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Die Erfindung geht aus von einem
Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Beispielsweise ist aus der
DE 43 06 072 A1 eine
Vorrichtung zum Öffnen
und Verschließen
einer in einem Gehäuse
vorhandenen Durchtrittsöffnung bekannt,
welche auch als Brennstoffeinspritzventil verwendet werden kann.
Diese Vorrichtung weist einen piezoelektrischen, magnetostriktiven
oder elektostriktiven Aktor und einen mit diesem Aktor in Wirkverbindung
stehenden Druckkolben auf, der über eine
Hydraulikflüssigkeit
auf einen Hubkolben wirkt. Der Hubkolben betätigt den in seiner Verlängerung befindlichen
Ventilschließkörper. Durch
das Größenverhältnis der
Flächen
von Hubkolben und Druckkolben, die einer ersten Kammer zugewandt
sind, welche mit Hydraulikflüssigkeit
gefüllt
ist, ist eine Hubübersetzung
gegeben. Die mit dem Druckkolben unmittelbar in Kontakt stehende
Hydraulikflüssigkeit wird
mittels einer O-Ringdichtung gegenüber dem Aktor abgedichtet.
Ein definierter Führungsspalt,
mit welchem der Hubkolben in einer Führung geführt wird, erlaubt den Austausch
von Hydraulikflüssigkeit zwischen
der ersten Kammer und einem in einer zweiten Kammer liegenden von
einer Membran begrenzten Raum, der zwischen Abspritzöffnung und Hubkolben
liegt, wobei die Membran von einem Druck in der zweiten Kammer beaufschlagt
werden kann. Es wird ein Ausführungsbeispiel
beschrieben, in dem der Austausch zwischen der ersten und zweiten
Kammer erfolgt. Der Spalt und ein in der zweiten Kammer befindlicher
Druck ist so dimensioniert, daß langsame,
aufgrund thermischen Einflusses erfolgende Längenänderungen des Aktors durch
Austausch von Hydraulikflüssigkeit
durch den Führungsspalt
ausgeglichen werden können.
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Moderne Brennkraftmaschinen erfordern
oftmals eine relativ kurze Ansteuerzeit des Brennstoffeinspritzventils.
Die dadurch bedingten steilen Flankenverläufe zur Ansteuerung eines Piezoaktors
verursachen im Piezoaktor, insbesondere am Ende der Flanke um das
Sollspannungsniveau, relativ hochfrequente unerwünschte Schwingungen, die einem
stabilen Betrieb des Brennstoffeinspritzventils insbesondere im
Teilhubbetrieb entgegenstehen.
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Nachteilig bei dem aus der obengenannten Druckschrift
bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, daß spezielle
Maßnahmen
bzw. Bauteile zur Unterdrückung
von unerwünschten
Schwingungen von Teilen des Brennstoffeinspritzventils, die insbesondere
durch das Verhalten des Aktors hervorgerufen werden, ganz fehlen
und durch die vorhandenen Bauteile nur unzureichend unterdrückt bzw. ausgeglichen
werden. So wird ein stabiles Verhalten des Brennstoffeinspritzventils
durch den Einsatz bzw. die Ausnutzung von Reibungskräften zwischen
den Bestandteilen des Brennstoffeinspritzventils und durch Kräfte von
Federelementen nur unzureichend erreicht. Da genannte Kräfte über einen
weiten Bereich relativ konstant sind, bedeutet dies, daß bei einer
Unterdrückung
von unerwünschten
Schwingungen die Ventildynamik in gleichem Maße leidet. Die Verwendung von
Federkräften
oder Gleitreibungskräften
sind ungeeignet zur Unterdrückung
von hochfrequenten Schwingungen. Sollen beispielsweise die Ansteuerzeiten
oder die Sollspannungszeiten (Plateauzeiten) verkürzt werden,
müssen,
um unerwünschte
Schwingungen ausreichend zu bedämpfen,
die Federkräfte
und Gleitreibungskräfte
zwischen den Bauteilen erhöht
werden. Wie schon erwähnt,
ist dies der Ventildynamik abträglich
und erfordert vom Aktor die Überwindung
zusätzlicher
erhöhter
Kräfte.
Der Aktor und die mit ihm in Wirkverbindung stehenden Teile sind
dadurch erhöht
beansprucht. Bei der aus der Druckschrift
DE 43 06 072 A1 bekannten
Erfindung ist demnach eine Verkürzung
von Ansteuerzeiten und Sollspannungszeiten nur in geringen Grenzen
möglich,
die zudem noch zu Lasten der Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils
gehen oder von kostenintensiven Maßnahmen begleitet werden müssen.
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Vorteile der
Erfindung
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Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, daß mechanische
Schwingungen im Brennstoffeinspritzventil, insbesondere unerwünschte mechanische Schwingungen
des Aktors und durch ihn hervorgerufene unerwünschte Schwingungen in bewegten
Teilen des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils,
auf einfache und kostengünstige
Art und Weise wirksam gedämpft
werden, ohne die Ventildynamik wesentlich zu beeinträchtigen
oder Bauteile wesentlich stärker
zu beanspruchen. Dadurch ist es möglich, unter Beibehaltung eines
stabilen Verhaltens, die Ansteuerzeiten des Aktors deutlich zu verkürzten und somit
insbesondere auch einen Teilhubbetrieb des Brennstoffeinspritzventils
zu ermöglichen.
Auch die Flankenzeiten der Aktorerregung und die Plateauzeiten können verkürzt werden,
ohne daß sich
die insbesondere vom Aktor erzeugten Schwingungen negativ auf den
Betrieb des Brennstoffeinspritzventils auswirken oder die Ventildynamik
wesentlich negativ beeinträchtigt
wird. Da die Dämpfungswirkung
auf hydraulischen Wirkprinzipien beruht, erfolgt sie weitgehend verschleißfrei. Durch
Fließbewegungen
eines Druckmediums durch eine Drosselstelle ist es insbesondere
möglich,
eine Dämpfungskraft
zu erzielen, die der Geschwindigkeit der Aktorbewegungen proportional ist, sich
also wie bei einem linearen Dämpfungsglied verhält. Die
Montage wird zudem vereinfacht.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen
Brennstoffeinspritzventils möglich.
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Vorteilhafterweise wird die Drosselstelle durch
einen Spalt gebildet der in Zusammenspiel mit einem ersten Führungskörper entweder
aus einem verdickten oder verjüngten
Teil der Stufe des Aktorkolbens gebildet ist. Dadurch ist es möglich auf
konstruktive sowie funktionelle Anforderungen besser einzugehen.
Von Vorteil ist außerdem,
die Drosselstelle als Bohrung, insbesondere als Laserbohrung herzustellen,
da diese besonders genau, schnell und kostengünstig herstellbar ist. Wird
Brennstoff als Druckmedium benutzt, so können insbesondere konstruktive
Maßnahmen
zur Trennung von Brennstoff und Druckmedium entfallen. Weiterhin
ist von Vorteil, Brennstoffkanal und Drosselstelle so anzuordnen, daß Brennstoff
unmittelbar zwischen ihnen ausgetauscht wird. Dies vermindert den
konstruktiven Aufwand.
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Zum Ausgleich von temperaturbedingten Längenänderungen
des Aktors, kann vorteilhafterweise das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil
so ausgestaltet sein, daß durch
zumindest einen der Führungsspalte
von Aktorkolben und Hubkolben Druckmedium dem Arbeitsraum relativ
langsam zufliesen oder aus ihm entweichen kann.
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Vorteilhafterweise wird durch das
Größenverhältnis der
Flächen
der beiden Kolben, die dem Arbeitsraum zugewandt sind, eine Hubübersetzung realisiert.
Dadurch kann der normalerweise verhältnismäßig kleine Hub der durch piezoelektrische,
magnetostriktive oder elektrostriktive Aktoren möglich ist, vergrößert werden,
ohne den Aktor kostenaufwendig lang und dünn herzustellen. Dicke, kurze
Aktoren sind im Vergleich zu dünnen,
langen Aktoren belastbarer gegenüber
mechanischen Einflüssen. Die Realisierung
der Hubübersetzung
durch zwei Druckkolben mit unterschiedlich großen kraftübertragenden Flächen, die über ein
Hydraulikmedium, sonst aber unmittelbar, Kräfte übertragen, hat gegenüber Lösungen,
bei welchen Membrane und Kanäle zwischengeschaltet
sind, den Vorteil, daß sich
die Kompressibilität
des Mediums weniger auswirkt. Darüber hinaus neigt die so realisierte,
hubübersetzende Kraftübertragung
weniger zu Schwingungen. Zwischen Aktor- und Ventilbetätigung vergeht weniger Zeit.
Das System verhält
sich steifer.
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Vorteilhaft weitergebildet kann das
erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil
außerdem dadurch
werden, daß die
Kraft eines Federelements mindestens so groß bemessen ist, daß Aktorkolben, Verbindungselement
und Aktor in ständiger
Anlage gehalten sind. Dadurch werden die entsprechenden Bauteile
beim Betrieb des Brennstoffeinspritzventils daran gehindert, den
Kontakt untereinander zu verlieren und aufeinander zu prallen. Es
kann auf kostenintensive und verschleißanfällige Fügeverbindungen verzichtet werden.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten
Brennstoffeinspritzventils,
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2 einen
schematischen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten
Brennstoffeinspritzventils und
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3 einen
schematisch dargestellten Teilschnitt des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels im Bereich
der Stufe und der Dämpfungskammer.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung beispielhaft beschrieben. Übereinstimmende Bauteile sind
dabei in allen Figuren mit übereinstimmenden
Bezugszeichen versehen.
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Ein in 1 dargestelltes
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 ist
in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen
von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen
ausgeführt.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere
zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten
Brennraum einer Brennkraftmaschine.
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Das Brennstoffeinspritzventil 1 hat
einen Gehäusedeckel 2 welcher
auf dem abspritzfernen Ende eines Ventilgehäuses 5 hermetisch
dichtend sitzt. Über
einen Brennstoffanschluß 3 am
Gehäusedeckel 2 ist
ein Brennstoffkanal 6 mit Brennstoff beaufschlagbar. Der
Brennstoffkanal 6 verläuft
dabei erst innerhalb des Gehäusedeckels 2 und
dann innerhalb des Ventilgehäuses 5,
wobei im abspritzfernen, oberen Teil des Brennstoffeinspritzventils 1 ein
Aktorgehäuse 7,
eine Dichtung 12, ein Ansatzring 10 eines Aktorkolbens 9,
der abspritzferne Teil des Aktorkolbens 9 und ein erstes
Federelement 11 im Brennstoffkanal 6 von Brennstoff
umspült
werden. Das Aktorgehäuse 7 ist
mit seinem abspritzfernen Ende mit dem Gehäusedeckel 2 hermetisch
verbunden.
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Ein im Aktorgehäuse 7 befindlicher
Aktor 4 ist mit seiner abspritzfernen Seite dem Gehäusedeckel 2 zugeordnet
und stützt
sich auf diesem ab. Ein Verbindungselement 8 ist mit seinem
tellerförmigen abspritzfernen
Ende der abspritznahen Seite des Aktors 4 zugeordnet und
greift mit seinem abspritzseitig verjüngten Durchmesserverlauf durch
eine Öffnung 18 des
Aktorgehäuses 7.
Eine Dichtung 12, die in diesem Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 wellrohrförmig ausgebildet
ist, stellt durch ihre hermetische Befestigung ihrer beiden Enden
zum einen an einem abspritzseitig als Ansatzring 13 ausgeformten
Teil des Verbindungselements 8 und zum anderen am abspritzseitigen Ende
des Aktorgehäuses 7,
sicher, daß der
unter Druck stehende Brennstoff nicht in das Aktorgehäuse 7 dringen
kann und das Verbindungselement 8 den Bewegungen des Aktors 4 bzw.
den Bewegungen des Aktorkolbens 9 ungehindert folgen kann.
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In diesem Ausführungsbeispiel weist der Aktorkolben 9 eine
Stufe 31 auf, die durch seinen abspritzfernen verjüngten Durchmesserverlauf
gebildet ist. Der dickere, abspritzseitige Verlauf des Aktorkolbens 9 ist
in einem ersten Führungskörper 14 mit
einem ersten Führungsspalt 28 geführt. Der
abspritzferne, verjüngte
Durchmesserverlauf des Aktorkolbens 9 bildet mit dem ersten
Führungskörper 14 einen
Spalt, der die Drosselstelle 30 bildet, wobei der Führungskörper 14 an
dieser Stelle dem verjüngten Durchmesserverlauf
des Aktorkolbens 9 folgt, also einen verkleinerten Innendurchmesser
aufweist. Die dadurch gebildete Dämpfungskammer 27 dient
zur Dämpfung
von unerwünschten
Schwingungen von Teilen des Brennstoffeinspritzventils, insbesondere zur
Dämpfung
von Aktorschwingungen in beide Bewegungsrichtungen des Aktors 4 während des
Betriebs des Brennstoffeinspritzventils 1. Die Dämpfungseigenschaften
werden dabei insbesondere durch die geometrischen Abmessungen des
die Drosselstelle 30 bildenden Spaltes und der Dämpfungskammer 27 bestimmt.
Der in Abspritzrichtung rechtwinklig verlaufende Abstand zwischen
dem verjüngten
Durchmesserverlauf des Aktorkolbens 9 und dem an dieser
Stelle verkleinerten Innendurchmessers des Führungskörpers 14 ist in aller
Regel größer als
der entsprechende Abstand, der durch den ersten Führungsspalt 28 gebildet
ist.
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Der Aktorkolben 9 wird durch
das erste Federelement 11, welches in diesem Ausführungsbeispiel
als Spiralfeder ausgebildet ist und an einem an dem abspritzfernen
verjüngten
Durchmesserverlauf des Aktorkolbens 9 angebrachten ersten
Ansatzring 10 angreift, gegen die abspritznahe Seite des
Verbindungselements 8 bzw. gegen den Aktor 4 vorgespannt,
wobei sich das erste Federelement 11 abspritzseitig gegen
den ersten Führungskörper 14 stützt. Ein
zweiter Führungskörper 16 ist
hermetisch mit der abspritzseitigen Seite des ersten Führungskörpers 14 verbunden,
wobei ein Hubkolben 15 mit einem zweiten Führungsspalt 29 im
zweiten Führungskörper 16 geführt ist.
Zwischen den Hubkolben 15 und Aktorkolben 9 befindet
sich ein Arbeitsraum 26, welcher durch den ersten Führungskörper 14 und den
zweiten Führungskörper 16 begrenzt
wird, wobei die beiden Führungsspalte 28, 29 mit
jeweils einem Ende in den Arbeitsraum 26 münden. Das
zweite Ende des ersten Führungsspaltes 28 mündet in
die Dämpfungskammer 27,
das zweite Ende des zweiten Führungsspaltes
mündet
am abspritzseitigen Ende des zweiten Führungskörpers 16 in den Brennstoffkanal 6.
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Durch die unterschiedlich großen, dem
Arbeitsraum 27 zugewandten Flächen von Aktorkolben 9 und
Hubkolben 15 ist eine Hubübersetzung gegeben. Der Brennstoffkanal 6 verläuft im unteren
abspritzseitigen Teil des Brennstoffeinspritzventils 1 zuerst
zwischen dem Gehäuse 5 und
den beiden Führungskörpern 14, 16.
Dann passiert und umspült
der Brennstoff im Brennstoffkanal 6 den aus dem Führungskörper 16 herausragenden
Teil des Hubkolbens 15, einen im Verlauf des Hubkolbens 15 geformten dritten
Ansatzring 19, ein zwischen dem dritten Ansatzring und
dem abspritzseitigen Ende des zweiten Führungskörpers 16 eingefaßtes zweites
Federelement 17, eine mit dem Hubkolben 15 in
Wirkverbindung stehende Ventilnadel 20 mit einem vierten
Ansatzring 25, ein zwischen dem vierten Ansatzring 25 und
einer Schulter 32 eingefaßtes drittes Federelement 24.
Schließlich
tritt der Brennstoff bei geöffnetem
Brennstoffeinspritzventil 1 aus einer Abspritzöffnung 23 zwischen
einem Ventilsitzkörper 21 und
einem am abspritzseitig Ende der Ventilnadel 20 angeordneten
Ventilschließkörper 22 aus.
Das zweite Federelement 17 spannt den Hubkolben 15 gegen
die abspritzseitig zugeordnete Ventilnadel 20 vor. Das dritte
Federelement 24 stützt
sich auf der Schulter 32 ab und spannt die Ventilnadel 20 über den
mit ihr kraftschlüssig
verbundenen vierten Ansatzring 25 gegen den abspritzfern
zugeordneten Hubkolben 15 vor, wobei sich das dritte Federelement
an der Schulter 32 abstützt.
Die Kraft des dritten Federelements 24 hält den von
Ventilschließkörper 22 und
Ventilsitzkörper 21 gebildeten
Dichtsitz gegen den Brennstoffdruck geschlossen.
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Die Funktionsweise des Brennstoffeinspritzventils
ist wie folgt:
Der von Ventilschließkörper 22 und Ventilsitzkörper 21 gebildete
Dichtsitz ist zunächst
geschlossen. Der Aktor 4 ist entladen und die Dämpfungskammer 27 hat
ein kleines Volumen. Wird der Aktor 4 nun geladen, dehnt
er sich relativ schnell aus und drückt über das Verbindungselement 8 den
Aktorkolben 9 in Abspritzrichtung. Dabei muß zum einen
die Federkraft des ersten Federelements 11 überwunden
werden, zum anderen füllt
sich das größer werdende
Volumen der Dämpfungskammer 27 mit
Brennstoff, welcher durch die Drosselstelle 30 in die Dämpfungskammer 27 strömt. Eine
dabei entstehende, der Bewegung des Aktorkolbens 9 entgegengerichtete,
Dämpfungskraft
ist proportional der Geschwindigkeit des Aktorkolbens 9,
verhält
sich also wie bei einem linearen Dämpfungsglied. Durch diesen
Vorgang werden unerwünschte
Schwingungen bedämpft.
Der Aktorkolben 9 drückt
nun über
den mit Brennstoff befüllten
Arbeitsraum 26 den Hubkolben 15 in Abspritzrichtung. Da
die dem Arbeitsraum 26 zugewandte Fläche des Hubkolbens 15 kleiner
ist als die vom Aktorkolben 9 dem Arbeitsraum 26 zugewandte
Fläche,
erfährt
der Hubkolben 15 einen im Vergleich zum Aktorkolben 9 vergrößerten Hub.
Die Ventilnadel 20 wird daraufhin entgegen einer Federkraft
des dritten Federelements 24 in Abspritzrichtung bewegt,
der Ventilschließkörper 22 hebt
vom Ventilsitzkörper 21 ab
und der unter Druck stehende Brennstoff wird abgespritzt.
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Wird der Aktor 4 wieder
entladen, reduziert sich seine Länge,
wobei der Aktorkolben 9 den Bewegungen des Aktors 4 folgt,
da er durch das Federelement 11 und über das Verbindungselement 8 in ständiger Wirkverbindung
zum Aktor 4 gehalten wird. Durch diese ständige Wirkverbindung
und die Dämpfungswirkung
der widerstandserzeugenden Vorgänge
in der Dämpfungskammer 27 und
der Drosselstelle 30 werden unerwünschte Schwingungen, insbesondere
des Aktors 4, in beide Bewegungsrichtungen, wirksam bedämpft. Der
mit dem Aktorkolben 9 über
den Arbeitsraum 26 in Wirkverbindung stehende Hubkolben 15 bewegt
sich daraufhin entgegen der Abspritzrichtung, wodurch durch die
Federkraft des dritten Federelements 24 die Ventilnadel 20 dem Hubkolben 15 folgt
und der am abspritzseitigen Ende der Ventilnadel 20 sitzende
Ventilschließkörper 22 die
Abspritzöffnung 23 schließt.
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Langsame, thermische bedingte Längenänderungen,
insbesondere des Aktors 4, werden durch Aufnahme und Abgabe
von Druckmedium, der in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung der Brennstoff ist, zwischen Arbeitsraum 26 und Brennstoffkanal 6 bzw.
Dämpfungskammer 27 ausgeglichen.
In den kurzen Zeiträumen
der Betätigung des
Brennstoffeinspritzventils 1 durch Öffnungs- und Schließungsbewegungen
kann zwischen Arbeitsraum 26 und Brennstoffkanal 6 bzw.
Dämpfungskammer 27 durch
zumindest einen der Führungsspalte 28, 29 nur
sehr wenig Druckmedium ausgetauscht werden, wobei das durch die
Betätigung
ausgetauschte Druckmedium in den Betätigungspausen wieder durch
den Brennstoffdruck ausgeglichen wird. Langsam ablaufende Austauschvorgänge von Druckmedium
zwischen Arbeitsraum 27 und Brennstoffkanal 6 bzw.
Dämpfungskammer 27 werden durch
die Führungsspalte 28 und/oder 29 nicht
wesentlich behindert, so daß beispielsweise
eine thermisch bedingte Längenänderung
des Aktors 4 ausgeglichen werden kann.
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In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung kann der durch die Drosselstelle 30 dargestellte
Spalt auch zu Führungsaufgaben
verwendet werden.
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2 zeigt
ein in weiten Teilen dem in 1 dargestellten
ersten Ausführungsbeispiel ähnliches zweites
Ausführungsbeispiel.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
in dem Aktorkolben 9 und Hubkolben 15 in einem
mehrteiligen Führungskörper 14, 16 geführt sind,
werden Aktorkolben 9 und Hubkolben 15 im zweiten
Ausführungsbeispiel
in einem einteiligen Führungskörper 14 geführt. Der
Aktorkolben 9 ist becherförmig ausgeführt und weist in seinem Durchmesserverlauf
die Stufe 31 auf, wodurch der Durchmesserverlauf entgegen
der Abspritzrichtung vergrößert ist.
Durch die Stufe 31 und einen im Bereich der Stufe 31 liegenden
vergrößerten Innendurchmesser
des Führungskörpers 14 wird die
Dämpfungskammer 27 gebildet.
Das Verbindungselement 8 greift bis zum Boden des becherförmig ausgeführten Aktorkolbens 9 durch,
wobei der Aktorkolben 9 bzw. der Boden des Aktorkolbens 9 durch
das Federelement 11 gegen das Verbindungselement 8 vorgespannt
sind. Das Federelement 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel
als Rohrfeder ausgeführt
und an der innenliegenden Seite des Gehäusedeckels 2 sowie
am abspritzfernen Ende des becherförmig ausgeführten Aktorkolbens 9 kraftschlüssig befestigt.
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Anhand von 3, die einen schematisch dargestellten
Teilschnitt des ersten Ausführungsbeispiels
im Bereich der Stufe 31 und der Dämpfungskammer 27 zeigt,
und den nachfolgenden Beziehungen und Ableitungen wird der proportionale
Zusammenhang zwischen Dämpfungskraft
und Aktorkolbengeschwindigkeit aufgezeigt.
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Die Ringfläche A des Aktorkolbens 9 an
der Dämpfungskammer 27 ist: A = 4/π(d2a – d2i (1)
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Bewegt sich der Aktorkolben 9 um
den Aktorkolbenhub ds, ändert
sich das Dämpfungsvolumen
V um: dV = A⋅ds (2)
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Die Aktorkolbengeschwindigkeit v
berechnet sich aus: v
= ds/dt (3)
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Für
ein inkompressibles Druckmedium ergibt sich mit (2) und
(3) für
den Druckmediumvolumenstrom Q über
die Drosselstelle 30: Q = dV/dt = A⋅ds/dt
= A⋅v (4)
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Im weiteren gilt für den Druckmediumvolumenstrom
Q dabei: Q = C⋅Δp ⇒ Δp = Q/C =
A⋅v (5)
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Dabei ist C eine Konstante, die von
den geometrischen Abmaßen
der Ringspalte abhängt
und Δp stellt
den Druckunterschied dar.
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Mit (5) ergibt sich für die Dämpfungskraft
F dadurch: F = A⋅Δp = A2/C⋅v (6) oder F ∼ v (7)
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt
und kann z. B. auch für
nach innen öffnende
Brennstoffeinspritzventile verwendet werden.