EP1656498B1 - Fuel injection valve controlled by a pilot valve - Google Patents
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- EP1656498B1 EP1656498B1 EP04738118A EP04738118A EP1656498B1 EP 1656498 B1 EP1656498 B1 EP 1656498B1 EP 04738118 A EP04738118 A EP 04738118A EP 04738118 A EP04738118 A EP 04738118A EP 1656498 B1 EP1656498 B1 EP 1656498B1
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Brennstoffeinspritzung in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine gemäss dem Patentanspruchs 1.The present invention relates to a fuel injection valve for intermittent fuel injection into the combustion chamber of an internal combustion engine according to the patent claim 1.
Ein Brennstoffeinspritzventil ist beispielsweise in der
Ein weiteres Brennstoffeinspritzventil ist in der
Weitere Brennstoffeinspritzventile sind in
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemässes Brennstoffeinspritzventil derart weiterzubilden, dass die Schliessbewegung des Einspritzventilgliedes für die Beendigung eines Einspritzvorganges sehr rasch erfolgt, während die Öffnungsbewegung zu Beginn eines Einspritzvorgangs relativ langsam erfolgen kann.Based on this prior art, it is an object of the present invention to develop a generic fuel injection valve such that the closing movement of the injection valve member for the completion of an injection process is very fast, while the opening movement can be done relatively slowly at the beginning of an injection process.
Ein Brennstoffeinspritzventil dieser Art ist in
Diese Aufgabe wird mittels eines Brennstoffeinspritzventils gelöst, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.This object is achieved by means of a fuel injection valve, which has the features of patent claim 1.
Besonders bevorzugte Ausbildungsformen des erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Particularly preferred embodiments of the fuel injection valve according to the invention are specified in the dependent claims.
Beim Öffnen des Pilotventils eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils fliesst Brennstoff in einen Entlastungsraum, aus welchem er nur durch einen Drosseldurchlass zu Niederdruckauslass weiterströmen kann. Eine Minimierung des Brennstoffverlusts durch den Niederdruckauslass während des Einspritzvorganges wird erzielt. Der Drosseldurchlass kann durch eine Gleitpassung für den Pilotventilsstift gebildet sein, vorzugsweise ist der Pilotventilstift jedoch in einer engen Gleitpassung geführt und ist der Entlastungsraum mit dem Niederdruckauslass über einen separat ausgebildeten Drosseldurchlass verbunden. Das Verhalten des Brennstoffeinspritzventils beim Öffnen, das heisst beim Beginn eines Einspritzvorgangs, kann sehr ähnlich jenem bekannter Brennstoffeinspritzventile sein, bei welchen der Auslasskanal mit einer Drosselverengung versehen ist. Zum Beenden eines Einspritzvorgangs wird jedoch bei einem erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventil der Pilotventilstift mit grosser Geschwindigkeit in den Entlassungsraum hinein bewegt, bis er am Pilotventilsitz anliegt. Da der Drosseldurchlass ein schnelles Abfliessen des Brennstoffs aus dem Entlastungsraum verhindert, erfolgt durch die genannte Bewegung des Pilotventilstifts und die damit verbundene Verdrängung von Brennstoff ein sehr rascher Druckanstieg im Entlastungsraum und in einem an diesen stromaufwärts des Pilotventilsitzes anschliessenden Abflussraum, was eine sehr schnelle Schliessbewegung des Einspritzventilgliedes verursacht. Diese Schliessbewegung kann weiter dadurch unterstützt werden, dass die Bewegung des Pilotventilstifts mechanisch ausgenützt wird.When the pilot valve of a fuel injection valve according to the invention is opened, fuel flows into a relief space, from which it can only continue to flow to a low-pressure outlet through a throttle passage. Minimization of fuel loss through the low pressure outlet during the injection process is achieved. The throttle passage may be formed by a sliding fit for the pilot valve pin, but preferably the pilot valve pin is guided in a tight sliding fit and the relief space is connected to the low pressure outlet via a separately formed throttle passage. The behavior of the fuel injector upon opening, that is, at the beginning of an injection event, may be very similar to that of known fuel injectors in which the exhaust port is provided with a throttle restriction. In order to terminate an injection process, however, in a fuel injection valve according to the invention, the pilot valve pin is moved into the discharge chamber at high speed until it bears against the pilot valve seat. Since the throttle passage prevents rapid escape of the fuel from the discharge space, the said movement of the pilot valve pin and the associated displacement of fuel is followed by a very rapid increase in pressure in the discharge space and in a discharge space adjoining the latter upstream of the pilot valve seat, which results in a very rapid closing movement of the Injector valve member causes. This closing movement can be further supported be used that the movement of the pilot valve pin is mechanically utilized.
Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:
- Fig. 1
- im Längsschnitt eine erste Ausbildungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils, bei welchem ein Entlastungsraum an einer Haltemutter ausgebildet ist;
- Fig. 2
- ebenfalls im Längsschnitt einen Ausschnitt des in
Fig. 1 gezeigten Brennstoffeinspritzventils vergrössert; - Fig. 3
- in gleicher Darstellung wie
Fig. 2 , einen Ausschnitt aus einer zweiten Ausbildungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils mit einem zwei Drosselverengungen aufweisenden Drosseldurchlass im Pilotventilstift; - Fig. 4
- in gleicher Darstellung wie
Fig. 2 , einen Ausschnitt aus einer dritten Ausbildungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils, bei welchem der Entlastungsraum vollständig in einem Abflussraumkörper angeordnet ist, an welchem auch der Pilotventilstift gelagert ist; - Fig. 5
- in gleicher Darstellung wie
Fig. 2 , einen Ausschnitt aus einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils, ähnlich jener gemässFig. 3 , mit jedoch nur einer einzigen Drosselverengung im Drosseldurchlass; - Fig. 6
- in gleicher Darstellung wie
Fig. 2 , einen Ausschnitt eines nicht erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils mit einem Schieberventil, wie es beispielsweise inEP-A-1 273 791 PCT/CH/03/0005 - Fig. 7
- in gleicher Darstellung wie
Fig. 2 , einen Ausschnitt eines nicht erfindungsgemässen Brennstoffein spritzventils mit einem Blattfederventil, ähnlich wie aus derEP-A-1 273 791 - Fig. 8
- in gleicher Darstellung wie
Fig. 2 , einen Ausschnitt aus einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils, bei welcher ein Steuerkörper pilzartig ausgebildet und im Einspritzventilglied verschiebbar gelagert ist; und - Fig. 9
- in gleicher Darstellung wie
Fig. 2 , einen Ausschnitt aus einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils, bei welcher ein Übertragungsstift die Bewegung des Pilotventilstiftes an einen Steuerkörper überträgt.
- Fig. 1
- in longitudinal section a first embodiment of a fuel injection valve according to the invention, in which a relief space is formed on a retaining nut;
- Fig. 2
- also in longitudinal section a section of the in
Fig. 1 shown enlarged fuel injection valve; - Fig. 3
- in the same representation as
Fig. 2 , A section of a second embodiment of a fuel injection valve according to the invention with a throttle restriction having throttle passage in the pilot valve pin; - Fig. 4
- in the same representation as
Fig. 2 a section of a third embodiment of a fuel injection valve according to the invention, in which the discharge chamber is arranged completely in a discharge chamber body, on which also the pilot valve pin is mounted; - Fig. 5
- in the same representation as
Fig. 2 , a section of a fourth embodiment of the inventive fuel injection valve, similar to that according toFig. 3 but with only a single throttle restriction in the throttle passage; - Fig. 6
- in the same representation as
Fig. 2 , A section of a non-inventive fuel injection valve with a slide valve, as for example inEP-A-1 273 791 PCT / CH / 03/0005 - Fig. 7
- in the same representation as
Fig. 2 , A section of a non-inventive Kraftstoffein injection valve with a leaf spring valve, similar to that ofEP-A-1 273 791 - Fig. 8
- in the same representation as
Fig. 2 , A section of a fifth embodiment of the inventive fuel injection valve, in which a control body is formed like a mushroom and slidably mounted in the injection valve member; and - Fig. 9
- in the same representation as
Fig. 2 , A section of a sixth embodiment of the inventive fuel injection valve, in which a transmission pin transmits the movement of the pilot valve pin to a control body.
Das Einspritzventilglied 22 begrenzt mit seinem dem Einspritzventilsitz 26 abgewandten Endbereich einen Steuerraum 36, der andererseits von einem Steuerkörper 38 begrenzt ist, in welchem konzentrisch zur Längsachse 16 ein mit einer Drosselverengung 40' ausgestatteter Auslassdurchlass 40 ausgebildet ist; siehe dazu insbesondere auch
Der im wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildete Steuerkörper 38 ist mit radialem Spiel von etwa 0,02 mm bis 0,1 mm oder 0,2 mm in einer Steuerhülse 50 in Richtung der Längsachse 16 verschiebbar gelagert und bildet als Ventilglied zusammen mit dem Abflussraumkörper 46, dessen Stirnseite 46' als Ventilsitz wirkt, ein Zwischenventil 52. Die Steuerhülse 50, an deren dem Einspritzventilsitz 26 zugewandten Ende sich die Schliessfeder 24 abstützt, ist von der Kraft dieser Schliessfeder 24 am Abflussraumkörper 46 in dichtender Anlage gehalten. An der den Steuerraum 36 umfangsseitig begrenzenden Steuerhülse 50 ist das Einspritzventilglied 22 in enger Gleitpassung mit einem Spiel von etwa 2 µm bis 10 µm geführt.The substantially circular
Der pilzförmige Abflussraumkörper 46 ist mittels einer, in ein Innengewinde am Ventilgehäuse 14 eingewindeten Haltemutter 54 mit seinem Hutteil dichtend gegen eine Anlageschulter 56 des Ventilgehäuses 14 gedrückt. Weiter liegen die Haltemutter 54 und der Abflussraumkörper 46 flächig dichtend aneinander an. Im Stammteil des pilzförmigen Abflussraumkörpers 46 sind, in Umfangsrichtung verteilt, mindestens 2 Hochdruckkanäle 58 ausgebildet, die einerseits mit einem vom Ventilgehäuse 14, dem Stamm- und dem Kopfteil des Abflussraumkörpers 46 sowie der Steuerhülse 50 begrenzten Ringraum 60 in Strömungsverbindung stehen und die andererseits an der den Ventilsitz des Zwischenventils 52 bildenden Stirnseite 46' münden. Der Ringraum 60 ist durch eine in axialer Richtung verlaufende, an der radial aussenliegenden Seite der Steuerhülse 50 angeformte Längsnut 62 mit dem Hochdruckraum 34 und somit dem Hochdruckeinlass 12 verbunden. Die Hochdruckkanäle 58 können, wie in
Die Mündungsöffnungen der Hochdruckkanäle 58 an der Stirnseite 46' sind durch den Steuerkörper 38 verschlossen, wenn dieser am Abflussraumkörper 46 anliegt. Um die Dichtwirkung des Zwischenventils 52 durch Erhöhen der Flächenpressung zu verbessern, kann, wie
An der Haltemutter 54 ist konzentrisch zur Längsachse 16 ein Pilotventilsstift 66 in enger Gleitpassung von ca. 2 µm bis 10 µm in Richtung der Längsachse 16 verschiebbar gelagert. In seiner in den
An den Pilotventilsitz 68 schliesst niederdruckseitig unmittelbar ein ringförmiger Entlastungsraum 72 an, der an der als Entlastungsraumkörper dienenden Haltemutter 54 als ein um den Pilotventilstift 66 herum verlaufende Ausnehmung ausgebildet ist. Dieser ansonsten verschlossene Entlastungsraum 72 ist über einen Drosseldurchlass 74 mit einem Niederdruckauslass 76 des Ventilgehäuses 14 dauernd strömungsverbunden. Durch den Niederdruckauslass 76 ausströmender Brennstoff wird in bekannter Art und Weise wieder einem Brennstoffvorratsbehälter zugeführt.An
In
Der Pilotventilstift 66 wird mittels des Aktuators 18 am Pilotventilsitz 68 in Anlage gehalten. Dabei liegt ein Aktuatorschaft 78 mit seinem ballig ausgeformten Ende auf der dem Pilotventilsitz 68 abgewandten Stirnseite des Pilotventilstifts 66 an diesem an. In bevorzugter Weise handelt es sich beim Aktuator 18 um einen piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktuator. Derartige Aktuatoren 18 ermöglichen einen nur relativ kleinen Hub des Aktuatorschafts 78 und somit des Pilotventilstifts 66 von beispielsweise 0,03 mm. Sie haben jedoch den Vorteil, dass sie den Pilotventilstift 66 mit grosser Geschwindigkeit und grosser Kraft bewegen.The
Der Aktuator 18 ist in einem Aktuatorgehäuse 80 angeordnet, das in das Ventilgehäuse 14 hineinragt und mittels einer Befestigungsschraube 82 an diesem befestigt ist.The
Das Spiel zwischen dem Steuerkörper 38 und der Steuerhülse 50 gewährleistet, dass durch dieses Spiel hindurch und den Auslassdurchlass 40 der Steuerraum 36 sehr schnell mit Brennstoff gefüllt wird, sobald - zum Beenden eines Einspritzvorgangs durch das Schliessen des Pilotventils 70 - der Steuerkörper 38 aus seiner Anlage am Abflussraumkörper 46 weg bewegt ist.The clearance between the
Mit "H" ist in
Auf der der Steuerhülse 50 abgewandten Seite liegt die Schliessfeder 24 an einer Zwischenscheibe 86 an, die ihrerseits an einer sich an einer Schulter des Einspritzventilglieds 22 abstützenden Stützscheibe 86' anliegt. Die Zwischenscheibe 86 ist auswechselbar, um durch die Auswahl der gewünschten Dicke das Verhalten des Brennstöffeinspritzventils 10 abzustimmen.On the side facing away from the
Mittels am Einspritzventilglied 22 ausgebildeten, sternartig vorstehenden Führungsrippen 88 ist dieses am Einspritzventilkörper 28 verschiebbar gelagert, wobei das Zuströmen des Brennstoffs zum Einspritzventilsitz 26 gewährleistet ist.By means of the
In den
Bei der in der
Anschliessend an die koaxial zur Längsachse 16 am Steuerkörper 38 ausgebildete Drosselverengung 40' verläuft der Auslassdurchlass 40 bezüglich der Längsachse 16 schräg, sodass er in den durch die Ausnehmung 64 gebildeten Ringraum mündet. Entsprechend ist auch der Abflussraum 48 durch eine bezüglich der Längsachse 16 schräge Bohrung durch den Entlassungsraumkörper 46 hindurch gebildet, wobei der Abflussraum 48 einerseits in die Ausnehmung 64 mündet und die Mündung des Abflussraum 48 auf der Seite des Pilotventils 70 zentrisch zur Längsachse 16 angeordnet ist.Subsequent to the throttle restriction 40 'formed coaxially with the
Der Pilotventilstift 76 ist wiederum in der Haltemutter 54, an welcher der Entlassungsraum 72 ausgenommen ist, in enger Gleitpassung gelagert. Der Drosseldurchlass 74 ist am Pilotventilstift 66 durch eine von der Aktuatorseite her vorgenommene, sacklochartige Bohrung gebildet, welche - anstelle einer einzigen Drosselstelle 94' - mittels einer radialen ersten Drosselbohrung 90 mit dem Entlastungsraum 72 und einer radiale zweiten Drosselbohrung 90' mit dem Niederdruckauslass 76 in Strömungsverbindung steht. Der Durchmesser dieser beiden Drosselbohrungen 90, 90' kann, im Vergleich zur einzigen Drosselverengung 74' im Drosseldurchlass 74 gemäss
Auch bei der in der
Bei der in der
Der ansonsten kreiszylinderförmige Auslassdurchlass 40 weist in seinem steuerraumseitigen Endbereich eine konische Form auf, in welche der gegengleich geformte Endbereich des Einspritzventilgliedes 22 eingreift, wenn sich das Einspritzventilglied 22 in maximalen Offenstellung befindet. Dies führt dabei zu einer sehr guten Abdichtung des Auslassdurchlasses 40 und trägt bei Beendigung des Einspritzvorgangs einem sehr schnellen Abheben des Steuerkörpers 38 ab dem Einspritzventilkörper 28 und somit einer sehr schnellen Schliessbewegung des Einspritzventilgliedes 22 bei.The otherwise circular-
Weiter sind in
Der Abflussraumkörper 46 ist bei dieser Ausbildungsform nicht mehr pilzförmig sondern pillenförmig ausgebildet und mittels der Haltemutter 54 in dichtender Anlage an die Anlageschulter 56 des Ventilgehäuses 14 gepresst. Weiter ist der Entlastungsraum 72 im Innern des Abflussraumkörpers 46 angeordnet, an welchem ebenfalls der Pilotventilstift 66 in enger Gleitpassung geführt ist. In diesem Fall dient der Abflussraumkörper 46 auch als Entlastungsraumkörper. Das Abdichten des Hochdruckraums 34 gegenüber dem Niederdruckauslass 76 erfolgt somit durch das dichtende Anliegen des Abflussraumkörpers 46 an der Anlageschulter 56. Es sind - neben den Ventilsitzen - nur diese beiden zusammenwirkenden Flächen hoch präzis auszubilden, im Gegensatz zu den Ausbildungsformen gemäss den
Bei der in der
In diesem Fall ist die Haltemutter 54 zu deren Anziehen mit einem Innensechskant ausgebildet, welcher zugleich den Pilotventilstift 66 mit Abstand umgreift um die Strömungsverbindung zwischen dem Drosseldurchlass 74 und dem Niederdruckauslass 76 zu bilden.In this case, the retaining
Bei dem in
Der Steuerkörper 38 ist in der Art eines Schieberventilkörpers in der Steuerhülse 50 in enger Gleitpassung von ca. 2 µm bis 10 µm geführt. Um seinen dem Abflussraumkörper 46 zugewandten Endbereich herum verläuft der an der Steuerhülse 50 radial innen ausgenommene Ringraum 60, der über einen Radialdruchlass und die Längsnut 62 mit dem Hochdruckraum 34 verbunden ist. Konzentrisch zur Längsachse 16 verläuft durch den Steuerkörper 38 hindurch der Auslassdurchlass 40 mit seiner Drosselverengung 40' beim dem Steuerraum 36 zugewandten Ende. Parallel dazu, jedoch bezüglich der Längsachse 16 radial versetzt, verläuft durch den Steuerkörper 38 hindurch ein Verbindungskanal 94, der bei am Abflussraumkörper 46 anliegendem Steuerkörper 38 verschlossen ist. Liegt der Steuerkörper 38 nicht am Abflussraumkörper 46 an, verbindet der Verbindungskanal 94 den Steuerraum 36 mit dem Hochdruckraum 34. Funktionsmässig hat der Verbindungskanal 94 dieselbe Aufgabe wie bei den weiter oben gezeigten Ausbildungsformen das radiale Spiel zwischen dem Steuerkörper 38 und der Steuerhülse 50. Weiter sind am Steuerkörper 38, an dessen Stirnseite 42, innere und äussere Ausnehmungen 64 angeformt, die dazu dienen, die Fläche, mit welcher der Steuerkörper 38 dichtend am Entlassungsraumkörper 46 anliegt, klein auszubilden, um eine hohe Flächenpressung zu erreichen. Weiter kann durch eine mehr oder weniger grosse radial äussere Ausnehmung 64 das dynamische Verhalten des Steuerkörpers 38 bezüglich Abheben von der Anlage am Entlassungsraumkörper 46 variiert werden.The
Bei der in der
Alle in den
Zum Auslösen eines Einspritzvorgangs zieht der Aktuator 18 den Aktuatorschaft 78 in axialer Richtung nach oben, das heisst in Richtung vom Pilotventilsitz 68 weg. Da im Abflussraum 48 Hochdruck herrscht, wird der Pilotventilstift .66 nach Massgabe der Bewegung des Aktuatorschafts 78 vom Pilotventilsitz 68 abgehoben. Dies führt zu einem sehr schnellen Druckanstieg im Entlastungsraum 72 und einer entsprechend rascher Druckreduktion im Abflussraum 48 und im Auslassdurchlass 40 stromabwärts der Drosselverengung 40'. Aus dem Entlastungsraum 72 fliesst der Brennstoff durch den Drosseldurchlass 74 gedämpft zum Niederdruckauslass 76. Durch die Drosselverengung 40' gedämpft erfolgt das Ausfliessen von Brennstoff aus dem Steuerraum 36. Dies führt zu einer Druckreduktion im Steuerraum 36, wodurch das Einspritzventilglied 22 in bekannter Art und Weise vom Einspritzventilsitz 26 abgehoben wird.To initiate an injection process, the
Zur Beendigung des Einspritzvorgangs wird der Pilotventilstift 66 sehr schnell mittels des Aktuators 18 nach unten in Anlage an den Pilotventilstift 66 bewegt und dadurch das Pilotventil 70 geschlossen. Da dabei der Pilotventilsitz 68 sehr rasch tiefer in den Entlastungsraum 72 eintaucht, wird eine Druckerhöhung erzeugt, die sich durch den Abflussraum 48 fortpflanzt und zum Abheben des Steuerkörpers 38, beziehungsweise der Blattfederzunge 98, ab dem Abflussraumkörper 46 führt, da ein schneller Druckausgleich in den Steuerraum 36 wegen der Drosselverengung 40' nicht erfolgen kann. Durch das Abheben des Steuerkörpers 38 wird sofort die gesamte Stirnseite 42 des Steuerkörpers 38 mit unter Hochdruck stehendem Brennstoff beaufschlagt, da der Hochdruckkanal 58 beziehungsweise die Hochdruckkanäle 58 freigegeben werden. Dies führt zu einer sehr raschen Bewegung des Steuerkörpers 38 vom Abflussraumkörper 46 weg und zu einer schnellen Druckerhöhung im Steuerraum 36, was eine schnelle Schliessbewegung des Einspritzventilgliedes 22 zur Beendigung des Einspritzvorgangs verursacht. Mit Hilfe der Kraft der Druckfeder 44 beziehungsweise der Federkraft der Blattfederzunge 98 legt sich der Steuerkörper 38 beziehungsweise die Blattfederzunge 98 wieder am Einspritzventilsitzkörper 28 an. Damit diese Bewegung nicht zu stark verzögert wird, kann Brennstoff durch die Drosselverengung 40' und relativ rasch durch den Radialspalt zwischen dem Steuerkörper 38 und der Steuerhülse 50 beziehungsweise durch den Verbindungskanal 94, und bei der Ausbildungsform gemäss
Obwohl das erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzventil 10 ein Pilotventil 70 aufweist, sind die dadurch verursachten Verluste am Brennstoff gering, da während der Zeitspanne, in welcher das Pilotventil 70 offen ist, bei dem Ausbildungsformen gemäss den
Je schneller der Pilotventilstift 66 zum Schliessen des Pilotventils 70 bewegt wird, um so schneller erfolgt eine Druckerhöhung und somit ein sehr rasches Schliessen des Einspritzventils. Diese rasche und grosse Druckerhöhung hat eine Rückwirkung auf den Aktuator 18 zur Folge. Piezoelektrische und magnetostriktive Aktuatoren sind deshalb für erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzventile 10 besonders geeignet, weil sie sehr grosse Kräfte aufbringen können, sodass der genannte Druckanstieg die Bewegung des Pilotventilstifts 66 praktisch nicht verzögert. Obwohl die genannten Aktuatoren 18 ein schnelleres Schaltverhalten als Elektromagnete aufweisen, können auch solche eingesetzt werden. Durch die Auslegung des Durchmessers und des Hubes des Pilotventilstifts 66 kann somit die gewünschte Druckerhöhung erzielt werden.The faster the
Die in
In der Haltemutter 54 ist der Pilotventilstift 66 in enger Gleitpassung geführt. Der Entlassungsraum 72 ist durch eine Ausnehmung an der Haltemutter 54 gebildet und er ist durch die Drosselstelle 74' und den Drosseldurchlass 74 in der Haltemutter 54 dauernd mit dem Niederdruckraum verbunden, in gleicher Art und Weise wie in der
An der Stirnseite der Haltemutter 54 liegt der pillenförmig ausgebildete Abflussraumkörper 46 dichtend an. Er weist zentral einen axialen Durchlass auf, welcher den Abflussraum 48 bildet. In gleicher Art und Weise wie im Zusammenhang mit den
Der Abflussraum 48 ist durch eine zentrale Bohrung gebildet welche sich in Richtung zum Steuerkörper 38 hin trichterförmig erweitert. Dieser Abflussraum 48 ist von einem Übertragungsstift 104 durchgriffen dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des zylindrischen Teils des Abflussraums 48 und dessen Länge grösser ist als die in Richtung der Längsachse 16 gemessene Dicke des Abflussraumkörpers 46. Bei geschlossenem Pilotventil 70 steht somit der Übertragungsstift 104 über den Abflussraumkörper 46 auf der der Haltemutter 54 abgewandten und dem Steuerkörper 38 zugewandten Seite vor.The
Weiter ist am Abflussraumkörper 46 der Hochdruckkanal 58 ausgeformt welcher durch eine radiale Sacklochbohrung und eine von der Stirnseite 46' des Abflussraumkörpers 46 in axialer Richtung in die Sacklochbohrung führende Durchgangsbohrung gebildet ist. Der Hochdruckkanal 58 mündet an der Stirnseite 46' in einem Abstand zum Abflussraum 48 sodass der Steuerkörper 38, bei Anlage an der Stirnseite 46', die Mündung des Hochdruckkanals 58 verschliesst. Der Abflussraumkörper 46 bildet mit seiner Stirnseite 46' und dem Steuerkörper 38 wiederum ein Zwischenventil 52.Furthermore, the high-
An der Stirnseite 46' des Abflussraumkörpers 46 liegt dichtend ein Zwischenkörper 50' an in dessen zentralem Durchlass der Steuerkörper 38 in Richtung der Längsachse 16 verschiebbar angeordnet ist. Zwischen dem Steuerkörper 48 und dem Zwischenkörper 50' ist ein Ringspalt vorhanden. Der Zwischenkörper 50' ist becherförmig ausgebildet, wobei der Boden dem Abflussraumkörper 46 zugewandt ist, und sich im Innern des Steuerkörpers 38 eine Druckfeder 44 befindet, die den Steuerkörper 38 - bei geöffnetem Pilotventil 70 - mit dessen Boden am Übertragungsstift 104 in Anlage hält. Durch den Boden des Steuerkörpers 38 hindurch verläuft der Auslassdurchlass 40, welcher ohne Drosselverengung 40' ausgebildet ist und bei an der Stirnseite 46' anliegendem Steuerkörper 38 mit dem Abflussraum 48 kommuniziert. Liegt der Steuerkörper 38 an der Stirnseite 46' an, verschliesst er die Mündung des Hochdruckkanals 58.On the end face 46 'of the
Bei geschlossenem Pilotventil 70, wie in der
Die Druckfeder 44 stützt sich mit ihrem dem Boden des Steuerkörpers 38 abgewandten Ende an einer Stirnseite eines Steuerraumkörpers 50'' ab, welcher mit seiner Stirnseite dichtend am Zwischenkörper 50' anliegt. Der Steuerraumkörper 50'' begrenzt umfangsseitig den Steuerraum 36, welcher auch vom Einspritzventilglied 22 begrenzt ist, welches am Steuerraumkörper 50'' in enger Gleitpassung geführt ist. Das Einspritzventilglied 22 ist bezüglich der gemeinsamen Längsachse 16 desaxsiert. Der Steuerraum 36 ist jedoch drossellos dauernd in Strömungsverbindung mit dem Innern des becherförmigen Steuerkörpers 38 sowie dem Abflussraum 48.The
In allgemein bekannter Art und Weise sind der Steuerraumkörper 50'' und die Haltemutter 54 gegeneinander verspannt sodass die Haltemutter 54 am Abflussraumkörper 46, dieser andererseits am Zwischenkörper 50', und dieser wiederum andererseits am Steuerraumkörper 50'' dichtend anliegen. Der Zwischenkörper 50' und Steuerraumkörper 50" können, ähnlich der Steuerhülse 50 in den ändern Ausführungsbeispielen, gemeinsam einstückig ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, den Steuerraumkörper 50'' zusammen mit dem Einspritzventilsitzkörper 28 oder dem Ventilgehäuse 14 einstückig auszubilden.In a well-known manner, the
Im Abflussraumkörper 46 kann eine zur Stirnseite 46' hin offene Ringnut 106 ausgebildet sein, in welche der Hockdruckkanal 58 mündet und welche bei an der Stirnseite 46' anliegendem Steuerkörper 38 von diesem verschlossen ist.In
Es ist auch denkbar den Steuerkörper 38, in Richtung der Längsachse 16 gesehen, kürzer auszubilden, sodass der Mantelteil des Bechers nur geringfügig über dem Boden des Steuerkörpers 38 vorsteht, um den Endbereich der Druckfeder 44 aufzunehmen. Bei einer in axialer Richtung besonders Platz sparender Ausbildungsform ist der Steuerkörper 38 als Scheibe mit einem Auslassdurchlass 40 ausgebildet und die als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 44 durch eine Tellerfeder oder Wellenfeder ersetzt.It is also conceivable, the
Auch eine koaxiale Anordnung des Einspritzventilgliedes 22 mit der Längsachse 16 ist denkbar, wobei sich die Druckfeder 44 beispielsweise an der Stirnseite des Steuerraumkörpers 50'' oder an einer daran angeformten Stützschulter abstützt.A coaxial arrangement of the
Im in der
Schlussendlich sei erwähnt, dass der Pilotventilstift 66 eine mit der Haltemutter 54 zusammenwirkende Schulter aufweisen kann um den Hub des Pilotventilstifts 66 in Öffnungsrichtung des Pilotventils 70 zu begrenzen.Finally, it should be mentioned that the
Das in der
Für die Beendigung des Einspritzvorgangs wird der Pilotventilstift 66 mittels des Aktuators 18 in bekannter Art und Weise in Anlage an den Pilotventilsitz 68 gebracht. Dabei wird der Übertragungsstift 104 in Richtung gegen den Steuerkörper 38 bewegt welcher sich zwangsläufig von der Stirnseite 46' abhebt. Dabei öffnet das Zwischenventil 52 und entsteht durch den Hochdruckkanal 58 eine Verbindung zwischen dem Steuerraum 36 und dem Hochdruckeinlass 12. Weiter wird dieser Druckanstieg durch die Bewegung des Pilotventilstifts 66 in den Entlassungsraum 72 hinein unterstützt. Das Einspritzventilglied 22 wird somit sehr rasch in Anlage an den Einspritzventilsitz 26 gebracht wodurch der Einspritzvorgang beendet ist.For the completion of the injection process, the
Da sich der Steuerkörper 38 mit dem Übertragungsstift 104 und somit mit dem Pilotventilstift 66 bewegt, wird der Hochdruckkanal 58 durch den Steuerkörper 38 sehr schnell verschlossen beziehungsweise geöffnet, was bei mehreren Einspritzungen in kurzen bis sehr kurzen Zeitintervallen von grossem Vorteil ist.Since the
Claims (13)
- Fuel injection valve for intermittent fuel injection into the combustion space of an internal combustion engine, with a valve housing (14) having a bore (17) running in the direction of its longitudinal axis (16), and with an injection valve seat (26) which delimits a high-pressure space (34) which is connected to a high-pressure inlet (12) of the valve housing (14) and is delimited, on the other hand, by a hydraulic control device (20), arranged in the bore (17) and controlled by an actuator, and circumferentially by the valve housing (14), and also with a needle-shaped injection valve member (22) arranged in the high-pressure space (34) and cooperating with the injection valve seat (26), the control device (20) having a control sleeve (50) which circumferentially separates a control space (36) sealingly from the high-pressure space (34) and in which the injection valve member (22) is guided in a close sliding fit with its end region facing away from the injection valve seat (26), so as to delimit the control space (36), the control sleeve (50) being held in sealing bearing contact against an outflow space body (46), a control body (38) which delimits the control space (36) being mounted in the control sleeve (50) so as to be displaceable in the axial direction with radial play, the radial play forming a flow connection between the high-pressure inlet (12) and the control space (36), and the control body (38) forming as a valve member, together with the outflow space body (46), the end face (46') of which serves as a valve seat, an intermediate valve (52) of the control device (20), in order to close releasably at least one high-pressure duct (58) running through the outflow space body (46).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the outflow space body (46) has formed in it an outflow space (48) connected to the control space (36) and leading to a pilot valve seat (68) of a pilot valve (70).
- Fuel injection valve according to Claim 2, characterized in that the control space (36) is flow-connected to the outflow space (48) via a throttle contraction (40') in the control body (38).
- Fuel injection valve according to Claim 3, characterized in that the control body (38) has an outlet passage (40) which is equipped with the throttle contraction (40').
- Fuel injection valve according to Claim 4, characterized in that the throttle contraction (40') of the outlet passage (40) is formed either in an end region located on the outflow space body side or in an end region located on the control space side, of the control body (38).
- Fuel injection valve according to Claim 4 or 5, characterized in that the outlet passage (40) and the outflow space (48) are designed cylindrically, and their cylinder axes are oriented either both coaxially or both obliquely with respect to the longitudinal axis (16).
- Fuel injection valve according to one of Claims 2 to 6, characterized by a throttle admission (92) which connects the outflow space (48) to the high-pressure inlet (12).
- Fuel injection valve according to one of Claims 2 to 7, characterized in that a recess (64) is formed on the outflow space (48) of the outflow space body (46) on the control body side or on the outlet passage (40) of the control body (38) on the outflow space body side.
- Fuel injection valve according to one of Claims 2 to 8, characterized in that, with the intermediate valve (52) open, the radial play of the control body (38) in the control sleeve (50) forms the flow connection between the high-pressure inlet (12) and the control space (36).
- Fuel injection valve according to one of Claims 2 to 9, characterized in that the control sleeve (50) has a stroke limitation shoulder (84) for the control body (38).
- Fuel injection valve according to one of Claims 2 to 10, characterized in that a compression spring (44) holds the control body (38) in bearing contact against the outflow space body (46) in a manner in which said control body is capable of being lifted off.
- Fuel injection valve according to one of Claims 2 to 11, characterized in that the pilot valve (70) has a pilot valve pin (66) which cooperates, on the one hand, with an electrically activated actuator (18) and, on the other hand, with the pilot valve seat (68) and which, in the closing position, separates the control space (36) of the control device (20) from a low-pressure outlet (76), and in that the pilot valve seat (68) has adjoining it, on its side facing the low-pressure outlet (76), a closed relief space (72) which is permanently connected to the low-pressure outlet (76) by means of a throttle passage (74) and into which the pilot valve pin (66) projects.
- Fuel injection valve according to Claim 12, characterized in that the pilot valve pin (66) is guided in the delimiting body (54) in a sliding fit, preferably in a close sliding fit.
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