a hat einen wirksamen Quer schnitt As. Wird der Kraftstoffdruck P 1 in der Druckkammer 7 größer als die Vorspannung F 1 der Düsenfeder 11 (P 1 < F 1/As), d. h. wenn dieser Druck einen Anfangs-Ventilöffnungsdruck erreicht, so wird die Düsennadel 6 um das Maß L 1 für den An fangs-Einspritzhub entgegen der Vorspannung der Düsenfeder 11 angehoben, so daß die Sitzfläche 6 b der Düsennadel 6 von der Sitzfläche 3 a des Düsenkörpers 3 abhebt, um dadurch eine Einspritzung mit niedriger Einspritzrate durch die Ein spritzöffnungen 8 zu bewirken.
Es sei nun zunächst angenommen, daß das piezoelektrische Ele
ment 17 vom elektronischen Steuergerät nicht erregt wird.
Befindet sich die zugeordnete Brennkraftmaschine in einem
Gebiet hoher Drehzahlen, so nimmt der Kraftstoffdruck in der
Druckkammer 7 weiter zu, so daß die Beziehung
P < F/(An - Ac)
hergestellt wird, wobei F die Kraft der Düsenfeder 11 ist,
nachdem sie um das Maß L 1 zusammengepreßt wurde, Ac die
Querschnittsfläche des oberen dickeren Abschnitts des Mittel
stößels 15 ist, P der Kraftstoffdruck ist, und An die Quer
schnittsfläche des oberen dickeren Abschnitts der Düsennadel
6 ist. In diesem Fall erreicht der Kraftstoffdruck einen Haupt
ventilöffnungsdruck, worauf die Düsennadel 6 zusammen mit
dem Mittelstößel 5 weiter um das Maß (L 2 - L 1) entsprechend
dem Haupt-Einspritzhub entgegen der Kraft der Düsenfeder 11
und dem Druck des Kraftstoffs in der axialen Ausnehmung 16
angehoben wird, um so eine Kraftstoffeinspritzung durch die
Einspritzöffnungen 8 mit einer hohen Einspritzrate zu bewirken.
Falls andererseits das piezoelektrische Element 17 erregt wird,
zieht es sich radial zusammen und hindert dadurch den Mittel
stößel 15, aus seiner in Fig. 1 dargestellten untersten
Stellung angehoben zu werden, auch nachdem die Anfangs-Ein
spritzung niedriger Einspritzrate stattgefunden hat. Auch
wenn also der Druck in der Druckkammer 7 über den Anfangs-
Ventilöffnungsdruck hinaus erhöht wird, wird die Düsennadel
6 in ihrer anfänglichen Hubstellung festgehalten, so daß
nur die Einspritzung mit niedriger Einspritzrate fortgesetzt
wird. Wie bereits erläutert ergibt sich bei nicht erregtem
piezoelektrischem Element 17 eine Einspritzkennlinie, wie
sie in Fig. 3 mit einer durchgehenden Linie dargestellt ist,
wie man sie mit einer üblichen Kraftstoffeinspritzdüse dieser
Art erhält, die mit einem Mittelstößel ausgerüstet ist;
ist dagegen das piezoelektrische Element 17 erregt, so ergibt
sich die Einspritzkennlinie, wie sie in Fig. 3 mit einer ge
strichelten Linie dargestellt ist, und dabei wird die Ein
spritzung mit niedriger Einspritzrate so lange fortgesetzt,
wie das piezoelektrische Element 17 erregt ist und ein ent
sprechender Druck in der Druckkammer 7 vorliegt.
Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die
Erfindung angewandt bei einem Kraftstoffeinspritzventil von
der Art, bei der das Einspritzventil über eine Einspritz
leitung mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden ist.
Die Erfindung ist in gleicher Weise anwendbar bei einem
Einspritzgerät, bei dem ein Kolben zum Pumpen von unter Druck
stehendem Kraftstoff, der Teil einer Kraftstoffeinspritz
pumpe bildet, und eine Kraftstoffeinspritzdüse in einem
Gehäuse kombiniert und im Zylinderkopf angeordnet sind.
Fig. 4 zeigt ein derartiges Gerät, bei welchem Anfang und
Ende der Einspritzung bestimmt sind durch das Öffnen und
Schließen eines Magnetventils, und hier kann die Erfindung
in gleicher Weise angewandt werden (ein solches Einspritz
gerät ist z. B. beschrieben in der deutschen Patentanmeldung
P 35 35 005.9-13). In Fig. 4 werden gleiche
oder gleichwirkende Teile wie in Fig. 1 mit denselben Bezugs
zeichen bezeichnet, und gewöhnlich nicht nochmals beschrieben.
In Fig. 4 ist mit 30 das Hauptgehäuse des Einspritzgeräts
bezeichnet. Dieses Gehäuse 30 weist einen Zylinder 32 auf,
an dessen unterem Ende eine Einspritzdüse A gemäß der Erfindung
angeordnet ist. Ein Pumpkolben 34 ist verschiebbar in der
axialen durchgehenden Ausnehmung 33 des Pumpenzylinders 32
angeordnet. Im Betrieb wird ein - nicht dargestellter - Dreh
nocken von einer - nicht dargestellten - Brennkraftmaschine
angetrieben und steht in Gleitkontakt mit einem Deckel 35
des Enspritzgeräts, so daß dieser Deckel 35 zusammen mit
einem als Stößel dienenden Federsitzglied 36 hin- und her
gehend angetrieben wird. Da das Federsitzglied 36 durch eine
Kolbenfeder 37 in Richtung nach oben beaufschlagt wird,
wird der vom Federsitzglied 36 gehaltene Pumpkolben 34 ge
zwungen, in der axialen Ausnehmung 33 hin- und hergehende
Bewegungen auszuführen. Bei seinem Saughub saugt er Kraft
stoff in eine Pumpkammer 40, und zwar durch einen Kraftstoff
einlaßanschluß 38 und einen Kraftstoffeinlaß 39. Während seines
nach unten gehenden Förderhubs beaufschlagt der Kolben 34
den Kraftstoff in der Pumpkammer 40 mit Druck, nachdem er
den Kraftstoffeinlaß 39 mit seiner äußeren Umfangsfläche
verschlossen hat. Diese Druckbeaufschlagung erfolgt nur, wenn
eine Überlaufleitung 41 durch ein Magnetventil 42 verschlossen
wird, so daß der Kraftstoff durch die Durchlässe 24, 23 und
22 in eine Druckkammer 7 gepreßt wird. Erreicht der Druck in
dieser Kammer 7 einen anfänglichen Ventilöffnungsdruck, so
wird die Düsennadel 6 um den Hub L 1 in Form eines Anfangs-
Einspritzhubs angehoben, um so die Düsenöffnungen 8 zu öffnen
und durch sie eine Einspritzung mit niedriger Einspritz
rate zu bewirken, ähnlich, wie das bei Fig. 1 bereits beschrieben
wurde. Ist das piezoelektrische Element 17 nicht erregt,
während der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 ansteigt
und einen Haupt-Ventilöffnungsdruck erreicht, so wird die
Düsennadel 6 um den weiteren Hub (L 2 - L 1) zum Haupt-Einspritz
hub angehoben, um dadurch eine Einspritzung mit hoher Ein
spritzrate durch die Einspritzöffnungen 8 zu bewirken, genauso
wie bei Fig. 1. Ist andererseits bei dieser Gelegenheit das
piezoelektrische Element 17 erregt, so geht die Einspritzung
mit niedriger Einspritzrate weiter.
Wird nun die Überlaufleitung 41 dadurch geöffnet, daß das
Magnetventil 42 geöffnet wird, so fließt der unter Druck
stehende Kraftstoff in der Pumpkammer 40 durch die Überlauf
leitung 41 und einen Auslaßanschluß 43 zu einem (nicht dar
gestellten) Kraftstoff-Vorratsbehälter, wodurch der Druck in
der Pumpkammer 40 und dadurch der Druck in der Druckkammer 7
plötzlich abfällt, so daß die Düsenfeder 11 die Düsennadel
6 in ihre Schließstellung bringen kann, wodurch die Einspritzung
beendet wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 führt der Pumpkolben
34 nur eine axial auf- und abgehende Bewegung, nicht aber eine
Drehbewegung, durch, und Anfang und Ende der Einspritzung
werden durch das Öffnen und Schließen des Magnetventils 42
gesteuert. Jedoch ist die Anwendung der Erfindung nicht auf
diese Art von Einspritzgerät beschränkt, sondern kann z. B.
auch auf die Bauart gemäß Fig. 5 angewandt werden, bei der
der Pumpkolben 34 sich sowohl drehen wie axial auf- und abbewegen
kann. Bei der Bauart nach Fig. 5 bewirkt eine Steuerstange,
die mit einem Regler verbunden ist (beide Teile sind nicht
dargestellt) daß sich der Pumpkolben 34 dreht und dadurch
den Zeitpunkt verändert, ab dem der Kraftstoff während des
Förderhubs des Pumpkolbens 34 überlaufen kann, wodurch die
Kraftstoffeinspritzmenge gesteuert wird.
Bei dem Einspritzgerät nach Fig. 5 ist der Pumpkolben 34
mit einem Zahnrad bzw. Ritzel 44 versehen, welches mit einer
nicht dargestellten Steuerstange (Zahnstange) kämmt und von dieser verdreht
werden kann, um die Drehstellung des Pumpkolbens 34 und des
Zahnrads 44 relativ zum Gehäuse 30 zu ändern. Eine Betätigung
der Steuer- bzw. Zahnstange bewirkt also eine Verdrehung des
Pumpkolbens 34 und dadurch eine Steuerung des wirksamen Pump
hubs des Kolbens 34, also der Kraftstoffördermenge. In Fig. 5
bezeichnen die Bezugszeichen 45 a und 45 b eine schraubenförmige Schräg
kante bzw. eine vertikale Nut in der äußeren Umfangsfläche
des Pumpkolbens 34. Mit den Bezugszeichen 46 a und 46 b sind
ein im Gehäuse 30 vorgesehener Kraftstoffauslaß bzw. ein Kraft
stoffeinlaß bezeichnet, welche mit der Pumpkammer 40 in Ver
bindung stehen, und zwar über einen Durchlaß 47 im Gehäuse 30,
eine ringförmige Sauggalerie 48, die zwischen der äußeren
Umfangsfläche des Pumpzylinders 32 und der Innenwand der
Hutmutter 4 ausgebildet ist, und durch eine im Pumpenzylinder
32 ausgebildete Einlaßöffnung 49. Während des nach oben gehenden
Saughubs des Pumpkolbens 34 wird Kraftstoff durch die Sauggalerie
48 und die Einlaßöffnung 49 in die Pumpkammer 40 angesaugt,
und während des nach unten gehenden Förderhubs wird zunächst
die Einlaßöffnung 49 von der äußeren Umfangsfläche des
Pumpkolbens 34 gesperrt, und dann wird der in die Pumpkammer 40
angesaugte Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, und wenn dieser
Druck den Ventilöffnungsdruck erreicht, wird Kraftstoff in
derselben Weise eingespritzt, wie das bereits bei Fig. 4 aus
führlich beschrieben wurde, weshalb auf die dortige Be
schreibung verwiesen wird. Wird die Einlaßöffnung 49 wieder
über die vertikale Nut 45 b mit der Pumpkammer 40 in Ver
bindung gebracht, so fällt der Druck in dieser Kammer 40
plötzlich ab, wodurch die Düsennadel 6 das Ventil schließt
und so den Einspritzvorgang beendet.
Da die anderen Elemente und Teile der Fig. 5 hinsichtlich
Aufbau und Arbeitsweise denen nach Fig. 1 und 4 entsprechen, sind
sie mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie dort und werden
nicht nochmals beschrieben.
Claims (3)
1. Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine,
mit einem Düsenkörper (3), der Einspritzöffnungen (8), eine Sitzfläche (3 a) und eine Druckkammer (7) aufweist,
mit einer im Düsenkörper (3) geführten und mit der Sitzfläche zusammen wirkenden Düsennadel (6), welche bei Überschreiten eines vorgegebenen, in der Druckkammer (7) erzeugten Kraftstoffdrucks von der Sitzfläche (3 a) abhebbar ist, um die Einspritzöffnungen (8) für einen Einspritzvorgang zu öffnen,
mit einer Düsenfeder (11), welche die Düsennadel (6) in Schließrichtung be aufschlagt,
und mit einem axial geführten Mittelstößel (15), dessen eine Stirnfläche der freien Stirnfläche der Düsennadel (6) gegenüberliegend und mit einem Abstand (L 1) von dieser angeordnet ist, wobei der Abstand einem vorge gebenen Nadelhub entspricht und wobei der Mittelstößel (15) zusammen mit der Düsennadel (6) anhebbar ist, wenn dieser vorgegebene Nadelhub (L 1) überschritten wird,
dadurch gekennzeichnet, daß um den Mittelstößel (15) herum ein ortsfestes piezoelektrisches Element (17) angeordnet ist, welches durch Erregung oder Nicht-Erregung radial zum Mittelstößel (15) hin derart verformbar ist, daß es den Mittelstößel (15) festsetzt oder freigibt, um ein Anheben des Mittel stößels (15) entweder zu verhindern oder zu ermöglichen.
mit einem Düsenkörper (3), der Einspritzöffnungen (8), eine Sitzfläche (3 a) und eine Druckkammer (7) aufweist,
mit einer im Düsenkörper (3) geführten und mit der Sitzfläche zusammen wirkenden Düsennadel (6), welche bei Überschreiten eines vorgegebenen, in der Druckkammer (7) erzeugten Kraftstoffdrucks von der Sitzfläche (3 a) abhebbar ist, um die Einspritzöffnungen (8) für einen Einspritzvorgang zu öffnen,
mit einer Düsenfeder (11), welche die Düsennadel (6) in Schließrichtung be aufschlagt,
und mit einem axial geführten Mittelstößel (15), dessen eine Stirnfläche der freien Stirnfläche der Düsennadel (6) gegenüberliegend und mit einem Abstand (L 1) von dieser angeordnet ist, wobei der Abstand einem vorge gebenen Nadelhub entspricht und wobei der Mittelstößel (15) zusammen mit der Düsennadel (6) anhebbar ist, wenn dieser vorgegebene Nadelhub (L 1) überschritten wird,
dadurch gekennzeichnet, daß um den Mittelstößel (15) herum ein ortsfestes piezoelektrisches Element (17) angeordnet ist, welches durch Erregung oder Nicht-Erregung radial zum Mittelstößel (15) hin derart verformbar ist, daß es den Mittelstößel (15) festsetzt oder freigibt, um ein Anheben des Mittel stößels (15) entweder zu verhindern oder zu ermöglichen.
2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das piezoelektrische Element (17) ringförmig ausgebildet ist und
eine vom Mittelstößel (15) durchdrungene Mittelausnehmung (17 a) auf
weist, welche bei elektrischer Erregung des piezoelektrischen Elements
(17) einen verringerten Durchmesser aufweist.
3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die untere Stirnfläche und der Außenumfang des piezoelektrischen
Elements (17) mit einer weichen Schutzschicht (20), insbesondere einer
Schutzfolie, versehen sind.
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DE3833093A1 (de) * | 1988-09-29 | 1990-04-12 | Siemens Ag | Fuer verbrennungskraftmaschine vorgesehene kraftstoff-einspritzduese mit steuerbarer charakteristik des kraftstoffstrahls |
US5004154A (en) * | 1988-10-17 | 1991-04-02 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | High pressure fuel injection device for engine |
JP2757317B2 (ja) * | 1989-11-09 | 1998-05-25 | ヤマハ発動機株式会社 | 高圧燃料噴射装置 |
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DE3937918A1 (de) * | 1989-11-15 | 1991-05-16 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Einspritzvorrichtung fuer selbstzuendende brennkraftmaschine |
US5271226A (en) * | 1992-04-24 | 1993-12-21 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce | High speed, amplitude variable thrust control |
EP0637736A3 (de) * | 1993-08-05 | 1995-05-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Piezoelektrischer Drucksensor und Verfahren zu seiner Herstellung. |
DE4332124A1 (de) * | 1993-09-22 | 1995-03-23 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen |
JPH0893601A (ja) * | 1994-09-22 | 1996-04-09 | Zexel Corp | 燃料噴射ノズル |
DE19531652A1 (de) * | 1995-08-29 | 1997-05-07 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen |
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US5979803A (en) * | 1997-05-09 | 1999-11-09 | Cummins Engine Company | Fuel injector with pressure balanced needle valve |
US5884848A (en) * | 1997-05-09 | 1999-03-23 | Cummins Engine Company, Inc. | Fuel injector with piezoelectric and hydraulically actuated needle valve |
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