DE60318526T2 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine verbrennungskraftmaschine mit hydraulischer stiftbetätigung - Google Patents

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine verbrennungskraftmaschine mit hydraulischer stiftbetätigung Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit hydraulischer Stiftbetätigung.
  • Die vorliegende Erfindung wird in vorteilhafter Weise bei einem Diesel-Direkteinspritzsystem angewandt, das im Folgenden ausdrücklich bezeichnet ist, ohne dadurch allgemeine Gültigkeit einzubüßen.
  • Eine bekannte Einspritzvorrichtung ist mit einem Einspritzventil mit einem Ventilsitz versehen, der in einer Einspritzdüse endet und mit einem Stift verbunden ist, der sich unter der Schubkraft eines Stellglieds zwischen einer geschlossenen Stellung des Ventilsitzes und einer offenen Stellung des Ventilsitzes bewegen kann; dabei umfasst das Stellglied typischerweise eine Feder, die den Stift in der geschlossenen Stellung halten kann, und einen Elektromagneten, welcher den Stift entgegen der Wirkung der Feder aus der geschlossenen Stellung in die offene Stellung bewegen kann.
  • Einspritzvorrichtungen der oben beschriebenen Art werden gewöhnlich als Einspritzvorrichtungen mit hydraulischer Stiftbetätigung bezeichnet und sind sehr weit verbreitet, weil sie gute Leistung und niedrige Kosten in sich verbinden. Jedoch verlangt der Markt Einspritzvorrichtungen mit besserer dynamischer Leistung, die bei sehr hohen Drücken des Dieselöls zum Betrieb in der Lage sind; aus diesem Grund werden Einspritzvorrichtungen mit hydraulischer Stiftbetätigung vorgeschlagen, d. h. Einspritzvorrichtungen, bei denen die Verschiebung des Stifts aus der geschlossenen Stellung in die offene Stellung entgegen der Wirkung der Feder durch die Wirkung von Kräften hydraulischen Ursprungs eintritt.
  • Ein Beispiel für eine Einspritzvorrichtung mit hydraulischer Stiftbetätigung ist in der Patentanmeldung EP-1036932-A2 (oder EP-0921302-A2 ) bereitgestellt, bei der ein unterer Abschnitt des Stifts in einer Einspritzkammer untergebracht ist, die unten von dem Ventilsitz für das Einspritzventil begrenzt ist, und ein oberer Abschnitt des Stifts in einer Steuerkammer untergebracht ist, in welcher die Feder aufgenommen ist, welche den Stift in der geschlossenen Stellung hält; dabei wird Dieselöl konstant unter Druck in die Einspritzkammer, welches diese über die Einspritzdüse verlässt, wenn sich der Stift in der offenen Stellung befindet, oder in die Steuerkammer eingeführt. Die Steuerkammer ist mit einem Steuerventil verbunden, das von einem elektromagnetischen Stellglied zur Bewe gung zwischen einer geschlossenen Stellung und einer offenen Stellung betätigt wird, in der es die Steuerkammer in Verbindung mit einem Niederdruckabsaugmilieu setzt.
  • Wenn das Steuerventil bei Gebrauch geschlossen ist, ist der Druck des Dieselöls in der Steuerkammer gleich dem Druck des Dieselöls in der Einspritzkammer, und der Stift wird entweder durch die Wirkung der Feder oder durch die hydraulische Kraft, die erzeugt wird, weil der unter der Wirkung des Dieselöls stehende Bereich des Stifts in dem in der Steuerkammer untergebrachten oberen Abschnitt höher als in dem in der Einspritzkammer aufgenommenen unteren Abschnitt ist, in der geschlossenen Position gehalten. Wenn sich das Steuerventil öffnet, neigt der Druck des Dieselöls in der Steuerkammer dazu, auf viel niedrigere Werte als der Druck des Dieselöls in der Einspritzkammer zu fallen, und der Stift wird durch die Wirkung der hydraulischen Kraft, die durch die Differenz der Drücke erzeugt wird, nach oben in die offene Stellung bewegt.
  • Ein anderes Beispiel für eine Einspritzvorrichtung mit hydraulischer Stiftbetätigung ist in der Patentanmeldung WO-0129395-A1 bereitgestellt, bei der ein oberer Abschnitt des Stifts in der Steuerkammer untergebracht ist, während ein unterer Abschnitt des Stifts in einer Einspritzkammer aufgenommen ist, die unten von dem Ventilsitz für das Einspritzventil begrenzt ist, und in der die Feder aufgenommen ist, welche den Stift in der geschlossenen Stellung hält; dabei ist die Steuerkammer mit dem Steuerventil verbunden, das von einem piezoelektrischen Stellglied zur Bewegung zwischen einer geschlossenen Stellung und einer offenen Stellung betätigt wird, in der es die Steuerkammer mit einem Niederdruckabsaugmilieu in Verbindung setzt.
  • Ein weiteres Beispiel für eine Einspritzvorrichtung mit hydraulischer Stiftbetätigung ist in dem Patent US-5664545-A1 bereitgestellt, das eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Gehäuse offenbart, das eine Steuerdruckkammer zum Speichern von aus einem Kraftstoffkanal zugeführtem Kraftstoff, ein Nadelventil, auf das der in der Steuerdruckkammer gespeicherte Kraftstoff einen Druck in der Ventilschließrichtung ausübt, eine Ventilvorrichtung zum Unterbrechen der Verbindung zwischen dem Kraftstoffkanal und der Steuerdruckkammer, um Kraftstoff in der Steuerdruckkammer abzudichten, und eine Volumenänderungsvorrichtung zum Erweitern des Volumens der Steuerdruckkammer aufweist, wenn die Ventilvorrichtung Kraftstoff in der Steuerdruckkammer abgedichtet hat; dabei wird der Druck in der Steuerdruckkammer vermindert, während die Volumenänderungsvorrichtung den Kraftstoff darin speichert; die Düsennadel wird gehoben, und das Einspritzen beginnt.
  • Es wurde festgestellt, dass bei Einspritzvorrichtungen mit hydraulischer Stiftbetätigung der oben beschriebenen Art der Ventilkörper des Steuerventils bei geschlossener Stellung dazu neigt, gegen den Ventilsitz des Steuerventils zurückzufedern und eine Verzögerung beim wirksamen Schließen des Steuerventils und deshalb der Einspritzdüse zu bewirken; auf diese Weise wird ein zufälliger, variabler Fehler in die Zumessung des Dieselöls eingebracht, und dieser zufällige Fehler hat bei Betrieb mit langen Einspritzzeiten und deshalb mit großen Mengen eingespritzten Kraftstoffs im Wesentlichen wenig Einfluss, ist jedoch bei Betrieb mit kurzen Einspritzzeiten und deshalb kleinen Mengen eingespritzten Kraftstoffs wichtig. Dieser Nachteil ist besonders problematisch in modernen Verbrennungskraftmaschinen mit Diesel-Direkteinspritzung, die vor dem Haupteinspritzen des Dieselöls eine Reihe von Voreinspritzungen vornehmen, die nahe beieinander liegen und sich durch sehr kurze Einspritzzeiten auszeichnen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dieselöl-Einspritzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit hydraulischer Stiftbetätigung zu schaffen, welche die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist und insbesondere leicht und ökonomisch zu betätigen ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Dieselöl-Einspritzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit hydraulischer Stiftbetätigung nach der Darstellung in Anspruch 1 geschaffen.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, die einige nicht erschöpfende Ausführungsformen derselben darstellen, und in denen:
  • 1 eine seitlich geführte, zum Teil aufgeschnittene, schematische Ansicht einer gemäß der vorliegenden Erfindung geschaffenen Dieselöl-Einspritzvorrichtung ist;
  • 2 eine Ansicht einer Einzelheit von 1 in einem größeren Maßstab ist;
  • 3 eine Ansicht einer anderen Einzelheit von 1 in einem größeren Maßstab ist; und
  • 4 eine Ansicht einer Einzelheit von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform in einem größeren Maßstab ist.
  • In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Dieselöl-Einspritzvorrichtung als Ganzes, die in einem zylindrischen Körper 2 mit einer Längsachse 3 untergebracht ist und gesteuert werden kann, um Dieselöl aus einer Einspritzdüse 4 einzuspritzen, die von einem Einspritzventil 5 geregelt ist. Im Innern des zylindrischen Körpers 2 ist eine Einspritz kammer 6 ausgeführt, wobei die Einspritzkammer unten von einem Ventilsitz 7 für das Einspritzventil 5 begrenzt ist und darin verschieblich einen unteren Abschnitt eines Stifts 8 des Einspritzventils 5 in einer solchen Weise unterbringt, dass sich der Stift 8 unter der Schubkraft eines Stellglieds 9 entlang der Längsachse 3 zwischen einer geschlossenen Stellung und einer offenen Stellung des Ventilsitzes 7 bewegen kann; wobei der in der Einspritzkammer 6 aufgenommene untere Abschnitt des Stifts 8 ein Element 10 in Form eines Kegelstumpfs aufweist, das eine Minderung im Querschnitt des Stifts 8 bestimmt.
  • Ein oberer Abschnitt des Stifts 8 ist in einer Steuerkammer 11 untergebracht und mit einer Feder 12 verbunden, die auf den Stift 8 eine nach unten gerichtete Kraft ausübt, die dazu neigt, den Stift 8 in der vorgenannten geschlossenen Stellung zu halten. Insbesondere besitzt der obere Abschnitt des Stifts 8 eine sich verjüngende Form mit einer weiteren Querschnittsänderung, welche eine wie eine runde Krone geformte Fläche 13 bestimmt, aus deren Mitte sich ein zylindrischer Körper 14 mit der Funktion erhebt, den Aufwärtslauf des Stifts 8 entgegen einer oberen Fläche der Steuerkammer 11 zu beschränken; die Feder ist dabei koaxial mit dem zylindrischen Körper 14 angeordnet, so dass sie zwischen der wie eine runde Krone geformten Fläche 13 und der oberen Fläche der Steuerkammer 11 zusammengedrückt wird.
  • Wichtig ist die Anmerkung, dass in der Einspritzkammer 6 der effektive Bereich AU1 des Stifts 8, auf welchen der Druck des Dieselöls wirkt, um eine Schubkraft entlang der Längsachse 3 festzulegen, verhältnismäßig klein und im Wesentlichen gleich der Summe des Bereichs ist, der durch die Änderung des Querschnitts des Stifts 8 in Entsprechung zu dem Element 10 in Form eines Kegelstumpfs und dem Bereich der nicht mit dem Ventilsitz 7 verbundenen und in das Dieselöl eingetauchten Spitze des Stifts 8 erzeugt wird; dagegen ist in der Steuerkammer 11 der effektive Bereich AU2 des Stifts 8, auf welchen der Druck des Dieselöls wirkt, um eine Schubkraft entlang der Längsachse 3 festzulegen, gleich dem gesamten Querschnitt des Stifts 8 und ist deshalb größer als der effektive Bereich AU1 des Stifts 8 in der Einspritzkammer 6.
  • Weiterhin weist der zylindrische Körper 2 einen Zuführkanal 15 auf, der an einem oberen Ende des zylindrischen Körpers 2 beginnt und das Dieselöl unter Druck zu der Einspritzkammer 6 liefern kann; dabei zweigt von dem Zuführkanal 15 ein weiterer Zuführkanal 16 ab, der den Zuführkanal 15 in Verbindung mit der Steuerkammer 11 setzen kann, um das Dieselöl unter Druck auch zu der Steuerkammer 11 zu liefern.
  • Von der Steuerkammer 11 geht ein Abgaskanal 17 aus, wobei der Abgaskanal die Steuerkammer 11 in Verbindung mit einer Abgasleitung 18 für das Dieselöl setzen kann, die in einem Milieu zum Sammeln und erneuten Inumlaufsetzen des Dieselöls im Wesentlichen unter Umgebungsdruck (nicht dargestellt) endet; dabei wird der Abgaskanal 17 von einem Steuerventil 19 geregelt, das nahe der Steuerkammer 11 angeordnet und zwischen einer geschlossenen Stellung, in welcher die Steuerkammer 11 von dem Abgaskanal 17 isoliert ist, und einer offenen Stellung bewegbar ist, in welcher die Steuerkammer 11 mit dem Abgaskanal 17 verbunden ist.
  • Das Steuerventil 19 umfasst einen Ventilsitz 20, der entlang dem Abgaskanal 17 ausgeführt ist, und einen Ventilkörper 21, der unter der Schubkraft einer elektromagnetischen Stellgliedvorrichtung 22 durch den Abgaskanal 17 hindurch und in einer zu der Längsachse 3 parallelen Richtung zwischen einer Eingriffsposition (entsprechend dem Steuerventil 19 in Schließstellung) und einer Nichteingriffsposition (entsprechend dem Steuerventil 19 in Offenstellung) des Ventilsitzes 20 bewegbar ist. Das Steuerventil 19 ist ein "Tellerventil", d. h. der Ventilkörper 21 des Steuerventils 19 öffnet sich entgegen dem Druck des Dieselöls; außerdem ist das Steuerventil 19, wie aus den beigefügten Figuren offenkundig wird, entlang dem Abgaskanal 17 vollständig umschlossen, der zu diesem Zweck einen vergrößerten Abschnitt 23 zur Unterbringung der Stellgliedvorrichtung 22 aufweist.
  • Der Ventilsitz 20 des Steuerventils 19 ist von einer Fläche in Form eines Kegelstumpfs gebildet, der eine Verengung des Abgaskanals 17 bestimmt, während der Ventilkörper 21 des Steuerventils 19 von einem kugelförmigen Körper gebildet ist, der durch die Wirkung der Stellgliedvorrichtung 22 fluiddicht mit dem Ventilsitz 20 verbunden werden kann.
  • Die Stellgliedvorrichtung 22 umfasst eine Feder 24, welche direkt auf den Ventilkörper 21 einwirkt, um den Ventilkörper 21 in der vorgenannten geschlossenen Stellung zu halten; insbesondere ist die Feder 24 von einem Ring gebildet, der eine Gestalt in Form eines Kegelstumpfs aufweist, um eine elastische Axialverformung zu ermöglichen, und eine verhältnismäßig niedrige elastische Kraft besitzt, da der Ventilkörper 21 bei Gebrauch durch den Druck des Dieselöls in der Steuerkammer 11 in der vorgenannten geschlossenen Stellung gehalten wird.
  • Die Stellgliedvorrichtung 22 umfasst auch eine Spindel 25, die mit Hilfe einer Feder 26 von der gegenüberliegenden Seite aus in Bezug auf die Feder 24 gleich bleibend in Anlage gegen den Ventilkörper 21 gehalten wird, um bei Gebrauch entgegen der Wirkung der Feder 24 und dem Druck des Dieselöls eine Schubkraft auf den Ventilkörper 21 auszuüben, um den Ventilkörper 21 aus der vorgenannten geschlossenen Stellung in die vorgenannte offene Stellung zu bewegen. Die Spindel 25 ist in zwei Kegelstümpfe 25a und 25b unterteilt, von denen jeder einstückig mit einem jeweiligen Anker 27 aus ferromagnetischem Material ist, der mit einem jeweiligen, mit einer Spule 29 und einem Magnetkern 30 versehenen Elektromagneten 28 verbunden ist; wenn bei Gebrauch ein Strom durch die Spulen 29 der Elektromagneten 28 fließt, werden die Anker 27 magnetisch in Richtung zu den jeweiligen Magnetkernen 30 angezogen und erzeugen folglich an der Spindel 25 eine nach unten gerichtete Schubkraft, welche die Bewegung des Ventilkörpers 21 aus der vorgenannten geschlossenen Stellung in die vorgenannte offene Stellung bestimmt. Die Stellgliedvorrichtung 22 umfasst zwei Elektromagneten 28a und 28b, um entgegen dem Druck des in der Steuerkammer 11 vorhandenen Kraftstoffs eine ausreichende Schubkraft zum Bewegen der Spindel 25 und zum Öffnen des Steuerventils 19 ausüben zu können; zu diesem Zweck sind die zwei Elektromagneten 28a und 28b mechanisch in Reihe miteinander angeordnet, um damit die jeweiligen, an der Spindel 25 erzeugten Schubkräfte miteinander zu addieren.
  • Wie in den beigefügten Figuren dargestellt ist, ist die Stellgliedvorrichtung 22 im Innern des vergrößerten Abschnitts 23 des Abgaskanals 17 mit Hilfe einer Positionierfeder 31 (die von einem Ring mit einer Gestalt in Form eines Kegelstumpfes zum Ermöglichen einer elastischen Axialverformung gebildet wird) und von einer Reihe von ringförmigen Positionierelementen 32 in Position gehalten.
  • Der Querschnitt des Zuführkanals 16, der Querschnitt des Steuerventils 19 und der Querschnitt des Abgaskanals 17 weisen in Bezug auf den Querschnitt des Zuführkanals 15 derartige Abmessungen auf, dass der Druck des Dieselöls in der Steuerkammer 11 dann, wenn das Steuerventil 19 offen ist, auf viel niedrigere Werte als der Druck des Dieselöls in der Einspritzkammer 6 und derart abfällt, dass die Durchflussmenge des Dieselöls durch den Abgaskanal 17 ein im Wesentlichen unbedeutender Bruchteil des durch die Einspritzdüse 4 strömenden Dieselöls ist.
  • Wenn die Elektromagneten 28 bei Gebrauch aberregt werden, wird das Steuerventil 19 durch die von der Feder 24 erzeugte Kraft und den Druck des Dieselöls in der Steuerkammer 11 in der geschlossenen Stellung gehalten; deshalb ist der Druck des Dieselöls in der Steuerkammer 11 der gleiche wie der Druck des Dieselöls in der Einspritzkammer 6 für die Zwecke des Zuführkanals 16. In dieser Situation wird das Einspritzventil 5 durch die von der Feder 12 erzeugte Kraft und die von dem Ungleichgewicht der effektiven Bereiche AU1 und AU2 des Stifts 8 erzeugte hydraulische Kraft zugunsten der Steuerkammer 11 in Bezug auf die Einspritzkammer 6 in der vorgenannten geschlossenen Stellung gehalten.
  • Wenn die Elektromagneten 28 mit Hilfe des Umlaufs eines elektrischen Stroms betätigt werden, wird das Steuerventil 19 in der oben beschriebenen Weise in die offene Stellung gebracht, und deshalb wird die Steuerkammer 11 in Verbindung mit der Abgasleitung 18 gebracht, und der Druck des Dieselöls in der Steuerkammer 11 fällt auf viel niedrigere Werte als der Druck des Dieselöls in der Einspritzkammer 6 ab; wie weiter oben dargestellt, ist dabei die Differenz zwischen den Drücken des Dieselöls in der Einspritzkammer 6 und in der Steuerkammer 11 ist auf die Abmessungen der Querschnitte des Zuführkanals 16, des Steuerventils 19 und des Abgaskanals 17 in Bezug auf den Querschnitt des Zuführkanals 15 zurückzuführen.
  • Auf Grund des Ungleichgewichts zwischen den Drücken des Dieselöls in der Einspritzkammer 6 und in der Steuerkammer 11 wird an dem Stift 8 eine hydraulische Kraft erzeugt, durch welche der Stift 8 entgegen der Wirkung der Feder 12 nach oben bewegt werden kann, so dass das Einspritzventil 5 in die vorgenannte offene Stellung gebracht werden und das Einspritzen des Dieselöls durch die Einspritzdüse 4 hindurch erfolgen kann.
  • Wenn die Elektromagneten 28 aberregt werden, wird das Steuerventil 19 durch die von der Feder 24 erzeugte Kraft und den Druck des Dieselöls in der Steuerkammer 11 zurück in die geschlossene Stellung gebracht; deshalb neigt der Druck des Dieselöls in der Steuerkammer 11 zum Ansteigen, bis er den Druck des Dieselöls in der Einspritzkammer 6 erreicht. In dieser Situation wird das Einspritzventil 5 durch die von der Feder 12 erzeugte Kraft und die von dem Ungleichgewicht der effektiven Bereiche AU1 und AU2 des Stifts 8 erzeugte hydraulische Kraft zugunsten der Steuerkammer 11 in Bezug auf die Einspritzkammer 6 zurück in die vorgenannte geschlossene Stellung gebracht.
  • Vorzugsweise weist der Zuführkanal 15 einen gedrosselten Bereich 33 auf, der stromab der Abzweigung des Zuführkanals 16 angeordnet ist und die Druckdifferenz zwischen der Steuerkammer 11 und der Einspritzkammer 6 während der Übergangsperiode der Schließbewegung des Stifts 8 (d. h. während der Bewegung des Stifts aus der offenen Position in die geschlossene Position des Ventilsitzes 7) augenblicklich erhöhen kann, um die auf den Stift 8 wirkende Kraft zu erhöhen und deshalb die Schließbewegung des Stifts 8 zu beschleunigen.
  • Wenn sich die Einspritzvorrichtung 1 im Betriebszustand befindet, d. h. diese unter Druck stehendes Dieselöl empfängt, wirken die Kraft der Feder 24 und die Kraft des Drucks des Dieselöls in der Steuerkammer 11 auf den Ventilkörper 21 des Steuerventil 19 ein, wobei diese Kräfte dazu neigen, den Ventilkörper 21 in der geschlossenen Position zu halten, und darauf wirken auch die Kraft der Feder 26 und die Kraft der Elektromagneten 28 ein, wobei diese Kräfte dazu neigen, den Ventilkörper 21 in der offenen Position zu halten. Wenn sich die Einspritzvorrichtung 1 im Ruhezustand befindet, d. h. diese kein unter Druck stehendes Dieselöl empfängt, wirken auf den Ventilkörper 21 des Steuerventils 19 nur die Kraft der Feder 24, die dazu neigt, den Ventilkörper 21 in der geschlossenen Position zu halten, und die Kraft der Feder 24 ein, die dazu neigt, den Ventilkörper 21 in der offenen Position zu halten. Gemäß einer möglichen Ausführungsform weisen die Federn 24 und 26 derartige Abmessungen auf, dass das Steuerventil 19 offen ist, wenn sich die Einspritzvorrichtung 1 im Ruhezustand befindet, d. h. die von der Feder 26 ausgeübte Kraft größer als die von der Feder 24 ausgeübte Kraft ist; auf diese Weise bleibt das Steuerventil 19 so lange offen, bis der Druck des Dieselöls im Innern der Steuerkammer 11 den minimalen Schwellwert erreicht und etwaige in dem Einspritzsystem vorhandene Luft durch den Abgaskanal 17 hindurch abgeführt werden kann.
  • Gemäß der in 4 dargestellten Ausführungsform liegt die in zwei Kegelstümpfe 25a und 25b unterteilte Spindel 25 gegen eine andere Spindel 34 an, die einerseits von einer Feder 35 in Andruck gegen die Spindel 25 gehalten wird und andererseits gegen den Ventilkörper 21 anliegt; die in den 1 und 2 dargestellte Feder 26 wird von der Feder 35 ersetzt, da die Spindel 34 nicht an den Ventilkörper 21 drücken kann, indem die Spindel 34 gegen die Spindel 25 gedrückt wird, wenn die Elektromagneten 28 aberregt sind. Insbesondere weist die Spindel 34 derartige Abmessungen auf, dass sie um einen vorgegebenen Abstand von dem Ventilkörper 21 getrennt wird, wenn die Elektromagneten 28 aberregt werden; auf diese Weise ändern sich etwaiges Spiel und/oder Konstruktionstoleranzen nur in dem Abstand zwischen der Spitze der Spindel 34 und dem Ventilkörper 21 ohne jede Auswirkung auf die Funktionsfähigkeit der Einspritzvorrichtung 1.
  • Durch experimentelle Test wurde bewiesen, dass die oben beschriebene Einspritzvorrichtung 1 sogar beim Betrieb mit sehr hohen Dieselöldrücken optimale dynamische Eigenschaften besitzt und im Wesentlichen keine Rückfederungserscheinungen in Schließ stellung gegen den Ventilsitz 20 aufweist; auf diese Weise erfolgt das Zumessen des Dieselöls stets sehr genau, und insbesondere kann eine Reihe von Voreinspritzungen des Dieselöls, gekennzeichnet durch eine sehr kurze Einspritzzeit, mit Präzision und in schneller Abfolge vorgenommen werden. Außerdem ist die oben beschriebene Einspritzvorrichtung 1 ökonomisch und kompakt, da sie elektromagnetische Stellglieder nutzt (die entschieden ökonomischer als piezoelektrische Stellglieder sind), die gänzlich in dem zylindrischen Körper 2 untergebracht sind.

Claims (14)

  1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Einspritzvorrichtung (1) einen zylindrischen Körper (2), in dem eine Einspritzdüse (4) untergebracht ist, die von einem mit einem bewegbaren Stift (8) versehenen Einspritzventil (5) reguliert wird, einen Kraftstoffzuführkanal (15), eine mit dem Kraftstoffzuführkanal (15) verbundene Einspritzkammer (6), die einen unteren Abschnitt des Stifts (8) aufnimmt und am Boden durch einen Ventilsitz (7) für das Einspritzventil (5) begrenzt ist, eine Steuerkammer (11), die mit dem Kraftstoffzuführkanal (15) verbunden ist und einen oberen Abschnitt des Stifts (8) aufnimmt, und ein Steuerventil (19) umfasst, das von einem elektromagnetischen Stellglied (22) zum Bewegen zwischen einer geschlossenen Stellung und einer offenen Stellung betätigt wird, in der es die Steuerkammer (11) in Verbindung mit einer Abgasleitung (18) für den Kraftstoff bei niedrigem Druck setzt, wobei die Einspritzvorrichtung (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass das Steuerventil (19) ein Tellerventil ist, dass sich entgegen dem Druck des Fluids öffnet, und einen Abgaskanal (17), der zu der Längsachse (3) des zylindrischen Körpers (2) parallel ist und gänzlich in dem zylindrischen Körper (2) aufgenommen ist, welcher die Steuerkammer (11) in Verbindung mit einer Abgasleitung (18) setzt und von dem Steuerventil (19) reguliert wird, das einen Ventilsitz (20), der entlang dem Abgaskanal (17) hergestellt ist, und einen Ventilkörper (21) umfasst, der unter der Schubkraft der elektromagnetischen Stellgliedvorrichtung (22), die gänzlich entlang dem Abgaskanal (17) untergebracht ist, durch den Abgaskanal (17) bewegbar ist.
  2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der in der Einspritzkammer (6) untergebrachte untere Abschnitt des Stifts (8) ein Element (10) in Form eines Kegelstumpfs aufweist, das eine Querschnittsverkleinerung an dem Stift (8) festlegt.
  3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der in der Steuerkammer (11) untergebrachte obere Abschnitt des Stifts (8) mit einer ersten Feder (12) verbunden ist, die auf den Stift (8) eine Kraft ausübt, durch welche der Stift (8) in einer geschlossenen Stellung der Einspritzdüse (4) gehalten werden soll.
  4. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der obere Abschnitt des Stifts (8) eine sich verjüngende Form mit einer Querschnittsänderung aufweist, durch welche eine Fläche (13) in Form einer ringförmigen Wölbung festgelegt wird, von deren Mitte aus ein zylindrischer Körper (14) ansteigt, dessen Funktion es ist, den Lauf des Stifts (8) entgegen einer oberen Fläche der Steuerkammer (11) zu beschränken; wobei die erste Feder (12) derart um den zylindrischen Körper (14) herum angeordnet ist, dass sie zwischen der Fläche (13) in Form einer ringförmigen Wölbung und der oberen Fläche der Steuerkammer (11) zusammengedrückt wird.
  5. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einspritzkammer (6) direkt von dem Zuführkanal (15) gespeist wird; wobei ein weiterer Zuführkanal (16) vorgesehen ist, der von dem Zuführkanal (15) abzweigt und den Zuführkanal (15) mit der Steuerkammer (11) in Verbindung setzen kann.
  6. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Zuführkanal (15) einen gedrosselten Bereich (33) aufweist, der stromab der Abzweigung des anderen Zuführkanals (16) angeordnet ist.
  7. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Ventilsitz (20) des Steuerventils (19) von einer Fläche in Form eines Kegelstumpfs gebildet ist, der eine Verengung des Abgaskanals (17) festlegt; wobei der Ventilkörper (21) des Steuerventils (19) von einem kugelförmigen Körper gebildet wird, der durch die Wirkung der Stellgliedvorrichtung (22) fluiddicht mit dem Ventilsitz (20) verbunden werden kann.
  8. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Stellgliedvorrichtung (22) eine zweite Feder (24) umfasst, die direkt auf den Ventilkörper (21) einwirkt, um den Ventilkörper (21) in einer geschlossenen Stellung des Abgaskanals (17) zu halten.
  9. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die zweite Feder (24) von einem Ring gebildet ist, der eine Konfiguration in Form eines Kegelstumpfs aufweist, um eine elastische Axialverformung zuzulassen.
  10. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Stellgliedvorrichtung (22) eine Spindel (25) umfasst, die mit Hilfe einer dritten Feder (26) von der gegenüberliegenden Seite aus in Bezug auf die zweite Feder (24) gleich bleibend in Anlage gegen den Ventilkörper (21) gehalten wird.
  11. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die auf den Ventilkörper (21) der dritten Feder (26) ausgeübte Kraft in einer solchen Weise größer als die von der zweiten Feder (24) auf den Ventilkörper (21) ausgeübte Kraft ist, dass sich das Steuerventil (19) bei Ruhestellung der Einspritzvorrichtung (1) öffnet.
  12. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Stellgliedvorrichtung (22) eine Spindel (25) umfasst, die gegen eine andere Spindel (34) anliegt, die einerseits von einer vierten Feder (35) in Andruck gegen die Spindel (25) gehalten wird und andererseits gegen den Ventilkörper (21) anliegt.
  13. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die andere Spindel (34) derartige Maße aufweist, dass sie um einen gegebenem Abstand von dem Ventilkörper (21) getrennt ist, wenn die Stellgliedvorrichtung (22) aberregt ist.
  14. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Stellgliedvorrichtung (22) eine Spindel (25) umfasst, welche den Ventilkörper (21) bewegen kann und in zwei miteinander ausgerichtete Kegelstümpfe (25a, 25b) unterteilt ist, wobei jeder von diesen einstückig mit einem jeweiligen Anker (27) aus ferromagnetischem Material ist, der mit einem jeweiligen, mit einer Spule (29) und einem Magnetkern (30) versehenen Elektromagneten (28) verbunden ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008467A1 (de) * 2010-02-18 2011-08-18 Continental Automotive GmbH, 30165 Hochdruck-Kraftstoff-Einspritzventil für einen Verbrennungsmotor

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITBO20030678A1 (it) 2003-11-14 2005-05-15 Magneti Marelli Powertrain Spa Iniettore di carburante con attuazione idraulica dello spillo
DE102007052361A1 (de) * 2007-11-02 2009-05-07 Robert Bosch Gmbh Elastischer Sitz für Schaltventile
US11255306B2 (en) 2017-10-20 2022-02-22 Cummins Inc. Fuel injector with flexible member

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH434875A (de) * 1966-06-21 1967-04-30 Huber Robert Brennstoff-Einspritzventil mit elektromagnetischer Betätigung
CA1100836A (en) * 1977-12-21 1981-05-12 William H. Leckie Fuel injection timing and control apparatus
IT1217260B (it) * 1987-08-25 1990-03-22 Weber Srl Valvola di iniezione del combustibile a comando elettromagnetico per motori a ciclo diesel
JPH08158981A (ja) * 1994-12-02 1996-06-18 Nippondenso Co Ltd 燃料噴射装置
DE19616812B4 (de) * 1995-04-27 2004-09-30 Nippon Soken, Inc., Nishio Kraftstoffeinspritzvorrichtung
EP0844385B1 (de) * 1996-11-21 2003-03-05 Denso Corporation Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungsmotor
IT1289795B1 (it) * 1996-12-23 1998-10-16 Elasis Sistema Ricerca Fiat Perfezionamenti ad una valvola di dosaggio a comando elettromagnetico, con otturatore a sfera, per un iniettore di combustibile.
GB9725802D0 (en) 1997-12-06 1998-02-04 Lucas Ind Plc Fuel injection
EP0999360A1 (de) * 1998-11-05 2000-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Steuerventil für Dosiervorrichtung für Fluid
DE19907544C2 (de) * 1999-02-22 2002-12-05 Siemens Ag Injektor für eine Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine
DE19951004A1 (de) 1999-10-22 2001-04-26 Bosch Gmbh Robert Hydraulische Steuervorrichtung, insbesondere für einen Injektor
JP4048699B2 (ja) * 1999-11-10 2008-02-20 株式会社デンソー 燃料噴射弁
DE10008554A1 (de) * 2000-02-24 2001-08-30 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP1136932B1 (de) 2000-03-20 2003-05-21 Hitachi, Ltd. System zum Entwerfen von Primern
DE10024702A1 (de) * 2000-05-18 2001-11-22 Bosch Gmbh Robert Einspritzanordnung für ein Kraftstoff-Speichereinspritzsystem einer Verbrennungsmaschine
FR2819021B1 (fr) * 2000-12-28 2005-03-04 Denso Corp Soupape de commande hydraulique et injecteur de carburant utilisant une telle soupape

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008467A1 (de) * 2010-02-18 2011-08-18 Continental Automotive GmbH, 30165 Hochdruck-Kraftstoff-Einspritzventil für einen Verbrennungsmotor
US9316190B2 (en) 2010-02-18 2016-04-19 Continental Automotive Gmbh High-pressure fuel injection valve for an internal combustion engine

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Publication number Publication date
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DE60318526D1 (de) 2008-02-21
US20040094639A1 (en) 2004-05-20
ITBO20020497A1 (it) 2004-01-30

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