EP1320678B1 - Steuerventil für einspritzinjektoren - Google Patents

Steuerventil für einspritzinjektoren Download PDF

Info

Publication number
EP1320678B1
EP1320678B1 EP01980409A EP01980409A EP1320678B1 EP 1320678 B1 EP1320678 B1 EP 1320678B1 EP 01980409 A EP01980409 A EP 01980409A EP 01980409 A EP01980409 A EP 01980409A EP 1320678 B1 EP1320678 B1 EP 1320678B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
plunger
pressure
sealing
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01980409A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1320678A1 (de
Inventor
Wolfgang Scheibe
Hans-Joachim Koch
Rolf Prillwitz
David Charles Jay
Kai Antero Lehtonen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LOrange GmbH
Original Assignee
LOrange GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LOrange GmbH filed Critical LOrange GmbH
Publication of EP1320678A1 publication Critical patent/EP1320678A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1320678B1 publication Critical patent/EP1320678B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/007—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0073—Pressure balanced valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0003—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0003—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
    • F02M63/0005—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure using valves actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0028—Valves characterised by the valve actuating means hydraulic
    • F02M63/0029—Valves characterised by the valve actuating means hydraulic using a pilot valve controlling a hydraulic chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0045—Three-way valves

Definitions

  • the invention relates to a control valve for injection injectors of internal combustion engines, in particular of working with accumulator pressure injection, with diesel or heavy fuel oil operated internal combustion engines.
  • Injection injectors for internal combustion engines with accumulator pressure injection, with a Injector and one of these associated, acted upon by a controller Control valve are known from EP 0 657 642 A2.
  • the control valve points Connection connections to the pressure accumulator, to the injection nozzle and to return to and connects, in the function of a 3/2-way valve, switching-dependent Injector with the accumulator or the return and, in a transitional phase between the two switch positions, injector, accumulator and return.
  • the Nozzle needle of the injection nozzle is pressurized with injection medium in the direction of their opening position and by return-side admission in the direction loaded to its closed position, and it opens at switched connection between accumulator and injector.
  • control valves for injection injectors according to the The preamble of claim 1 is known, the control piston, the passage connection controls between two duct connections in the sense of a 2/2-way valve, and in With regard to a pressure equalization in both stroke directions, in open and closed state, is provided with a support piston in a for Control piston coaxial receiving bore of the same and against a stop is supported, against which the control piston is displaceable.
  • the Receiving bore adjacent the support piston to the through connection of the Channel connections connected support chamber so that the chamber pressure the Control piston and the support piston in opposite directions acted upon and over the cross-sectional area of the support piston or the Receptacle bore given differences in the control piston side Pressure application surfaces can be compensated.
  • the invention is based on the object, a control valve of the type mentioned be designed so that further channel connections can be controlled.
  • the support piston receiving portion of the control piston the sealing edge bearing area assign the same, which expediently of a valve chamber as part of Through connection between the channel connections is enclosed, so that short lanes as well as a convenient design of the Connection to the support chamber.
  • a further annular chamber preferably by a is formed in the reduced diameter portion of the control piston and the one Channel port is assigned so that two of the duct connections on the sealing edge are controlled, and the third on the support piston as a control slide, bringing with Favorable conditions also for influencing the flow conditions in the short circuit phase, in which the control piston with its sealing edge of a migrates to the other sealing limit.
  • the receiving bore associated sealing surface which is a conical sealing zone is designed.
  • 1 denotes the injection injector, which, like the schema representation according to FIG. 1, an injection nozzle 2 with a nozzle needle 3, which in FIG Direction to its closed position via a provided in a spring chamber 4 Spring assembly 5 is loaded, wherein the spring chamber 4 in the opposite direction to Nozzle needle 3, a pressure chamber 6 connects, in which a pressurizing the Spring assembly 5 in the direction of the closed position of the nozzle needle 3 burdening Hold-down piston 7 is arranged.
  • the injection injector 1 comprises a control valve 8 with a control piston 9.
  • the control valve 8 controls the connections to the high and low pressure sides, wherein the injection injector 1 high pressure side with a not shown High-pressure accumulator is connected, as for storage pressure systems, in the form of Common rail systems, for example, is known.
  • the control valve 8 is controlled via a magnetic plate 10, wherein in Embodiment for power amplification nor a servo control valve 11th is interposed, as it can be used in particular when the required control forces via magnetic actuator 10 are not provided can and / or shifts occur too slowly.
  • the control valve 8 associated with and controlled by the control piston 9 Supply duct connections are designated 12 to 14 and in particular in FIG. 2 illustrated, wherein the channel port 12 is for the high-pressure side inlet and connects to the high-pressure accumulator.
  • the terminal 13 is located in the Connection to the injection nozzle 2, wherein the associated channel 15, as in Figure 1 schematically illustrated, opens on the pressure chamber 16, so that over the Pressure shoulder 17 of the nozzle needle 3 latter with appropriate pressurization in Opening direction against the inter alia by the spring assembly. 5 applied closing force is raised.
  • the return wherein the associated return channel 18 opens via a pressure-holding valve 19 to a reservoir, not shown and is connected to the pressure chamber 6 via a branch line 20.
  • a throttle channel 21 leading to the low-pressure side goes out, which low pressure side at least to the pressure chamber 6 a from the inflow to the channel 14th dependent and / or, as a combined Drosseiventil, a predetermined minimum pressure guaranteed.
  • the control piston 9 has concentric with the piston axis 22 one of its end face 23rd outgoing receiving bore 24, in which a support piston 25 axially displaceable is guided, which is against a housing-fixed, the receiving bore 24th bridging support beam 26 is supported, which in turn by support fingers 27 of the Control piston 28 of the servo control valve 11 is overlapped, which is against the front side Support 23 of the control piston 9.
  • the support beam 26 is located in the transition between a lower housing part 29 which forms the receptacle for the control piston 9, and a upper housing part 30.
  • the housing parts 29, 30 are above a plane surface to each other fitting against each other braced.
  • the channel connection 12 is in the control piston 9 a reduced diameter annular space 31 associated with the channel connection 13 associated with the valve chamber 32nd is delimited by a sealing edge 33 of the control piston 9, which with a corresponding housing side valve seat the sealing boundary between the Channel terminals 12 and 13 which, in the direction of the upper housing part 30th raised control piston 9, the connection between the channel ports 12 and 13th releases and thereby injecting injection medium via the channel 15 of the pressure chamber 16, so that the nozzle needle 3 against the force of the spring assembly 5 in the opening direction is raised.
  • the stroke of the control piston 9 results in an axial offset between the Control piston 9 and arranged in the receiving bore 24 support piston 25, the is designed as a control slide and the connection between the valve chamber 32 and the return-side channel connection 14 controls.
  • the over the support piston 25th opposite to the support beam 26 in the receiving bore 24 delimited Support chamber 34, via a transverse channel 35 with the valve chamber 32 in connection is, ab facedbar connected to the return-side channel connection 14, including the Support piston 25 as a spool valve in the embodiment conical sealing surface 36th is assigned, in the transition to the transverse channel 35 from the receiving bore 24th a seat 37 corresponds, so that in the control piston 9 in the direction of the Seat 37 of the receiving bore 24 retracted support piston 25 the Flow connection between the valve chamber 32 and the channel port 14th Is blocked.
  • the support chamber 34 is open, by sealing surface 36 and seat 37 formed sealing boundary via connecting channels 38 with an annular channel 39th connected, which is arranged in the periphery of the support piston 25 and in the axial Covering area to radial, 14 expiring on the duct connections Connection holes 40 is located.
  • the opening and Closing behavior of the nozzle needle 3 can be taken in the switching phase, if both the connection between the terminals 12 and 13 as well as between the Terminals 13 and 14 is enabled, so that a short circuit condition is given.
  • injection start is selected and the corresponding cross sections are tuned so that in case of malfunctioning persistence of Control piston 9 in a corresponding stroke position, or in a beyond going Eisenhubraum, and consequent permanent injection the flowing fuel quantity, preferably including the still on the return effluent fraction, greater than the amount of fuel that is functional clocked injection of the maximum injection quantity would occur, so that a lying in the high-pressure side inlet, not shown quantity limiting valve respond and shut off the high-pressure side inlet.
  • the effluent via the return share is a particularly sensitive control possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für Einspritzinjektoren von Brennkraftmaschinen, insbesondere von mit Speicherdruckeinspritzung arbeitenden, mit Diesel oder Schweröl betriebenen Brennkraftmaschinen.
Einspritzinjektoren, für Brennkraftmaschinen mit Speicherdruckeinspritzung, mit einer Einspritzdüse und einem dieser zugeordneten, über einen Steller beaufschlagten Steuerventil sind aus der EP 0 657 642 A2 bekannt. Das Steuerventil weist Anschlussverbindungen zum Druckspeicher, zur Einspritzdüse und zum Rücklauf auf und verbindet, in der Funktion eines 3/2-Wegeventiles, schaltstellungsabhängig die Einspritzdüse mit dem Druckspeicher oder dem Rücklauf sowie, in einer Übergangsphase zwischen den beiden Schaltstellungen, Einspritzdüse, Druckspeicher und Rücklauf. Die Düsennadel der Einspritzdüse ist durch druckseitige Beaufschlagung mit Einspritzmedium in Richtung auf ihre Öffnungslage und durch rücklaufseitige Beaufschlagung in Richtung auf ihre Schließlage belastet, und sie öffnet bei geschalteter Anschlussverbindung zwischen Druckspeicher und Einspritzdüse. Bei rücklaufseitiger Beaufschlagung wird über den rücklaufseitig gegebenen Druck die über eine Schließfeder auf die Düsennadel ausgeübte Schließkraft druckabhängig verstärkt, und die Düsennadel dadurch in ihrer Schließlage gehalten, solange sie nicht durch den bei Schaltung der Verbindung des Druckspeichers zur Einspritzdüse, und damit abgesteuerter Verbindung zum Rücklauf durch die druckseitige Beaufschlagung entgegen der Schließkraft der Feder in die vom Sitz abgehobene Öffnungslage gedrückt wird. Das Steuerventil ist bei dieser bekannten Lösung bezüglich seiner Druckangriffsflächen so dimensioniert, dass es in beiden Hubrichtungen, in geöffnetem und geschlossenem Zustand, druckausgeglichen ist, so dass über die vom Steller aufzubringenden Kräfte lediglich die die Düsennadel in Richtung auf ihre Schließlage belastenden Federkräfte zu überwinden sind.
Des weiteren sind aus der Praxis Steuerventile für Einspritzinjektoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt, deren Steuerkolben die Durchgangsverbindung zwischen zwei Kanalanschlüssen im Sinne eines 2/2-Wegeventiles steuert, und im Hinblick auf einen Druckausgleich in beiden Hubrichtungen, in geöffnetem und geschlossenem Zustand, mit einem Stützkolben versehen ist, der in einer zum Steuerkolben koaxialen Aufnahmebohrung desselben liegt und gegen einen Anschlag abgestützt ist, gegenüber dem der Steuerkolben verschieblich ist. In der Aufnahmebohrung grenzt der Stützkolben eine an die Durchgangsverbindung der Kanalanschlüsse angeschlossene Stützkammer ab, so dass der Kammerdruck den Steuerkolben und den Stützkolben in einander entgegengesetzten Richtungen beaufschlagt und über die Querschnittsfläche des Stützkolbens bzw. der Aufnahmebohrung Unterschiede in den steuerkolbenseitig gegebenen Druckangriffsflächen ausgeglichen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass weitere Kanalanschlüsse gesteuert werden können.
Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht, und zwar durch die Nutzung des Stützkolbens als Steuerschieber, wobei der Stützkolben eine Verbindung zwischen der Stützkammer und einem weiteren Kanalanschluss steuert, so dass sich für das Steuerventil die Funktion eines 3/2-Wegeventiles ergibt, das durch die Möglichkeit des Abgleichs der Druckangriffsflächen über den Stützkolben bei gleichzeitiger Nutzung desselben als Steuerschieber die konstruktiven Freiheiten bezüglich der Gestaltung des Steuerkolbens erweitert.
Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, den den Stützkolben aufnehmenden Bereich des Steuerkolbens dem die Dichtkante tragenden Bereich desselben zuzuordnen, der zweckmäßigerweise von einer Ventilkammer als Teil der Durchgangsverbindung zwischen den Kanalanschlüssen umschlossen ist, so dass sich kurze Verbindungswege ebenso realisieren lassen wie eine zweckmäßige Gestaltung des Anschlusses an die Stützkammer.
Zweckmäßigerweise ist, bezogen auf die Dichtkante, der Ventilkammer gegenüberliegend über den Steuerkolben eine weitere Ringkammer abgegrenzt, die bevorzugt durch einen im Durchmesser verringerten Bereich des Steuerkolbens gebildet ist und der ein Kanalanschluss zugeordnet ist, so dass zwei der Kanalanschlüsse über die Dichtkante gesteuert sind, und der dritte über den Stützkolben als Steuerschieber, womit sich günstige Voraussetzungen auch für eine Beeinflussung der Durchströmungsverhältnisse in der Kurzschlussphase ergeben, in der der Steuerkolben mit seiner Dichtkante von einer auf die andere Dichtgrenze wandert.
Besonders zweckmäßig ist es, im Hinblick auf den Einsatz des Einspritzinjektors in mit Speicherdruckeinspritzung arbeitenden Einspritzsystem, wenn der Hochdruckzulauf auf den einerseits der Dichtkante liegenden Ringbereich erfolgt und die hochdruckseitige Verbindung zur Einspritzdüse von der Ventilkammer abzweigt, von der auch der Rücklauf abzweigt, der über den Stützkolben gesteuert ist, wobei der rücklaufseitige Kanalanschluss in Abhängigkeit von der axialen Relativlage des Stützkolbens gegenüber dem Steuerkolben im Querschnitt zu bestimmen ist.
Für die Ausbildung des Stützkolbens erweist es sich als zweckmäßig, wenn dieser eine der Aufnahmebohrung zugeordnete Dichtfläche aufweist, die als konische Dichtzone gestaltet ist.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles mit weiteren Details erläutert. Es zeigen:
Figur 1
eine schematisierte Schnittdarstellung, die den grundsätzlichen Aufbau eines Einspritzinjektors gemäß der Erfindung zeigt,
Figur 2
eine stark schematisierte Schnittdarstellung eines Ausschnitts des Einspritzinjektors im Steuerkolbenbereich des Steuerventiles, wobei dieser Ausschnitt mit A in Figur 1 angedeutet ist, und
Figur 3
eine weitere Ausschnittsvergrößerung, nunmehr des Ausschnittes B in Figur 2.
In den Figuren ist mit 1 der Einspritzinjektor bezeichnet, der, wie die Schemadarstellung gemäß Figur 1 zeigt, eine Einspritzdüse 2 mit einer Düsennadel 3 aufweist, die in Richtung auf ihre Schließlage über eine in einem Federraum 4 vorgesehene Federanordnung 5 belastet ist, wobei an den Federraum 4 in Gegenrichtung zur Düsennadel 3 ein Druckraum 6 anschließt, in dem ein bei Druckbeaufschlagung die Federanordnung 5 in Richtung auf die Schließlage der Düsenadel 3 belastender Niederhaltekolben 7 angeordnet ist.
Ferner umfasst der Einspritzinjektor 1 ein Steuerventil 8 mit einem Steuerkolben 9. Über das Steuerventil 8 werden die Anschlüsse an die Hoch- und Niederdruckseite gesteuert, wobei der Einspritzinjektor 1 hochdruckseitig mit einem nicht dargestellten Hochdruckspeicher verbunden ist, wie dies für Speicherdrucksysteme, in Form von Common-Rail-Systemen beispielsweise, bekannt ist.
Angesteuert wird das Steuerventil 8 über einen Magnetsteller 10, wobei im Ausführungsbeispiel zur Kraftverstärkung noch ein Servosteuerventil 11 zwischengeschaltet ist, wie es insbesondere dann eingesetzt werden kann, wenn die erforderlichen Steuerkräfte über Magnetsteller 10 nicht zur Verfügung gestellt werden können und/oder die Schaltvorgänge zu langsam ablaufen. Wird ein solches Servosteuerventil 11 eingesetzt, so ist diesem bevorzugt eine gesonderte Druckversorgung zugeordnet, worauf hier nicht näher eingegangen wird.
Die dem Steuerventil 8 zugeordneten und über den Steuerkolben 9 gesteuerten Versorgungskanalanschlüsse sind mit 12 bis 14 bezeichnet und insbesondere in Figur 2 veranschaulicht, wobei der Kanalanschluss 12 für den hochdruckseitigen Zulauf steht und die Verbindung zum Hochdruckspeicher herstellt. Der Anschluss 13 liegt in der Verbindung zur Einspritzdüse 2, wobei der zugehörige Kanal 15, wie in Figur 1 schematisiert veranschaulicht, auf die Druckkammer 16 ausmündet, so dass über die Druckschulter 17 der Düsennadel 3 letztere bei entsprechender Druckbeaufschlagung in Öffnungsrichtung entgegen der unter anderem durch die Federanordnung 5 aufgebrachten Schließkraft angehoben wird.
Über den Kanalanschluss 14 erfolgt der Rücklauf, wobei der zugehörige Rücklaufkanal 18 über ein Druckhalteventil 19 auf einen nicht dargestellten Vorratsbehälter ausmündet und mit dem Druckraum 6 über eine Stichleitung 20 verbunden ist. Vom Druckraum 6 geht des weiteren ein zur Niederdruckseite führender Drosselkanal 21 aus, der niederdruckseitig zumindest bis zum Druckraum 6 einen vom Zufluss auf den Kanal 14 abhängigen und/oder, als kombiniertes Drosseiventil, einen vorgegebenen Mindestdruck gewährleistet.
Der Steuerkolben 9 weist konzentrisch zur Kolbenachse 22 eine von seiner Stirnseite 23 ausgehende Aufnahmebohrung 24 auf, in der ein Stützkolben 25 axial verschieblich geführt ist, der sich gegen einen gehäusefesten, die Aufnahmebohrung 24 überbrückenden Stützbalken 26 abstützt, welcher seinerseits von Stützfingem 27 des Stellkolbens 28 des Servosteuerventiles 11 übergriffen ist, die sich gegen die Stirnseite 23 des Steuerkolbens 9 abstützen. Der Stützbalken 26 liegt im Übergang zwischen einem unteren Gehäuseteil 29, der die Aufnahme für den Steuerkolben 9 bildet, und einem oberen Gehäuseteil 30. Die Gehäuseteile 29, 30 sind über eine Planfläche aneinander anliegend gegeneinander verspannt.
Dem Kanalanschluss 12 ist im Steuerkolben 9 ein im Durchmesser verringerter Ringraum 31 zugeordnet, der gegen die dem Kanalanschluss 13 zugeordnete Ventilkammer 32 über eine Dichtkante 33 des Steuerkolbens 9 abgegrenzt ist, die mit einem entsprechenden gehäuseseitigen Ventilsitz die Dichtgrenze zwischen den Kanalanschlüssen 12 und 13 bildet, welche bei in Richtung auf das Gehäuseoberteil 30 angehobenem Steuerkolben 9 die Verbindung zwischen den Kanalanschlüssen 12 und 13 freigibt und dadurch Einspritzmedium über den Kanal 15 der Druckkammer 16 zuführt, so dass die Düsennadel 3 gegen die Kraft der Federanordnung 5 in Öffnungsrichtung angehoben wird.
Entsprechend dem Hub des Steuerkolbens 9 ergibt sich ein Axialversatz zwischen dem Steuerkolben 9 und dem in der Aufnahmebohrung 24 angeordneten Stützkolben 25, der als Steuerschieber ausgebildet ist und die Verbindung zwischen der Ventilkammer 32 und dem rücklaufseitigen Kanalanschluss 14 steuert. Hierzu ist die über den Stützkolben 25 gegenüberliegend zum Stützbalken 26 in der Aufnahmebohrung 24 abgegrenzte Stützkammer 34, die über einen Querkanal 35 mit der Ventilkammer 32 in Verbindung steht, absteuerbar mit dem rücklaufseitigen Kanalanschluss 14 verbunden, wozu dem Stützkolben 25 als Steuerschieber eine im Ausführungsbeispiel konische Dichtfläche 36 zugeordnet ist, der im Übergang auf den Querkanal 35 seitens der Aufnahmebohrung 24 eine Sitzfläche 37 entspricht, so dass bei in den Steuerkolben 9 in Richtung auf die Sitzfläche 37 der Aufnahmebohrung 24 eingefahrenen Stützkolben 25 die Durchflussverbindung zwischen der Ventilkammer 32 und dem Kanalanschluss 14 gesperrt ist. Die Stützkammer 34 ist bei geöffneter, durch Dichtfläche 36 und Sitzfläche 37 gebildeter Dichtgrenze über Verbindungskanäle 38 mit einem Ringkanal 39 verbunden, der im Umfang des Stützkolbens 25 angeordnet ist und der im axialen Überdeckungsbereich zu radialen, auf die Kanalanschlüsse 14 auslaufenden Verbindungsbohrungen 40 liegt.
Bezogen auf den Hub des Stützkolbens 25 als Steuerschieber gegenüber dem Steuerkolben 9 können bei der geschilderten Lösung der Öffnungsquerschnitt 41 in der durch die Dichtfläche 36 und die Sitzfläche 37 gebildeten Dichtzone und der Überdeckungsquerschnitt 42 des Ringkanales 39 zu den Verbindungsbohrungen 40 sowohl bezüglich ihrer maximalen Größe wie auch des hubabhängig jeweils freigegebenen Querschnittes zueinander variieren, so dass die Verbindung von der Ventilkammer 32 zum rücklaufseitigen Anschluss 14 nicht nur gedrosselt, sondern auch bezüglich des Drosselgrades hubabhängig gesteuert werden kann, womit das Öffnungs- und Schließverhalten der Düsennadel 3 beim Umschalten des Steuerventiles 8 beeinflusst werden kann, insbesondere aber auch Einfluss auf das Öffnungs- und Schließverhalten der Düsennadel 3 in der Umschaltphase genommen werden kann, wenn sowohl die Verbindung zwischen den Anschlüssen 12 und 13 wie auch zwischen den Anschlüssen 13 und 14 freigegeben ist, so dass ein Kurzschlusszustand gegeben ist.
Hierbei ist davon auszugehen, dass beim Einleiten einer Einspritzung der Steuerkolben 9 einen zunehmend größer werdenden Durchflussquerschnitt über die Dichtkante 33 freigibt, so dass der Druck im Kanal 15 schnell ansteigt. Die Durchflussverbindung zum niederdruckseitigen Anschluss 14 ist ebenfalls noch geöffnet, über das Druckhalteventil 19 und dem Drosselkanal 21 aber sichergestellt, dass der Niederhaltekolben 7 entsprechend druckbeaufschlagt wird und damit, ergänzend zur Federanordnung 5, die Düsennadel 3 noch in ihrer Schließlage hält. Dies gilt auch bei anderen Betriebszuständen mit entsprechender Druckbeaufschlagung des Niederhaltekolbens 7, so auch, wenn die Funktion des nachstehend angesprochenen Mengenbegrenzungsventils noch nicht aktiviert ist, dieses also noch nicht absperrt, sondern gegebenenfalls nur eine der Absperrstellung vorgelagerte reversible Zwischenstellung einnimmt.
Bei weiterem Hub des Steuerkolbens 9 vergrößert sich der Durchflussquerschnitt zwischen den Kanalanschlüssen 12 und 13, gleichzeitig wird aber die Verbindung zwischen den Kanalanschlüssen 13 und 14 durch den als Steuerschieber wirkenden Stützkolben 25 zunehmend abgesteuert. Entsprechend fällt der rücklaufseitige Druck ab und es verringert sich der über den Niederhaltekolben 7 aufgebrachte Schließkraft-Druckanteil. Da gleichzeitig der Druck im Kanal 15 steigt kann die Düsennadel 3 abheben und die Einspritzung beginnen.
Dieser Zeitpunkt (Einspritzbeginn) ist so gewählt und die entsprechenden Querschnitte sind so abgestimmt, dass bei einem durch Fehlfunktion bedingten Verharren des Steuerkolbens 9 in einer entsprechenden Hubstellung, oder in einer darüber hinaus gehenden Zwischenhubstellung, und daraus folgender Dauereinspritzung die durchfließende Kraftstoffmenge, bevorzugt einschließlich des noch über den Rücklauf abfließenden Anteiles, größer ist als die Kraftstoffmenge, die bei funktionsgerecht getakteter Einspritzung der höchstzulässigen Einspritzmenge anfallen würde, so dass ein im hochdruckseitigen Zulauf liegendes, nicht dargestelltes Mengenbegrenzungsventil ansprechen und den hochdruckseitigen Zulauf absperren würde. Durch Berücksichtigung des über den Rücklauf abfließenden Anteiles ist eine besonders feinfühlige Steuerung möglich.
Bei Beendigung der Einspritzung wird der Steuerkolben 9 federbelastet, in Figur 2 durch die Feder 43 angedeutet, sowie durch den vom Servosteuerventil 11 aufgeschalteten Druck wieder in Richtung auf seine in den Zeichnungen dargestellte Ausgangslage verfahren, in der die Verbindung zwischen den Kanalanschlüssen 12 und 13 über die Dichtkante 33 abgesteuert wird. Damit wird auch der Stützkolben 25 gegenüber dem Steuerkolben 9 verfahren, so dass über den niederdruckseitig erfolgenden Druckaufbau im Druckraum 6 der Niederhaltekolben 7 beaufschlagt wird und überlagert zur Kraft der Federanordnung 5 die Düsennadel 3 in Schließrichtung belastet, somit die Einspritzung absteuert.
Bei der Erfindung wird der zum Ausgleich unterschiedlich großer druckbeaufschlagter Flächen des Steuerkolbens und daraus resultierender Stellkräfte verwendete Stützkolben 25 als Steuerschieber genutzt, so dass über den Stützkolben 25 nicht nur in beiden Hubrichtungen, in geöffnetem und im geschlossenen Zustand, ein Druckausgleich erreicht wird, sondern zugleich zusätzliche Steuerfunktionen wahrgenommen werden, was zu einer vereinfachten Gesamtkonstruktion führt.

Claims (4)

  1. Steuerventil für einen Einspritzinjektor eines Einspritzsystemes von Brennkraftmaschinen, insbesondere von mit Speicherdruckeinspritzung arbeitenden, diesel- oder schwerölbetriebenen Brennkraftmaschinen, bei denen der Einspritzinjektor eine Einspritzdüse (2) mit einer Düsennadel (3) aufweist, die beaufschlagt mit Einspritzmedium, zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsstellung umstellbar ist, sowie zur Beaufschlagung in Öffnungsrichtung über das Steuerventil (8) an die Hochdruckseite (Kanalanschluss 12) des Einspritzsystemes und zur Beaufschlagung in Schließrichtung, bei Sperrung des Anschlusses gegen die Hochdruckseite (Kanalanschluss 12), an die Niederdruckseite (Kanalanschluss 14) des Einspritzsystemes angeschlossen ist, wobei das Steuerventil (8) als 3/2-Wegeventil einen in einer Gehäusebohrung geführten, bezüglich seiner Druckangriffsflächen ausgeglichenen Steuerkolben (9) mit zwei Dichtflächen (33; 37) aufweist, deren eine Dichtfläche (33) an einer den Durchmesser vergrößernden Schulter des Steuerkolbens (9) vorgesehen ist, die einer im Übergang von einem Ringraum (31) des Steuerkolbens (9) auf eine Ventilkammer (32) der Gehäusebohrung liegenden Dichtgrenze zugeordnet ist, welche im Schließzustand, die durch Anschluss an die Hochdruckseite (Kanalanschluss 12) gegebene Beaufschlagung der Düsennadel (3) in Öffnungsrichtung absteuernd, die Verbindung vom Ringraum (31) des Steuerkolbens (9) auf die Ventilkammer (3Z) absperrt, und deren andere Dichtfläche (37) einer in der Verbindung der Ventilkammer (32) zur Niederdruckseite (Kanalanschluss 14) liegenden, niederdruckseitigen, durch die Dichtflächen (36, 37) gebildeten Dichtgrenze zugehört, die im Schließzustand die über eine koaxial im Steuerkolben (9) liegende Bohrung (24) laufende Verbindung zur Niederdruckseite (Kanalanschluss 14) absteuert,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (9) durch Abgleich der Druckangriffsflächen mit einem Stützkolben (25) druckausgeglichen ist, der in der in der Verbindung zur Niederdruckseite (Kanalanschluss 14) liegenden Bohrung (24) des Steuerkolbens (9) bei axial lagefester Abstützung verschieblich geführt ist und dass die niederdruckseitige Dichtgrenze durch eine Dichtfläche (36) des Stützkolbens (25) und die zugehörige Dichtfläche (37) im Steuerkolben (9) gebildet ist.
  2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkolben (25) dem die Dichtfläche (33) der in der Gehäusebohrung liegenden Dichtgrenze tragenden Bereich des Steuerkolbens (9) zugeordnet ist.
  3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Stützkolben (25) aufnehmende Bereich des Steuerkolbens (9) einen größeren Durchmesser aufweist als der in Bezug auf die in der Gehäusebohrung liegende Dichtgrenze gegenüberliegende Führüngsbereich des Steuerkolbens (9).
  4. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Stützkolben (25) verlaufende Kanalführungen (Verbindungskanäle 38) vorgesehen sind.
EP01980409A 2000-09-20 2001-09-19 Steuerventil für einspritzinjektoren Expired - Lifetime EP1320678B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10046829A DE10046829C2 (de) 2000-09-20 2000-09-20 Steuerventil für Einspritzinjektoren von Brennkraftmaschinen
DE10046829 2000-09-20
PCT/EP2001/010819 WO2002025098A1 (de) 2000-09-20 2001-09-19 Steuerventil für einspritzinjektoren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1320678A1 EP1320678A1 (de) 2003-06-25
EP1320678B1 true EP1320678B1 (de) 2005-11-16

Family

ID=7657125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01980409A Expired - Lifetime EP1320678B1 (de) 2000-09-20 2001-09-19 Steuerventil für einspritzinjektoren

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1320678B1 (de)
JP (1) JP3796219B2 (de)
AT (1) ATE310161T1 (de)
DE (3) DE10046829C2 (de)
WO (1) WO2002025098A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1577540B1 (de) * 2004-03-19 2010-05-26 Dualon International Holding SA Steuerventil für ein Einspritzventil
JP5270760B2 (ja) * 2008-10-10 2013-08-21 ロバート ボッシュ ゲーエムベーハー 重油コモンレール噴射システムの燃料供給システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5035221A (en) * 1989-01-11 1991-07-30 Martin Tiby M High pressure electronic common-rail fuel injection system for diesel engines
DE4341543A1 (de) * 1993-12-07 1995-06-08 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
JPH07332200A (ja) * 1994-06-08 1995-12-22 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジンの燃料噴射装置
DE19605277B4 (de) * 1995-02-15 2004-06-03 Nippon Soken, Inc., Nishio Magnetbetätigtes hydraulisches Steuerventil zur Verwendung im Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors
DE19742073A1 (de) * 1997-09-24 1999-03-25 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004509282A (ja) 2004-03-25
DE10066102B4 (de) 2004-12-16
DE50108105D1 (de) 2005-12-22
WO2002025098A1 (de) 2002-03-28
ATE310161T1 (de) 2005-12-15
JP3796219B2 (ja) 2006-07-12
DE10046829C2 (de) 2003-01-09
DE10066102A1 (de) 2003-05-28
DE10046829A1 (de) 2002-04-04
EP1320678A1 (de) 2003-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1613856B1 (de) Servoventilangesteuerter kraftstoffinjektor mit druckübersetzer
EP1379775B1 (de) Ventil zum steuern von flüssigkeiten
EP1554488B1 (de) Druckverstärkte kraftstoffeinspritzeinrichtung mit innenliegender steuerleitung
DE10158951A1 (de) Mit Druckübersetzung arbeitendes Einspritzsystem
DE10315015B4 (de) Kraftstoffinjektor mit Druckverstärker und Servoventil mit optimierter Steuermenge
EP1613855B1 (de) Kraftstoffinjektor mit leckagefreiem servoventil
EP0976924A2 (de) Servoventil für ein Einspritzventil und Einspritzventil
EP1651862B1 (de) Schaltventil für einen kraftstoffinjektor mit druckübersetzer
EP2111505B1 (de) Kraftstoffinjektor mit integriertem druckverstärker
EP1651861B1 (de) Schaltventil mit druckausgleich für einen kraftstoffinjektor mit druckverstärker
EP1404961B1 (de) Kraftstoffinjektor mit einspritzverlaufsformung durch schaltbare drosselelemente
EP1925812B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP1379779A2 (de) Sitz/schieber-ventil mit druckausgleichsstift
EP1466086B1 (de) Steuerteil f r injektoren mit schaltbarer d sennadel
EP1320678B1 (de) Steuerventil für einspritzinjektoren
WO2002023036A1 (de) Ventilausbildung für steuerventile
EP2510220B1 (de) Kraftstoffinjektor
DE10132248C2 (de) Kraftstoffinjektor mit 2-Wege-Ventilsteuerung
EP2019198B1 (de) Injektor
DE102007034319A1 (de) Injektor
DE102007009167A1 (de) Mehrwegeventil
DE10046875B4 (de) Steuerventil für Einspritzinjektoren
EP1319125B1 (de) Servosteuerventil für einspritzinjektoren
EP0915251A2 (de) Speichereinspritzsystem für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
DE102007001365A1 (de) Injektor mit Steuer- und Schaltkammer

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20030204

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK FR GB IT LI

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AT CH DE FR GB IT LI

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT CH DE FR GB IT LI

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REF Corresponds to:

Ref document number: 50108105

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20051222

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: PATENTANWAELTE SCHAAD, BALASS, MENZL & PARTNER AG

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20060112

ET Fr: translation filed
REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PK

Free format text: BEIM VERTRETEREINTRAG VOM 13.12.2005 WURDE DER FALSCHE VERTRETER EINGETRAGEN

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: ISLER & PEDRAZZINI AG

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20060817

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PCAR

Free format text: ISLER & PEDRAZZINI AG;POSTFACH 1772;8027 ZUERICH (CH)

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20110923

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20120920

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20120921

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20121010

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20120927

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20120912

Year of fee payment: 12

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 310161

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20130919

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20130919

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20140530

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50108105

Country of ref document: DE

Effective date: 20140401

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130930

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130930

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130919

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130919

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20140401

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130919

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130930