EP0937203B1 - Fuel injection valve - Google Patents
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- EP0937203B1 EP0937203B1 EP98916807A EP98916807A EP0937203B1 EP 0937203 B1 EP0937203 B1 EP 0937203B1 EP 98916807 A EP98916807 A EP 98916807A EP 98916807 A EP98916807 A EP 98916807A EP 0937203 B1 EP0937203 B1 EP 0937203B1
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- F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
- F02M61/205—Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
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- 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
Definitions
- the invention relates to a fuel injection valve for Internal combustion engines according to the preamble of claim 1 out.
- known fuel injector is in a bore of the a piston-shaped valve body projecting into the combustion chamber Valve member axially outwards against a return spring displaceable.
- the valve member points to his end of the combustion chamber protruding from the bore Valve closing member forming the closing head on its a valve sealing surface facing the valve body having.
- the valve member acts with this valve sealing surface with one on the combustion chamber end face of the valve body arranged valve seat surface together.
- a first touch is here with its lower end constantly with the discharge line connected while the second bevel with its lower Boundary edge only after passing through a certain one Opening stroke movement in the overlap with the relief line dips.
- the known Fuel injector a two-stage hydraulic Blocking of the valve member is reached, a first Control position on the damping chamber the opening of the first Row of spray holes corresponds while the final hydraulically blocked end position of the valve member Open both rows of spray holes and thus opening the corresponds to the entire injection cross section.
- the known fuel injection valve the disadvantage that the recesses on the valve member very much need to be manufactured exactly to the precise arrangement the precise control of the spray hole rows due to the many control edges to ensure.
- the known fuel injection valve the injection pressure dependent Blocking of the valve member in intermediate positions not set operationally, which is expensive Geometric adjustment work of the hydraulic stroke stops has the consequence.
- the for so-called vario register nozzles necessary control of a multi-stage opening stroke of the valve member in Dependence on the fuel injection pressure at the valve manufacturing technology only very complex realize.
- the fuel injection valve for internal combustion engines according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the second opening stroke phase of the valve member is adjustable and controllable via a valve inserted into the relief line.
- a third control edge which controls the start of the second opening stroke phase, can be dispensed with, so that the manufacturing outlay of the recesses on the valve member can be greatly reduced compared to the known solution.
- the reduction in the control edges furthermore results in a stable long-term operating behavior due to the lower influenceability as a result of geometric inaccuracies in the control recesses.
- the configuration of the recesses according to the invention also has the advantage that both control edges are each arranged at the upper end of the recesses and can therefore be easily manufactured.
- the time of the beginning of the second opening stroke phase of the valve member can be set in a simple manner by designing the bore diameter of the relief line and the valve design, for example the design of the valve spring strength of the valve in the relief line.
- the pressure valve can advantageously be controlled directly by an electrical actuator, which can be designed, for example, as a piezo actuator.
- valve member of the pressure valve to the armature in a current-carrying coil (solenoid valve), the basic settings being able to be made in each case via a spring.
- direct control of the pressure valve in the relief line is hydraulically possible, with a regulated hydraulic back pressure being applied to the back of the pressure valve, by means of which the pressure valve can be opened or closed as a result of the pressure difference between the pressure in front of the pressure valve and the back pressure behind it.
- Another advantageous setting option of the valve in the relief line is the map-controllable adjustment of the spring preload of the valve spring of the pressure valve.
- the spring preload can be continuously adjusted by means of an adjustable spring support surface, which can be axially displaced, for example, electrically by a piezo actuator or the armature in a magnetic coil or hydraulically by a piston in a working area.
- an adjustable spring support surface which can be axially displaced, for example, electrically by a piezo actuator or the armature in a magnetic coil or hydraulically by a piston in a working area.
- a check valve is also advantageously used in an inlet line of the damping chamber, which on the other hand is connected to the low-pressure fuel circuit, preferably the spring chamber of the injection valve is. This check valve also avoids the creation of a negative pressure in the damping chamber and thus cavitation damage and unintentional reverberation of the injection valve member when closing.
- valve in the discharge line represents its execution as Alternative pistons.
- This gives as an alternative piston trained valve member of the valve in the Relief line during its opening stroke movement Defined escape volume through which the pressure in the Damping space of the injection valve drops and so the allows second opening stroke.
- the control volume when Closing stroke of the injection valve member from the Alternative volume is refilled in a simple form. moreover the pressure drop in the damping chamber can be limited exactly, whereby when the damping space is finally closed when the end stroke position of the injection valve member is reached Pressure builds up faster, which is the stopping distance of the Valve element of the injection valve shortened.
- Another The advantage of this variant is that the sealing function from the alternative volume to the leak oil chamber (e.g. spring chamber) the outer surface of the evasive piston and of the Relief line to the escape volume through a cone seat is guaranteed.
- valve spring is designed to be block-proof.
- Another advantage is the arrangement of the damping space in an washer between the valve body and achieved a valve holding body, which makes manufacturing or manufacture of the damping space and relief channel is relatively easy.
- the damping or control room is on his End face of the valve body facing away from one piston axially displaceable with the valve member, which advantageously by means of a valve member Pressed sealing ring is formed.
- This one on the Valve member attached seal slides with his The outer circumference seals in one that forms the damping space Hole in the washer.
- the sealing ring is there advantageously as open to the damping space U-shaped sealing ring, which is preferably made of a PTFE material is made.
- a spring is inserted for basic sealing, due to the U-shaped hollow profile sealing the sealing ring towards the wall of the washer with increasing Hydraulic pressure in the damping chamber is increased.
- a den Damping space relief channel is also in advantageously integrated into the washer, wherein also the pressure valve controlling this relief channel in the washer is provided.
- This pressure valve is preferably designed as a piston check valve, being about the design of the pressure valve spring Opening pressure or the opening time as the start of the second valve member opening stroke phase is adjustable. there is also a throttle point in an advantageous manner Pressure valve upstream.
- the stroke of the Piston in the pressure valve limited to the minimum necessary stroke and the piston is also made of light materials, to wear and vibrations on the pressure valve as possible to keep low.
- This anti-rotation device is advantageous Way in a low traffic area, preferably between the upper valve guide and the Fuel injector spring or between this spring and the valve member end arranged. That points to Valve member recesses, preferably an even number of cuts on the one in the valve body holder arranged fitting with complementary formations intervenes.
- This fitting can be easily with the Assemble the fuel injector to the actual one Adjust the position of the valve member and thus enables one small distance between the valve member and the Rotation fixation, so that a very precise guidance with little wear on the valve member is possible. It is this fitting is particularly advantageous in the washer between the valve body and valve holding body integrate.
- Fuel injection valves for internal combustion engines are in of the drawing and are shown in the following Description explained in more detail.
- Figures 1 and 2 show a known fuel injection valve the vario register nozzle design in different Sectional views
- the figures 3 and 4 enlarged Excerpts from a first embodiment of the Fuel injection valve according to Figure 1 in the area of Damping chamber with a valve in the relief line, wherein the sectional view of Figure 4 by 90 ° from the 3 is rotated
- FIG. 5 and 6 an anti-rotation device on the valve member of the Fuel injection valve in two views
- FIG 7 a second embodiment analogous to the representation of the Figure 3, in which the valve in the relief line over a piezo actuator is directly controlled, the figure 8 a third embodiment in which the valve member by a solenoid valve is actuated, Figure 9 a fourth Embodiment in which the opening of the valve in the Relief line using a hydraulic back pressure is adjustable on the pressure valve, Figure 10 is a fifth Embodiment in which the adjustment of the Spring preload force of the valve in the relief line 11 is a sixth via a piezo actuator Embodiment in which the adjustment of the Spring preload of the relief valve via a Magnetic armature takes place, the figure 12 a seventh Embodiment in which the adjustment of the Spring preload of the relief valve via a hydraulic actuating piston takes place, Figures 13 and 14 eighth embodiment in two views, in which a additional check valve in an inlet line of the Damping space is used and Figure 15 is a ninth Embodiment in which the valve member of the valve in the relief line is designed as an escape piston.
- FIGS. 1 and 2 show a known fuel injection valve of the outwardly opening type with two rows of spray holes which can be opened one after the other (vario register nozzle), on which the control of the valve member stroke according to the invention is realized.
- the fuel injection valve has a valve body 1, which projects with its lower free end into the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied.
- the valve body 1 has an axial through bore 3, in which a piston-shaped valve member 5 is axially displaceably guided.
- the valve member 5 has a closing head 7 protruding from the bore 3 and enlarged in cross section, which forms a valve closing member. This closing head 7, shown enlarged in FIG.
- valve sealing face 9 which cooperates with a stationary valve seat face 11, which is formed on the end face of the valve body 1 on the combustion chamber side, surrounding the bore 3.
- the valve sealing surface 9 and the valve seat surface 11 that result in a sealing cross section are conical, the cone angles of the two contact surfaces 9, 11 differing slightly from one another, so that a defined sealing edge is formed.
- annular pressure chamber 13 is formed, which on the combustion chamber side is enlarged by a diameter extension of the valve member 5 forming an annular shoulder 15 at its transition into the closing head 7 and on the other hand by a cross-sectional expansion 17 of the valve member 5 the bore 3 is limited.
- This pressure chamber 13 can be filled with high-pressure fuel via a pressure channel 19, for which purpose the pressure channel 19 is connected in a manner not shown to an injection line of an injection pump.
- Injection channels 21 lead from the annular shoulder 15 delimiting the pressure chamber 13 and are initially designed as a longitudinal bore in the closing head 7 of the valve member 5 and from which control bores are then discharged at the level of the sealing edge.
- the outlet openings 23 (injection holes) of the injection channels (21) are arranged above the valve sealing surface 9 on the lateral surface of the closing head 7 in such a way that they are covered by the wall of the bore 3 in the closed position of the injection valve, that is to say when the valve member 5 is in contact with the valve seat 11, and can only be opened during the outward opening stroke of the valve member 5 by emerging from the bore 3 of the valve body 1.
- two rows of rows (spray hole rows) of outlet openings 23, which are arranged one above the other in the axial direction of the valve member 5, are preferably provided and are opened in succession during the valve member opening stroke movement.
- valve member 5 protrudes with its stem part facing away from the combustion chamber from the valve body 1 into a bore which forms a spring chamber 25 and is enlarged in cross section in a valve holding body 27 which is clamped axially against the valve body 1 by means of a clamping nut 29.
- a valve closing spring 31 is clamped in the spring chamber 25 in such a way that it is supported with its end near the combustion chamber against the valve body 1 and acts with its end remote from the combustion chamber on a valve plate 33 on the valve member 5 and thus holds the valve member 5 in contact against the valve seat 11.
- the valve holding body 27 is axially penetrated by the pressure channel 19, a fuel filter 35 being inserted into the pressure channel 19 at the upper end of the valve holding body 27.
- valve member 5 To limit the outward opening stroke movement of the valve member 5 instructs the valve member 5 its combustion chamber facing away from the valve body 1 in the Valve holding body 27 projecting end radially from Valve member projecting piston 37 on one hydraulic damping space 39 limited.
- an intermediate plate 41 the axially between a face 43 remote from the combustion chamber Valve body 1 and the end face of the combustion chamber Valve holding body 27 is clamped.
- the washer 41 has a part of the pressure channel 19 in the form of an axial Through hole on.
- the Intermediate disc 41 has a central through opening 45, through which the stem of the valve member 5 projects and which limits the damping space 39 radially outward. axial becomes the damping space 39 in the washer 41st on the one hand from the end face 43 of the valve body 1 and on the other hand limited by the valve member piston 37.
- This Piston 37 is by one on the shaft of the Valve member 5 pressed sealing ring formed as U-sealing ring 47 open to the damping space 39 is formed. There is one in this U-sealing ring 47 for basic sealing Spring 49 inserted.
- the damping chamber 39 is filled and relieved via the fuel channels shown in FIGS. 3 and 4, to the low pressure circuit of the injection system are connected and the fuel injector to explain them in Figure 4 compared to the representation in 3 is rotated by 90 °.
- the damping chamber 39 is filled and relieved via two cuts on the valve member 5, which the damping space 39 via relief channels with a low pressure chamber, preferably connect the fuel-filled spring chamber 25.
- a first bevel 51 on valve member 5 is like this arranged so that when the injector is closed, i.e. with valve member 5 resting on the valve seat 11 with its protrudes into the damping space 39 while its lower end opens into an annular groove 53 on the valve member 5.
- This annular groove 53 sweeps more precisely as in FIG. 4 shown the mouth of a first relief channel 55, the valve body 1, the intermediate plate 41 and the Valve holding body 27 penetrating into the spring chamber 25 opens.
- the upper end of the first, away from the combustion chamber Bevel 51 forms with its upper boundary edge a first control edge 57, which is connected to the end face 43 of the valve body 1 cooperates.
- the valve member 5 has a second bevel 59 on, whose upper combustion chamber distant boundary edge forms second control edge 61.
- the second bevel 59 continuously covers the mouth a second relief channel 63, which is also characterized by the valve body 1, the washer 41 and the Valve holding body 27 extends to the spring chamber 25.
- the second control edge 61 has a greater distance from it Face 43 of the valve body 1 than the first Control edge 57.
- Driving over the second control edge 61 over the end face 43 corresponds to the opening stroke position of the valve member 5, in which both rows of spray holes on Injection cross-section are controlled, whereby after Driving over the second control edge 61 over the end face 43 the damping chamber 39 is finally closed hydraulically and thus the maximum opening stroke position of the valve member certainly.
- valve 65 in the second Relief line 63 used in the first Embodiment is designed as a check valve.
- This in the part running in the intermediate disc 41 of the second relief channel 63 has inserted valve 65 an axially displaceable, piston-shaped valve member 67 on that facing the second bevel 59 End has a conical sealing surface 69 with which it a valve seat surface 71 cooperates.
- the valve member 67 acts a valve spring 72 which on the other hand is supported on the valve holding body 27 in a stationary manner and the design of the opening pressure at valve 65 is adjustable.
- valve member 5 independently avoid and thus the connection between the bevels 51, 59 and the inlet opening to the relief channels 55, 63 must also be reliably ensured on valve member 5 an anti-rotation device is provided.
- This anti-rotation is here as in the two views in FIGS. 5 and 6 shown, as a profile 73 on the valve member 5 formed with which the valve member 5 in a complementary recess 75 protrudes in the intermediate plate 41.
- the fuel injection valve according to the invention works in following way. Holds in the injector closed position the valve spring 31, the valve member 5 with its valve sealing surface 9 in contact with the valve seat 11, the damping space 39 limiting piston 37 is in its starting position and Damping chamber 39 is over the first bevel 51, the Annular groove 53 and the first relief channel 55 with the fuel-filled spring chamber 25 (low pressure chamber) connected and filled with this by fuel, which is called hydraulic Working fluid is used.
- This first opening stroke phase is ended by driving over the first control edge 57 on the first bevel 51 over the end face 43 of the valve body 1, the damping chamber 39 being closed briefly when the first bevel 51 is completely immersed in the valve body 1 and thereby acting as a hydraulic damper, which blocks a further opening stroke movement of the valve member 5.
- the valve member 5 In this position, which opens a partial opening cross section on the injection valve, the valve member 5 remains in a first operating mode of the injection valve, which corresponds to the idling range and a partial load range of the internal combustion engine to be supplied. If the entire opening cross-section on the injection valve is to be opened at higher load or speed of the internal combustion engine, the second operating mode is selected on the injection valve.
- valve member 5 remains only briefly in the intermediate position with a simultaneously increasing fuel injection pressure in the pressure chamber 13 of the injection valve.
- a second opening pressure limit value in the pressure chamber 13 is exceeded, the force acting on the annular shoulder 15 in the opening direction on the valve member 5 or, proportionally, the pressure in the damping chamber 39 exceeds the locking force on the valve 65 in the second relief channel 63, which was previously constantly connected to the damping chamber 39.
- the valve 65 is opened, part of the pressure medium is relieved again from the damping chamber 39 via the second bevel 59 and the second relief channel 63 into the spring chamber 25, so that the valve member 5 continues the opening stroke movement in a second opening stroke phase.
- the upper outlet openings 23B of the injection channels 21 are now opened, so that both rows of spray holes and thus the entire injection cross section are opened.
- the fuel flowing out via the second bevel 59 is throttled in front of the valve 65 in the second relief channel 63.
- the opening stroke movement of the valve member 5 is ended when the second control edge 61 is passed over on the second bevel 59 over the end face 43 of the valve body 1, the damping chamber 39 now being finally closed hydraulically and thus limiting the opening stroke movement of the valve member.
- This reaching the maximum opening stroke stop is advantageously damped, the degree of damping on the valve member being dependent on the modulus of elasticity of the fuel.
- the arrangement according to the invention of a valve in the second relief channel allows the pause between the two opening stroke phases and the second opening stroke phase of the valve member to be set very precisely, with at least one injection taking place between the two operating modes of the injection valve (half injection cross section - total opening cross section).
- additional hydraulic stops further intermediate positions of the opening stroke position of the valve member are possible.
- Valve member 67 has a piston rod 77 which is connected to an actuator 79 of a piezo actuator is attached, which is in Supported closing direction of the valve member 67 fixed to the housing.
- the valve spring 72 acts on the piezo actuator 79, pretensions this and holds the valve member 67 in contact with the Valve seat.
- the electrical control of the piezo actuator 79 takes place depending on a map of the to be supplied Internal combustion engine and depending on the current point in time Injection, even during an injection process an adjustment is possible.
- connection between the piezo actuator 79 and the valve member 67, 77 also via transmission elements respectively.
- the embodiment is controlled Valve member 67 of valve 65 in the second relief channel 63 via a solenoid valve, the rod 77 of the Pressure valve member 67 is connected to an armature 81, or forms part of this.
- This anchor 81 protrudes a current-carrying coil 83 of the solenoid valve, so that through the controlled change of the adjacent electrical voltage, the position of the armature 81 and thus the Valve member 67 is adjustable.
- the basic setting of the Valve can be an additional to the valve spring 72 Adjustment spring 85 are made.
- Embodiments are set Opening time or the closing characteristic at the valve 65 in the second relief channel 63 via the map-dependent Adjustment of the spring preload of the valve spring 72nd
- this adjustment of the spring pretensioning force takes place by means of a piezo actuator 89 which is inserted above the valve member 67 into the spring chamber of the valve 65 and which is pretensioned by the valve spring 72, the valve spring 72 being over a Shim 91 is supported directly on the piezo actuator 89.
- a piezo actuator 89 which is inserted above the valve member 67 into the spring chamber of the valve 65 and which is pretensioned by the valve spring 72, the valve spring 72 being over a Shim 91 is supported directly on the piezo actuator 89.
- the spring preload of the valve spring 72 of the valve 65 is set in the second relief channel 63 by a magnet armature 93, which is axially displaceably guided in a current-carrying coil 95.
- the piston-shaped armature 93 forms with its valve-side end face a spring support surface on which the valve spring 72 is supported, which on the other hand engages an annular shoulder of the valve member 67.
- the axial position of the armature 93 and thus the pretensioning force of the valve spring 72 can now be set by varying the electrical voltage of the coil 95
- Figure 12 shows a seventh embodiment in which the axial adjustment of the spring support surface Valve spring 72 of valve 65 in the second relief channel 63 hydraulically.
- the spring contact surface is on a piston 97 is provided, on one end face of which Valve spring 72 abuts and the other facing away Front a hydraulic working space 99 limited.
- This work space 99 is from a control line 101 a hydraulic system with a pressurized one Hydraulic fluid can be filled, with the pressure supply depending on the operating map of the internal combustion engine is adjustable.
- the axial displacement of the piston 97 and thus the adjustment of the biasing force of the valve spring 72 now takes place through the controlled pressure supply or relieve in work space 99.
- the eighth exemplary embodiment shown in FIGS. 13 and 14 in two views has, in addition to the previous exemplary embodiments, a further inlet line 103 in the intermediate disk 41, which continuously opens into the damping chamber 39 starting from the spring chamber 25 filled with lower pressure fuel.
- a check valve 105 which opens in the direction of the damping chamber 39 and whose valve member is designed as a stepped piston 107, is inserted into this inlet line 103.
- the stepped piston 107 forms with its end face on the spring chamber side a sealing face 109 with which it is held in contact with a valve seat face 113 by a check valve spring 111.
- the check valve spring 111 is supported in a stationary manner on the valve body 1 and acts on the stepped piston 107 on its end face facing away from the spring chamber 25.
- the stepped piston 107 is designed such that it plunges into the smaller diameter of a stepped receiving bore 115 with its larger circumferential surface before the system is seated on the valve seat 113, so that the check valve 105 closes before it contacts the valve seat 113.
- the biasing force of the check valve spring 111 is so small that the stepped piston 107 is only moved when the pressure between the spring chamber 25 and the damping chamber 39 in contact with the valve seat 113.
- the check valve 105 thus opens as long as the pressure in the damping chamber 39 is lower than the leakage oil pressure in the spring chamber 39, so that a safe filling of the damping chamber 39 and avoiding negative pressure during the closing stroke movement of the valve member 5 of the injection valve is ensured. If there is pressure equalization between the spring chamber 25 and the damping chamber 39, the check valve 105 closes, the stepped piston being pressure-balanced at this point in time.
- the valve member of the valve 65 in the second relief channel 63 is designed as an escape piston 117.
- the valve seat of the valve 65 is designed as a conical protuberance 119, against which the evading piston 117 comes into contact with its flat end face in such a way that a residual volume remains in the valve chamber.
- the evasive piston 117 is sealingly guided on its circumferential surface on the wall of a valve chamber 121 receiving the valve 65 and is acted upon in a known manner by the valve spring 72 in the closing direction, which is supported on an adjusting disk 91.
- the evasive piston 117 releases an evasive volume in the valve chamber 121, through which the pressure in the damping chamber 39 drops in such a way that the second opening stroke phase can take place on the valve member 5 and the entire injection cross section of the injection valve is opened.
- the evasive volume is now conveyed back into the damping space 39, so that the refilling of the damping space 39 is supported, with the evasive piston 117 also taking over the function of a check valve.
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Description
Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für
Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1
aus. Bei einem derartigen, aus einer früheren deutschen
Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE-196 42 440.2
bekannten Kraftstoffeinspritzventil ist in einer Bohrung des
in den Brennraum ragenden Ventilkörpers ein kolbenförmiges
Ventilglied entgegen einer Rückstellfeder axial nach außen
verschiebbar. Dabei weist das Ventilglied an seinem
brennraumseitigen Ende einen aus der Bohrung ragenden, ein
Ventilschließglied bildenden Schließkopf auf, der auf seiner
dem Ventilkörper zugewandten Seite eine Ventildichtfläche
aufweist. Mit dieser Ventildichtfläche wirkt das Ventilglied
mit einer an der brennraumseitigen Stirnseite des Ventilkörpers
angeordneten Ventilsitzfläche zusammen. Weiterhin
sind am Schließkopf des Ventilgliedes zwei übereinander
angeordnete Reihen von Einspritzöffnungen vorgesehen, deren
Austrittsöffnungen in Schließstellung des Ventilgliedes vom
Ventilkörper abgedeckt und beim nach außen gerichteten
Öffnungshub nacheinander freigegeben werden. Für eine
definierte Aufsteuerung der einzelnen Spritzlochreihen weist
das bekannte Kraftstoffeinspritzventil dabei einen den
Öffnungshubweg des Ventilgliedes begrenzenden zweistufigen
hydraulischen Hubanschlag auf, der als hydraulischer
Dämpfungsraum mit zusteuerbarer Entlastung ausgebildet ist.
Die Entlascungsleitung ist dabei über zwei Ausnehmungen am
Ventilglied mit dem Dämpfungsraum verbindbar, wobei diese
Verbindung während der Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes
nacheinander zusteuerbar ist. Dazu sind die Ausnehmungen
beim bekannten Kraftstoffeinspritzventil als zwei Flächenanschliffe
am Ventilglied ausgebildet, die mit ihren oberen
Enden in den Dämpfungsraum ragen. Dabei bilden die oberen
Enden der Anschliffe Steuerkanten, die nacheinander während
der Ventilgliedöffnungshubbewegung aus der Uberdeckung mit
dem Dämpfungsraum austauchen und von der Wand des Ventilkörpers
verschlossen werden. Ein erster Anschliff ist dabei
mit seinem unteren Ende ständig mit der Entlastungsleitung
verbunden, während der zweite Anschliff mit seiner unteren
Begrenzungskante erst nach Durchlaufen einer bestimmten
Öffnungshubbewegung in die Überdeckung mit der Entlastungsleitung
eintaucht. Auf diese Weise wird beim bekannten
Kraftstoffeinspritzventil ein zweistufiges hydraulisches
Blockieren des Ventilgliedes erreicht, wobei eine erste
Zusteuerposition am Dämpfungsraum dem Aufsteuern der ersten
Spritzlochreihe entspricht, während die endgültige
hydraulisch blockierte Endlage des Ventilgliedes dem
Aufsteuern beider Spritzlochreihen und somit dem Öffnen des
gesamten Einspritzquerschnittes entspricht.The invention relates to a fuel injection valve for
Internal combustion engines according to the preamble of
Dabei weist das bekannte Kraftstoffeinspritzventil jedoch den Nachteil auf, daß die Ausnehmungen am Ventilglied sehr genau gefertigt werden müssen, um über die präzise Anordnung der vielen Steuerkanten ein genaues Aufsteuern der Spritzlochreihen zu gewährleisten. Zudem läßt sich bei dem bekannten Kraftstoffeinspritzventil die einspritzdruckabhängige Blockierung des Ventilgliedes in Zwischenpositionen nicht betriebsbedingt einstellen, was aufwendige geometrische Anpassungsarbeiten der hydraulischen Hubanschläge zur Folge hat. Somit läßt sich die für die sogenannten Varioregisterdüsen notwendige Steuerung eines mehrstufigen Öffnungshubverlaufes des Ventilgliedes in Abhängigkeit vom am Ventil anstehenden Kraftstoffeinspritzdruck fertigungstechnisch nur sehr aufwendig realisieren.However, the known fuel injection valve the disadvantage that the recesses on the valve member very much need to be manufactured exactly to the precise arrangement the precise control of the spray hole rows due to the many control edges to ensure. In addition, the known fuel injection valve the injection pressure dependent Blocking of the valve member in intermediate positions not set operationally, which is expensive Geometric adjustment work of the hydraulic stroke stops has the consequence. Thus, the for so-called vario register nozzles necessary control of a multi-stage opening stroke of the valve member in Dependence on the fuel injection pressure at the valve manufacturing technology only very complex realize.
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil für
Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die
zweite Öffnungshubphase des Ventilgliedes über ein in die
Entlastungsleitung eingesetztes Ventil einstellbar und
steuerbar ist. Zudem kann dabei auf eine dritte Steuerkante,
die den Beginn der zweiten Öffnungshubphase steuert,
verzichtet werden, so daß der Fertigungsaufwand der
Ausnehmungen am Ventilglied gegenüber der bekannten Lösung
stark verringerbar ist. Dabei bewirkt die Verringerung der
Steuerkanten desweiteren ein stabiles
Langzeitbetriebsverhalten aufgrund der geringeren
Beeinflußbarkeiten infolge geometrischer Ungenauigkeiten an
den Steuerausnehmungen. Desweiteren besitzt die
erfindungsgemäße Ausgestaltung der Ausnehmungen zudem den
Vorteil, daß beide Steuerkanten jeweils am oberen Ende der
Ausnehmungen angeordnet sind, und sich somit gut fertigen
lassen. Der Zeitpunkt des Beginns der zweiten
Öffnungshubphase des Ventilgliedes läßt sich in einfacher
Weise durch die Auslegung des Bohrungsdurchmessers der
Entlastungsleitung sowie der Ventilausführung, z.B.die
Auslegung der Ventilfederstärke des Ventils in der
Entlastungsleitung einstellen.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, den Öffnungszeitpunkt
bzw. die Schließcharakteristik des vorzugsweise als
Druckventil ausgebildeten Ventils in der Entlastungsleitung
während des Betriebs des Einspritzventils kennfeldabhängig
einstellen zu können, um so die zweite Öffnungshubphase am
Ventilglied des Einspritzventils kontinuierlich steuern zu
können. Dazu kann das Druckventil in vorteilhafter Weise
durch ein elektrisches Stellglied direkt angesteuert werden,
das dabei z.B. als Piezo-Aktor ausgebildet sein kann. Eine
weitere Alternative dazu ist die direkte Verbindung des
Ventilgliedes des Druckventiles mit dem Anker in einer
stromdurchflossenen Spule (Magnetventil), wobei die
Grundeinstellungen jeweils über eine Feder vornehmbar sind.
Desweiteren ist die direkte Steuerung des Druckvencils in
der Entlastungsleitung hydraulisch möglich, wobei auf die
Rückseite des Druckventils ein geregelter hydraulischer
Gegendruck aufgebracht wird, durch den das Druckventil
infolge der Druckdifferenz zwischen dem Druck vor dem
Druckventil und dem Gegendruck dahinter geöffnet bzw.
geschlossen werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Einstellmöglichkeit des Ventils in
der Entlastungsleitung ist die kennfeldsteuerbare
Verstellung der Federvorspannung der Ventilfeder des
Druckventils. Dazu kann die Federvorspannung durch eine
verstellbare Federauflagefläche kontinuierlich eingestellt
werden, die dabei z.B. elektrisch durch einen Piezo-Aktor
oder den Anker in einer Magnetspule oder hydraulisch durch
einen Kolben eines Arbeitsraumes axial verschiebbar ist.
Um dabei ein sicheres Wiederbefüllen des als Steuerraum
wirkenden Dämpfungsraumes mit Kraftstoff während der
Schließbewegung des Ventilgliedes des Einspritzventils zu
gewährleisten, ist zudem in vorteilhafter Weise ein
Rückschlagventil in eine Zulaufleitung des Dämpfungsraumes
eingesetzt, die andererseits mit dem Niederdruck-Kraftstoffkreislauf,
vorzugsweise dem Federraum des
Einspritzventils verbunden ist. Dabei vermeidet dieses
Rückschlagventil zudem das Entstehen eines Unterdruckes im
Dämpfungsraum und somit Kavitationsschäden und ein
unbeabsichtigtes Nachschwingen des Einspritzventilgliedes
beim Schließen.The fuel injection valve for internal combustion engines according to the invention with the characterizing features of
However, it is particularly advantageous to be able to adjust the opening time or the closing characteristic of the valve, which is preferably designed as a pressure valve, in the relief line during the operation of the injection valve, in order to be able to continuously control the second opening stroke phase on the valve member of the injection valve. For this purpose, the pressure valve can advantageously be controlled directly by an electrical actuator, which can be designed, for example, as a piezo actuator. Another alternative to this is the direct connection of the valve member of the pressure valve to the armature in a current-carrying coil (solenoid valve), the basic settings being able to be made in each case via a spring. Furthermore, direct control of the pressure valve in the relief line is hydraulically possible, with a regulated hydraulic back pressure being applied to the back of the pressure valve, by means of which the pressure valve can be opened or closed as a result of the pressure difference between the pressure in front of the pressure valve and the back pressure behind it.
Another advantageous setting option of the valve in the relief line is the map-controllable adjustment of the spring preload of the valve spring of the pressure valve. For this purpose, the spring preload can be continuously adjusted by means of an adjustable spring support surface, which can be axially displaced, for example, electrically by a piezo actuator or the armature in a magnetic coil or hydraulically by a piston in a working area.
In order to ensure safe refilling of the damping chamber acting as the control chamber with fuel during the closing movement of the valve member of the injection valve, a check valve is also advantageously used in an inlet line of the damping chamber, which on the other hand is connected to the low-pressure fuel circuit, preferably the spring chamber of the injection valve is. This check valve also avoids the creation of a negative pressure in the damping chamber and thus cavitation damage and unintentional reverberation of the injection valve member when closing.
Eine weitere vorteilhafte alternative Ausbildung des Ventils in der Entlastungsleitung stellt dessen Ausführung als Ausweichkolben dar. Dabei gibt das als Ausweichkolben ausgebildete Ventilglied des Ventils in der Entlastungsleitung bei seiner Öffnungshubbewegung ein definiertes Ausweichvolumen frei, durch das der Druck im Dämpfungsraum des Einspritzventils absinkt und so den zweiten Öffnungshubweg ermöglicht. Dabei hat diese Ausführungsvariante den Vorteil, daß das Steuervolumen beim Schließhub des Einspritzventilgliedes aus dem Ausweichvolumen in einfacher Form wiederbefüllt wird. Zudem kann der Druckabfall im Dämpfungsraum genau begrenzt werden, wodurch beim endgültigen Verschließen des Dämpfungsraumes beim Erreichen der Endhublage des Einspritzventilgliedes der Druck schneller aufgebaut wird, was den Anhalteweg des Ventilgliedes des Einspritzventils verkürzt. Ein weiterer Vorteil dieser Variante besteht darin, daß die Dichtfunktion von Ausweichvolumen zum Leckölraum (z.B. Federraum) durch die Mantelfläche des Ausweichkolbens und von der Entlastungsleitung zum Ausweichvolumen durch einen Kegelsitz gewährleistet wird.Another advantageous alternative embodiment of the valve in the discharge line represents its execution as Alternative pistons. This gives as an alternative piston trained valve member of the valve in the Relief line during its opening stroke movement Defined escape volume through which the pressure in the Damping space of the injection valve drops and so the allows second opening stroke. It has this Design variant the advantage that the control volume when Closing stroke of the injection valve member from the Alternative volume is refilled in a simple form. moreover the pressure drop in the damping chamber can be limited exactly, whereby when the damping space is finally closed when the end stroke position of the injection valve member is reached Pressure builds up faster, which is the stopping distance of the Valve element of the injection valve shortened. Another The advantage of this variant is that the sealing function from the alternative volume to the leak oil chamber (e.g. spring chamber) the outer surface of the evasive piston and of the Relief line to the escape volume through a cone seat is guaranteed.
Ein weiterer Vorteil wird durch die schräge Ausbildung der oberen Enden der Flächenanschliffe im Ventilglied erreicht, die ein allmähliches Absteuern des Öffnungsquerschnittes zum Dämpfungsraum bewirken und somit Druckschwingungen und daraus resultierende Schwingungen am Ventilglied vermeiden. Um für die Erstbefüllung des Dämpfungsraumes Notlaufeigenschaften am Kraftstoffeinspritzventil zu gewährleisten, ist die Ventilfeder blocksicher ausgelegt. Another advantage is the oblique design of the reached the upper ends of the surface grinding in the valve member, which gradually reduces the opening cross-section to Damping space and thus cause pressure vibrations and Avoid resulting vibrations on the valve member. To have emergency running properties for the initial filling of the damping space on the fuel injector the valve spring is designed to be block-proof.
Ein weiterer Vorteil wird durch die Anordnung des Dämpfungsraumes in einer Zwischenscheibe zwischen dem Ventilkörper und einem Ventilhaltekörper erreicht, wodurch die Fertigung bzw. Herstellung des Dämpfungsraumes und Entlastungskanales relativ einfach möglich ist.Another advantage is the arrangement of the damping space in an washer between the valve body and achieved a valve holding body, which makes manufacturing or manufacture of the damping space and relief channel is relatively easy.
Der Dämpfungs- bzw. Steuerraum ist dabei auf seiner der Stirnfläche des Ventilkörpers abgewandten Seite durch einen axial mit dem Ventilglied verschiebbaren Kolben begrenzt, der in vorteilhafter Weise durch einen auf das Ventilglied aufgepressten Dichtring gebildet ist. Dieser auf dem Ventilglied befestigte Dichtring gleitet dabei mit seinem Außenumfang dichtend in einer, den Dämpfungsraum bildenden Bohrung in der Zwischenscheibe. Der Dichtring ist dabei vorteilhafter Weise als zum Dämpfungsraum hin offener U-Dichtring ausgebildet, der vorzugsweise aus einem PTFE-Werkstoff hergestellt ist. In diesen Dichtring ist zudem eine Feder zur Grundabdichtung eingelegt, wobei aufgrund des U-förmigen Hohlprofiles die Abdichtung des Dichtringes gegenüber der Wand der Zwischenscheibe mit steigendem Hydraulikdruck im Dämpfungsraum verstärkt wird. Ein den Dämpfungsraum entlastender Entlastungskanal ist ebenfalls in vorteilhafter Weise in die Zwischenscheibe integriert, wobei zudem das diesen Entlastungskanal steuernde Druckventil in der Zwischenscheibe vorgesehen ist. Dieses Druckventil ist dabei vorzugsweise als Kolbenrückschlagventil ausgebildet, wobei über die Auslegung der Druckventilfeder der Öffnungsdruck bzw. der Aufsteuerzeitpunkt als Beginn der zweiten Ventilgliedöffnungshubphase einstellbar ist. Dabei ist zudem in vorteilhafter Weise eine Drosselstelle dem Druckventil vorgeschaltet. Vorteilhaft wird der Hub des Kolbens im Druckventil auf den minimal nötigen Hub begrenzt und der Kolben zudem aus leichten Materialien hergestellt, um Verschleiß und Schwingungen am Druckventil möglichst niedrig zu halten. The damping or control room is on his End face of the valve body facing away from one piston axially displaceable with the valve member, which advantageously by means of a valve member Pressed sealing ring is formed. This one on the Valve member attached seal slides with his The outer circumference seals in one that forms the damping space Hole in the washer. The sealing ring is there advantageously as open to the damping space U-shaped sealing ring, which is preferably made of a PTFE material is made. In this sealing ring is also a spring is inserted for basic sealing, due to the U-shaped hollow profile sealing the sealing ring towards the wall of the washer with increasing Hydraulic pressure in the damping chamber is increased. A den Damping space relief channel is also in advantageously integrated into the washer, wherein also the pressure valve controlling this relief channel in the washer is provided. This pressure valve is preferably designed as a piston check valve, being about the design of the pressure valve spring Opening pressure or the opening time as the start of the second valve member opening stroke phase is adjustable. there is also a throttle point in an advantageous manner Pressure valve upstream. The stroke of the Piston in the pressure valve limited to the minimum necessary stroke and the piston is also made of light materials, to wear and vibrations on the pressure valve as possible to keep low.
Um eine sichere Verbindung zwischen den Flächenanschliffen und dem Entlastungskanal zu gewährleisten ist es notwendig, das Ventilglied gegen ein selbständiges Verdrehen zu sichern. Diese Verdrehsicherung ist dabei in vorteilhafter Weise in einem gering belasteten Bereich, vorzugsweise zwischen der oberen Ventilgliedführung und der Kraftstoffeinspritzventilfeder oder zwischen dieser Feder und dem Ventilgliedende angeordnet. Dazu weist das Ventilglied Ausnehmungen, vorzugsweise eine gerade Anzahl von Anschliffen auf, die in ein im Ventilkörperhalter angeordnetes Formstück mit komplementären Anformungen eingreift. Dieses Formstück läßt sich einfach bei der Montage des Kraftstoffeinspritzventils an die tatsächliche Lage des Ventilgliedes anpassen und ermöglicht somit einen geringen Abstand zwischen dem Ventilglied und der Drehlagefixierung, so daß eine sehr genaue Führung mit geringem Verschleiß am Ventilglied möglich ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft dieses Formstück mit in die Zwischenscheibe zwischen Ventilkörper und Ventilhaltekörper zu integrieren.To ensure a secure connection between the ground bevels and to ensure the relief channel it is necessary the valve member against self-twisting to back up. This anti-rotation device is advantageous Way in a low traffic area, preferably between the upper valve guide and the Fuel injector spring or between this spring and the valve member end arranged. That points to Valve member recesses, preferably an even number of cuts on the one in the valve body holder arranged fitting with complementary formations intervenes. This fitting can be easily with the Assemble the fuel injector to the actual one Adjust the position of the valve member and thus enables one small distance between the valve member and the Rotation fixation, so that a very precise guidance with little wear on the valve member is possible. It is this fitting is particularly advantageous in the washer between the valve body and valve holding body integrate.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the The invention relates to the description of Drawing and the claims can be found.
Neun Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung näher erläutert.Nine embodiments of the invention Fuel injection valves for internal combustion engines are in of the drawing and are shown in the following Description explained in more detail.
Es zeigen die Figuren 1 und 2 ein bekanntes Kraftstoffeinspritzventil
der Varioregisterdüsenbauart in verschiedenen
Schnittansichten, die Figuren 3 und 4 vergrößerte
Ausschnitte aus einem ersten Ausführungsbeispiel des
Kraftstoffeinspritzventils gemäß Figur 1 im Bereich des
Dämpfungsraumes mit einem Ventil in der Entlastungsleitung,
wobei die Schnittdarstellung der Figur 4 um 90° aus der
Ebene der Darstellung der Figur 3 gedreht ist, die Figuren 5
und 6 eine Verdrehsicherung am Ventilglied des
Kraftstoffeinspritzventils in zwei Ansichten, die Figur 7
ein zweites Ausführungsbeispiel analog zur Darstellung der
Figur 3, bei dem das Ventil in der Entlastungsleitung über
einen Piezo-Aktor direktgesteuert wird, die Figur 8 ein
drittes Ausführungsbeispiel, bei dem das Ventilglied durch
ein Magnetventil betätigt wird, die Figur 9 ein viertes
Ausführungsbeispiel, bei dem die Öffnung des Ventils in der
Entlastungsleitung mittels eines hydraulischen Gegendruckes
am Druckventil einstellbar ist, die Figur 10 ein fünftes
Ausführungsbeispiel, bei dem die Verstellung der
Federvorspannkraft des Ventils in der Entlastungsleitung
über einen Piezo-Aktor erfolgt, die Figur 11 ein sechstes
Ausführungsbeispiel, bei dem die Verstellung der
Federvorspannkraft des Entlastungsventils über einen
Magnetanker erfolgt, die Figur 12 ein siebtes
Ausführungsbeispiel, bei dem die Verstellung der
Federvorspannkraft des Entlastungsventils über einen
hydraulischen Stellkolben erfolgt, die Figuren 13 und 14 ein
achtes Ausführungsbeispiel in zwei Ansichten, bei dem ein
zusätzliches Rückschlagventil in eine Zulaufleitung des
Dämpfungsraumes eingesetzt ist und die Figur 15 ein neuntes
Ausführungsbeispiel, bei dem das Ventilglied des Ventils in
der Entlastungsleitung als Ausweichkolben ausgebildet ist.Figures 1 and 2 show a known fuel injection valve
the vario register nozzle design in different
Sectional views, the figures 3 and 4 enlarged
Excerpts from a first embodiment of the
Fuel injection valve according to Figure 1 in the area of
Damping chamber with a valve in the relief line,
wherein the sectional view of Figure 4 by 90 ° from the
3 is rotated, FIG. 5
and 6 an anti-rotation device on the valve member of the
Fuel injection valve in two views, FIG. 7
a second embodiment analogous to the representation of the
Figure 3, in which the valve in the relief line over
a piezo actuator is directly controlled, the figure 8 a
third embodiment in which the valve member by
a solenoid valve is actuated, Figure 9 a fourth
Embodiment in which the opening of the valve in the
Relief line using a hydraulic back pressure
is adjustable on the pressure valve, Figure 10 is a fifth
Embodiment in which the adjustment of the
Spring preload force of the valve in the
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein bekanntes Kraftstoffeinspritzventil
der nach außen öffnenden Bauart mit zwei
nacheinander aufsteuerbaren Spritzlochreihen (Varioregisterdüse)
an der die erfindungsgemäße Steuerung des
Ventilgliedhubs realisiert ist.
Dazu weist das Kraftstoffeinspritzventil einen Ventilkörper
1 auf, der mit seinem unteren freien Ende in den Brennraum
der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragt. Der Ventilkörper
1 weist eine axiale Durchgangsbohrung 3 auf, in der
ein kolbenförmiges Ventilglied 5 axial verschiebbar geführt
ist. Das Ventilglied 5 weist an seinem unteren brennraumseitigen
Ende einen aus der Bohrung 3 ragenden, im
Querschnitt vergrößerten Schließkopf 7 auf, der ein
Ventilschließglied bildet. Dieser, in der Figur 2 vergrößert
dargestellte Schließkopf 7 bildet mit seiner dem Ventilkörper
1 zugewandten Ringstirnfläche eine Ventildichtfläche
9, die dabei mit einer ortsfesten Ventilsitzfläche 11
zusammenwirkt, die an der brennraumseitigen, die Bohrung 3
umgebenden Stirnfläche des Ventilkörpers 1 gebildet ist. Die
einen Dichtquerschitt ergebenden Ventildichtfläche 9 und
Ventilsitzfläche 11 sind dabei konisch ausgebildet, wobei
die Konuswinkel der beiden Kontaktflächen 9, 11 geringfügig
voneinander abweichen, so daß eine definierte Dichtkante
gebildet wird. Zwischen der Wand der Bohrung 3 und dem
Schaft des Ventilgliedes 5 ist ein ringförmiger Druckraum 13
gebildet, der brennraumseitig von einer eine Ringschulter 15
bildenden Durchmessererweiterung des Ventilgliedes 5 an
dessen Übergang in den Schließkopf 7 und andererseits durch
eine Querschnittserweiterung 17 des Ventilgliedes 5 auf das
Maß der Bohrung 3 begrenzt ist. Dieser Druckraum 13 ist über
einen Druckkanal 19 mit Kraftstoff hohen Drucks befüllbar,
wozu der Druckkanal 19 in nicht näher gezeigter Weise an
eine Einspritzleitung einer Einspritzpumpe angeschlossen
ist. Von der den Druckraum 13 begrenzenden Ringschulter 15
führen Einspritzkanäle 21 ab, die zunächst als Längsbohrung
im Schließkopf 7 des Ventilgliedes 5 ausgebildet sind und
von denen dann in Höhe der Dichtkante Steuerbohrungen
abführen. Die Austrittsöffnungen 23 (Spritzlöcher) der
Einspritzkanäle (21) sind dabei oberhalb der Ventildichtfläche
9 so an der Mantelfläche des Schließkopfes 7 angeordnet,
daß sie in Schließstellung des Einspritzventils,
also bei am Ventilsitz 11 anliegendem Ventilglied 5 von der
Wand der Bohrung 3 abgedeckt sind und erst beim nach außen
gerichteten Öffnungshub des Ventilgliedes 5 durch Austauchen
aus der Bohrung 3 des Ventilkörpers 1 aufgesteuert werden.
Zudem sind vorzugsweise zwei Reihen von in Achsrichtung des
Ventilgliedes 5 übereinander angeordnete Reihen (Spritzlochreihen)
von Austrittsöffnungen 23 vorgesehen, die während
der Ventilgliedöffnungshubbewegung nacheinander aufgesteuert
werden.
Alternativ sind anstatt der übereinanderliegenden
Spritzlochreihen auch Längsschlitze als Einspritzöffnungen
möglich, deren Querschnitt dann analog in wenigstens zwei
Stufen aufgesteuert wird.
Das kolbenförmige Ventilglied 5 ragt mit seinem
brennraumabgewandten Schaftteil aus dem Ventilkörper 1 in
eine, einen Federraum 25 bildende im Querschnitt erweiterte
Bohrung in einem Ventilhaltekörper 27, der mittels einer
Spannmutter 29 axial gegen den Ventilkörper 1 verspannt ist.
Dabei ist eine Ventilschließfeder 31 derart im Federraum 25
eingespannt, daß sie sich mit ihrem brennraumnahen Ende
gegen den Ventilkörper 1 abstützt und mit ihrem brennraumfernen
Ende auf einen Ventilteller 33 am Ventilglied 5
einwirkt und das Ventilglied 5 so in Anlage gegen den
Ventilsitz 11 gepreßt hält. Desweiteren wird der Ventilhaltekörper
27 axial vom Druckkanal 19 durchdrungen, wobei
am oberen Ende des Ventilhaltekörpers 27 ein Kraftstofffilter
35 in den Druckkanal 19 eingesetzt ist.FIGS. 1 and 2 show a known fuel injection valve of the outwardly opening type with two rows of spray holes which can be opened one after the other (vario register nozzle), on which the control of the valve member stroke according to the invention is realized.
For this purpose, the fuel injection valve has a
Alternatively, instead of the rows of spray holes lying one above the other, longitudinal slots are also possible as injection openings, the cross-section of which is then opened analogously in at least two stages.
The piston-shaped
Zur Begrenzung der nach außen gerichteten Öffnungshubbewegung
des Ventilgliedes 5 weist das Ventilglied 5 an
seinem brennraumabgewandten, aus dem Ventilkörper 1 in den
Ventilhaltekörper 27 ragenden Ende einen radial vom
Ventilgliedschaft vorstehenden Kolben 37 auf, der einen
hydraulischen Dämpfungsraum 39 begrenzt.To limit the outward opening stroke movement
of the
Dabei ist dieser Dämpfungsraum 39, wie in dem ersten
Ausführungsbeispiel in den Figuren 3 und 4 dargestellt,
erfindungsgemäß in einer Zwischenscheibe 41 vorgesehen, die
axial zwischen einer brennraumfernen Stirnfläche 43 des
Ventilkörpers 1 und der brennraumseitigen Stirnfläche des
Ventilhaltekörpers 27 eingespannt ist. Die Zwischenscheibe
41 weist einen Teil des Druckkanals 19 in Form einer axialen
Durchgangsbohrung auf. Des weiteren weist die
Zwischenscheibe 41 eine zentrale Durchgangsöffnung 45 auf,
durch die der Schaft des Ventilgliedes 5 hindurch ragt und
die radial auswärts den Dämpfungsraum 39 begrenzt. Axial
wird der Dämpfungsraum 39 in der Zwischenscheibe 41
einerseits von der Stirnfläche 43 des Ventilkörpers 1 und
andererseits vom Ventilgliedkolben 37 begrenzt. Dieser
Kolben 37 wird dabei durch einen auf den Schaft des
Ventilgliedes 5 aufgepressten Dichtring gebildet, der als
zum Dämpfungsraum 39 offener U-Dichtring 47 ausgebildet ist.
Dabei ist in diesen U-Dichtring 47 zur Grundabdichtung eine
Feder 49 eingelegt.This is the damping
Das Befüllen und Entlasten des Dämpfungsraumes 39 erfolgt
über die in den Figuren 3 und 4 dargestellten Kraftstoffkanäle,
die an den Niederdruckkreislauf des Einspritzsystems
angeschlossen sind und zu deren Erläuterung das Kraftstoffeinspritzventil
in der Figur 4 gegenüber der Darstellung in
der Figur 3 um 90° gedreht ist.The damping
Das Befüllen und Entlasten des Dämpfungsraumes 39 erfolgt
über zwei Anschliffe am Ventilglied 5, die den Dämpfungsraum
39 über Entlastungskanäle mit einem Niederdruckraum,
vorzugsweise dem Kraftstoffgefüllten Federraum 25 verbinden. The damping
Dabei ist ein erster Anschliff 51 am Ventilglied 5 so
angeordnet, daß er bei geschlossenem Einspritzventil, d.h.
bei am Ventilsitz 11 anliegendem Ventilglied 5 mit seinem
oberen Ende in den Dämpfungsraum 39 hineinragt, während sein
unteres Ende in eine Ringnut 53 am Ventilglied 5 einmündet.
Diese Ringnut 53 überstreicht wie in der Figur 4 genauer
dargestellt die Mündung eines ersten Entlastungskanals 55,
der den Ventilkörper 1, die Zwischenscheibe 41 und den
Ventilhaltekörper 27 durchdringend in den Federraum 25
einmündet. Das obere brennraumferne Ende des ersten
Anschliffs 51 bildet dabei mit seiner oberen Begrenzungskante
eine erste Steuerkante 57, die mit der Stirnfläche 43
des Ventilkörpers 1 zusammenwirkt. Dabei entspricht das
Überfahren der ersten Steuerkante 57 über die Stirnfläche 43
einer Ventilgliedöffnungshubposition, bei der die unten
liegende erste Spritzlochreihe aufgesteuert ist, so daß der
Abstand der Steuerkante 57 zur Stirnfläche 43 einem ersten
Öffnungshubweg in einer ersten Öffnungshubphase des
Ventilgliedes 5 entspricht. Um dabei Schwingungen im System
vermeiden zu können läuft der erste Anschliff 51 in Richtung
erster Steuerkante 57 schräg aus. Versetzt zum ersten
Anschliff 51 weist das Ventilglied 5 einen zweiten Anschliff
59 auf, dessen obere brennraumferne Begrenzungskante eine
zweite Steuerkante 61 bildet. Mit seinem unteren, dem
Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine zugewandten
Ende überdeckt der zweite Anschliff 59 ständig die Mündung
eines zweiten Entlastungskanals 63, der sich ebenfalls durch
den Ventilkörper 1, die Zwischenscheibe 41 und den
Ventilhaltekörper 27 bis den Federraum 25 erstreckt. Dabei
weist die zweite Steuerkante 61 einen größeren Abstand zur
Stirnfläche 43 des Ventilkörpers 1 auf als die erste
Steuerkante 57. Das Überfahren der zweiten Steuerkante 61
über die Stirnfläche 43 entspricht dabei der Öffnungshublage
des Ventilgliedes 5, bei der beide Spritzlochreihen am
Einspritzquerschnitt aufgesteuert sind, wobei nach
Überfahren der zweiten Steuerkante 61 über die Stirnfläche
43 der Dämpfungsraum 39 endgültig hydraulisch verschlossen
wird und somit die maximale Öffnungshublage des Ventilgliedes
bestimmt. Zur Einstellung der sich an die erste
Öffnungshubphase und eine Zwischenverzögerung anschließenden
zweiten Öffnungshubphase ist ein Ventil 65 in die zweite
Entlastungsleitung 63 eingesetzt, das im ersten
Ausführungsbeispiel als Rückschlagventil ausgebildet ist.
Dieses in den in der Zwischenscheibe 41 verlaufenden Teil
des zweiten Entlastungskanals 63 eingesetzte Ventil 65 weist
dabei ein axial verschiebbares, kolbenförmiges Ventilglied
67 auf, das an seinem dem zweiten Anschliff 59 zugewandten
Ende eine konische Dichtfläche 69 aufweist, mit der es mit
einer Ventilsitzfläche 71 zusammenwirkt. Auf die Rückseite
des Ventilgliedes 67 wirkt dabei eine Ventilfeder 72, die
sich andererseits am Ventilhaltekörper 27 ortsfest abstützt
und über deren Auslegung der Öffnungsdruck am Ventil 65
einstellbar ist. Dabei läßt sich über den Öffnungsdruck am
Ventil 65 der Zeitpunkt einstellen, zu dem die zweite
Öffnungshubphase am Ventilglied 5 beginnen soll, in deren
Verlauf der vollständige Öffnungsquerschnitt am Einspritzventil
aufgesteuert wird. Desweiteren ist der zweite
Entlastungskanal 63 zwischen dem Ventil 65 und dem zweiten
Anschliff 59 wenigstens zum Teil als Drosselquerschnitt
ausgebildet.A
Um ein selbständiges Verdrehen des Ventilgliedes 5 zu
vermeiden und somit die Verbindung zwischen den Anschliffen
51, 59 und der Eintrittsöffnung zu den Entlastungskanälen
55, 63 sicher zu gewährleisten ist am Ventilglied 5 zudem
eine Verdrehsicherung vorgesehen. Diese Verdrehsicherung ist
dabei wie in den beiden Ansichten in den Figuren 5 und 6
dargestellt, als Profilanformung 73 am Ventilglied 5
ausgebildet, mit der das Ventilglied 5 in eine dazu
komplementäre Ausnehmung 75 in der Zwischenscheibe 41 ragt. To turn the
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil arbeitet in
folgender Weise. In Schließlage des Einspritzventils hält
die Ventilfeder 31 das Ventilglied 5 mit seiner Ventildichtfläche
9 in Anlage am Ventilsitz 11, der den Dämpfungsraum
39 begrenzende Kolben 37 ist in seiner Ausgangslage und der
Dämpfungsraum 39 ist über den ersten Anschliff 51, die
Ringnut 53 und den ersten Entlastungskanal 55 mit dem
kraftstoffgefüllten Federraum 25 (Niederdruckraum) verbunden
und von diesem mit Kraftstoff gefüllt, der als hydraulische
Arbeitsflüssigkeit dient.The fuel injection valve according to the invention works in
following way. Holds in the injector closed position
the
Mit Beginn der Einspritzung gelangt unter hohem Druck
stehender Kraftstoff über den Druckkanal 19 in den Druckraum
13, wo er in bekannter Weise das Ventilglied 5 an der
Ringschulter 15 in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Ab
Erreichen eines bestimmten Einspritzdruckes im Druckraum 13
übersteigt die am Ventilglied 5 angreifende Druckkraft des
Kraftstoffes die Rückstellkraft der Ventilfeder 31 und das
Ventilglied 5 hebt nach außen vom Ventilsitz 11 ab. Dabei
werden bereits nach einem kurzen Leerhub des Ventilgliedes 5
die Austrittsöffnungen 23A der unteren Spritzlochreihe der
Einspritzkanäle 21 freigegeben, so daß der Kraftstoff in den
Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine
eingespritzt wird. Diese erste Öffnungshubphase wird durch
das Überfahren der ersten Steuerkante 57 am ersten Anschliff
51 über die Stirnfläche 43 des Ventilkörpers 1 beendet,
wobei mit dem vollständigen Eintauchen des ersten
Anschliffes 51 in den Ventilkörper 1 der Dämpfungsraum 39
kurzzeitig verschlossen wird und dabei als hydraulischer
Dämpfer wirkt, der eine weitere Öffnungshubbewegung des
Ventilgliedes 5 blockiert. In dieser, einen
Teilöffnungsquerschnitt am Einspritzventil aufsteuernden
Position verharrt das Ventilglied 5 in einer ersten
Betriebsart des Einspritzventils, die dem Leerlaufbereich
und einem Teillastbereich der zu versorgenden
Brennkraftmaschine entspricht.
Soll bei höherer Last oder Drehzahl der Brennkraftmaschine
der gesamte Öffnungsquerschnitt am Einspritzventil
aufgesteuert werden, wird die zweite Betriebsart am
Einspritzventil gewählt. In diesem Fall verharrt das
Ventilglied 5 nur kurzzeitig in der Zwischenposition bei
gleichzeitig weiter ansteigendem Kraftstoffeinspritzdruck im
Druckraum 13 des Einspritzventils.
Mit Überschreiten eines zweiten Öffnungsdruckgrenzwertes im
Druckraum 13 übersteigt die an der Ringschulter 15 in
Öffnungsrichtung am Ventilglied 5 angreifende Kraft bzw.
proportional dazu der Druck im Dämpfungsraum 39 die
Zuhaltekraft am Ventil 65 im zweiten Entlastungskanal 63,
der bisher ständig mit dem Dämpfungsraum 39 verbunden ist.
Mit dem Öffnen des Ventils 65 entlastet sich erneut ein Teil
des Druckmittels aus dem Dämpfungsraum 39 über den zweiten
Anschliff 59 und den zweiten Entlastungskanal 63 in den
Federraum 25, so daß das Ventilglied 5 die
Öffnungshubbewegung in einer zweiten Öffnungshubphase
fortsetzt. Dabei werden nunmehr die oberen Austrittsöffnungen
23B der Einspritzkanäle 21 aufgesteuert, so daß
nun beide Spritzlochreihen und somit der gesamte
Einspritzquerschnitt aufgesteuert sind. Um diese zweite
Öffnungshubphase dabei genauer steuern zu können wird der
über den zweiten Anschliff 59 abströmende Kraftstoff vor dem
Ventil 65 im zweiten Entlastungskanal 63 gedrosselt.
Die Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes 5 wird mit dem
Überfahren der zweiten Steuerkante 61 am zweiten Anschliff
59 über die Stirnfläche 43 des Ventilkörpers 1 beendet,
wobei der Dämpfungsraum 39 nunmehr endgültig hydraulisch
verschlossen ist und somit die Öffnungshubbewegung des
Ventilgliedes begrenzt. Dabei erfolgt dieses Erreichen des
maximalen Öffnungshubanschlages in vorteilhafter Weise
gedämpft, wobei der Grad der Dämpfung am Ventilglied vom E-Modul
des Kraftstoffes abhängig ist.At the start of the injection, fuel under high pressure passes through the
If the entire opening cross-section on the injection valve is to be opened at higher load or speed of the internal combustion engine, the second operating mode is selected on the injection valve. In this case, the
When a second opening pressure limit value in the
The opening stroke movement of the
Beim sich nach Beendigung der Kraftstoffhochdruckzufuhr
anschließenden Schließhub des Ventilgliedes 5 tauchen die
Anschliffe 51 und 59 erneut in die Überdeckung mit dem
Dämpfungsraum 39 ein, so daß dieser über den ersten
Anschliff 51 und den ersten Entlastungskanal 55 erneut mit
Kraftstoff aus dem Federraum 25 befüllt wird.When you stop after the high pressure fuel supply
Subsequent closing stroke of the
Dabei läßt sich mit der erfindungsgemäßen Anordnung eines
Ventils im zweiten Entlastungskanal das Verharren zwischen
den beiden Öffnungshubphasen und die zweite Öffnungshubphase
des Ventilgliedes sehr genau einstellen, wobei zwischen den
beiden Betriebsarten des Einspritzventiles (halber
Einspritzquerschnitt - gesamter Öffnungsquerschnitt)
wenigstens eine Einspritzung erfolgt.
Alternativ sind dabei über das Vorsehen weiterer
hydraulischer Anschläge weitere Zwischenpositionen der
Öffnungshublage des Ventilgliedes möglich.The arrangement according to the invention of a valve in the second relief channel allows the pause between the two opening stroke phases and the second opening stroke phase of the valve member to be set very precisely, with at least one injection taking place between the two operating modes of the injection valve (half injection cross section - total opening cross section).
Alternatively, by providing additional hydraulic stops, further intermediate positions of the opening stroke position of the valve member are possible.
Das in der Figur 7 analog zur Darstellung der Figur 3
gezeigte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich zum
ersten Ausführungsbeispiel durch die direkte Steuerung des
Ventils 65 im Entlastungskanal 63. Dabei weist das
Ventilglied 67 eine Kolbenstange 77 auf, die an einem Aktor
79 eines Piezo-Stellers befestigt ist, der sich in
Schließrichtung des Ventilgliedes 67 gehäusefest abstützt.
Die Ventilfeder 72 wirkt dabei auf den Piezo-Aktor 79,
spannt diesen vor und hält das Ventilglied 67 in Anlage am
Ventilsitz. Die elektrische Ansteuerung des Piezo-Aktors 79
erfolgt in Abhängigkeit eines Kennfeldes der zu versorgenden
Brennkraftmaschine und abhängig vom momentanen Zeitpunkt der
Einspritzung, wobei auch während eines Einspritzvorganges
eine Verstellung möglich ist. That in FIG. 7 analogous to the representation in FIG. 3
shown second embodiment differs from
first embodiment by direct control of the
Dabei kann die Verbindung zwischen dem Piezo-Aktor 79 und
dem Ventilglied 67, 77 auch über Übertragungselemente
erfolgen.The connection between the
Bei dem in der Figur 8 dargestellten dritten
Ausführungsbeispiel erfolgt die Ansteuerung des
Ventilgliedes 67 des Ventils 65 im zweiten Entlastungskanal
63 über ein Magnetventil, wobei die Stange 77 des
Druckventilgliedes 67 mit einem Anker 81 verbunden ist, bzw.
einen Teil von diesem bildet. Dieser Anker 81 ragt dabei in
eine stromdurchflossene Spule 83 des Magnetventils, so daß
durch die gesteuerte Veränderung der anliegenden
elektrischen Spannung die Lage des Ankers 81 und somit des
Ventilgliedes 67 einstellbar ist. Die Grundeinstellung des
Ventils kann dabei durch eine zur Ventilfeder 72 zusätzliche
Einstellfeder 85 vorgenommen werden.In the third shown in Figure 8
The embodiment is controlled
Bei dem in der Figur 9 dargestellten vierten
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Kraftstoffeinspritzventils erfolgt die Einstellung des
Ventils 65 im zweiten Entlastungskanal 63 durch das Anlegen
eines einstellbaren hydraulischen Gegendrucks an der
federseitigen Rückseite des Ventilgliedes 67. Dabei wird
dieser, dem Druck im Dämpfungsraum 39 entgegenwirkende Druck
in nicht näher dargestellter Weise in einem zusätzlichen
Hydrauliksystem aufgebaut und dem Ventil 65 über die
Steuerleitung 87 zugeführt. Die Öffnungsbewegung des
Ventilgliedes 67 ist somit durch die Druckdifferenz zwischen
dem Dämpfungsraum 39 und dem Gegendruck in der Steuerleitung
87 zusätzlich zur Kraft der Ventilfeder 72 einstellbar.In the fourth shown in Figure 9
Embodiment of the invention
The fuel injector is adjusted
Bei den in den Figuren 10 bis 12 dargestellten
Ausführungsbeispielen erfolgt die Einstellung des
Öffnungszeitpunktes bzw. der Schließcharakteristik am Ventil
65 im zweiten Entlastungskanal 63 über die Kennfeldabhängige
Verstellung der Federvorspannkraft der Ventilfeder
72.In those shown in Figures 10 to 12
Embodiments are set
Opening time or the closing characteristic at the
Dabei erfolgt diese Verstellung der Federvorspannkraft bei
einem in der Figur 10 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel
mittels eines Piezo-Aktors 89 der oberhalb des Ventilgliedes
67 in den Federraum des Ventils 65 eingesetzt ist und der
durch die Ventilfeder 72 vorgespannt ist, wobei sich die
Ventilfeder 72 über eine Einstellscheibe 91 direkt am Piezo-Aktor
89 abstützt.
Durch eine entsprechend gesteuerte Bestromung des Piezo-Aktors
89 kann nun dessen axiale Ausdehnung und somit die
Federvorspannkraft der Ventilfeder 72 eingestellt werden.In this case, in a fifth exemplary embodiment shown in FIG. 10, this adjustment of the spring pretensioning force takes place by means of a
By means of a correspondingly controlled energization of the
Bei dem in der Figur 11 gezeigten sechsten
Ausführungsbeispiel erfolgt die Einstellung der
Federvorspannung der Ventilfeder 72 des Ventils 65 im
zweiten Entlastungskanal 63 durch einen Magnetanker 93, der
in einer stromdurchflossenen Spule 95 axial verschiebbar
geführt ist. Dabei bildet der kolbenförmige Anker 93 mit
seiner ventilseitigen Stirnfläche eine Federauflagefläche,
an der sich die Ventilfeder 72 abstützt, die andererseits an
einem Ringabsatz des Ventilgliedes 67 angreift.
Durch die Variation der elektrischen Spannung der Spule 95
kann nunmehr die axiale Lage des Ankers 93 und somit die
Vorspannkraft der Ventilfeder 72 eingestellt werdenIn the sixth exemplary embodiment shown in FIG. 11, the spring preload of the
The axial position of the
Die Figur 12 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel, bei dem
die axiale Verstellung der Federauflagefläche der
Ventilfeder 72 des Ventils 65 im zweiten Entlastungskanal 63
hydraulisch erfolgt. Dazu ist die Federauflagefläche an
einem Kolben 97 vorgesehen, an dessen einen Stirnfläche die
Ventilfeder 72 anliegt und dessen andere abgewandte
Stirnseite einen hydraulischen Arbeitsraum 99 begrenzt.
Dieser Arbeitsraum 99 ist über eine Steuerleitung 101 aus
einem Hydrauliksystem mit einer unter Druck stehenden
Hydraulikflüssigkeit befüllbar, wobei die Druckzufuhr dabei
in Abhängigkeit vom Betriebskennfeld der Brennkraftmaschine
einstellbar ist. Die axiale Verstellung des Kolbens 97 und
damit die Verstellung der Vorspannkraft der Ventilfeder 72
erfolgt nun durch das gesteuerte Druckzuführen- oder
entlasten in den Arbeitsraum 99.Figure 12 shows a seventh embodiment in which
the axial adjustment of the spring support
Das in den Figuren 13 und 14 in zwei Ansichten dargestellte
achte Ausführungsbeispiel weist zusätzlich zu den vorherigen
Ausführungsbeispielen eine weitere Zulaufleitung 103 in der
Zwischenscheibe 41 auf, die ausgehend vom mit Kraftstoff
niederen Drucks gefüllten Federraum 25 ständig in den
Dämpfungsraum 39 mündet. In diese Zulaufleitung 103 ist ein
in Richtung Dämpfungsraum 39 öffnendes Rückschlagventil 105
eingesetzt, dessen Ventilglied als Stufenkolben 107
ausgebildet ist. Dabei bildet der Stufenkolben 107 mit
seiner federraumseitigen Stirnfläche eine Dichtfläche 109,
mit der er durch eine Rückschlagventilfeder 111 in Anlage an
einer Ventilsitzfläche 113 gehalten wird. Die
Rückschlagventilfeder 111 stützt sich ortsfest am
Ventilkörper 1 ab und beaufschlagt den Stufenkolben 107 an
seiner dem Federraum 25 abgewandten Stirnseite. Dabei ist
der Stufenkolben 107 so ausgelegt, daß er bereits vor der
Anlage an den Ventilsitz 113 mit seiner größeren
Umfangsfläche dichtend in den kleineren Durchmesser einer
gestuften Aufnahmebohrung 115 eintaucht, so daß das
Rückschlagventil 105 bereits vor Anlage am Ventilsitz 113
schließt. Dabei ist die Vorspannkraft der
Rückschlagventilfeder 111 so klein ausgeführt, daß der
Stufenkolben 107 erst bei einem Druckausgleich zwischen dem
Federraum 25 und dem Dämpfungsraum 39 in Anlage an den
Ventilsitz 113 verschoben wird.
Das Rückschlagventil 105 öffnet somit solange der Druck im
Dämpfungsraum 39 geringer ist als der Lecköldruck im
Federraum 39, so daß eine sichere Befüllung des
Dämpfungsraumes 39 und ein Vermeiden von Unterdruck während
der Schließhubbewegung des Ventilgliedes 5 des
Einspritzventils gewährleistet ist. Ist ein Druckausgleich
zwischen dem Federraum 25 und dem Dämpfungsraum 39 gegeben,
schließt das Rückschlagventil 105, wobei der Stufenkolben zu
diesem Zeitpunkt druckausgeglichen ist.The eighth exemplary embodiment shown in FIGS. 13 and 14 in two views has, in addition to the previous exemplary embodiments, a
The
Bei dem in der Figur 15 dargestellten neunten
Ausführungsbeispiel ist das Ventilglied des Ventils 65 im
zweiten Entlastungskanal 63 als Ausweichkolben 117
ausgebildet. Dazu ist der Ventilsitz des Ventils 65 als
kegelförmige Aufstülpung 119 ausgebildet, an der der
Ausweichkolben 117 mit seiner planen Stirnfläche derart zur
Anlage gelangt, daß ein Restvolumen im Ventilraum verbleibt.
Der Ausweichkolben 117 ist dabei an seiner Umfangsfläche
dichtend an der Wand eines das Ventil 65 aufnehmenden
Ventilraumes 121 geführt und wird in bekannter Weise von der
Ventilfeder 72 in Schließrichtung beaufschlagt, die sich an
einer Einstellscheibe 91 abstützt.
Der Ausweichkolben 117 gibt dabei beim Öffnen des Ventils 65
ein Ausweichvolumen im Ventilraum 121 frei, durch das der
Druck im Dämpfungsraum 39 derart absinkt, daß die zweite
Öffnungshubphase am Ventilglied 5 erfolgen kann und der
gesamte Einspritzquerschnitt des Einspritzventils
aufgesteuert wird.
Bei der Rückstellbewegung des Ventilgliedes 5 und dem
Schließen des Ventils 65 wird nun das Ausweichvolumen in den
Dämpfungsraum 39 zurückgefördert, so daß die Wiederbefüllung
des Dämpfungsraumes 39 unterstützt wird, wobei der
Ausweichkolben 117 dabei auch die Funktion eines
Rückschlagventils übernimmt.In the ninth exemplary embodiment shown in FIG. 15, the valve member of the
When the
With the return movement of the
Claims (26)
- Fuel injection valve for internal combustion engines, with a valve member 5 which is displaceable axially outwards in a bore (3) of a valve body (1) counter to a return force and which, at its combustion-space-side end, has a closing head (7) which projects out of the bore (3) and forms a valve-closing member and which, on its side facing the valve body (1), has a valve sealing surface (9) by which it co-operates with a valve seat surface (11) arranged on the combustion-space-side end face of the valve body (1), and with at least one injection orifice (21) which emanates from a pressure space (13) and is located on the closing head (7) and the outflow orifice (23) of which is covered by the valve body (1) in the closing position of the valve member (5) and is exposed during the outwardly directed opening stroke, and also with a two-stage hydraulic stroke stop which limits the opening-stroke travel of the valve member (5) and which is designed as a hydraulic damping space (39) with a closable relief line, the relief line being connectable to the damping space (39) via at least two recesses on the valve member (5), with the result that hydraulic connections are formed which can be closed in succession during the opening-stroke movement of the valve member (5), characterized in that at least one of the recesses is connectable to a low-pressure space via a relief duct (63) containing a valve (65).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the outflow orifices (23) of the injection ducts (21) can be opened variably during the opening-stroke movement of the valve member (5) and are designed preferably as two injection-hole rows on the valve member (5), which are arranged axially one above the other and of which, after the execution of a first opening-stroke phase of the valve member (5), only a first lower row of outflow orifices (23A) which is near the combustion space is opened, whilst the second upper row of outflow orifices (23B) is opened only during a second opening-stroke phase of the valve member (5).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the recesses on the valve member (5) are designed as ground-down surface portions, of which the upper ends facing away from the combustion space form control edges which co-operate with an end face (43) of the valve body (1), said end face axially delimiting the damping space (39).
- Fuel injection valve according to Claim 3, characterized in that a first ground-down portion (51) is designed as an oblique ground-down surface portion, of which the lower more deeply worked-in end facing the combustion space constantly projects into an annular space (53) formed between the valve member (5) and the bore (3) and connected to the low-pressure space, and which with its shallow-tapering axially upper end issues into the damping space (39) when the valve member (5) bears on the valve seat (11), the edge at the upper end, remote from the combustion space, of the first ground-down portion (51) forming a first control edge (57).
- Fuel injection valve according to Claim 3, characterized in that a second ground-down portion (59) is provided, of which the axially upper end remote from the combustion space forms a second control edge (61) and of which the lower axial end facing the combustion space is constantly connected to the relief duct (63) containing the valve (65).
- Fuel injection valve according to Claims 4 and 5, characterized in that the first and second control edges (57, 61) on the valve member (5) are offset axially in height to one another, in such a way that the first control edge (57) can be closed after the execution of a first opening-stroke phase of the valve member (5), whilst the second control edge (61) is closed by the end face (43) of the valve body (1) only after the execution of a total opening-stroke travel of the valve member (5).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the damping space (39) is provided in an intermediate disc (41) clamped between the valve body 1 and a valve holding body (27).
- Fuel injection valve according to Claims 3 and 7, characterized in that the damping space (39) is delimited, at its axial end opposite the end face (43) of the valve body (1), by a piston (37) which is fastened to the valve member (5) and which, at its exterior circumference, is sealingly guided in a slidably displaceable manner on the wall of the damping space (39).
- Fuel injection valve according to Claim 8, characterized in that the piston (37) is designed as a U-shaped sealing ring (47) which is open to the damping space (39) and which is pressed onto the shank of the valve member (5).
- Fuel injection valve according to Claim 9, characterized in that a spring (49) is inserted into the U-shaped sealing ring (47).
- Fuel injection valve according to Claim 7, characterized in that the valve (65) is arranged in the intermediate disc (41).
- Fuel injection valve according to Claim 5, characterized in that the valve (65) is preceded in the relief duct (63) by a throttle point.
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that an anti-twist device against independent twisting is provided on the valve member (5) of the injection valve.
- Fuel injection valve according to Claim 13, characterized in that the anti-twist device is formed by an integrally formed profile (73) on the valve member (5) and by a recess (75), complementary thereto, in the housing, preferably in an intermediate disc (41).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the valve (65) in the relief duct (63) can be set by means of an electrical actuator.
- Fuel injection valve according to Claim 15, characterized in that the actuator is designed as a piezoelectric actuator (79).
- Fuel injection valve according to Claim 15, characterized in that the actuator is designed as a solenoid valve, the armature (81), projecting into a live coil (83), of the solenoid valve being connected to a valve member (67) of the pressure valve (65).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the opening of the valve (65) in the relief duct (63) can be controlled by an adjustable hydraulic counterpressure on that side of a valve member (67) of the valve (65) which faces away from the damping space (39).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the opening pressure on the valve (65) in the relief duct (63) can be set continuously by an adjustment of the spring prestressing force of a valve spring (72).
- Fuel injection valve according to Claim 19, characterized in that the adjustment of the spring prestressing force on the valve (65) takes place by means of an axial displacement of a spring bearing surface.
- Fuel injection valve according to Claim 20, characterized in that the spring bearing surface is displaced by means of a piezoelectric setter (89).
- Fuel injection valve according to Claim 20, characterized in that the spring bearing surface is displaced by means of an electromagnetic armature (93) arranged in a coil (95).
- Fuel injection valve according to Claim 20, characterized in that the spring bearing surface is displaced by means of a hydraulic piston (97).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that a non-return valve (105) opening in the direction of the damping space (39) is inserted into an inflow line (103) of the damping space (39), said inflow line preferably emanating from the low-pressure space.
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the valve member of the valve (65) in the relief duct (63) is designed as a bypass piston (117) which, during its opening-stroke movement, exposes a defined bypass volume in the valve space (121) of the valve (65).
- Fuel injection valve according to Claim 25, characterized in that a valve seat surface of the bypass piston guided sealingly in the valve space (121) is designed as a conical turned-up portion (119).
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