DE3536828A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem elektromagnetischen steuerventil zwischen einspritzpumpe und einspritzduese - Google Patents
Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem elektromagnetischen steuerventil zwischen einspritzpumpe und einspritzdueseInfo
- Publication number
- DE3536828A1 DE3536828A1 DE19853536828 DE3536828A DE3536828A1 DE 3536828 A1 DE3536828 A1 DE 3536828A1 DE 19853536828 DE19853536828 DE 19853536828 DE 3536828 A DE3536828 A DE 3536828A DE 3536828 A1 DE3536828 A1 DE 3536828A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- valve
- fuel injection
- valve member
- pressure
- voice coil
- 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- Withdrawn
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 235000010678 Paulownia tomentosa Nutrition 0.000 description 2
- 240000002834 Paulownia tomentosa Species 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, 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
- F02M59/46—Valves
- F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
- F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
- F02M59/366—Valves being actuated electrically
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/066—Electromagnets with movable winding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
- F02M2200/304—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Diesel
brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-OS 33 02 294 geht eine derartige Kraftstoffein
spritzvorrichtung als bekannt hervor, bei der das Ventil
glied durch elektromagnetisch beschleunigte Anker in die
Öffnungsstellung bzw. in die Schließstellung gestoßen
wird. Aufgrund der auftretenden Impulse sind rasche Öff
nungszeiten und Schließzeiten des Steuerventils erzielbar.
Dennoch sind mit dem bekannten Steuerventil nicht beliebig
kleine Förderwinkel, d.h., Einspritzzeiten ausführbar.
Aufgrund der relativ großen zu bewegenden Massen treten
bei kleinen Förderwinkeln erhebliche Schwierigkeiten auf,
so daß das bekannte System nicht mit dem gewünschten Er
folg bei hohen Motordrehzahlen einsetzbar ist.
Darüberhinaus benötigt die elektromagnetische Stellvor
richtung des bekannten Steuerventils eine erhebliche Ener
gie, um die gewünschte Beschleunigung des Ankerteils zu
erzielen. Die Erregerspulen müssen daher entsprechend aus
gelegt sein, so daß das Steuerventil neben seiner hohen
Energieaufnahme auch eine erhebliche Baugröße bedingt.
Ferner müssen bei einem Schaltvorgang eine Vielzahl von
Teilen bewegt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte
Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem elektromagne
tischen Steuerventil derart weiterzubilden, daß auch bei
hohen Motordrehzahlen die geforderten kleinen Förderwinkel
(kurze Einspritzzeiten) erzielbar sind.
Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Die als Antrieb eingesetzte Schwingspule wirkt unmittelbar
auf das Ventilglied, wobei ein in der Schwingspule flie
ßender Strom unmittelbar zu einer hohen Betätigungskraft
auf das Ventilglied führt. Durch kurze Stromimpulse kann
das Ventilglied in andere Lagen überführt werden. Die
Schwingspule mit dem Ventilschieber bleibt eine geringe
bewegte Masse, so daß eine rasche Beschleunigung zum
Wechsel der Ventilgliedstellungen gewährleistet ist. Die
Gesamtanordnung besteht aus wenigen Bauteilen, die mit ei
nem Minimun an Fertigungsaufwand zusammengefügt werden
können. Insbesondere hat der erfindungsgemäße Schwingspu
lenantrieb einen erheblich geringeren Energiebedarf als
der elektromagnetische Stellantrieb der bekannten Vorrich
tung.
Ist das Ventilglied des Steuerventils in eine Stellung
durch eine Federkraft beaufschlagt, gegen die der Schwing
spulenantrieb arbeiten muß, so kann durch Einstellen des
Stroms in der Schwingspule jede beliebige Position des
Ventilglieds eingestellt werden, wodurch ein Proportional
ventil erzielt ist.
Um ein Maximum an mechanischer Kraft zu erhalten, liegt
die Schwingspule koaxial zur Bewegungsrichtung des Ventil
gliedes in einem zur Bewegungsrichtung radialen Magnetfeld.
In bevorzugter Ausführungsform ist die Schwingspule mit
dem Ventilglied fest verbunden und liegt in einem Perma
nentmagnetfeld. Durch die Verwendung des Permanentmagnet
feldes entfällt die Erregerwicklung und es liegt eine ge
ringere Energieaufnahme des elektromagnetischen Stellan
triebs vor.
In vorteilhafter Weise ist die elektromagnetische Stell
vorrichtung digital angesteuert, d.h., zum Schalten des
Ventilglieds werden Stromimpulse verwendet. Die Stromim
pulse können, bezogen auf die Schwingspule, überdimensio
niert sein, da sie nur kurzzeitig auftreten. Durch die
hohen Stromimpulse werden auch hohe Stellkräfte erzielt,
so daß extrem kurze Öffnungs- und Schließzeiten möglich
werden, wodurch Förderwinkel bis zu 0,2° Kurbelwellen
winkel erzielbar ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei
teren Ansprüchen und der folgenden Beschreibung, in der
das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel im
einzelnen erläutert ist. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer elektro
magnetischen Stellvorrichtung in der Art eines
Schwingspulenantriebs,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Permanentmagnet
feldes des Schwingspulenantriebs,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Schwingspulen
antriebs in vergrößerter Darstellung,
Fig. 4 einen schematischen Schaltplan zum Betrieb des
Schwingspulenantriebs,
Fig. 4a eine Skizze eines Schieberventils
Fig. 5 einen schematischen Signallaufplan des Schwing
spulenantriebs,
Fig. 6 einen schematischen Signallaufplan für große
und kleine Förderwinkel,
Fig. 7 ein Prinzipschaltbild einer Verstärkerschaltung
zur proportionalen Ansteuerung des Schwingspulen
antriebs,
Fig. 8 eine Signallaufplan zur Verstärkerschaltung
nach Fig. 7.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach
Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einer Einspritzpumpe 1,
die über einen Hochdruckkanal 2 und ein in bekannter Weise
aufgebautes Druckventil 3 einer Kraftstoffeinspritzdüse 4
Brennstoff zuführt. Das in den Hochdruckkanal 2 zur Kraft
stoffeinspritzdüse 4 geschaltete Druckventil 3 besteht im
wesentlichen aus einem federbelasteten Ventilglied 3 a, das
ab einem bestimmten Grenzdruck den Weg zur Kraftstoffein
spritzdüse 4 freigibt, die bei Überschreiten des Öffnungs
druckes der Einspritzdüse Kraftstoff in einen Brennraum
einspritzt.
Die Kraftstoffeinspritzpumpe 1 besteht aus einem Pumpenge
häuse 1 a mit einem Pumpenraum 5, in dem ein Pumpenkolben
5 a auf und ab bewegt wird. Der Pumpenkolben 5 a ist über
einen Stößel 7 vom Nocken 6 der Brennkraftmaschine, insbe
sondere der Dieselbrennkraftmaschine, bei der die erfin
dungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung angeordnet ist,
angetrieben. Der Pumpenkolben 5 wird gegen die Kraft einer
Feder 7 a in den Pumpenraum 9 hineinbewegt und bei entspre
chender Stellung des Nockens 6 durch die Kraft der Feder
7 a wieder in die Ausgangslage zurückgestellt.
Der Pumpenraum 5 ist in der unteren Stellung des Pumpen
kolbens 5 a mit einem Zufuhrkanal 8 verbunden, der in
Pfeilrichtung 8 a von einer Vorpumpe mit unter einem Vor
druck stehendem Kraftstoff gespeist ist.
Im Hochdruckkanal 2 ist zwischen der Einspritzpumpe 1 und
dem Druckventil 3 ein Steuerventil 9 angeordnet, das ein
als Kolbenschieber 10 a ausgebildetes Ventilglied 10 auf
weist. Der Kolbenschieber ist von einer elektromagneti
schen Stellvorrichtung 11 betätigt, die von einer elektri
schen Steuereinrichtung 12 angesteuert ist. Die elektri
sche Steuereinrichtung 12 arbeitet mit Meßwertgebern 13
zusammen, die den Belastungszustand der Brennkraftmaschi
ne, insbesondere deren Drehzahl, erfassen. Abhängig von
den Signalen der Meßwertgeber ermittelt die Steuereinrich
tung 12 den notwendigen Einspritzbeginn bzw. das Einspritz
ende für die Kraftstoffeinspritzdüse 4 und betätigt über
die elektromagnetische Stellvorrichtung 11 den Kolbenschie
ber 10 a entsprechend.
Der Kolbenschieber 10 a hat einen ersten im Durchmesser
größten Abschnitt, der das der elektromagnetischen Stell
vorrichtung 11 abgewandte Ende des Kolbenschiebers 10 a
bildet. Daran folgt ein Abschnitt mit kleinstem Durch
messer, an dem ein das andere Ende des Kolbenschiebers 10 a
bildender Abschnitt anschließt, dessen Durchmesser zwi
schen den beiden erstgenannten Durchmessern liegt. Am
Übergang des Abschnitts mit größtem Durchmesser zum Ab
schnitt mit kleinstem Durchmesser ist als Ventilglied ein
Sitzventil 10 b ausgebildet, das in der Wand einer im Hoch
druckkanal 2 vorgesehenen erweiterten Kammer 2 a eingear
beitet ist. Über das Sitzventil 10 b ist die Hochdruck
kammer 2 a mit einer Entlastungskammer 2 b verbunden, die
mit einem druckentlastenden Abströmkanal 15 in Verbindung
steht.
Auf seinem der Stellvorrichtung 11 zugewandten Ende trägt
der Kolbenschieber 10 a einen mittels einer Schraube 16 a am
Kolbenschieber axial befestigten Becher 16 aus nicht mag
netischem Material, auf dessem freien Ende eine aus mehre
ren Windungen bestehenden Schwingspule 17 aufgewickelt ist.
Die Schwingspule 17 liegt in einem Magnetfeld, das im Spalt
18 eines magnetischen Kreises geschaffen ist.
Der magnetische Kreis besteht im gezeigten Ausführungsbei
spiel aus einem Kern 19, auf den eine Erregerspule 20 auf
gewickelt ist. Der Kern 19 ragt mit einem Ende in den Be
cher 16, während sein anderes Ende aus der Erregerspule 20
herausragt. Der Kern 19 sowie die Erregerspule 20 liegen
zusammen in einer äußeren Hülse 21, die den magnetischen
Kreis zwischen den beiden Enden des Kerns 19 schließt. Die
Verbindung ist so geschaffen, daß die magnetischen Ver
luste möglichst gering bleiben und die Hülse 21 den Spalt
18 radial nach außen begrenzt, während der Kern 19 den
Spalt radial nach innen begrenzt. Die Hülse 21 bildet zu
sammen mit einem Hülsenabschnitt 21 a und einer Abschluß
platte 21 b das Gehäuse der Stellvorrichtung, das mit dem
Steuerventil 9 fest verbunden ist und eine auswechselbare
Baueinheit bildet.
Zwischen dem Kern 19 und dem Kolbenschieber 10 a ist eine
Schraubenfeder 22 angeordnet, die die Kolbenschieber 10 a
im Sinne eines Öffnens des Sitzventils 10 b kraftbeauf
schlagt. Die Schraubenfeder 22 liegt im Inneren des Be
chers 16 und stützt sich einerseits am Boden des Bechers
16 und andererseits an der Stirnseite des Kerns 19 ab.
In einer ersten Stellung ist das Ventilglied 10 bzw. der
Kolbenschieber 10 a nach links verschoben, so daß das Sitz
ventil 10 b die Verbindung zwischen der Hochdruckkammer 2 a
und der Entlastungskammer 2 b freigibt und somit den Hoch
druckkanal 2 mit dem Abströmkanal 15 verbindet. Der von
der Einspritzpumpe 1 geförderte Kraftstoff fließt über den
Hochdruckkanal 2 unmittelbar zum Abströmkanal 15 und von
dort drucklos ab, so daß der Öffnungsdruck der Kraftstoff
einspritzdüse nicht erreicht und somit kein Kraftstoff ge
fördert wird.
In einer zweiten Stellung des Kolbenschiebers 10 a, die in
Fig. 1 gezeigt ist, ist das Sitzventil 10 b geschlossen und
der Hochdruckkanal 2 vom Abströmkanal 15 abgesperrt. Der
von der Hochdruckeinspritzpumpe 1 geförderte Kraftstoff
fließt über den Hochdruckkanal 2 und das Druckventil 3 un
mittelbar zur Kraftstoffeinspritzdüse 4, bis durch ein
Verschieben des Kolbenschiebers 10 a in seine erste Stellung
der Hochdruckkanal 2 entlastet und damit der Einspritzvor
gang beendet wird.
In den Fig. 2 und 3 ist das Prinzip des elektromagneti
schen Schwingspulenantriebs mittels Permanentmagneten im
einzelnen dargestellt. Der Kern 19 bildet den Südpol des
Permanentmagneten, während die Hülse 21 den Nordpol bil
det. In dem zwischen dem Kern 19 und der Hülse 21 vorge
sehenen Luftspalt 18 bildet sich ein radiales Magnetfeld
vom Nordpol zum Südpol aus.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, liegt im Spalt 18 der Becher 16
aus nicht magnetischem Material, auf dessen Außenumfang
die aus mehreren Windungen bestehende Schwingspule 17
becherfest aufgewickelt ist. Wird durch die Schwingspule
17 ein Strom geleitet, der am Windungsanfang 17 a eintritt
und am Windungsende 17 b austritt, so erfährt die Schwing
spule und damit der Becher 16 bzw. das mit dem Becher fest
verbundene Ventilglied 10 eine Kraft in Pfeilrichtung 23,
bis das Ventilglied an einem Anschlag 24 anläuft, der die
Endstellung des Ventilglieds 10 und damit seine erste
Stellung bestimmt. Bei einem Strom durch die Schwingspule
17 in Gegenrichtung wird auf das Ventilglied 10 eine Kraft
entgegen Pfeilrichtung 23 ausgeübt, bis das Ventilglied 10
am Anschlag 25 anläuft, der die zweite Stellung des Ven
tilgliedes bestimmt.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Anschlag 24
durch einen in das Gehäuse des Steuerventils 9 einge
schraubten Verschlußpfropfen 24 gebildet. Der Anschlag 25
in Fig. 3 ist in Fig. 1 durch das Sitzventil 10 b ausge
führt.
Ein Prinzipschaltbild zum Betrieb des erfindungsgemäßen
Schwingspulenantriebs bei einem Steuerventil für eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt.
Die Darstellung in den Fig. 5 und 6 ist dabei auf ein
Schieberventil (als kein Sitzventil 10 wie in Fig. 1) mit
einer Steuerkante bezogen, wobei die Linie 35 die Steuer
kante bezeichnet, die im Wegpunkt s 0 vom Kolbenschieber
10 a überfahren wird. Ein derartiges Schieberventil ist in
Fig. 4a schematisch gezeigt. Nach Überfahren der Steuer
kante 35 durch den Kolbenschieber 10 a ist die Verbindung
von der Pumpenkammer 5 (Fig. 1) zur Einspritzdüse 4 über
den Hochdruckkanal 2 gewährleistet, da der druckloses Ab
strömkanal 15 gesperrt ist. Wird der Kolbenschieber 10 a in
Pfeilrichtung 101 verschoben, wird die Hochdruckkammer 2 a
druckentlastet und die Förderung über den Hochdruckkanal 2
bricht ab.
Werden bei der Schaltung nach Fig. 4 die Kontakte 31/33
geschlossen, so fließt von einer Spannungsquelle 30 ein
Strom I 1 in einer Richtung durch die Schwingspule 17, die
eine Kraft K 1 entgegen Pfeilrichtung 23 erzeugt. Der Kol
benschieber 10 a wird entgegen der Kraft der Schraubenfeder
22 nach links (Fig. 4a) verschoben, wobei die Steuerkante
35 überfahren und das Ventil geschlossen wird. Nach Über
fahren der Steuerkante 35 (Fig. 4a) im Wegpunkt s 0
steigt der Druck im Hochdruckkanal 2 an, bis er den Öff
nungsdruck des Einspritzventils 4 übersteigt, so daß
Kraftstoff zur Kraftstoffeinspritzdüse 4 gefördert wird
(Förderbeginn). Der durch den Strom I 1 beschleunigte
Kolbenschieber wird verschoben, bis er am Anschlag 25
(Fig. 3) anschlägt und dort zur Ruhe kommt.
Etwa bei Überfahren der Steuerkante 35 des Ventils (4 a),
d.h. im Wegpunkt s o , beginnt die Förderung des Kraft
stoffs in den Brennraum, was durch den Förderbeginn (FB)
in Fig. 5 gekennzeichnet ist. Der Strom I 1 dauert bis
zum Zeitpunkt t′ an, um dann von dem höheren Wert für eine
rasche Beschleunigung auf einem Haltestrom abzufallen, der
die Kraft der Feder 22 kompensiert, so daß die Stellung
des Kolbenschiebers 10 a unverändert bleibt. Im Zeitpunkt
t 1 werden die Kontakte 31/33 geöffnet und die Kontakte
32/34 geschlossen, wodurch ein Strom I 2 in Gegenrichtung
durch die Schwingspule 17 fließt und eine Kraft K 2 er
zeugt, die in Pfeilrichtung 23 (Fig. 3) bzw. 101 (Fig. 4a)
wirkt. Durch diese Kraft auf die Schwingspule wird der
Ventilschieber in seine Öffnungsstellung beschleunigt, wo
bei wieder die Steuerkante 35 überfahren und das Ventil
geöffnet wird; der Druck im Hochdruckkanal 2 fällt ab und
das Einspritzventil 4 schließt - die Kraftstoffein
spritzung ist beendet (Förderende = FE). Der Strom I 2
wirkt zum Zeitpunkt t 2, der etwa mit dem Förderende (FE)
im Diagramm s in Fig. 5 übereinstimmt. Aufgrund der ange
ordneten Schraubenfeder 22 wird im stromlosen Zustand der
Schwingspule 17 das Ventilglied 10 in seine erste Stellung
(Öffnungsstellung) verschoben, bis es am Anschlag 24 fest
anliegt. In dieser Öffnungsstellung ist der Hochdruckkanal
2 mit dem Abströmkanal 15 verbunden, so daß eine Förderung
von Kraftstoff unterbunden ist.
In Fig. 6 ist im Vergleich ein Signallaufplan für einen
großen Förderwinkel im Bereich A der Fig. 6 und für einen
kleinen Förderwinkel im Bereich B der Fig. 6 dargestellt.
Die Steuereinrichtung 12 erzeugt einen Steuerimpuls I, der
zum Zeitpunt t 0 einsetzt und bis zum Zeitpunt t 1 an
dauert. Aus diesem Steuerimpuls I wird der Förderbeginn
impuls I 1 gebildet, der ebenfalls zum Zeitpunkt t 0 be
ginnt und zum Zeitpunkt t 0 auf einen Haltstrom abfällt,
der bis zum Zeitpunt t 1 andauert. Während der erhöhte
Strom I 1 durch die Schwingspule 17 fließt, wird das Ven
tilglied 10 in Richtung auf seine zweite Stellung
(Schließstellung) beschleunigt, wobei das Ventil schließt.
Ist ein Ventilhub s 0 durchlaufen, nach dem das Ventil
geschlossen ist, wirkt der verringerte Strom I 1 (t 0
bis t 1), um den Kolbenschieber gegen die Kraft der Feder
22 in Schließstellung zu halten. Der Ventilhub s 0 kenn
zeichnet den Förderbeginn (FB) des Einspritzvorgangs. Der
beschleunigte Kolbenschieber wird am Steuerventilgehäuse
abgebremst bzw. gedämpft, was im Diagramm s in Fig. 6 bei
36 dargestellt ist. Bei der Ausführung nach Fig. 1 liegt
das Ventilglied 10 während des gesamten Impluses I 1 fest
am Ventilsitz an, so daß bis zum Zeitpunkt t 1 die
Schließstellung des Steuerventils 9 gewährleistet ist und
Kraftstoff eingespritzt wird.
Im Zeitpunkt t 1 bricht sowohl der Steuerimpuls I wie der
Förderbeginnimpuls I 1ab, wobei die negative Flanke die
ses Steuerimpulses einen Förderendeimpuls I 2 erzeugt,
der in der Schwingspule 17 eine in Öffnungsrichtung des
Ventilglieds wirkende Kraft erzeugt. Die Kraft des Förder
ende-Impulses I 2 beschleunigt das Ventilglied 10 in sei
ne Öffnungsstellung, wobei bei Überschreiten der Steuer
kante 35 (Fig. 4a) bzw.nach dem Öffnen des Sitzventils 10 b
(Fig. 1) der Hochdruckkanal 2 entlastet wird, wodurch der
Öffnungsdruck der Einspritzdüse 4 unterschritten wird.
Dieser Punkt kennzeichnet das Förderende (FE) des Ein
spritzvorgangs. Mit dem Förderende bzw. geringfügig danach
fällt der Förderendeimpuls I 2 ab. Der Kolbenschieber
wird in seiner Öffnungsstellung durch die Schraubenfeder
22 gehalten, wobei im Bereich 37 der Ventilhubkurve s das
Ventilglied an dem dafür vorgesehenen Anschlag 24 anläuft.
Bei einem kleinen Förderwinkel gemäß Bereich B der Fig. 6
ist der Signalverlauf weitgehend identisch. Es entfällt
lediglich der Haltestrom, da sich der Impuls I 1 mit dem
Impuls I 2 überdeckt. Hervorzuheben ist, daß mit der er
findungsgemäßen Einrichtung sehr kleine Förderwinkel bis
zu 0,2° kW zu erzielen sind.
Durch die kurzzeitige Aufeinanderfolge der Impule I 1 und
I 2 im Bereich B (kleiner Förderwinkel) des Signallaufplans
kann eine Einstellbarkeit der Hubhöhe des Ventilglieds 10
erzielt werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die
Schwingspule 17 von einer analogen Verstärkerschaltung 40
angesteuert (Fig. 7), die einen in Abhängigkeit vom Ein
gangssignal am Eingang 41 variierbares Ausgangssignal am
Eingang 42 abgibt, der unmittelbar mit der Schwingspule 17
verbunden ist. Der Strom I (Fig. 8) am Ausgang 42 ist so
in seiner Höhe variabel, wodurch sich ein dem Diagramm s
in Fig. 8 entsprechender Ventilhub ergibt. Die elektromag
netische Kraft in der Schwingspule 17 beaufschlagt das
Ventilglie 10 in Schließrichtung gegen die Kraft der
Schraubenfeder 22, so daß bei einem Strom I 1 sich ein
Kräftegleichgewicht am Ventilglied 10 einstellt, wodurch
ein Ventilhub s 1 gegeben ist. Auf diese Weise ist eine
Steuerung des Einspritzdruckes möglich (Proportionalven
til).
In Umkehrung des erfindungsgemäßen elektromagnetischen
Stellantriebs kann es vorteilhaft sein, einen Festmageten
mit dem Ventilglied 10 zu verbinden, der in einem elektro
magnetischen Feld einer Spule liegt.
Ferner kann es vorteilhaft sein, die Schraubenfeder 22
derart anzuordnen, daß sie das Ventilglied zwischen der
ersten und der zweiten Stellung (Schließ- und Öffnungs
stellung) in einer Mittelstellung zentriert hält. bei
Gleichheit der Kraft der Feder 22 und der elektromagneti
schen Kraft stellt sich eine entsprechende Auslenkung von
der Mittellage ein. Die Auslenkung ist umso größer, je
größer der eingespeiste Strom ist, wobei die Richtung der
Auslenkung von der Stromrichtung abhängig ist.
Eine Dämpfung der durch die schnelle Anregung entstehenden
Schwingungen wird vorteilhaft durch eine Bewegungskopplung
über einem Wegsenso erzielt, wobei das Wegsignal zum An
steuerungsverstärker rückgeführt ist. Ferner ist über die
Flüssigkeitsströmung eine Dämpfung erzielbar.
Claims (5)
1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraft
maschine, insbesondere eine Dieselbrennkraftmaschine, mit
einer Kraftstoffeinsptitzpumpe (1), die einen Ansaugkanal
(8) und einen Hochdruckkanal (2) aufweist, der über ein
Steuerventil (9) mit einer Kraftstoffeinspritzdüse (4)
verbunden ist und das Ventilglied (10) des Steuerventils
(9) von einer elektromagnetischen Stellvorrichtung (11)
betätigbar ist, wobei das Ventilglied (10) in einer ersten
Stellung den Hochdruckkanal (2) mit einem druckentlasten
den Abströmkanal (15) verbindet und in einer zweiten
Stellung die Verbindung zum Abstörmkanal (15) sperrt, wo
bei die Stellung des Ventilglieds (10) vom Ausgangssignal
einer elektrischen Steuereinrichtung (12) bestimmt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Stell
vorrichtung (11) aus einer in einem Magnetfeld angeordne
ten Schwingspule (22) besteht, die mit dem Ausgang der
Steuereinrichtung (12) verbunden ist.
2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingspule (22) koaxial
zur Bewegungsrichtung des Ventilgliedes (10) in einem zur
Bewegungsrichtung radialen Magnetfeld liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingspule (22) mit dem
Ventilglied (10) fest verbunden ist und in einem Perma
nentmagnetfeld liegt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingspule (22) digital
angesteuert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit
einer das Ventilglied (10) kraftbeaufschlagenden Feder,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (22) das Ventilglied
(10) in einer Mittelstellung zwischen der ersten Stellung
(Öffnungsstellung) und der zweiten Stellung (Sperrstellung)
hält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853536828 DE3536828A1 (de) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem elektromagnetischen steuerventil zwischen einspritzpumpe und einspritzduese |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853536828 DE3536828A1 (de) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem elektromagnetischen steuerventil zwischen einspritzpumpe und einspritzduese |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3536828A1 true DE3536828A1 (de) | 1987-04-16 |
Family
ID=6283680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853536828 Withdrawn DE3536828A1 (de) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem elektromagnetischen steuerventil zwischen einspritzpumpe und einspritzduese |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3536828A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0372562A1 (de) * | 1988-12-09 | 1990-06-13 | Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft | Brennstoffeinspritzvorrichtung |
WO1992016733A1 (en) * | 1991-03-22 | 1992-10-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Engine exhaust gas recirculation (egr) |
DE4413156C1 (de) * | 1994-04-15 | 1995-08-10 | Daimler Benz Ag | Für eine Brennkraftmaschine vorgesehene Kraftstoffeinspritzanlage |
EP1258621A2 (de) | 2001-05-19 | 2002-11-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zum Ansteuern einer magnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine |
DE10201529A1 (de) * | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Volkswagen Ag | Pumpe-Düse-Element für eine Brennkraftmaschine |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB605747A (en) * | 1945-12-31 | 1948-07-29 | Jan Forman | Improvements in or relating to electro-mechanical high speed operating gear |
DE1917927A1 (de) * | 1969-04-09 | 1970-10-29 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzpumpe fuer Brennkraftmaschinen |
DE2328563A1 (de) * | 1972-06-08 | 1973-12-20 | Bendix Corp | Brennstoffeinspritzpumpe mit hin- und hergehendem plunger und mit elektromagnetisch betaetigter steueroeffnung |
DE2813752A1 (de) * | 1977-03-31 | 1979-02-08 | Hitachi Ltd | Steuereinrichtung fuer elektromechanischen wandler |
DE3117192A1 (de) * | 1981-04-30 | 1982-11-25 | Internationale Fluggeräte und Motoren GmbH, 6940 Weinheim | Ventilantrieb |
DE3342993A1 (de) * | 1982-12-06 | 1984-06-07 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | Steuereinrichtung fuer die treibstoffeinspritzmenge bei einem verbrennungsmotor |
DE3302294A1 (de) * | 1983-01-25 | 1984-07-26 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer luftverdichtende, selbstzuendende brennkraftmaschinen |
-
1985
- 1985-10-16 DE DE19853536828 patent/DE3536828A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB605747A (en) * | 1945-12-31 | 1948-07-29 | Jan Forman | Improvements in or relating to electro-mechanical high speed operating gear |
DE1917927A1 (de) * | 1969-04-09 | 1970-10-29 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzpumpe fuer Brennkraftmaschinen |
DE2328563A1 (de) * | 1972-06-08 | 1973-12-20 | Bendix Corp | Brennstoffeinspritzpumpe mit hin- und hergehendem plunger und mit elektromagnetisch betaetigter steueroeffnung |
DE2813752A1 (de) * | 1977-03-31 | 1979-02-08 | Hitachi Ltd | Steuereinrichtung fuer elektromechanischen wandler |
DE3117192A1 (de) * | 1981-04-30 | 1982-11-25 | Internationale Fluggeräte und Motoren GmbH, 6940 Weinheim | Ventilantrieb |
DE3342993A1 (de) * | 1982-12-06 | 1984-06-07 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | Steuereinrichtung fuer die treibstoffeinspritzmenge bei einem verbrennungsmotor |
DE3302294A1 (de) * | 1983-01-25 | 1984-07-26 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer luftverdichtende, selbstzuendende brennkraftmaschinen |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0372562A1 (de) * | 1988-12-09 | 1990-06-13 | Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft | Brennstoffeinspritzvorrichtung |
DE3841462A1 (de) * | 1988-12-09 | 1990-06-13 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Brennstoffeinspritzvorrichtung |
WO1992016733A1 (en) * | 1991-03-22 | 1992-10-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Engine exhaust gas recirculation (egr) |
DE4413156C1 (de) * | 1994-04-15 | 1995-08-10 | Daimler Benz Ag | Für eine Brennkraftmaschine vorgesehene Kraftstoffeinspritzanlage |
US5526790A (en) * | 1994-04-15 | 1996-06-18 | Mercedes-Benz Ag | Fuel injection system for an internal combustion engine |
EP1258621A2 (de) | 2001-05-19 | 2002-11-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zum Ansteuern einer magnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine |
DE10124510B4 (de) * | 2001-05-19 | 2012-08-16 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Ansteuern einer magnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine |
DE10201529A1 (de) * | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Volkswagen Ag | Pumpe-Düse-Element für eine Brennkraftmaschine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0178427B1 (de) | Elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen | |
EP1255929B1 (de) | Brennstoffeinspritzventil und verfahren zu dessen betätigung | |
EP1012469B1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
DE3541938C2 (de) | Magnet-Überströmventil | |
EP1137877B1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
DE2836225C2 (de) | ||
DE19650865A1 (de) | Magnetventil | |
WO2001025612A1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
EP0309797A2 (de) | Magnetventil | |
DE3905992A1 (de) | Elektromagnetisches hochdruckeinspritzventil | |
DE10034444A1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
EP1527273A1 (de) | Kraftstoffinjektor mit und ohne druckverstärkung mit steuerbarer nadelgeschwindigkeit und verfahren zu dessen steuerung | |
DE2126777A1 (de) | Pumpe Düse zur Kraftstoffeinspritzung fur Brennkraftmaschinen | |
EP0537175A1 (de) | Magnetventil. | |
EP0050710A1 (de) | Kraftstoffeinspritzanlage | |
DE10004961B4 (de) | Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zu dessen Betrieb | |
DE2943155C2 (de) | ||
DE3614495A1 (de) | Kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine | |
DE19740997B4 (de) | Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung | |
DE3601710C2 (de) | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen | |
DE3536828A1 (de) | Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem elektromagnetischen steuerventil zwischen einspritzpumpe und einspritzduese | |
DE10257641B4 (de) | Kraftstoffinjektor mit und ohne Druckverstärkung mit steuerbarer Nadelgeschwindigkeit und Verfahren zu dessen Steuerung | |
DE19916658A1 (de) | Steuerventil, insbesondere für Einspritzvorrichtungen für Verbrennungsmaschinen, vorzugsweise Dieselmotoren | |
DE10230267A1 (de) | Verfahren zur Ansteuerung einer Fluid-Dosiervorrichtung und Common-Rail-Injektor | |
DE102008044157A1 (de) | Ventilanordnung für Kraftstoffhochdruckeinspritzung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |