EP0656475A1 - Kraftstoffeinspritzdüse mit Nadelstellungsfühler - Google Patents
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
- F02M65/005—Measuring or detecting injection-valve lift, e.g. to determine injection timing
Definitions
- the invention is based on a fuel injection nozzle with a needle position sensor for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
- a Hall movement detecting the stroke movement of the valve needle Sensor installed, which is influenced by the magnetic field of a magnet moving with the valve needle.
- the Hall sensor is arranged at the end of a collar sleeve which protrudes into the cavity surrounded by the helical compression spring against the extension with the magnet, and in which and in the passage of the housing the connecting cable runs.
- the Hall sensor is arranged in the end section of the passage formed as a blind hole in the housing and is separated from the magnet by a thin wall between the blind hole and the chamber receiving the helical compression spring.
- the fuel injector according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the magnet influencing the Hall sensor in relation to the arrangement of the Hall sensor is guided axially precisely, so that a perfect measurement of the movement of the valve needle is guaranteed.
- FIG. 1 shows a fuel injection nozzle with a needle position sensor in longitudinal section
- FIG. 2 shows a detail of the fuel injection nozzle with the area of the needle position sensor in an enlarged scale in longitudinal section.
- the fuel injection nozzle has a nozzle body 11 which is clamped to a nozzle holder 15 by means of a union nut 12 via an intermediate disk 13.
- a valve needle 17 which opens and closes the spray holes 16 is displaceably mounted, which is acted upon in the opening direction by the fuel pressure and in the closing direction by a helical compression spring 18 via a pressure pin 19.
- the helical compression spring 18 is arranged in a spring chamber 21 in the form of a blind bore in the nozzle holder 15, at the end 22 opposite the nozzle body 11 it is supported via a spacer 23 and an intermediate member designed as a guide bush 24.
- An extension 26 of the pressure pin 19 passes through the cavity of the helical compression spring 18 and is slidably mounted with its end portion in an axial bore 25 of the guide bush 24.
- An inlet channel 27 for fuel runs through the nozzle holder into the nozzle body 11.
- a leak oil bore 28 connects to the end 22 of the spring chamber 21 via an extension 29.
- a permanent magnet 31 is attached to the end of the extension 26 of the pressure pin 19 and a Hall sensor 32 is arranged in the extension 29 of the nozzle holder 15.
- a cap 33 immovably holds the permanent magnet 31 on the end of the extension 26 of the pressure bolt 19 and guides the end section of the extension 26 and the cap 33 with the permanent magnet 31 axially when the valve needle 17 is lifted into the axial bore 25 of the guide bushing 24.
- the guide bushing 24 consists of a non-magnetic and non-magnetizable, preferably austenitic material and concentrates the magnetic field that changes during the stroke of the permanent magnet 31.
- the Hall sensor 32 lies with its sensor side immovably on the end face 34 of the intermediate member 24 abutting the end 22 of the spring chamber 21. It is connected to one end of a cable 35 containing conductor wires, the other end of which carries a connector, not shown.
- the end section of the cable 35 with the Hall sensor 32 passes through a bore 36 which extends from the circumference of the nozzle holder 15 and leads obliquely into the end 22 of the spring chamber 21 and is surrounded by a sleeve-shaped plug 37 which also partially surrounds the Hall sensor 32.
- the plug 37 sits tightly in the bore 36 and is fixed immovably in the nozzle holder 15 with a clamping piece 41 which engages on a shoulder 38.
- the end region 39 of the plug 37 which projects from the bore 36 and is acted upon by the clamping piece 41 lies in a longitudinal groove 42 of the Nozzle holder 15.
- An O-ring 43 in an annular groove 44 of the stopper 37 seals against splash water.
- this O-ring 43 can be omitted; instead, and the leakage oil bore 28, an O-ring 46 is arranged in an annular groove 45 in the circumference of the guide bush 24, and the axial bore 25 is designed as a blind hole.
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Abstract
Description
- Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzdüse mit Nadelstellungsfühler für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei einer beispielsweise aus der EP-A-0 059 733 bekannten Einspritzdüse dieser Art ist zum Erkennen des Spritzbeginns und der Spritzdauer ein die Hubbewegung der Ventilnadel erfassender Hall-Sensor eingebaut, der vom Magnetfeld eines sich mit der Ventilnadel bewegten Magneten beeinflußt wird. Der Hall-Sensor ist am Ende einer Bundhülse angeordnet, die in den von der Schraubendruckfeder umgebenen Hohlraum gegen die Verlängerung mit dem Magneten ragt, und in der sowie in dem Durchgang des Gehäuses das Verbindungskabel verläuft. Alternativ dazu ist der Hall-Sensor im Endabschnitt des als Sackloch ausgebildeten Durchgangs im Gehäuse angeordnet und durch eine dünne Wand zwischen dem Sackloch und der die Schraubendruckfeder aufnehmenden Kammer vom Magneten getrennt.
- Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzdüse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß der den Hall-Sensor beeinflussende Magnet in Bezug zur Anordnung des Hall-Sensors axial präzise geführt wird, so daß eine einwandfreie Messung der Bewegung der Ventilnadel gewährleistet ist.
- Weitere Vorteile ergeben sich aus der Ausgestaltung der Kraftstoffeinspritzdüse nach den Ansprüchen 2 bis 5. Eine besonders einfach durchzuführende Montage des Hall-Sensors ergibt sich nach dem Merkmal des Anspruchs 3. Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 sichert eine Abdichtung gegen Spritzwasser.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Nadelstellungsfühler im Längsschnitt und Figur 2 einen Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse mit dem Bereich des Nadelstellungsfühlers in vergrößertem Maßstab im Längsschnitt.
- Die Kraftstoffeinspritzdüse hat einen Düsenkörper 11, der mittels einer Überwurfmutter 12 über eine Zwischenscheibe 13 an einem Düsenhalter 15 festgespannt ist. Im Düsenkörper 11 ist eine die Spritzlöcher 16 auf- und zusteuernde Ventilnadel 17 verschiebbar gelagert, die in Öffnungsrichtung vom Kraftstoffdruck und in Schließrichtung von einer Schraubendruckfeder 18 über einen Druckbolzen 19 beaufschlagt wird. Die Schraubendruckfeder 18 ist in einer als Sackbohrung ausgebildeten Federkammer 21 im Düsenhalter 15 angeordnet, an deren dem Düsenkörper 11 entgegengesetzten Ende 22 sie sich über eine Distanzscheibe 23 und ein als Führungsbuchse 24 ausgebildetes Zwischenglied abstützt. Eine Verlängerung 26 des Druckbolzens 19 durchsetzt den Hohlraum der Schraubendruckfeder 18 und ist mit ihrem Endabschnitt in einer Axialbohrung 25 der Führungsbuchse 24 gleitend verschiebbar gelagert. Ein Zulaufkanal 27 für Kraftstoff verläuft durch den Düsenhalter in den Düsenkörper 11. Ferner schließt eine Leckölbohrung 28 über eine Erweiterung 29 an das Ende 22 der Federkammer 21 an.
- Zum Erfassen der Stellung beziehungsweise der Hubbewegung der Ventilnadel 17 und zum Erzeugen eines entsprechenden elektrischen Signals sind am Ende der Verlängerung 26 des Druckbolzens 19 ein Permanentmagnet 31 befestigt und in der Erweiterung 29 des Düsenhalters 15 ein Hall-Sensor 32 fest angeordnet. Eine Kappe 33 hält den Permanentmagnet 31 unverrückbar auf dem Ende der Verlängerung 26 des Druckbolzens 19 fest und führt den Endabschnitt der Verlängerung 26 und die Kappe 33 mit dem Permanentmagneten 31 axial beim Hub der Ventilnadel 17 in den Axialbohrung 25 der Führungsbuchse 24. Die Führungsbuchse 24 besteht aus einem nicht magnetischen und nicht magnetisierbaren, vorzugsweise austenitischen Werkstoff und konzentriert das beim Hub des Permanentmagneten 31 sich ändernde Magnetfeld. Der Hall-Sensor 32 liegt mit seiner Sensorseite auf der am Ende 22 der Federkammer 21 anliegenden Stirnseite 34 des Zwischenglieds 24 unverrückbar auf. Er ist mit dem einen Ende eines Leiterdrähte enthaltenden Kabels 35 verbunden, dessen anderes Ende einen nicht dargestellten Anschlußstecker trägt. Der Endabschnitt des Kabels 35 mit dem Hall-Sensor 32 durchsetzt eine vom Umfang des Düsenhalters 15 ausgehende, schräg in das Ende 22 der Federkammer 21 führende Bohrung 36 und ist von einem hülsenförmigen Stopfen 37 umgeben, der auch den Hall-Sensor 32 teilweise umgibt. Der Stopfen 37 sitzt stramm in der Bohrung 36 und ist mit einem, an einem Absatz 38 angreifenden Klemmstück 41 unverrückbar im Düsenhalter 15 befestigt. Der aus der Bohrung 36 ragende, vom Klemmstück 41 beaufschlagte Endbereich 39 des Stopfens 37 liegt in einer Längsnut 42 des Düsenhalters 15. Ein O-Ring 43 in einer Ringnut 44 des Stopfens 37 dichtet gegen Spritzwasser ab. Bei einer Alternativausführung der Einspritzdüse ohne Leckölabführung kann dieser O-Ring 43 entfallen; statt dessen und der Leckölbohrung 28 ist in einer Ringnut 45 im Umfang der Führungsbuchse 24 ein O-Ring 46 angeordnet, und die Axialbohrung 25 als Sackloch ausgebildet.
- Beim Abheben der Ventilnadel 17 vom Ventilsitz im Düsenkörper 11 und bei deren anschließender Hubbewegung, bei der der Druckbolzen 19 mit dem Permanentmagneten 31 gleichermaßen in der Axialbohrung 25 der Führungsbuchse 24 mitbewegt wird, beeinflußt dessen wechselndes Magnetfeld über die Führungsbuchse 24 den ortsfest daran anliegenden Hall-Sensor 32. Dieser erzeugt dabei ein dem Hub entsprechendes elektrisches Signal, das über die Leiter des Kabels 35 an ein Steuergerät zur Verarbeitung und Steuerung der Einspritzung übermittelt wird.
Claims (6)
- Kraftstoffeinspritzdüse mit Nadelstellungsfühler für Brennkraftmaschinen, mit einem zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung in einem Düsenkörper verschiebbaren Ventilglied, mit einer das Ventilglied in Schließrichtung belastenden Schraubendruckfeder, mit einem den Düsenkörper tragenden Gehäuse, in dem zur Aufnahme der Schraubendruckfeder eine Kammer angeordnet ist, an deren dem Düsenkörper gegenüberliegenden Ende sich die Schraubendruckfeder über ein Zwischenglied abstützt, mit einem Magneten an einer mit der Ventilnadel bewegten Verlängerung in der Kammer, und mit einem dem bewegbaren Magneten ortsfest zugeordneten Hall-Sensor, der an einem Leiterkabel befestigt ist, welches einen sich im Gehäuse von der Außenseite her zum besagten Ende der Kammer erstreckenden Durchgang durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schraubendruckfeder (18) stützende Zwischenglied als Führungsbuchse (24) ausgebildet ist, in deren Bohrung (25) die Verlängerung (26) mit dem darauf befestigten Magneten (31) verschiebbar geführt ist und in dem der Magnet (31) beim Hub der Ventilnadel (17) sich bewegt, und daß der Hall-Sensor (32) in dem an die Kammer (21) angrenzenden Endabschnitt des Durchgangs (36) angeordnet ist und mit seiner Sensorseite an der am besagten Ende (22) der Kammer (21) anliegenden Stirnseite (34) der Führungsbuchse (24) anliegt.
- Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang in Form einer Bohrung (36) von der Umfangsfläche des Gehäuses (15) zum Ende (22) der Kammer (21) schräg verläuft und daß der Eingang der Bohrung (36) durch eine nutartige Aussparung (42) erweitert ist.
- Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Hall-Sensor (32) anschließende Abschnitt (39) des Kabels (35) von einem stramm in der Bohrung (36) sitzenden Stopfen (37) umgeben ist.
- Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (37) von einer Klemmeinrichtung (41) in der Aussparung (42) gesichert ist.
- Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magneten (31) tragende Verlängerung (26) die gesamte Länge des von der Schraubendruckfeder (18) umgebenden Hohlraums durchsetzt.
- Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (24) für den Magneten (31) aus einem nicht magnetisierbaren Material besteht.
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