WO2001029410A1 - Hochdruckkraftstoffinjektor mit hydraulisch gesteuertem steuerschieber - Google Patents

Hochdruckkraftstoffinjektor mit hydraulisch gesteuertem steuerschieber Download PDF

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WO2001029410A1
WO2001029410A1 PCT/DE2000/003692 DE0003692W WO0129410A1 WO 2001029410 A1 WO2001029410 A1 WO 2001029410A1 DE 0003692 W DE0003692 W DE 0003692W WO 0129410 A1 WO0129410 A1 WO 0129410A1
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control valve
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injection device
control
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Jaroslaw Hlousek
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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
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    • 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
    • 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

  • 3/2 way valves which include spool valves, the stroke movement of which influences the course of the injection.
  • the control spools perform stroke movements in the housing of a 3/2 way valve, whereby the seat surfaces and control edges of the control spool are exposed to high loads.
  • control spools which release and shut off the fuel supply to the injection nozzle, are enclosed in a housing.
  • Control spool and housing bores are designed with the smallest diameter tolerances in order to achieve the most accurate fuel metering possible and to minimize leakage losses.
  • the fuel is metered via the control edges on the outlet and inlet side and depends on the stroke of the control slide in the housing of the 3/2-way valve.
  • the mechanical loads on the seats are very high, since the movements of the control spool are largely undamped.
  • control spools in the 3/2-way valve housings only carry out small strokes, only a limited influence can be exerted due to the short stroke. Solution of the injection process take place. However, since the course of the fuel injection into an internal combustion engine is of great importance for the course and the completeness of the combustion within the cylinders, shaping the course of the injection appears to optimize the course of the combustion and to fully utilize the internal energy of the fuel as a process parameter dependent on the control stroke of the control valve member not acceptable.
  • an actuator provided above the upper control chamber can be actuated, as a result of which the pressure in the upper control chamber is reduced, which in turn moves the control slide into its upper end position.
  • the control valve member is preferably enclosed by a sleeve which is shrunk into the housing of the 3/2-way valve and is therefore easily replaceable in the event of a repair.
  • the housing of the injector can be made from inexpensive material, while in this variant only the sleeve can be made from high-quality material.
  • control edges that result between the sleeve shrunk into the housing of the 3/2-way valve and the shoulders of the control valve member are manufactured with close tolerances, so that minimal leakages occur.
  • the course of the injection can be controlled via a stroke-dependent throttling, for example the actuator above the upper control chamber is designed as a piezo actuator.
  • a step can be carried out on the control valve member below the inlet-side control edge, with which a throttle-side throttling can be achieved as a function of the stroke of the control valve member.
  • FIG. 1 shows the modular 3/2-way valve arrangement designed between the high-pressure accumulator and the injection nozzle
  • the 3/2-way valve unit 3 provided between high-pressure accumulator 1 (common rail) and injection nozzle 2 is arranged.
  • a supply line extends from a fuel tank 24 to a high-pressure pump 26, into which a return flow line 27 opens and which acts on a high-pressure accumulator 1 with fuel under high pressure.
  • Supply lines 28 extend from the high-pressure accumulator 1 to the respective 3/2-way valve units 3, one of which is shown in more detail here.
  • the upper end region of the control valve member 5 with the stepped diameters 22, 6 projects into the control chamber 17. If this is closed by the de-energized actuator 4 and the 2/2-way valve 55, the diameter stage 22, 6 acts as a hydraulic damping element for the control valve member 5.
  • the inlet-side control edges 19, 19 ' which releases the inlet-side inlet opening to the high-pressure line 9 to the injection nozzle 2 when the control valve member 5 moves upward by relieving the pressure in the control chamber 17.
  • the fuel under high pressure enters the sleeve 15 through the supply line 28 and enters the high-pressure line 9 through the opening released by the control edges 19, 19 '.
  • the control valve member 5 assumes the position shown in FIG. 1; the control edges 20, 20 ′ on the inlet side are open, the fuel can enter the relief line 13 through the control bore 11, the overflow channel 12 in the lower region of the control valve member 5, which in turn opens into the fuel tank 24.
  • the part of the control valve member 5 which receives the overflow channel 12 is embodied in a diameter 7, which is enclosed by the sleeve 15, which is embodied in a diameter 7 ', as a result of which the narrowest tolerances and thus the lowest leakage losses can be achieved.
  • a further diameter area 21 is embodied, which has a slightly smaller diameter 21 than the diameter 7.
  • a dual diameter step 7, 21 is formed in the lower end region, which acts as a damping element on the downward movement of the control valve member 5 and counteracts the premature wear on the lower stop of the sleeve 15.
  • the connection between the high-pressure accumulator 1 (common rail) and the injection nozzle 2 remains interrupted.
  • the fuel under high pressure via the supply line 28 is present at the control valve member 5.
  • the narrow fit 7, 7 'in the area of the control edges 19, 19' blocks the inlet opening into the high-pressure line 9 to the injection nozzle 2.
  • the nozzle chamber 2 together with the relief line 13, the overflow channel 12, the control bore 12 and the bores 10 and the high pressure line 9 remain depressurized. If the control chamber 17 is released after actuating the actuator 4 by actuating the 2/2-way valve 55 and opening the valve throttle 16, the control valve member 5 moves upward onto the system area 18 to.
  • the stepped diameter 6, 22 dampens the stroke movement of the control valve member 5 when approaching the upper flat annular surface of the stop 18.
  • the flow cross-section on the diameter 6, ie the play between the control valve member 5 and the guide sleeve 15 is smaller than the cross-section of the valve throttle 16 in the upper stop 18.
  • the outlet-side control edges 20, 20 ' close the outlet opening while the inlet-side control edges 19, 19 'clear the inlet opening in the high-pressure line 9.
  • the stepped diameter 6, 22 During the upward lifting movement of the control valve member 5, its stop on the annular surface 18 is damped by the stepped diameter 6, 22.
  • the control valve 5 moves in the direction of the lower stop 8 and closes, since the high pressure is also present in the control chamber 17, the inlet openings into the high-pressure line 9 through the downward movements Control edges 19, 19 '.
  • the control valve member 5 moves downward, the fuel overflows via the control bore 11, the overflow channel 12 into the relief line 13 leading to the storage tank 24.
  • the downward movement of the control valve member 5 is damped by the graduated diameters 17, 22 in the damping chamber 29 in the lower region of the sleeve 15 have an equally damping effect on the lifting movement of the control valve member 5 in the sleeve 15 surrounding it.
  • the 3/2-way valve 3 according to the invention can be accommodated directly in the injector or can be designed as an assembly unit which can be installed between the high-pressure accumulator 1 (common rail) and the injection nozzle 2.
  • a control valve member 5, which is movable in a shrunk-in sleeve 15, is shown with the inlet-side step 23 forming the injection course.
  • a step 23 is shown, for example, tapering conically in the direction of the lower stop 8, with which the course of the injection can be influenced by throttling as a function of the stroke of the control valve member 5.
  • a further shaping and influencing of the injection process could be realized by a variable throttling on the 2/2 way valve 55, for example by a piezo actuator.
  • the system pressure in the first opening phase can be reduced by suitably arranging the control edges 19, 19 'on the inlet side and the control edges 20, 20' on the outlet side.
  • a safeguard against the occurrence of an undesirable, uncontrollable entry quantity can be done in that the control valve 5 is not moved to the stop 18 during normal operation, but that the contact between the upper region of the control valve member 5 and the annular surface 18 only in the event of failure of the actuator 4 or the 2/2 way valve 55.
  • the control bore 11 can move into the position denoted by 11 ′, as a result of which pressure relief of the injection nozzle 2 can take place by outflowing of fuel under high pressure via the overflow channel 12 and the pressure relief line 13 into the storage tank 24.
  • control components 4, 55 fail, the remaining components are protected against excessive mechanical loads.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen. Ein Hochdruckspeicher (common rail) ist über ein 3/2-Wege-Ventil (3) mit einer Einspritzdüse (2) verbindbar, wobei das 3/2-Wege-Ventil (3) ein Steuerventilglied (5) aufweist, das eine Versorgungsleitung (28) mit einer Hochdruckleitung (9) oder einer in einen Vorratstank (24) mündenden Entlastungsleitung (13) verbindet. Das Steuerventilglied (5) ist an seinen Endbereichen, Anschlägen (8, 18) gegenüberliegend, mit den Hub des Steuerventilgliedes (5) dämpfenden Elementen (7, 21; 6, 22) versehen.

Description

Hochdruckkraftstoffinjektor mit hydraulisch gesteuertem Steuerschieber
Technisches Gebiet
Bei Hochdruckkraftstoffeinspritzanlagen kommen 3/2 -Wege-Ventile zum Einsatz, die Steuerschieber umfassen, deren Hubbewegung den Einspritzverlauf beeinflußt. Die Steuerschieber führen im Gehäuse eines 3/2 -Wege-Ventils Hubbewe- gungen aus, wobei die Sitzflächen und Steuerkanten des Steuerschiebers hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind.
Stand der Tecfaük:
Bei 3/2-Wege- Ventilen sind die Steuerschieber, die die Kraftstoffzufuhr zur Einspritzdüse freigeben und absperren, von einem Gehäuse umschlossen. Steuerschieber und Gehäusebohrungen sind in engsten Durchmessertoleranzen ausgeführt, um eine möglichst genaue Kraftstoffdosierung zu erzielen und Leckageverluste gering zu halten. Die Dosierung des Kraftstoffes erfolgt über ablauf- und zulaufseitige Steuerkanten und ist abhängig vom Hub des Steuerschiebers im Gehäuse des 3/2- Wege- Ventils. Die mechanischen Belastungen an den Sitzflächen sind sehr hoch, da die Bewegungen des Steuerschiebers weitestgehend ungedämpft erfolgen.
Führen die Steuerschieber in den 3/2-Wege- Ventilgehäusen nur kleine Hubbewegungen aus, so kann wegen des geringen Hubweges nur eine begrenzte Beeinflus- sung des Einspritzverlaufes erfolgen. Da der Verlauf der Kraftstoffeinspritzung in eine Brermkraftmaschine jedoch von hoher Bedeutung für den Verlauf und die Vollständigkeit der Verbrennung innerhalb der Zylinder ist, erscheint eine Formung des Einspritzverlaufes zur Optimierung des Verbrennungsverlaufes und zur vollständigen Verwertung der inneren Energie des Kraftstoffes als vom Steuerhub des Steuerventilgliedes abhängiger Verfahrensparameter nicht hinnehmbar.
Darstellung der Erfindung:
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Endlagendämpfung des Steuerventilgliedes innerhalb des Gehäuses des 3/2- Wege- Ventils wird die Hubbewegung in den Endlagen derart gedämpft, daß die Lebensdauer dieses Bauteils innerhalb des 3/2- Wege- Ventilgehäuses erheblich ansteigt. Als hydraulisch wirkende Dämpfer lassen sich an den Endbereichen des Steuerschiebers zueinander jeweils abge- setzte Durchmesserpaare ausbilden, mit denen in den die Endbereiche des Steuerschiebers umfassenden Kammern ein Druckgleichgewicht erzeugbar ist, durch welches die Hubbewegungen des Steuerschiebers jeweils gedämpft werden. Damit läßt sich die Standzeit des als Steuerschieber fungierenden zylindrischen Elementes erheblich verlängern. Werden die den Endflächen des Steuerschiebers gegenüberliegenden Anschlagflächen als ebene Ringflächen ausgeführt, ist die Bearbeitung einerseits einfacher und andererseits ist die Verschleißfestigkeit einer solcherart ausgebildeten Anschlagfläche erheblich höher, verglichen mit einem Kegelsitz beispielsweise.
Zu Einspritzbeginn kann ein oberhalb der oberen Steuerkammer vorgesehener Aktor angesteuert werden, wodurch der Druck in der oberen Steuerkarnmer gesenkt wird, was wiederum den Steuerschieber in seine obere Endlage bewegt. Dadurch wird der Zulauf zur Einspritzdüse geöffnet und diese mit dem unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Bevorzugt wird das Steuerventilglied von einer Hülse umschlossen, die in das Gehäuse des 3/2- Wege-Ventils eingeschrumpft wird und somit im Reparaturfall leicht austauschbar ist. Das Gehäuse des Injektors läßt sich aus kostengünstigem Werkstoff fertigen, während bei dieser Variante lediglich die Hülse aus hochwer- tigem Material gefertigt werden kann. Die Steuerkanten, die sich zwischen der in das Gehäuse des 3/2-Wege- Ventils eingeschrumpften Hülse und den Absätzen des Steuerventilglieds ergeben, sind mit engen Toleranzen gefertigt, so daß sich minimale Leckagen einstellen. Durch eine Überdeckung der Steuerkanten am Steuerventilglied und an der eingeschrumpften Hülse auf Ablauf- und Zulaufseite des Steuerventilglieds sind niedrigste Leckageverluste erzielbar, die über eine Entlastungsleitung in den Kraftstofftank zurückgeführt werden können.
Eine Steuerung des Verlaufs der Einspritzung läßt sich über eine hubabhängige Drosselung herbeiführen, wird beispielsweise der Aktor oberhalb der oberen Steuerkammer als Piezo-Aktor ausgeführt. Am Steuerventilglied kann unterhalb der zulaufseitigen Steuerkante eine Stufe ausgeführt werden, mit der eine zulaufseitige Drosselung als Funktion des Hubes des Steuerventilgliedes erzielbar ist.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im Detail erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 die zwischen Hochdruckspeicher und Einspritzdüse gestaltete, mo- dular aufgebaute 3/2-Wege- Ventilanordnung,
Fig.2 ein in einer emgeschrumpften Hülse bewegbares Steuerventilglied mit den Einspritzverlauf formender zulaufseitiger Stufe. Ausfuhrungsvarianten:
In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist die zwischen Hochdruckspeicher 1 (common rail) und Einspritzdüse 2 vorgesehene 3/2-Wege- Ventileinheit 3 angeordnet.
Von einem Kraftstofftank 24 erstreckt sich eine Versorgungsleitung zu einer Hochdruckpumpe 26, in die eine Rückströmleitung 27 mündet und welche einen Hochdruckspeicher 1 mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagt. Vom Hochdruckspeicher 1 aus erstrecken sich Versorgungsleitungen 28 zu den jeweiligen 3/2-Wege-Ventileinheiten 3, von denen einer hier detaillierter dargestellt ist. Mittels einer Steuereinheit 14 läßt sich sowohl der Hochdruckspeicher 1 ansteuern als auch ein Aktor 4, mit dem eine oberhalb des Steuerventilgliedes 5 angeordnete Steuerkammer 17 entspannbar ist.
Am Steuerventilglied 5, umschlossen von einer Hülse 15 aus hochwertigem Werkstoff, eingeschrumpft in das Gehäuse 30, ist der obere Endbereich in einem Durchmesser 6 ausgeführt, während der sich unmittelbar an die Stirnfläche anschließende Bereich in einem dazu verminderten Durchmesser 22 ausgeführt ist. Im in Fig. 1 dargestellten Zustand ragt der obere Endbereich des Steuerventilglie- des 5 mit den abgestuften Durchmessern 22, 6 in die Steuerkammer 17 hinein. Ist diese durch den unbestromten Aktor 4 und das 2/2- Wege- Ventil 55 geschlossen, wirkt die Durchmesserstufe 22, 6 als hydraulisches Dämpfungselement für das Steuerventilglied 5.
In Richtung auf den sich verjüngenden Mittelbereich des Steuerventilgliedes 5 befinden sich die zulaufseitigen Steuerkanten 19, 19', die bei Aufwärtsbewegung des Steuerventilgliedes 5 durch Entspannung der Steuerkammer 17 die zulaufseitige Eintrittsöffhung zur Hochdruckleitung 9 an die Einspritzdüse 2 freigibt. Im geöffneten Zustand tritt der unter hohem Druck stehende Kraftstoff durch die Versorgungsleitung 28 in die Hülse 15 ein und tritt durch die von den Steuerkanten 19, 19' freigegebene Öffnung in die Hochdruckleitung 9 ein. Zu diesem Zeit- punkt ist - durch die Überdeckung der Steuerkantenflächen 19, 19' und 20, 20' - die ablaufseitige Öffnung geschlossen, so daß keine Leckageverluste am Steuerventil 5 auftreten. Nach erfolgter Einspritzung nimmt das Steuerventilglied 5 die in Fig. 1 dargestellte Position ein; die zulaufseitigen Steuerkanten 20, 20' sind geöffnet, der Kraftstoff kann durch die Absteuerbohrung 11, den Überströmkanal 12 im unteren Bereich des Steuerventilglieds 5 in die Entlastungsleitung 13 eintreten, die ihrerseits wieder in den Kraftstofftank 24 mündet.
Der den Überströmkanal 12 aufnehmende Teil des Steuerventilgliedes 5 ist in einem Durchmesser 7 ausgeführt, der von der Hülse 15 umschlossen ist, die in einem Durchmesser 7' ausgeführt ist, wodurch sich engste Toleranzen und dadurch bedingt geringste Leckageverluste erzielen lassen. Unterhalb des im Durchmesser 7 ausgeführten Bereiches des Steuerventilgliedes 5 ist ein weiterer Durchmesserbereich 21 ausgeführt, der einen im Vergleich zum Durchmesser 7 etwas geringeren Durchmesser 21 aufweist. Analog zum oberen Endbereich des Steuerventilgliedes 5 ist in dem unteren Endbereich eine Dui-chmesserstufung 7, 21 ausgeprägt, die bei der Abwärtsbewegung des Steuerventilgliedes 5 als Dämpfungselement auf diesen wirkt und den vorzeitigen Verschleiß am unteren Anschlag der Hülse 15 entgegenwirkt. Die Wirkungsweise des von der Hülse 15 umschlossenen Steuerventils 5 ist die folgende:
Beim unbestromten elektrischen Aktor 4 bleibt die Verbindung zwischen dem Hochdruckspeicher 1 (common rail) und der Einspritzdüse 2 unterbrochen. Der über die Versorgungsleitung 28 anstehende Kraftstoff unter hohem Druck steht am Steuerventilglied 5 an. Durch die enge Passung 7, 7' im Bereich der Steuerkanten 19, 19' wird die Eintrittsöffnung in die Hochdruckleitung 9 zur Einspritzdüse 2 versperrt. Der Düsenraum 2 mitsamt der Entlastungsleitung 13, des Überströmkanals 12, der Absteuerbohrung 12 sowie der Bohrungen 10 und die Hochdruckleitung 9 bleiben drucklos. Wird die Steuerkammer 17 nach Betätigen des Aktors 4 über Ansteuerung des 2/2-Wege- Ventils 55 und Öffnen der Ventildrossel 16 entspannt, bewegt sich das Steuerventilglied 5 nach oben auf die Anlage- fläche 18 zu. Durch die gestuften Durchmesser 6, 22 wird die Hubbewegung des Steuerventilgliedes 5 bei Annäherung an die obere ebene Ringfläche des Anschlages 18 gedämpft. Der Durchflußquerschnitt am Durchmesser 6, d.h. das Spiel zwischen dem Steuerventilglied 5 und der Führungshülse 15 ist geringer bemes- sen als der Querschnitt der Ventildrossel 16 im oberen Anschlag 18. Bei der Aufwärtsbewegung verschließen die ablaufseitigen Steuerkanten 20, 20' die Ablauf- öffnung, während die zulaufseitigen Steuerkanten 19, 19' die Eintrittsöffhung in die Hochdruckleitung 9 freigeben. Während der aufwärts gerichteten Hubbewegung des Steuerventilglieds 5 wird dessen Anschlag an die ringförmige Fläche 18 durch den abgestuften Durchmesser 6, 22 gedämpft. Während der Abwärtsbewegung, die durch die Abschaltung des Aktors 4 erfolgt, wandert das Steuerventil 5 in Richtung auf den unteren Anschlag 8 hin und verschließt, da der hohe Druck nun auch in der Steuerkammer 17 anliegt, die Eintrittsöffhungen in die Hochdruckleitung 9 durch die abwärts bewegten Steuerkanten 19, 19'. Bei der Ab- wärtsbewegung des Steuerventilgliedes 5 erfolgt ein Überströmen des Kraftstoffes über die Absteuerbohrung 11, den Überströmkanal 12 in die zum Vorratstank 24 führende Entlastungsleitung 13. Die Dämpfung der Abwärtsbewegung des Steuerventilgliedes 5 erfolgt durch die abgestuften Durchmesser 17, 22, die in der Dämpfungskammer 29 im unteren Bereich der Hülse 15 eine gleichermaßen dämpfende Wirkung auf die Hubbewegung des Steuerventilgliedes 5 in der dieses umschließenden Hülse 15 haben.
Das erfindungsgemäße 3/2-Wege- Ventil 3 kann direkt im Injektor aufgenommen oder als Montageeinheit ausgestaltet sein, die zwischen Hochdruckspeicher 1 (common rail) und der Einspritzdüse 2 eingebaut werden kann.
In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein in einer eingeschrumpften Hülse 15 bewegbares Steuerventilglied 5 mit den Einspritzverlauf formender zulaufseitiger Stufe 23 wiedergegeben. Unterhalb der zulaufseitigen Steuerkanten 19, 19' am Steuerventilglied 5 ist eine beispielsweise konisch sich in Richtung auf den unteren Anschlag 8 verjüngende Stufe 23 dargestellt, mit der sich der Verlauf der Einspritzung durch Drosselung als eine Funktion des Hubes des Steuerventilgliedes 5 beeinflussen läßt. Eine weitere Formung und Beeinflussung des Einspritzverlaufes ließe sich durch eine variable Drosselung am 2/2 -Wege- Ventil 55 realisieren, beispielsweise durch einen Piezo-Aktor. Durch geeignete Anordnung der zulaufseitigen Steuerkante 19, 19' und der ablaufseitigen Steuerkanten 20, 20' kann der Systemdruck in der ersten Öffhungsphase vermindert werden.
Eine Absicherung gegen das Auftreten einer unerwünschten, nicht kontrollierbaren Eintrittsmenge kann dadurch erfolgen, daß das Steuerventil 5 bei normalem Betrieb nicht bis zum Anschlage 18 hin bewegt wird, sondern daß der Kontakt zwischen dem oberen Bereich des Steuerventilgliedes 5 und der ringförmigen Fläche 18 nur bei Ausfall des Aktors 4 oder des 2/2 -Wege- Ventiles 55 erfolgt. Im Falle eines Versagens dieser Bauteile kann die Absteuerbohrung 11 in die mit 11 ' bezeichnete Position verfahren, wodurch eine Druckentlastung der Einspritzdüse 2 durch Abströmen von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff über den Überströmkanal 12 und die Druckentlastungsleitung 13 in den Vorratstank 24 erfolgen kann. Dadurch werden bei Ausfall von Steuerkomponenten 4, 55 die verbleibenden Bauteile gegen zu hohe auftretende mechanische Belastungen geschützt.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Hochdruckspeicher (1), welcher über ein 3/2-Wege- Ventil (3) mit einer Einspritzdüse (2) verbindbar ist, wobei dieses ein Steuerventilglied (5) aufweist, das eine Versorgungsleitung (28) mit einer Hochdruckleitung (9) oder einer in einen Vorratstank (24) mündenden Entlastungsleitung (13) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventilglied 5 an seinen
Endbereichen, Anschlägen (8, 18) gegenüberliegend, den Hub des Steuerventilgliedes (5) dämpfende Elemente (7, 21; 61, 22) umfaßt.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die dämpfenden Elemente an den Endbereichen des Steuerventilgliedes (5) jeweils als abgesetzte Durchmesser (7, 21; 6, 22) ausgebildet sind.
3. Kraftstoffemspritzeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche des Steuerventilgliedes (5) jeweils in Kam- mern (17, 29) zur Dämpfung der Hubbewegung eintauchen.
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der oberen Kammer (17) durch eine Ventildrossel (16) entspannbar ist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Steuerventilglied 5 umschließende Hülse (15) in das Gehäuse des 3/2- Wege- Ventils (3) eingeschrumpft ist.
6. Kraftstoffemspritzeinrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Steuerventilglied (5) umschließende auswechselbare Hülse (15) aus hochwertigem Werkstoff besteht.
7. Kraftstoffemspritzeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein 2/2- Wege- Ventil (55) oberhalb der Steuerkammer (17) mittels eines elektrischen Aktors (4) angesteuert wird.
8. Kraftstoffeinspritzeirrrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeich- net, daß eine vom Hub des Steuerventilgliedes (5) abhängige Drosselung einen hubgesteuerten Piezo-Aktor ermöglicht.
9. Kraftstoffemspritzeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die 3/2-Wege- Ventileinheit (3) modular zwischen einem Hoch- druckspeicher (1) und einer Einspritzdüsenanordnung (2) untergebracht ist.
10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuerventilglied (5) im Bereich der zulaufseitigen Steuerkante (19, 19') eine den Einspritzverlauf formende Stufe (23) ausgebildet ist.
11. Kraftstoffemspritzeinrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mengenverluste bei Einspritzung durch Überdeckung der Steuerkanten (19, 19'; 20, 21) zwischen Steuerventilglied (5) und Hülse (15) minimiert sind.
2. Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff einspritzeinrichtung mit einem Hochdruckspeicher (1) (common rail), welcher über ein 3/2-Wege- Ventil (3) mit Einspritzdüsen (2) verbindbar ist, wobei ein Steuerventilglied (5) vorgesehen ist, das eine Versorgungsleitung (28) mit einer Hoch- druckleitung (9) oder mit einer in einen Vorratstank (24) mündenden Entlastungsleitung (13) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventilglied (5) in seinen Endbereichen, den Anschlägen (8, 18) gegenüberliegend, den Hub des Steuerventilglieds (5) dämpfende Elemente (7, 21; 6, 22) umfaßt.
PCT/DE2000/003692 1999-10-21 2000-10-20 Hochdruckkraftstoffinjektor mit hydraulisch gesteuertem steuerschieber WO2001029410A1 (de)

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