DE2942853A1

DE2942853A1 - Elektromagnetisches kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE2942853A1
Application number: DE19792942853
Authority: DE
Inventors: William Benjamin Claxton
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1978-11-01
Filing date: 1979-10-24
Publication date: 1980-05-14
Also published as: FR2440476A1; IT1207281B; FR2440476B1; JPH0135175B2; JPS5566657A; GB2034403B; GB2034403A; IT7926864A0; CA1119065A

Description

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Elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf elektromagnetische Einspritzventile und insbesondere auf eine verbesserte Dichtungsanordnung, die einen größeren Bereich von Betriebstemperaturen ermöglicht, in erster Linie dann, wenn das Einspritzventil bei Temperaturen unter minus 30 C betrieben werden soll.

Elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventile haben bei der Kraftstoffdosierung sowohl für Mehrpunkt- als auch Einpunktsysteme, bei denen ein elektronisches Steuersystem ein Impulslängensignal erzeugt, das für die Kraftstoffmenge repräsentativ ist, mit der ein Verbrennungsmotor gespeist werden soll, weite Verbreitung gefunden. Diese Einspritzventile bewirken das Öffnen von Kraftstoffdosieröffnungen, die zu den Luftzufuhrbahnen des Motors führen, mittels eines üolenoid-betätigten Ankere, der auf das elektronische Signal anspricht. Aufgrund von neueren Entwicklungen sind diese Einspritzventil in ihren Dosiereingenschaften sehr genau, und sie arbeiten sehr schnell. Diese Vorteile des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventiles stellen einen Teil der Gesamtvorteile der elektronischen Kraftatoffdosierung dar, durch die die Wirtschaftlichkeit, die Abgaseentwicklung und die Laufeigenschaften von Verbrennungsmotoren verbessert werden.

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Oa die elektromagnetische Kraftstoffeinspritzung weite Verbreitung gefunden hat, muß der Umgebungstemperaturbereich, über den die Einspritzung betrieben werden kann, ausgeweitet werden. Eine bei Ventilen des Standes der Technik anzutreffende Begrenzung liegt in deren Betriebsweise bei kalten Temperaturen, was auf die Dichtungseigenschaften der darin enthaltenen O-Ringe zurückzuführen ist. Normalerweise bestehen diese O-Ringe aus Gummi oder ähnlichem Material, das bei normalen Raumtemperaturen uder erhöhten Temperaturen im wesentlichen flexibel bleibt, bie dichten zwischen den unterschiedlichen Materialien der Einspritzventilteile, die sich um unterschiedliche volumetrische Werte ausdehnen und zusammenziehen, relativ gut ab. Bsi kälteren Temperaturen, insbesondere im Bereich unterhalb von minus 30 C, beginnen sie jedoch unflexibel und ziemlich spröde zu werden. An diesem Punkt bewirken die unterschiedlichen Kontraktionseigenschaften der Einspritzventilteile eine Trennung zwischen dem 0-fling und den an diesen grenzenden Flächen und folglich ein Lecken des unter Druck stehenden Kraftstoffes. Es wäre daher von Vorteil, ein Einspritzventil mit einem größeren Betriebsbereich bei kalten Temperaturen zur Verfügung zu stellen, bei dem die O-Hing-Dichtung bis auf eine Temperatur von etwa minus 40 C betriebsbereit ist.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, schlägt die vorliegende Erfindung ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil vor, das eine Ventilanordnung umfaßt, die ein Ventilgehäuse und ein Ventilelement mit einem Ankerabschnitt einschließt, wobei das

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Vantilelement in dem Ventilgehäuse zwischen einer geschlossenen Stellung und einer offenen stellung bewegbar ibt, um untur Druck stehenden Kraftstuff vun niner Einlabüffnung in dum Gehäuse zu einer Aualahöffnung im Gehäuse zu du&ieren, unter elektrischen Strom setzbarti btatureinrichtungem, die innurhulb eines Einspritzventilgehäuses angeurdnet sind, um das Ventilelement in die offene Stellung zu bewegen, indem durch Unturstrorosetzen der Statoreinrichtungen der Ankerabschnitt mittuls eines Magnetfeldes angezogen wird, und Einrichtungen zum Bewegen des Ventilelementee in die geschlossene Stellung bei Unterbrachung der Strumzuführung für die Staturuinrichtungen, da· dadurch gekennzeichnet ist, daß die Statoreinrichtunyen

eine"in dem Einspritzventilgehausc angeordneten Spulenkörper sowie

die
Dichtungeeinrichtungen umfassen,/zwischen einem Abschnitt der Spule und einem Abschnitt des Einspritzventilgehäuses elastisch zusammengepreßt sind, um den uritor Druck stehenden Kraftstoff innerhalb des Einspritzventilgehäuses abzudichten, wubei die Spule und das Einspritzventilgehäuse unterschiedliche volumetrische Tefflperaturausdehnungskoeffizienten besitzen, so daß cl-ie Kompression der Dichtungseinrichtungen ansteigt, wenn die Temperatur absinkt.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführung&beispiela in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigern

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Figur 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines

Einpunkteinspritzsystemsi das mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten schnell wirkenden elektromagnetischen Einspritzventil mit hoher Durchflußgeschwindigkeit versehen ist;

Figur 2 einen Längsschnitt durch des in Figur 1 dargestellte elektromagnetische Einspritzventil;

Figur 3 einen Querschnitt durch das EinspritzventilgehSuse des in Figur 2 gezeigten Einspritzventil entlang der Linie 3-3 in Figur 2;

Figur 4 eine graphische Darstellung des Kraftstoffflusses

durch das in Figur 2 gezeigte Ventil als Funktion der Anhebung der Ventilnadel; und

Figur 5 eine graphische Darstellung des dynamischen Kraftstaffflusses durch das in Figur 2 gezeigte Ventil als Funktion der Einspritzsignaldauer.

In Figur 1 ist ein Einpunkt-Einspritzsystem zur Kraftatoffdosierung für einen Verbrennungsmotor dargestellt. Das System umfaßt ein elektromagnetisches Einspritzventil 10, das von einen Verbindungsglied 12 über eine Reihe von Leitern 14, 16 an eine Steuereinheit 16 elektrisch angeschlossen ist. In

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die Steuereinheit 1ü werden verschiedene Getriebsparameter des Motors eingegeben, wie beispielsweise die Drehzahl des Motors, der Absolutdruck im Ansaucjkrümmer, die Temperatur der verbrauchten Luft und die Kühlmitteltemperatur des Motors, was über übliche Sensoren geschieht.

Das Einspritzventil 10 ist in eine Kraftstoffeinspritzhülse eingepaßt, die in einer einzigen LuftaNsaugöffnung 34 eines Drosselkörpers 25 angeordnet ist, der mit einem Ansaugkrümmer 42 des Verbrennungsmotors in Verbindung steht. Für Drosselkörper mit mehreren Luftansaugbohrungen kann ein Einspritzventil pro Bohrung eingesetzt werden. Die Luftzufuhr für den Motor wird von einer Drosselklappe 30 geregelt, die unterhalb der Hülse 22 drehbar gelagert ist. Nach dem Abtasten der Betriebseigenschaften des Motors gibt die Steuereinheit elektronische Impulslängen-Einspritzsignale an das Verbindungsglied 12 ab, die für die für den Einspritzvorgang gewünschte Kraftstoffmenge repräsentativ sind, ao daß sich das Einspritzventil 10 in Abhängigkeit von der vorderen und hinteren Flanke des Signales üffnet und schließt, um Kraftstoff von der Einspritzhülse 22 zu dosieren. Der Kraftstoff wird in einem Weitwinkel—Sprühmuster abgegeben, um eine optimale Mischung mit der einströmenden Luft und eine optimale Abgabe in den Ansaugkrümmer zu erreichen.

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Unter Oruck stehender Kraftstoff wird der Einspritzhülse 22 durch einen Kraftstoffeinlaß 20 zugeführt. Der Kraftstoff zirkuliert durch das Innere der Einspritzhülse und danach zu einem Auslaßkanal 24, der zu einem Druckregler 40 führt, der einen im wesentlichen konstanten Kraftstoffdruck aufrechterhält. Verbrauchter Kraftstoff wird zu einem Speicher, beispielsweise einem Kraftstofftank, zurückgeführt, von wo er zu der

s Hülse 22 zurückgepumpt werden kann. Das Einpritzventil ist in der Hülse über geeignete elastische Einrichtungen abgedichtet, beispielsweise über einen D-Ring 28 am unteren Ende der Hülse und einem O-Ring 26, der sich gegen eine Schulter am oberen Ende der Hülse lehnt. Das Einspritzventil 10 wird durch eine Federklemme 36, die durch eine Schraube 38 fixiert ist, in seiner Position gehalten.

Ein derartiges Einpunkt—Kraftstoffeinspritzsystem ist besonders für einen 2,2 Liter-Motor mit vier Zylindern geeignet. Indem zweimal pro Umdrehung eingespritzt wird, wird eine Luft/Kraftstoff-Füllung für jede Zylinderzündung abgegeben. Der Einspritzvorgang findet vorzugsweise unter einem eingestellten Winkel in bezug auf einen Fixpunkt des Motors statt, beispielsweise unmittelbar vor dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders beim Ansaughub und danach unter zyklischer Bezugnahme auf diesen Punkt. Oie Abstimmung der Einspritzung, so daß diese un-mittelbar vor dem Öffnen eines speziellen Einlaßventils stattfindet, macht es möglich, daß ein großer Teil der zu dem jeweiligen Zylinder zu fördernden Kraftstoff-Luft-Dosierung eingespritzt

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wird. Dadurch wird die auftretende Kondensation verringert, und es wird dazu beigetragen, Verteilungsunterschiede van Zylinder zu Zylinder zu vermeiden.

Um eine Einspritzung bei einem System wi 2 dem oben beschriebenen durchzuführen, ist ein Einpunkt-Einspritzventil mit einer hohen Kraftstoffdurchflußmenge von 400-600 cm /min und mit eine^rdynamischen Charakteristik, die in den Ein-Millisekunden-Bereich linear verläuft, erforderlich. Die Erfindung stellt ein derartiges elektromagnetisches Einspritzventil 10 mit einer vorteilhaften Konstruktion zur Verfügung.

In den Figuren 2 und 3 ist das Einspritzventil 10 mit großem Durchfluß im Schnitt gezeigt. Das Ventil umfaßt ein Gehäuse, das einen rohrförmigen Hauptteil 100 aufweist, der aus einem mit einer Naht versehenen Rohr oder einem nahtlosen Rohr, das in einzelne Längen geschnitten ist, hergestellt sein kann. 0er Hauptteil 100 ist an jedem Ende kalt verformt, so daß eine Schulter 101 mit einem radial versetzten Randabschnitt 102 am vorderen Ende und eine Schulter 103 mit einem anderen radial versetzten Randabschnitt 104 am rückwärtigen Ende gebildet werden. Oa der rohrförmige Hauptteil 100 einen Teil des Magnetkreiaes des Einspritzventils darstellt, handelt ea sich bei dem verwendeten Material um Röhren aus niedrig gekohltem Stahl. Dieses Material weist eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit und eine hohe Permeabilität auf. Der Hauptteil 10

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sowie alle anderen Außenflächen des Einspritzventiles 10 können durch übliche Verfahren behandelt sein, um sie gegenüber Umwelteinflüssen zu schützen und korrosionswiderstandsfähig zu machen.

Das Ventilgehäuse umfaßt desweiteren eine vordere Endkappe und eine hintere Endkappe 110. Die vordere Endkappe 106 ist mit einem zylindrischen Körper mit einer mittleren Bohrung versehen, der einen Flansch aufweist, der gegen die Schulter 101 stößt und durch Falten oder Stauchen des Randabschnittes 102 gegen eine Abschrägung 106, die am Flansch vorhanden ist, fixiert ist. In ähnlicher u'eise umfaßt die hintere Endkappe 110 einen mit einer mittleren Bohrung versehenen zylindrischen Körper, der einen Flansch aufweist, welcher gegen die Schulter 103 stößt und dort durch Verformen des Randabschnittes 104, so daß dieser an eine im Flansch der Kappe vorhandenen Abschrägung 112 angepaßt wird, fixiert ist.

Innerhalb der Kammer, die durch die Innenwand des Hauptteils und die nach innen gerichteten Flächen der vorderen Endkappe und der hinteren Endkappe 110 gebildet wird, befindet sich ein länglicher, in einer Form hergestellter Spulenkörper 114, um den Magnetdraht herumgewunden ist, so daß eine Spule 116 gebildet wird. Die Spule 116 ist mit einem Satz Anschlußatiften 120 (nur einer ist gezeigt) elektrisch verbunden, die eich durch eine ovale öffnung 122 in der hinteren Endkappe 110 nach rückwärts erstrecken und durch einen Verbindungsteil 118

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zt sind, der einstückig mit dem Spulenkörper 114 ausgebildet ist.

Oer Spulenkörper 114 ist mit einer wittig angeordneten Längsbohrung 124 versehen, die sich im wesentlichen koaxial zu einer Gewindebohrung 126 in der hinteren Endkappe erstreckt. Ein stangenfürmiges Kernelement 126, das aus weichem magnetischen Material besteht, ist in das Gewinde der Endkappenbohrung 126 eingeschraubt und erstreckt sich im wesentlichen über die Lange der Spulenkörperbohrung. Das Kernelement 128 ist en seinem Gewindeende 130 mit einem Schlitz versehen, um eine Justierung seiner Verlängerung/der Spulenkürperbohrung 124 zu gestatten. Durch die Justierung des Kernelementes wird der Luftspalt und die Hubhöhe des Ventils festgelegt. Eine Stellschraube 132 ist in eine Innenbohrung des Kernelementes 128 eingeschraubt, damit die Ventilschließkraft durch einen Stift 140, der sich gegen ein Kugelelement 136 bewegt, eingestellt werden kann. Die Innenbohrung des Kernelementes 128 ist über einen O-Ring 138 abgedichtet, der über den Stift 140 geschoben ist und gegen die Innenfläche der Bohrung stößt.

Die Spulenkörperbohrung 124 ist an der Innenseite der hinteren Endkappe 110 durch einen 0-fling 139 und an der vorderen Endkappe 106 durch einen Q-fling 141 hydraulisch abgedichtet. Diese Dichtungeeinrichtungen stehen bei normalen Raumtemperaturen (20°c) zwischen zwei Materialien mit unterschiedlichem thermischen Expansion·- und Kontraktionsverhalten unter Druck. 0er

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Q-rRing 139 ist in einen Ringraum zusammengedrückt, der zwischen der zylindrischen Außenfläche des Kernelementes 128 und der zylindrischen Innenfläche des ausgenummenen Bereiches 127 des bpulenkörpers 114 ausgebildet ist. Der O-Hing 141 ist in einem ähnlichen Ringbereich zusammengedrückt, der zwischen der zylindrischen Außenfläche einer rückwärtigen Verlängerung dea Körpers der vorderen Endkappe 106 und der zylindrischen Innenfläche eines ausgenommenen Bereiches 143 im Spulenkörper 114 ausgebildet ist.

Die Endkappe 1üG und das Kernelement 128 sind aus ähnlichen Stählen mit niedrigem Kunststoffgehalt hergestellt, während der Spulenkörper 114 aus glasfaserverstärktem Nylon geformt ist. Oie zylindrischen Innenflächen des Spulenkörper und die zylindrischen Außenflächen der Endkappe und des Kernelementes ziehen sich alle während eines Temperaturabfalls radial zusammen. Der Spulenkörper zieht sich jedoch aufgrund seines unterschiedlichen Materials schneller zusammen und erhöht somit die Kompression bei niedrigeren Temperaturen. Dieser von dem sich schneller zusammenziehenden Spulenkörper ausgeübte ansteigende Druck bewirkt eine Ausweitung des Betriebsbereiches des Ventils bei kalten Temperaturen, indem die mangelnde Flexibilität der O-Ring—Dichtungen unterhalb von minus 30 C kompensiert wird.

In der mittigen Bohrung der vorderen Endkappe 106 ist eine einzige Stufe angeordnet, die die Bohrung in eine Ankerführungsbohrung 142 und eine Montagebohrung 144 unterteilt. In der

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Montagebohrung 144 ist ein Ventilgehäuse 146 so weit aufgenommen, bis es gegen die an der Stufe zwischen den Bohrungen ausgebildete Innenschulter 145 stößt. Das Ventilgehäuse 146 wird in Position gehalten, indem der vordere Randabschnitt der Montagebohrung 144 über eine Abfasung in Ventilgehäuse 146 gebogen ist. Das Ventilgehäuse 146 ist mit einer Längsbohrung 14Θ versehen, die an einem Ende mit der Ankerführungsbohrung 142 in Verbindung steht und am anderen Ende in einen konischen Ventilsitz 150 endet, der sich in einen glatten Übergangsbereich 152 krümmt und schließlich eine zylindrische Dosieröffnung bildet.

Oiβ Ventilgehäusebohrung 148 steht mittels einer Vielzahl von Kraftstoffeinläesen 149, die um das Ventilgehäuse 146 herum beabstandet sind, mit dem Kraftstoff in der Hülse 22 in Verbindung. Die Einlasse 149 sind nahe an der Dosieröffnung 154 angeordnet, damit während eines Betriebes bei niedrigem Druck ein minimaler Druckabfall auftritt. Die Einlasse sind desweiteren gegenüber Verschmutzung durch das umgebende Sieb eines geformten Filterelementes 151, das auf das Ventilgehäuse gepaßt ist, geschützt.

In der Ventilgehäueebohrung 14Θ ist eine Ventilnadel 156 hin- und herbeweglich angeordnet, die an ihrem entfernten Ende durch Preßpassung in einem allgemein ringförmig ausgebildeten Anker 15Θ befestigt ist. Das Nadelventil, das Im Querschnitt in

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Figur 3 gezeigt ist, weist einen mittleren Abschnitt auf, der im Querschnitt dreieckförmig ist und an jedem Winkel eine gekrümmte Lagerfläche bildet, die an der Ventilgehäusebohrung 146 gleitet, um das Nadelventil innerhalb der Bohrung zu zentrieren .

Das Nadelventil erstreckt sich in eine Ventilspitze 160, die eine Dichtungsfläche 162 aufweist, die mit dem konischen Ventilsitz 150 zum Schließen des Ventilea zusammenwirkt. Von der Ventilspitze des Nadelventils geht ein Zapfen aus, der in einer Umlenkkappe 164 endet, die den eingespritzten Kraftstoff zu einem Hohlkegel oder einem Weitwinkel-SprUhmuster formt, wie vorstehend beschrieben wurde. Die Umlenkkappe 1st aus Schutzgründen im Gehäuse 146 aufgenommen.

Das Nadelventil 156 ist im wesentlichen hohl ausgebildet und weist einen Innenkanal 155 auf, der von der Ventilspitze bis zu der Ventilendverbindung am Anker 158 gebohrt ist. Das Ventilende ist mit einer Ausnehmung 147 versehen, die eine Schließfeder 137 innerhalb der mittigen Bohrung im Anker 158 lagert. Der Kanal 155 steht über eine Öffnung 153, die in jede Seite des mittleren Abschnittes des Nadelventils eingeschnitten ist, mit der Ventilgehäueebohrune 148 in Verbindung. Der Kanal 155 und die mittige Ankerbohrung stellen somit eine Druckentlastung für einen Luftspalt dar, der zwischen dem Anker und dem Kernelement angeordnet ist. Dadurch wird verhindert, daß sich dort

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hydraulische Kräfte aufbauen und die Öffnungszeit des Ventils beeinflussen.

Die Schließfeder wird durch das Kugelelement 136 gegen die Ventilnadel-ausnehmung 147 zusammengedrückt! um eine an der Ventilnadel angreifende Schließkraft zu erzeugen, die durch Drehen der Stellschraube 132 eingestellt werden kann. Während der Justierung werden keinerlei Torsionskräfte erzeugt, da sich der Stift 140 auf dem Kugelelement 136 dreht und nur eine axiale Bewegung des Elementes bewirkt. Irgendwelche Neigungen am Teil der Schließfeder,sich nach oben zu winden, bewirken ein Gleiten an der Oberfläche des Kugelelementes urd somit eine Vernichtung der Torsionskraftkomponente.

Dadurch, daß die Schließfeder im Anker 15Θ enthalten und im Ventilende eingelassen ist, wird die Schließkraft vor dem Luftspalt aufgebracht und der Hebelarm verringert, über den exzentrische Kraftkomponenten wirken könnten. Kürzere und engere Lagerflächen können am mittleren Abschnitt der Ventilnadel Verwendung finden, um die Kräfte auszugleichen. Durch die Verwendung eines kürzeren dreieckförmigen mittleren Abschnittes mit weniger Lagerfläche in Verbindung mit der Ventilhohlnadel und dem Anker wird die Masse des sich bewegenden Teiles des Einspritzventile signifikant verringert. Durch die Verringerung der Masse des beweglichen Teiles und durch den Anstieg der Kraft, der durch die Vergrößerung der

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Spule erzeugt wird, wird die Öffnungszeit des Ventiles verringert.

Im Betrieb des Ventils baut sich, wenn Strom in Form eines Einspritzsignals von dem Verbindungsglied 12 den Anschlußstiften 120 und damit der Spule 116 zugeführt wird, durch das Kernelement 128, die hintere Endkappe 110, den Hauptteil 100 und die vordere Endkappe 106 ein Magnetfeld auf, so daß das weiche magnetische Material des Ankers 156 über den Luftspalt angezogen wird und gegen ein nicht magnetisches Abstandsstück 135 an der Stirnseite des Kernelementes stößt. Das Abstandsstück 135 ist für die Schließzeit des Ventils förderlich, indem es während der Erregung einen minimalen Spalt aufrechterhält. .Venn die von dem Magnetfeld ausgeübte Zugkraft die Kraft der Schließfeder übersteigt, wird die Ventilnadel vom Ventilsitz abgehoben und Kraftstoff wird über die Ventilsitzgrenzfläche und die Dosieröffnung abgegeben, bis der Strom— fluß zu den Anschlußstiften 120 unterbrochen wird und die Schließfeder das Ventil wieder dichtend verschließt.

Nach der Montage können der Hub des Ventils und der Luftspalt durch Drehen des Kernelementes 128 und die Schließkraft durch Drehen der Stellschraube 132 eingestellt werden* Die beiden Einstellvorgänge ergänzen einander zur Kalibrierung dee statischen und dynamischen Kraftstoffdurchflueses. Eine Feststellung kann über ein Dichtungselement 121 erfolgen.

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Die Einstellung des statischen Kraftstoffdurchflussee durch das Ventil wird nunmehr anhand der Figur 4 beschrieben. Dort ist die statische Kraftstoffdurchflußmenge Q des Einspritzventils 10 als Funktion des Ventilhubes L dargestellt. Bei kleinen Ventilhüben im Bereich Λ herrscht die durch das Nadelventil und die Ventilsitzgrenzfläche erzeugte Drosselung vor, und die statische Kraftstoffdurchfluömenge ist von der Dosieröffnungsgröße unabhängig. In diesem Bereich ist der Wert J^ Q/ /\ L eine Konstante K, die auf die ansteigende Öffnungsfläche zwischen der Grenzfläche des Nadelventils und dem Ventilsitz bezogen ist.

Im Bereich C, wo der Hub über den Punkt hinaus ansteigt, an dem die Ventilnadel den Kraftstaffdurchfluß drosselt, ist die Größe der Dosieröffnung der bestimmende Faktor des statischen Kraftstoffdurchflusses. In diesem Bereich ist der Wert ^ Q/ >\ L gleich null. Zwischen den Bereichen A und C liegt ein kleinerer Bereich B, in dem der statische Kraftstoffdurchfluß des Einspritzventils im wesentlichen eine Funktion der Größe der Dosieröffnung ist, jedoch ebenfalls vom Ventilhub abhängt. In diesem Bereich ist der Wert ^\Q/j^L viel geringer als K und nähert sich dem Wert von null an, der im Bereich C vorhanden ist. Die Änderung des statischen Kraftstoffdurch— flusses bei einer Änderung des Ventilhubee ist vom Verhältnis des sich ändernden GrenzflMchenbereiches und der Fläche der Dosieröffnung abhängig.

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Indem der Ventilhub in diesem Bereich eingestellt wird, wird eine relativ gut steuerbare Abstimmung zur Kalibrierung des statischen Kraftstoffdurchflusses eines bereits zusammengebauton Einspritzventils auf einen speziellen Wert möglich. Ls wurde festgestellt, defl dieses Verfahren optimale Ergebnisse liefert, wenn der Abstimmungsbereich S % der statischen Kraftstof fdurchflußmenge für eine Änderung des Ventilhubes um 25 um beträgt. Das Einstellgewinde am Kernelement 128 ist in geeigneter ..eise ausgewählt, um steuerbare Hubänderungen dieser Größenordnung zu erreichen.

Nach der Kalibrierung des statischen Durchflusses wird eine dynamische Kalibrierung vorgenommen, um die Schließkraft an den Luftspalt anzupassen, der während der statischen Kalibrierung verändert worden war, und um das dynamische Ansprecheerhalten einzustellen. In Figur 5 ist die dynamische Kraftstoffdurchflußmenge in Abhängigkeit von der Impulslänge dargestellt. Die gestrichelte Linie 0 zeigt ein ideales Ventil, das eine statische DurchfluBmenge [Steigung] von 600 cm /min besitzt und dessen Kennlinie durch den Nullpunkt verläuft.

Die üffnungs- und Schließzeiten eines wirklichen Ventils sind jedoch begrenzt, so daß die tatsächliche dynamische Charakteristik beispielsweise durch eine rechte von der Ideallinie, prallel zu dieser verlaufende Linie E wiedergegeben wird. Je weniger "ideal" und langsamer das Ventil arbeitet, desto weiter liegt die wirklich^edynamische Linie von der Linie D nach rechts» Ein kritischer Betrieb bei höheren Motordrehzahlen

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erfordert eine maximale Einspritzmenge, während die für den Einspritzvorgang zur Verfügung stehende Zeit abnimmt· Ventile mit hohen Durchflußmengen und steilen dynamischen Kennlinien sind erforderlich, um diese Anforderungen zu erfüllen, bewirken Jedoch, daß sehr kleine Impulslängen für die minimalen Einspritzmengen Verwendung finden. Je eher das Ventil linear bis zum Idealfall kalibriert werden kann, desto vorteilhafter ist dies für das System.

Unter Berücksichtigung von diesen Zielen wird die dynamische Kalibrierung durchgeführt, indem die minimale Durchflußmenge des Ventils am Punkt G aufgegriffen wird, die einen gewissen Sicherheitsfaktor unterhalb der im Leerlauf eingespritzten Minimalmenge oder dem Punkt F einschließt. Die SchlieKraft wird dann so eingestellt, daß die Verschiebung der Linie E gegenüber dem idealen Ansprechverhalten bei Linie D auf ein Minimum gebracht wird.

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Claims

THE. DENDIX CORPORATION

Executive Offices 2942853

Bendix Center

Guuthfield, Michigan 4BÜ7S

UjA
U-50d7

19. Oktober 1979

Patentansprüche

Elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil mit einer Ventilanordnung, die ein Ventilgehäuse und ein Ventilelement mit einem Ankerteil umfaßt, wobei das Ventilelement in dem Ventilgehäuse zwischen einer geschlossenen Stellung und einer offenen Stellung bewegbar ist, um unter Druck stehenden Kraftstoff von einer Einlaßöffnung in dem Gehäuse zu einer Auslaßöffnung im Gehäuse zu dosieren, an eine elektrische Stromquelle anschließbare Statoreinrichtungen, die in einem Einapritzventilgehäuse enthalten sind, um das Ventilelement durch Anziehen des Ankerteiles mittels eines magnetischen Feldes bei Stromführung der Statoreinrichtungen in die offene Stellung zu bewegen, und Einrichtungen zur Bawegung des Ventilelementes in die geschlossene Stellung nach Unterbrechung des Strom— flusses zu den Statoreinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Statoreinrichtungen einen Spulenkörper umfassen, der in dem Einspritzventilgehäuse angeordnet ist, sowie DichtungseinrichtunQen, die zwischen einem Abschnitt des Spulenkörpers und einem Abschnitt des Einspritzventilgehäuses eleastisch zusammengepreßt sind, um den unter Druck stehenden Kraftstoff

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innerhalb des Einspritzventilgehäuses abzudichten, wobei der Spulenkörper und das Einspritzventilgehäuse unterschiedliche volumetrische Temperaturausdehnungenküeffizienten besitzen, so defl die Kompression der üichtungseinrichtungen zunimmt, wenn die Temperatur absinkt.
2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper eine mittige Bohrung mit einer zylindrischen Ausnehmung an Jedem Ende umfaßt, wobei jede zylindrische Ausnehmung eine zylindrische Außenfläche bildet und wobei der Einspritzventilgehäuseabschnitt eine zylindrische Innenfläche innerhalb einer Jeden zylindrischen Ausnehmung des Spulenkörpers umfaßt, und daß die Dichtungseinrichtungen einen O-Ring aufweisen, der aus elastomerem Material besteht, in Jeder Ausnehmung angeordnet und zwischen der zylindrjxhen Außenfläche und der zylindrischen Innenfläche zusammengepreßt ist, so daß jeder O-Ring bei Absinken der Temperatur eine zunehmende Kompression zwischen den zuletzt erwähnten Flachen erflhrt.
3· Einspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventilgehäuse einen rohrförmigen Hauptteil umfaßt, an dessen Enden eine vordere und hintere Endkappe befestigt sind, und daß die Statoreinrichtungen zwischen den Endkappen in einer inneren Kammer des Hauptteile angeordnet sind.

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4. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Innenfläche als Vorsprung der Endkappen
ausgebildet ist.
5. Einspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Innenfläche der hinteren Endkappe durch ein Btangenförmices Kernelement gebildet wird, das durch eine
mittige Bohrung der hinteren Endkappe geführt ist und sich
in die Spulenkörperbohrung erstreckt.

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