DE8802722U1

DE8802722U1 - Minitreibstoffinjektor

Info

Publication number: DE8802722U1
Application number: DE8802722U
Authority: DE
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 1988-03-01
Filing date: 1988-03-01
Publication date: 1988-04-14
Also published as: US4909439A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Minitreibetoffinjektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ziel bei derartigen Injektoren ist es, die Linearität am unteren Ende herabzusetzen, die Geschwindigkeit des dynamischen Ansprechens zu erhöhen, den dynamischen Injektionsbereich zu vergrößern und die Laufgeschwindigkeit des Motors für den Treibstoffinjektor der Verbrennungskraftmaschine zu erhöhen. Um diesen Anforderungen für den Treibstoff eines Hochgeschwindigkeitsmotors zu genügen, ist es nicht nur erforderlich, das dynamische Ansprechen des Treibstoffinjektors zu beschleunigen, sondern ebenfalls den dynamischen Strömungsbereich zu vergrößern. Allerdings genügen sämtliche auf dem Markt befindliche Injektoren diesen Anforderungen nicht in zufriedenstellender Weise.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Treibstoff injektor der eingangs genannten Art zu schaffen, der ein vermindertes Ventilvolumen aufweist, wodurch die Länge des Magnetflußweges vermindert und damit der magnetische Widerstand verkleinert wird. Weiter soll mit der Erfindung eine leichtere Ventilnadel geschaffen werden, wobei zwei ölringe entfallen, so daß sich die Konstruktion vereinfacht.

In Tabelle 1 sind Versuchsergebnisse der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit bekannten Injektoren dargestellt. Wie »an sieht, beträgt das dynamische Ansprechen des Treibstoffinjektors gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechend einer Öffnungszeitverzögerung von 0,67 ms und entsprechend einer Schießzeitverzögerung 0,48 ms, wobei die untere Linearität bis auf 0,7 ms heruntergeht, welches wesentlich niedrigere Werte als die nach dem Stand der Technik sind. Es ist daher mit dem erfindungsgemäßen Injektor möglich, den Treibstoff

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für die Verbrennung in sehr kleine Partikel zu zerstäuben/ so dssß sich am Auetritt des Injektors keine Kohle ablagert/ auch wenn er über lange Zeit betrieben wird, wodurch man eine dauerhafte Zuführung des Treibstoffs, einen besseren Verbrennungswirkungsgrad und eine Verringerung des Treibstoffverbrauchs und der Luftverschmutzung erhält.

Tabelle 1

Injektorart Ventilnadel- Untere Line- Dynamische Reaktion(ms) gewicht (g) arität (ms) öffnungs- Schließzeit-

zeitverz. verzögerung

üblicher Injektor A	3,0	0,95	0,95	0,70
üblicher Injektor B	2,0	1,20	1,03	0,70
marktüblicher Injektor EVl.IA EVl.3A EVl.4A	4,3 4,3 2,7		1..55 1,49 1,32	0,89 0,72 0,55

Injektor gemäß

der Erfindung 1,4 0,7 0,67 0,48

Mit der Erfindung wird somit ein verbesserter Minitreibstoffinjektor geschaffen.

Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise ein Minitreibstoff injektor geschaffen, der einen verminderten Magnetflußweg aufweist, so daß das dynamische Ansprechen beschleunigt und die untere Linearität herabgesetzt wird.

Mit der Erfindung wird weiter in vorteilhafter Weise ein Minitreibstoffinjektor geschaffen, der den Treibstoff für die Verbrennung in gewünschtem Maße zerstäubt.

Die vorliegende Erfindung schafft weiter einen Minitreibstoffinjektor, der einen hohen Verbrennungswirkungsgrad aufweist.

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Der erfindungsgemäße Minitreibetofflnjektor vermindert dabei in vorteilhafter Weise den Kraftstoffverbrauch.

Schließlich wird mit der Erfindung ein Minitreibstoffinjektor geschaffen, der eine verminderte Luftverschmutzung hervorruft.

l· Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der

'_l Xeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben,

fi wobei die Ausführungsbeispiele die Erfindung in keiner Weise

beschränken sollen. Es zeigen:

l Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform

I des Minitreibstoffinjektors;

V Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des Treibstoffinjek-

• tors j und

£ Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 1

* und 2.

f Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen be-

I schrieben werden, wobei gleiche Ausdrücke gleiche Teile be-

I »eichnen. Dabei soll die Erfindung nicht durch diese Beschrei-

; bung begrenzt werden, so daß Abänderungen und weitere Xnde-

&iacgr; rungen der dargestellten Ausführungsformen möglich sind und

I weitere Anwendur^smöglichkeiten des Prinzips der Erfindung

i' iiitbeinhaltet werden, die dem Fachmann geläufig sind.

In Fi§, 1 ufafaßt der dargestellte freibstöffiftjöktöJr einen elektromagnetischen Teil I und einen Einspritzdüsenteil II, Der elektromagnetische Teil I umfaßt eine Spule 5, die rm einen Spulenkörper 50 gewickelt ist. Die zwei Enösm * _ Spule 5 sind mit einem Anschluß 71 einer Buchse 7 verbunden, um das Eingangssignal zu steuern. Der Spulensatz mit der Spule 5 und dem Spulenkörper 50 ist in einem Gehäuse 4 angeordnet, das in

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den Treibstoff eingetaucht ist, wobei das Gehäuse 4 aus einem magnetisch vergüteten Material mit hoher magnetischer Permeabilität, wie z.B. einer Eisen-Nickel-, Eisen-Siliziuro-Legierung usw., besteht, wobei das Gehäuse ein Teil des magnetischen Kreises und ein Hauptbauteil der gesamten Konstruktion darstellt. Der untere Teil 41 des Gehäuses 4 ist mit dem Einspritzventilsatz II verbunden, während der obere Teil 42 mit dem Flansch 6 eines Stators verbunden ist, wobei die Verbindung in üblicher Weise mittels Vernieten der Teile 42a und 42b hergestellt werden kann. Zwischen dem Gehäuse 4 und dem Flansch 6 ist punktförmig ein Film aus einem lecksicheren Harz aufgebracht. Der vernietete Teil 42a wird auf den Flansch 6 aufgepreßt und die Buchse 7 ist fest am Flansch 6 angeordnet, so daß die Anordnung eines ölrings entfällt und somit sich die Länge des Magnetflußweges vermindert und sich die Konstruktion vereinfacht. Der Flansch 6 ist mit einem rohrförmigen Teil 68 versehen, welches den Hauptteil des Magnet flußweges darstellt und aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität besteht. Das rohrförmige Teil 68 weist eine Öffnung 81 auf, in die ein Federeinstellrohr 9 mit seiner äußeren Fläche 91 gleitbar eingepaßt ist und mittels Gewinde 82 und 92 damit in Eingriff steht, so daß die beiden Teile gegeneinander verdreht werden können, um das Einstellrohr 9 einzustellen. Entsprechend wird die Kompression einer zwischen dem unteren Ende 93 desselben und einem Anker 3 angeordneten Feder SP eingestellt, um das dynamische Ansprechen des Ankers 3 einzustellen. Das obere Ende T des Teils weist eine Verbindung 83 für eine Treibstoffleitung auf und kann für die Zuführung des Treibstoffs mit der Treibstoffleitung verbunden werden. Der Anker 3 ist in einem Hohlraum 43 angeordnet, der zwischen dem Spulenkörper 50 und dem Gehäuse 4 ausgebildet wird, wobei ein Spiel zum Hohlraum 43 besteht, so daß sich der Anker 3, wenn er der Anziehungskraft oder der Freigabe der Spule 5 unterworfen wird/ frei bewegen kann.

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Der Einspritzdüsenteil II besteht aus einem Ventilkörper 1 und einer Ventilnadel 2. Der Ventilkörper 1 und das Gehäuse 4 sind fest miteinander verbunden, und zwischen ihnen ist zur Abdichtung eine Nut 10 und ein ölring 100 vorgesehen. Der Ventilkörper 1 ist mit einer mittleren Öffnung versehen, so daß sich die Ventilnadel 2 darin frei bewegen kann. Das untere Ende der Ventilnadel 2 ist fest mit dem Anker 3 verbunden, der einen Treibstoffkanal 31 aufweist, so daß der Treibstoff durch die Öffnung 28 an der Oberseite der Ventilnadel 2 fließen kann. Der Umfang der Ventilnadel 2 und des Ventilkörpers 1 sind mit Treibstoffwegen 21, 22, 23, 24, spiralförmigen Treibstoffwegen 25 und einem Ventilsitz 26 versehen. Wenn die Ventilnadel 2 somit sich zusammen mit dem Anker 3 bewegt, um den Auslaß des Ventilsitzes 26 zu öffnen, wird Treibstoff fein verteilt durch die zusammengedrückte Feder SP, das Einstellrohr 9 und das obere Ende T eingespritzt.

Zwischen dem Anker 3 und dem unteren Ende 84 des Stators ist ein Spalt ti mit einem Abstand von etwa 0,09 - 0,13 mm vorhanden. Eine Oförmige Zwischenlegscheibe 20 ist zwischen dem Gehäuse 4 und dem Ventilkörper 1 zur Einstellung des Ventilnadelhubs t2 angeordnet. t2 beträgt etwa 0,06 - 0,08 mm. Wenn die Ventilnadel 2 angezogen wird, um sich gleichförmig mit dem Anker 3 durch die Magnetkraft der Spule S zu bewegen, wird der Flansch 27 der Ventilnadel 2 durch die C-förmige Zwischenlegscheibe 20 angehalten (da der Spalt t2 kleiner als der Spalt ti ist). Wenn die elektromagnetische Kraft nachläßt, geht die Ventilnadel 2 in ihre Ausgangsstellung aufgrund der Federkraft der Kompressionsfeder SP zurück, und die konische Fläche 25a der Ventilnadel 2 liegt wieder dicht am Ventilsitz 26 der Einspritzöffnung N an, so daß kein Treib' stoff mehr eingespritzt wird.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungeform, bei der der Flansch

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27 der Ventilnadel zu einer zylindrischen Ventilstange 27a verändert wurde, wodurch das Gewicht weiter vermindert wird. Weiter ist die C-förmige Zwxschenlegschexbe 5 weggelassen, wobei jedoch das innere Ende der Ventilnadel 2 eng an dem Anker 3 anliegt, so daß der Anker 3 direkt das untere Ende 84 des Stators berührt, wenn ar durch die Spule 5 angezogen wird. Das untere Ende des Stators ist mit einer 0,01 - 0,08 mm dicken Schicht 8a elektroplattxert. Der ursprüngliche Spalt ti wird auf T'l = 0,02 - 0,04 mm vermindert. Da die Schicht 8a von niedriger magnetischer Permeabilität gleich der der Luft ist, ist der gesamte Spalt T gleich der Summe der Dicke der Schicht 8a, so daß der Spalt t'l von 0,03 - 0,12 mm ein wenig geringer als der ursprüngliche Spalt ti ist. Weiter ist der tatsächliche Ventilnadelhub kurzer als der des ursprünglichen t2. Somit ist diese Konstruktion der direkten Berührung zwischen der Ventilnadel und dem unteren Ende 84 des Stators hinsichtlich der Beschleunigung des dynamischen Ansprechens des Injektors besser, so daß er bessere Leistungen liefert.

Fig. 3 zeigt die Ausführung der spiralförmigen Nuten. Wie man sieht, weist die Ventilnadel 2 mehrere spiralförmige Treibstoffnuten 25 auf. Wenn die Ventilnadel 2 angehoben wird, um sich von dem Körper 1 oder la zu lösen, fließt Treibstoff von der konischen Oberfläche 25a durch die spiralförmigen Nuten 25, wobei die Treibstoffströme unterbrochen werden, wenn sich die Ventilöffnung 26 und der Treibstoffauslaß N berühren und Treibstoff von dem Treibstoffauslaß N ausgespritzt wird, um sich mit Luft zu vermischen und einen guten Zeretäubungeeffekt zu bewirken.

Obwohl die Erfindung nur bis zu einem gewissen Maß im einzelnen beschrieben wurde, ist es verständlich, daß die vorliegende Beschreibung lediglich als Beispiel dient und zahlreiche Änderungen der Konstruktion, der Kombination und der Anordnung

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der Teile möglich sind, ohne sich vom Erfindungsgedanken, wie er im Rahmen der Ansprüche dargelegt ist, zu entfernen.

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Claims

DRU KADOR PATENTANWALT K 24 104 Minitreibstoffinjektor Schutzansprüche

1. Minitreibstoffinjektor, gekennzeichnet durch

- einen Stutor aiit einem auf seiner Außenfläche angeordneten Flansch (6), r"-sr den Stator in einen ersten Abschnitt (83) und einen zweiten Abschnitt (68) unterteilt, wobei der erste Abschnitt (83) zur Verbindung mit einer Treibstoffleitung dient, während der zweite Abschnitt (68) ein flaches Ende (84) und eine mit einem Innengewinde (82) versehene öffnung (81) aufweist;

- ein in der öffnung (81) des zweiten Abschnitts (68) des Stators gleitbar angeordnetes Einstellrohr (9) mit einer durchgehenden öffnung, das mit einem dem Innengewinde (82) des Stators entsprechenden Außengewinde (92) versehen ist, so da3 das Einstellrohr (9) und der Stator relativ zueinander einstellbar sind;

- einen am zweiten Ende (68) des Stators angeordneten Spulenkörper (50), der mit einem Ende gegen den Flansch (6) anliegt und dessen anderes Ende sich über den zweiten Abschnitt (68) hinaus erstreckt, und der zur Ausbildung einer Spule (5) mit isoliertem Draht umwickelt ist;

- ein Gehäuse (4) mit einem verminderten Innenkragen (41), der ein unteres Ende der Spule (S) lagert und mit dem Stator

mittels Nieten verbunden ist, wodurch nur eine Öffnung zwischen einem unteren Ende (84) des zweiten Abschnitts (68) und dem Kragen (41) des Gehäuses (4) gebildet wird;

- eine fest am Flansch (6) des Stators und dem Gehäuse. (4) montierte Buchse (7) mit einem mit zwei Enden der Spule

(5) verbundenen Anschluß (71) zur Steuerung des Eingangs

ti der Signale;

- einen in einem zwischen dem unteren Ende (84) des Stators, der Spule (50) und dem Kragen (41) des Gehäuse-' (4) ausgebildeten Hohlraum (43) aufgenommenen zylindrischen Anker (3) mit einer mittleren, durchgehenden Öffnung (31) für den Durchfluß des Treibstoffs .lurch den Stator und das Einstellrohr (9);

- einen Ventilkörper (1) mit einem Flansch zum Verbinden des Gehäuses (4) mittels Nieten und mit einer durchgehenden öffnung (24), die zu einer kleineren Einspritzöffnung konvergiert;

- eine gleitbar in den Ventilkörper (1) eingepaßte Ventilnadel (2), die mit einem Ende fest mit dem Anker (3) verbunden ist und eine Steueröffnung (28) aufweist, die mit der Öffnung (31) des Ankers (3) in Verbindung steht und so einen Treibstoffweg bildet, wobei die Nadel (2) weiter einen mittleren, verminderten Abschnitt aufweist, an dem ein Treibstoffauslaß mit dem Treibstoffweg verbunden ist» so daß der Treibstoff durch einen Raum fließt, der zwischen dem verminderten Abschnitt und der Öffnung (24) des Ventilkörpers (1) gebildet wird, wobei das andere Ende der Ventilnadel (2) mit mehreren spiralförmigen Nuten (25) zur Begrenzung der Treibstoffdurchflußmenge und zur Auebildung einer Verwirbelung versehen ist, und die Ventilnadel (2) weiter ein konisches Ende (25a) aufweist, das an die öffnung (26) dee Ventilkörpers (1) angepaßt ist, &bgr;&ogr; daß, wenn

&idiagr; die Ventilnadel (2) zusammen mit dem Anker (3) angestiegen

wird und eich zum unteren Ende (84) dee Stators bewegt,

Treibstoff durch den Treibetoffweg (22, 22, 23, 24) und die

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spiralförmigen Nuten (2S) fließt und dann ausgespritzt \ wird} und I

- dureh eine Druckfeder (8P), deren beide finden gegen das ] Einstellrohr (9) und den Anker (3) zum Schließen des Ventils drücken.

2. Minitreibstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator mit einer Hartmetallschicht (8a) eines Metalls mit niedriger magnetischer Permeabilität beschichtet ist, und der Hub der Ventilnadel (2) durch einen Abstand zwischen dem Anker (3) und der Metallschicht (8a) begrenzt ist.

3. Minitreibstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nietung zwischen dem Flansch (6) des Stators und dem Gehäuse (4) mittels einer lecksicheren Substanz abgedichtet wird, und die vollständige Dichtung und die Anschlußbuchse (7) durch Kunststoffspritzen ausgebildet werden.