Diese
Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor bzw. ein Kraftstoffeinspritzventil
zur Verwendung bei der Abgabe von unter Druck stehendem Kraftstoff an
einen Zylinder einer zugehörigen
selbstzündenden
Verbrennungsmaschine bzw. eines Dieselmotors. Insbesondere betrifft
die Erfindung eine Art eines Kraftstoffeinspritzventils, das zur
Verwendung in einem Kraftstoffzuleitungssystem mit gemeinsamer Druckleitung
("Common Rail") geeignet ist, wobei
der Injektor bzw. das Einspritzventil so ansteuerbar ist, dass von
der gemeinsamen Druckleitung aus Kraftstoff an den Zylinder des
entsprechenden Motors zugeführt
werden kann, wobei die gemeinsame Duckleitung mittels einer geeigneten
Hochdruckkraftstoffpumpe mit unter Druck stehendem Kraftstoff beschickt
wird. Mehrere ähnliche
Einspritzventile sind so angeordnet, dass sie Kraftstoff von der
gemeinsamen Druckleitung erhalten.These
The invention relates to a fuel injector or a fuel injection valve
for use in the delivery of pressurized fuel
a cylinder of an associated one
self-igniting
Combustion engine or a diesel engine. In particular, it concerns
the invention a type of fuel injection valve, the
Use in a common rail fuel delivery system
("Common Rail") is suitable, wherein
the injector or the injection valve is controlled so that of
the common pressure line of fuel to the cylinder of
supplied to the corresponding motor
can be, with the common Duckleitung means of a suitable
High pressure fuel pump charged with pressurized fuel
becomes. Several similar
Injectors are arranged to deliver fuel from the
common pressure line received.
Es
ist bekannt, die Arbeitsweise eines derartigen Kraftstoffinjektors
bzw. Kraftstoffeinspritzventils zu steuern, indem ein Ventil zur
Steuerung des Kraftstoffdruckes innerhalb einer Steuerkammer verwendet
wird, wobei der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer auf eine Fläche wirkt,
die mit der Nadel des Einspritzventils verbunden oder ihr zugeordnet
ist, um eine Kraft auf die Nadel auszuüben, die die Nadel in Richtung
ihres Sitzes drückt.
Um sicherzustellen, dass die Einspritzung nach dem Schließen des
Ventils rasch beendet wird, wird in bekannter Weise ein Strömungswiderstand
verwendet, um den auf die Nadel wirkenden Kraftstoff-Druck, der
die Nadel von ihrem Sitz wegdrückt,
zu begrenzen.It
is known, the operation of such a fuel injector
or fuel injection valve to control by a valve for
Control of fuel pressure used within a control chamber
with the fuel pressure in the control chamber acting on a surface,
associated with or associated with the needle of the injector
is to exert a force on the needle, which is the needle in the direction
her seat pushes.
To ensure that the injection after closing the
Valve is terminated quickly, a flow resistance in a known manner
used to the acting on the needle fuel pressure, the
push the needle away from its seat,
to limit.
Als
Hintergrund für
die vorliegende Erfindung sei das Dokument FR 2756595 erwähnt, das ein Kraftstoffeinspritzventil
offenbart, in dem ein Ventil verwendet wird, um den Kraftstoffdruck
innerhalb einer Steuerkammer und damit die Bewegung einer Ventilnadel
des Einspritzventils innerhalb einer Bohrung zu steuern. Ein Kolbenelement
ist zusammen mit der Ventilnadel so bewegbar, dass die Ventilnadel in
Richtung ihres Sitzes gedrückt
wird, wobei eine Oberfläche
des Kolbenelements dem Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer
so ausgesetzt ist, dass eine Kraft auf das Kolbenelement und damit
auf die Ventilnadel ausgeübt
wird. Gegenüberliegende
Endbereiche des Kolbenelements und der Ventilnadel bilden bzw. umgrenzen
eine Zwischenkammer, wobei während
des Betriebs der Druck des Kraftstoffes in der Zwischenkammer während eines
Einspritzzyklus' variabel
ist. Das Ventil zum Steuern des Kraftstoffdruckes innerhalb der
Steuerkammer ist von einer Bauart, in der ein Ventilkopf mit einer Öffnung in
Eingriff gelangen kann, die mit der Steuerkammer in Verbindung steht,
um damit die Menge pro Zeiteinheit zu steuern, mit der Kraftstoff
aus der Steuerkammer abfließen
kann, wenn die Ventilnadel von ihrem Sitz abgehoben werden soll.As background for the present invention is the document FR 2756595 which discloses a fuel injector in which a valve is used to control the fuel pressure within a control chamber and thus the movement of a valve needle of the injector within a bore. A piston member is movable together with the valve needle so that the valve needle is pressed in the direction of its seat, wherein a surface of the piston member is exposed to the fuel pressure within the control chamber so that a force is exerted on the piston member and thus on the valve needle. Opposing end portions of the piston member and the valve needle form an intermediate chamber, and during operation, the pressure of the fuel in the intermediate chamber during an injection cycle is variable. The valve for controlling the fuel pressure within the control chamber is of a type in which a valve head is engageable with an opening communicating with the control chamber to thereby control the amount per unit time at which fuel drains from the control chamber can, if the valve needle is to be lifted from its seat.
Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftstoffinjektor bzw. ein
Kraftstoffeinspritzventil bereitgestellt, das eine Ventilnadel umfasst,
die in einer ersten Bohrung verschieblich ist und an einem Sitz
zur Anlage kommen kann, um den Fluss von Kraftstoff durch einen
Auslass zu steuern, wobei die Ventilnadel mindestens eine Druckfläche aufweist,
die so ausgerichtet ist, dass das Aufbringen von unter Druck stehendem
Kraftstoff darauf eine Kraft auf die Ventilnadel ausübt, die
die Ventilnadel von dem Sitz wegdrückt. Ein Ventilelement ist
verschieblich in einer weiteren Bohrung vorgesehen und kann an einem
weiteren Sitz, der durch die weitere Bohrung gebildet wird, zur
Anlage gebracht werden, wobei die weitere Bohrung zusammen mit einem
Bereich des Ventilelements eine ringförmige Kammer bildet, die mit
einer Steuerkammer in Verbindung steht. Das Ventilelement steuert
den Kraftstoffdruck in der Steuerkammer, indem es die Verbindung
zwischen der ringförmigen
Kammer und einer Niederdruckquelle steuert, wodurch die Stellung
der Ventilnadel relativ zu dem Sitz gesteuert wird. Ein Kolbenelement
ist verschieblich in einer zweiten Bohrung angeordnet und bildet
zusammen mit der zweiten Bohrung die Steuerkammer, wobei das Kolbenelement
mit seinem einen Endbereich bzw. Endteil dem Kraftstoffdruck in
der Steuerkammer ausgesetzt ist; es kann mit der Ventilnadel zusammenwirken,
um die durch den Kraftstoffdruck ausgeübte Kraft auf die Ventilnadel
zu übertragen,
und es besitzt ferner eine dem Kraftstoffdruck aussetzbare wirksame
Fläche, um
die Ventilnadel in Richtung des Sitzes zu drücken, die größer ist
als die effektive Fläche
der Druckfläche oder
Druckflächen.
Entsprechende gegenüberliegende
Endbereiche des Kolbenelements und der Ventilnadel bilden mit der
ersten und/oder der zweiten Bohrung eine Zwischenkammer. Das Einspritzventil
umfasst ferner einen Überströmkanal zum
Abfließen
von Kraftstoff aus der Zwischenkammer zu der ringförmigen Kammer
und damit zu der Niederdruckquelle unter der Steuerung des Ventilelements,
um es zu ermöglichen,
dass sich der Druck innerhalb der Zwischenkammer während eines
Einspritzzyklus' ändern kann,
wobei der Überströmkanal mit
einem Ventilmittel versehen ist, das zur Verhinderung eines übermäßigen Anstiegs
des Kraftstoffs innerhalb der Zwischenkammer dient.According to one
The first aspect of the invention is a fuel injector or a
Fuel injection valve provided, which includes a valve needle,
which is displaceable in a first bore and on a seat
The system can come to the flow of fuel through a
To control outlet, wherein the valve needle has at least one pressure surface,
which is oriented so that the application of pressurized
Fuel on it exerts a force on the valve needle, the
push the valve needle away from the seat. A valve element is
slidably provided in a further bore and can be attached to a
another seat formed by the further drilling to
Attached, the further bore together with a
Area of the valve element forms an annular chamber with
a control chamber communicates. The valve element controls
the fuel pressure in the control chamber by connecting it
between the annular
Chamber and a low pressure source controls, reducing the position
the valve needle is controlled relative to the seat. A piston element
is slidably disposed in a second bore and forms
together with the second bore, the control chamber, wherein the piston element
with its one end portion or end portion of the fuel pressure in
is exposed to the control chamber; it can interact with the valve needle,
by the force exerted by the fuel pressure on the valve needle
transferred to,
and it further has an effective fuel pressure exposable
Area to
push the valve needle towards the seat, which is larger
as the effective area
the printing surface or
Print areas.
Corresponding opposite
End portions of the piston member and the valve needle form with the
first and / or the second bore an intermediate chamber. The injection valve
further comprises an overflow channel to
Flow away
of fuel from the intermediate chamber to the annular chamber
and thus to the low pressure source under the control of the valve element,
to make it possible
that the pressure within the intermediate chamber during a
Injection cycle 'can change
wherein the overflow channel with
a valve means is provided to prevent excessive increase
of the fuel within the intermediate chamber is used.
Wenn
die Zwischenkammer eine geschlossene Kammer ist, gibt es eine vernachlässigbare
Leckage zu niederem Druck, und damit werden Pumpverluste minimiert.
Jedoch kann ein gewisser Verlust an Wärmeenergie auf Grund der Strömung innerhalb des
Einspritzventils auftreten. Beispielsweise kann bei geöffnetem
Zustand der Ventilnadel eine Strömung
aus Bereichen mit hohem Druck, beispielsweise aus der Steuerkammer,
mittels eines gesteuerten Spiels (eines gesteuerten Spaltes) zwischen
dem Kolbenelement und der Bohrung in die Zwischenkammer auftreten.
Diese innere Strömung
verursacht tendenziell einen allmählichen Anstieg des Druckes in
der Zwischenkammer und eine damit einhergehende allmähliche Verringerung
der inneren Strömung. Das
Volumen der inneren Strömung,
das am Ende eines Einspritzvorganges in die Steuerkammer gelangen
muss, ist daher selbstbegrenzend.If the intermediate chamber is a closed chamber, there is negligible leakage to low pressure, and thus pumping losses are minimized. However, some loss of heat energy may occur due to the flow within the injector. For example, when the valve needle is open, a flow of high pressure areas, such as from the control chamber, may be achieved by means of a controlled clearance (controlled gap) between the control valve and the control valve Piston element and the bore occur in the intermediate chamber. This internal flow tends to cause a gradual increase in the pressure in the intermediate chamber and a concomitant gradual reduction in the internal flow. The volume of the internal flow, which must reach the control chamber at the end of an injection process, is therefore self-limiting.
Weil
das Volumen der Zwischenkammer während
der Bewegung des Kolbenelements und der Ventilnadel in Richtung
des Sitzes verringert wird, was den Druck in der Zwischenkammer
noch weiter erhöht,
kann eine nachfolgende Dämpfung
der Kolbenbewegung auftreten, was zu einem Kontaktverlust zwischen
dem Kolben und der Ventilnadel führen kann.
Es hat sich gezeigt, dass dies bei gewissen Einspritzabläufen toleriert
werden kann, insbesondere, da der Impuls der Ventilnadel zusammen
mit dem Überdruck
in der Zwischenkammer, der auf die Ventilnadel einwirkt, die Nadel
in ihre geschlossene Position in Anlage mit dem Sitz überführt. Danach
sollte ein Zurücksickern
von Fluid aus der Zwischenkammer, beispielsweise in die Steuerkammer,
es ermöglichen,
dass das Kolbenelement in seine ursprüngliche Stellung in Anlage
an die Ventilnadel zurückkehrt.
Der Beginn des nächsten
Einspritzzyklus' kann jedoch
auftreten, bevor der Kolben Zeit hat, vollständig in seine Stellung zurückzukehren.Because
the volume of the intermediate chamber during
the movement of the piston member and the valve needle in the direction
the seat is reduced, which reduces the pressure in the intermediate chamber
even further increased,
can be a subsequent damping
the piston movement occur, causing a loss of contact between
can guide the piston and the valve needle.
It has been shown that this tolerates certain injection procedures
can be, in particular, because the momentum of the valve needle together
with the overpressure
in the intermediate chamber, which acts on the valve needle, the needle
transferred to its closed position in contact with the seat. After that
should be backfiring
fluid from the intermediate chamber, for example into the control chamber,
make it possible
that the piston element in its original position in plant
returns to the valve needle.
The beginning of the next
Injection cycle, however, can
occur before the piston has time to return fully to its position.
Das
Kraftstoffeinspritzventil kann daher ein elastisches Spannmittel
aufweisen, das das Kolbenelement in Richtung der Ventilnadel vorspannt.
Dies wirkt unterstützend,
um das Kolbenelement in der erforderlichen Zeit wieder mit der Ventilnadel
in Kontakt zu bringen.The
Fuel injection valve may therefore be an elastic clamping means
have, which biases the piston element in the direction of the valve needle.
This helps to support,
to the piston element in the required time again with the valve needle
to bring into contact.
Das
oder die Spannmittel unterstützt/unterstützen ferner
das dichtende Halten der Ventilnadel gegen ihren Sitz, um ein Eindringen
von Kraftstoff in einen Zylinder eines Motors zu verhindern, wenn
der Motor nicht läuft.The
or the tensioning means further assist / support
sealingly holding the valve needle against its seat to prevent it from penetrating
of preventing fuel from entering a cylinder of an engine
the engine is not running.
Das
Ventilmittel kann so ausgebildet sein, dass sichergestellt ist,
dass der niedrige Druck bei Beginn des Schließens der Ventilnadel in der
Zwischenkammer eingeschlossen bleibt. Dies unterstützt ein
relativ rasches Schließen
der Ventilnadel. Ferner kann das Ventilmittel die Form eines Kugelventils
besitzen, das während
des Betriebs mit einer Feder in die geschlossene Position vorgespannt
werden kann, wenn der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer ausreichend
reduziert wird.The
Valve means may be designed to ensure that
that the low pressure at the beginning of closing the valve needle in the
Intermediate chamber remains trapped. This supports
relatively fast closing
the valve needle. Further, the valve means may be in the form of a ball valve
own that during
of operation with a spring biased in the closed position
can be when the fuel pressure in the intermediate chamber is sufficient
is reduced.
Das
Ventilmittel kann in dem Überströmkanal angeordnet
sein. Vorzugsweise steht der verengte Strömungsweg bzw. Durchflussweg
nicht direkt mit dem Überströmkanal in
Verbindung, so dass der Betrieb des Ventilmittels während des
Betriebs durch das Durchströmen
von Kraftstoff durch den verengten Strömungsweg im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt.The
Valve means can be arranged in the overflow channel
be. Preferably, the restricted flow path or flow path is
not directly with the overflow channel in
Connection, so that the operation of the valve means during the
Operation by flowing through
fuel is substantially unaffected by the restricted flow path.
Die
vorliegende Erfindung ist vorteilhaft dahingehend, dass sie eine
Verringerung der Druckdifferenz zwischen der Steuerkammer und der
oder jeder der Druckflächen
einerseits und der Zwischenkammer andererseits ermöglicht und
tendenziell die Leckage zu niederem Druck minimiert.The
The present invention is advantageous in that it has a
Reducing the pressure difference between the control chamber and the
or each of the printing surfaces
on the one hand and the intermediate chamber on the other hand allows and
tends to minimize the leakage to low pressure.
Insbesondere
wird hierdurch ein Kraftstoffeinspritzventil ermöglicht, das im Vergleich zu
einer Anordnung, in der die Zwischenkammer ständig mit einem Niederdruckbereich
verbunden ist, energieeffizienter ist.Especially
This allows a fuel injection valve that compared to
an arrangement in which the intermediate chamber constantly with a low pressure area
connected, is more energy efficient.
Die
Anordnung ist auch vorteilhaft dahingehend, dass die Verwendung
von Strömungswiderständen, die
die Geschwindigkeit des Kraftstoffflusses in Richtung des Sitzes
beschränken,
vermieden werden kann, wobei der Flächenbereichs-Unterschied die
vorspannende Kraft erzeugt, die zum Bewirken eines schnellen Beendens
des Einspritzvorganges erforderlich ist. Durch Vermeiden des Verwendens
von Strömungswiderständen wird
der Druckverlust während
des Einspritzens reduziert.The
Arrangement is also advantageous in that the use
of flow resistance, the
the speed of fuel flow towards the seat
restrict,
can be avoided, the area difference between the
creates biasing force, which can cause a quick quitting
the injection process is required. By avoiding using
of flow resistances becomes
the pressure loss during
of injection reduced.
In
dieser Ausführungsform
der Erfindung kann die Ventilnadel einen größeren wirksamen Flächenbereich
als den wirksamen Flächenbereich
der Druckfläche(n)
aufweisen, der dem Kraftstoffdruck innerhalb der Zwischenkammer
ausgesetzt werden kann. Dies stellt sicher, dass ein hoher Druck
in der Zwischenkammer tendenziell die Ventilnadel in Richtung des
Sitzes drückt.In
this embodiment
According to the invention, the valve needle can have a larger effective surface area
as the effective area
the printing surface (s)
exhibit the fuel pressure within the intermediate chamber
can be suspended. This ensures that a high pressure
in the intermediate chamber, the valve needle tends to move in the direction of
Seat pushes.
Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung werden nun verschiedene Ausführungsformen,
die lediglich beispielhaft angegeben sind, unter Bezugnahme auf
die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:To the
better understanding
The present invention will now be described in terms of various embodiments.
which are given by way of example only with reference to FIG
the accompanying drawings are described in which:
1 eine
Schnittansicht eines Teils eines Einspritzventils gemäß einer
ersten Ausführungsform ist; 1 a sectional view of a part of an injection valve according to a first embodiment;
2 eine
Schnittansicht eines Teils eines Einspritzventils gemäß einer
zweiten Ausführungsform
ist; 2 a sectional view of a part of an injection valve according to a second embodiment;
3 eine
Schnittansicht eines Teils eines Einspritzventils gemäß einer
dritten Ausführungsform ist; 3 a sectional view of a part of an injection valve according to a third embodiment;
4 eine
Schnittansicht eines Teils eines Einspritzventils gemäß einer
vierten Ausführungsform
ist; 4 Fig. 10 is a sectional view of a part of an injection valve according to a fourth embodiment;
5 eine
Schnittansicht eines Teils eines Einspritzventils gemäß einer
fünften
Ausführungsform
ist; 5 a sectional view of a part of an injection valve according to a fifth embodiment form is;
6 eine
Schnittansicht eines Teils eines Einspritzventils gemäß einer
sechsten Ausführungsform
ist; 6 FIG. 4 is a sectional view of a part of an injection valve according to a sixth embodiment; FIG.
7 eine
Schnittansicht eines Teils eines Einspritzventils gemäß einer
siebten Ausführungsform
der Erfindung ist; 7 Fig. 10 is a sectional view of a part of an injection valve according to a seventh embodiment of the invention;
8 eine
Schnittansicht eines Teils eines Einspritzventils gemäß einer
achten Ausführungsform
der Erfindung ist; und 8th a sectional view of a part of an injection valve according to an eighth embodiment of the invention; and
9 eine
Schnittansicht eines Teils eines Einspritzventils gemäß einer
neunten Ausführungsform
der Erfindung ist. 9 is a sectional view of a part of an injection valve according to a ninth embodiment of the invention.
Das
in 1 gezeigte Einspritzventil umfasst eine Ventilnadel 10,
die in einer Blindbohrung 12, die in einem Düsenkörper 14 ausgebildet
ist, verschiebbar ist. Die Ventilnadel 10 weist an ihrem
unteren Ende eine kegelstumpfförmige
Fläche
(nicht gezeigt) auf, die so angeordnet ist, dass sie an einem kegelstumpfförmigen Sitz
(nicht gezeigt) anliegen kann, der benachbart zu dem geschlossenen
Ende der Bohrung 12 ausgebildet ist, wobei das Anliegen der
Ventilnadel 10 an dem Sitz die Zufuhr von Kraftstoff aus
der Bohrung 12 zu einer oder mehreren Auslassöffnungen
(nicht gezeigt) steuert, die mit der Bohrung 12 stromabwärts des
Sitzes in Verbindung stehen.This in 1 shown injector includes a valve needle 10 that in a blind hole 12 in a nozzle body 14 is formed, is displaceable. The valve needle 10 has at its lower end a frusto-conical surface (not shown) arranged to rest against a frusto-conical seat (not shown) adjacent to the closed end of the bore 12 is formed, wherein the concerns of the valve needle 10 at the seat, the supply of fuel from the bore 12 to one or more outlet ports (not shown) that controls the bore 12 downstream of the seat.
Die
Bohrung 12 ist so geformt, dass sie eine ringförmige Verteilerleitung 20 bildet,
die mit einem Einlasskanal 22 in Verbindung steht, wodurch
Kraftstoff in Richtung des Pfeiles A von einer unter hohem Druck
stehenden Kraftstoffquelle zugeführt
wird, beispielsweise von einer gemeinsamen Druckleitung, die mittels
einer geeigneten Hochdruckkraftstoffpumpe mit unter hohem Druck
stehendem Kraftstoff gefüllt
ist. Die Nadel 10 weist eine gestufte Form auf und bildet
eine Druckfläche
(nicht gezeigt), die so gewinkelt ist, dass das Aufbringen von unter
hohem Druck stehendem Kraftstoff darauf eine Kraft auf die Ventilnadel
ausübt,
die die Ventilnadel 10 in in der dargestellten Orientierung
in Aufwärtsrichtung
weg von dem Sitz drückt.
In ähnlicher
Weise übt
das Aufbringen von Kraftstoff unter hohem Druck auf den kegelstumpfförmigen Endbereich
(nicht gezeigt) der Nadel 10 eine Kraft auf die Nadel 10 aus,
die die Nadel 10 weg von ihrem Sitz drückt. Die Nadel weist ferner
spiralförmige
Vertiefungen bzw. Aussparungen 24 auf, die sich koaxial über ihre
Länge hinweg
erstrecken, um den Durchtritt von Kraftstoff zu dem Einspritzventilauslass
zu unterstützen.
Diese Aussparungen stellen ferner Oberflächen bereit, die das Wegdrücken der
Ventilnadel nach oben unterstützen können.The hole 12 is shaped so that it has an annular distribution line 20 forms with an inlet channel 22 communicating thereby supplying fuel in the direction of arrow A from a source of high pressure fuel, for example from a common rail filled with high pressure fuel by means of a suitable high pressure fuel pump. The needle 10 has a stepped shape and forms a pressure surface (not shown) that is angled such that the application of high pressure fuel thereon exerts a force on the valve needle that urges the valve needle 10 in the illustrated orientation in the upward direction pushes away from the seat. Similarly, the application of fuel under high pressure exerts on the frusto-conical end portion (not shown) of the needle 10 a force on the needle 10 out, that the needle 10 pushes away from her seat. The needle also has spiral depressions or recesses 24 extending coaxially along their length to assist the passage of fuel to the injector outlet. These recesses also provide surfaces that can assist in pushing up the valve needle.
Das
obere Ende des Düsenkörpers 14 liegt an
einem Kolbengehäuse 26 an,
das eine solche Gestalt besitzt, dass es eine Blindbohrung 20 bildet,
die sich vorzugsweise koaxial zu der Bohrung 12 des Düsenkörpers 14 erstreckt.
Alternativ kann die Bohrung 28 in Bezug auf die Bohrung 12 axial
versetzt sein, um ausreichend Platz für den Einlasskanal 22 bereitzustellen.The upper end of the nozzle body 14 lies on a piston housing 26 which has such a shape that it is a blind hole 20 forms, preferably coaxial with the bore 12 of the nozzle body 14 extends. Alternatively, the hole 28 in terms of the bore 12 axially offset to allow sufficient space for the inlet channel 22 provide.
Ein
Kolben 36 ist in der Bohrung 28 angeordnet und
liegt gleitend an der Bohrung 28 an. Der Kolben 36 und
das obere Ende der Bohrung 28 bilden zusammen eine Steuerkammer 38,
die über
einen Durchgang 40, der mit einer Verengung 40a versehen ist, mit dem
Zufuhrkanal 22 in Verbindung steht. Eine geschlossene Zwischenkammer 44 ist
zwischen dem Kolben 36 und der Ventilnadel 10 ausgebildet. Die
Kammer wird durch die untere Außenfläche des Kolbens 36,
die obere Außenfläche 34 der
Ventilnadel 10 und die Bereiche der Bohrungen 12 und 28, die
zwischen diesen Oberflächen
liegen, gebildet. Ein Druckstift 42 mit relativ kleiner axialer
Länge erstreckt
sich von dem unteren Bereich des Kolbens 36 so, dass er
an der oberen Außenfläche 34 der
Ventilnadel 10 anliegt. Eine Spiraldruckfeder 43 ist
in der Steuerkammer 38 so angeordnet, dass sie an der Decke
der Kammer 38 und an einer oberen Fläche des Kolbens 36 anliegt,
so dass sie den Kolben 36 mit dem Druckstift 42 in
elastischer Weise in Richtung einer Anlage an die Ventilnadel 10 vorspannt.A piston 36 is in the hole 28 arranged and slidably located at the hole 28 at. The piston 36 and the top of the hole 28 together form a control chamber 38 passing through a passage 40 that with a narrowing 40 a is provided with the supply channel 22 communicates. A closed intermediate chamber 44 is between the piston 36 and the valve needle 10 educated. The chamber passes through the lower outer surface of the piston 36 , the upper outer surface 34 the valve needle 10 and the areas of the holes 12 and 28 formed between these surfaces formed. A pressure pin 42 with a relatively small axial length extends from the lower portion of the piston 36 so that he is on the upper outer surface 34 the valve needle 10 is applied. A spiral pressure spring 43 is in the control chamber 38 arranged so that they are on the ceiling of the chamber 38 and on an upper surface of the piston 36 rests so that they are the piston 36 with the pressure pin 42 in an elastic manner in the direction of an abutment against the valve needle 10 biases.
Die
obere Außenfläche des
Kolbengehäuses 26 liegt
an der unteren Außenfläche eines
Ventilgehäuses 45 an,
das mit einer Durchgangsbohrung 46 versehen ist, in der
ein Steuerventilelement 48 verschiebbar angeordnet ist.
Das Steuerventilelement 48 umfasst einen oberen Endbereich
mit vergrößertem Durchmesser,
der mit einem Sitz 50 zur Anlage gebracht werden kann,
der um ein oberes Ende der Durchgangsbohrung 46 herum gebildet
ist. Das obere Ende des Ventilelements 48 ist mit einem
Anker 52 verbunden, der durch den Einfluss eines Magnetfeldes
bewegbar ist, das während
des Betriebs von einem Aktuator mit Wicklungen 56 erzeugt
wird. Eine Feder 58 ist so angeordnet, dass das Ventilelement 48 zur
Anlage an dem Sitz 50 vorgespannt wird. Der Aktuator und
die Feder 58 sind in einer Düsenhalterung 60 angeordnet,
wobei eine Deckelmutter (nicht gezeigt) mit dem Düsenhalter 60 verschraubt
ist und den Düsenkörper 14,
das Kolbengehäuse 26 und
das Ventilgehäuse 45 an
der Düsenhalterung 60 fixiert.The upper outer surface of the piston housing 26 lies on the lower outer surface of a valve housing 45 on, that with a through hole 46 is provided, in which a control valve element 48 slidably arranged. The control valve element 48 includes an upper end portion of enlarged diameter, with a seat 50 can be brought to the plant, which is around an upper end of the through hole 46 is formed around. The upper end of the valve element 48 is with an anchor 52 which is movable by the influence of a magnetic field during operation of an actuator with windings 56 is produced. A feather 58 is arranged so that the valve element 48 for attachment to the seat 50 is biased. The actuator and the spring 58 are in a nozzle holder 60 arranged, with a lid nut (not shown) with the nozzle holder 60 is bolted and the nozzle body 14 , the piston housing 26 and the valve housing 45 at the nozzle holder 60 fixed.
Die
Steuerkammer 38 steht über
Kanäle 64 mit
einer ringförmigen
Kammer in Verbindung, die zwischen einem Bereich des Ventilelements 48 mit reduziertem
Durchmesser und der Bohrung 46 ausgebildet ist, in der
das Ventilelement 48 verschiebbar ist. Der Teil des Kanals 64,
der in dem Gehäuse 26 vorgesehen
ist, ist mit einer Verengung 64a versehen, um die Menge
des Kraftstoffstroms durch den Kanal pro Zeiteinheit zu beschränken, wie
dies detaillierter im Weiteren beschrieben ist. Wenn das Ventilelement 48 an
seinem Sitz 50 anliegt, ist das Ventilelement 48 im
Wesentlichen im Kraftstoffdruck-Gleichgewicht, und die Feder 58 besitzt
eine ausreichende Stärke,
um zu bewirken, dass das Ventilelement 48 in seiner Position
bleibt. Ein Beaufschlagen des Aktuators mit Energie führt zu einer
Bewegung des Ventilelements 48 weg von dem Sitz 50 entgegen
der Wirkung der Feder 58, wodurch Kraftstoff von der Steuerkammer 38 zu
einer Kammer 66, in der der Anker 52 angeordnet
ist, strömen
kann, wobei die Kammer 66 über einen Kanal 67 mit
einem Niederdrucksammelbereich oder Reservoir in Verbindung steht,
zu welchem Kraftstoff in Richtung des Pfeiles B strömt. Das
Wegnehmen von Energie von dem Aktuator lässt das Ventilelement 48 unter
der Wirkung der Feder 58 in die dargestellte Position zurückkehren.The control chamber 38 stands over channels 64 with an annular chamber in communication between a portion of the valve element 48 with reduced diameter and bore 46 is formed, in which the valve element 48 is displaceable. The part of the channel 64 in the case 26 is provided is with a constriction 64a provided to the amount of fuel flow through the Channel per unit of time, as described in more detail below. When the valve element 48 at his seat 50 abuts, is the valve element 48 essentially in the fuel pressure balance, and the spring 58 has sufficient strength to cause the valve element 48 remains in his position. Energizing the actuator results in movement of the valve member 48 away from the seat 50 against the action of the spring 58 , removing fuel from the control chamber 38 to a chamber 66 in which the anchor 52 is arranged, can flow, the chamber 66 over a canal 67 is in communication with a low pressure accumulation area or reservoir to which fuel flows in the direction of arrow B. The removal of energy from the actuator leaves the valve element 48 under the action of the spring 58 return to the position shown.
Es
lässt sich
erkennen, dass während
des Betriebs, wenn der Aktuator deaktiviert ist und der Zufuhrkanal 22 unter
hohem Druck stehenden Kraftstoff aus einer geeigneten Quelle erhält, beispielsweise
von einer gemeinsamen Druckleitung, die von einer geeigneten Pumpe
mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beschickt wird, die Druckfläche der Ventilnadel 10 und
der der Einwirkung ausgesetzte Teil der kegelstumpfförmigen Außenfläche der
Ventilnadel 10 mit unter Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagt
werden, und daher wird eine Kraft auf die Ventilnadel 10 ausgeübt, die
die Nadel 10 von ihrem Sitz wegdrückt. Dieser Kraft wirken die
Wirkung der Feder 43 und die Einwirkung des unter Druck
stehenden Kraftstoffes innerhalb der Steuerkammer 38 auf die
exponierten Endflächen
des Kolbens 36 entgegen. Die effektive Fläche des
Kolbens 36, die dem Kraftstoff in der Steuerkammer 38 ausgesetzt
ist, ist größer als
die effektiven Flächen
der Druckfläche
und des exponierten Teils der kegelstumpfförmigen Außenfläche der Ventilnadel. Man kann
erkennen, dass die auf die Nadel 10 ausgeübte resultierende
Kraft eine nach unten gerichtete Kraft ist, die die Ventilnadel 10 zum
Verbleib in Anlage mit ihrem Sitz zwingt. Diese nach unten gerichtete
Kraft weist Komponenten auf, die von der Feder 43 und von
der Kraft geliefert werden, die durch den unter Druck stehenden Kraftstoff
in der Zwischenkammer auf die Oberseite der Nadel 10 ausgeübt wird.
Hierbei ist die effektive Fläche
an der Oberseite der Ventilnadel 10, die dem Druck ausgesetzt
ist, größer als
die effektiven Flächen
der Druckfläche
und der kegelstumpfförmigen Fläche der
Ventilnadel 10, um das Ventil dabei zu unterstützen, in
geschlossener Stellung zu bleiben, sobald sich der Druck in der
Zwischenkammer 44 aufgebaut hat. Daher findet in diesem
Zustand keine Einspritzung statt.It can be seen that during operation, when the actuator is deactivated and the supply channel 22 receives high pressure fuel from a suitable source, for example, from a common pressure line, which is fed by a suitable pump with high pressure fuel, the pressure surface of the valve needle 10 and the exposed portion of the frusto-conical outer surface of the valve needle 10 pressurized fuel is applied, and therefore, a force is applied to the valve needle 10 exercised the needle 10 pushing away from her seat. This force is the effect of the spring 43 and the action of the pressurized fuel within the control chamber 38 on the exposed end surfaces of the piston 36 opposite. The effective area of the piston 36 that is the fuel in the control chamber 38 is greater than the effective areas of the pressure surface and the exposed portion of the frustoconical outer surface of the valve needle. You can tell that on the needle 10 applied resultant force is a downward force, which is the valve needle 10 forcing her to stay in contact with her seat. This downward force has components coming from the spring 43 and be supplied by the force generated by the pressurized fuel in the intermediate chamber on top of the needle 10 is exercised. Here, the effective area is at the top of the valve needle 10 , which is exposed to the pressure, greater than the effective areas of the pressure surface and the frusto-conical surface of the valve needle 10 to assist the valve to remain in the closed position as soon as the pressure in the intermediate chamber 44 has built up. Therefore, no injection takes place in this state.
Um
eine Einspritzung zu bewirken, wird der Aktuator mit Energie beaufschlagt,
woraus sich eine Aufwärtsbewegung
des Ventilelements 48 entgegen der Wirkung der Feder 58 ergibt.
Eine derartige Bewegung des Ventilelements 48 ermöglicht es,
dass Kraftstoff aus der Steuerkammer 38 entweicht, wodurch
der Kraftstoffdruck, der auf den Kolben 36 ausgeübt wird,
reduziert wird. Es sollte beachtet werden, dass das Vorhandensein
des verengten Kanals 40, 40a ,
die Menge pro Zeiteinheit beschränkt,
mit der der Kraftstoff von dem Zufuhrkanal 22 zu der Steuerkammer 38 strömt, weshalb
die Bewegung des Ventilelements 48 weg von dem Sitz 50 zu
einer Verringerung des Kraftstoffdruckes in der Steuerkammer 38 führt. Ferner
ist zu beachten, dass das Ausmaß des
Druckabfalls in der Steuerkammer 38 und damit das schließlich erreichbare
niedrige Druckniveau in der Steuerkammer 38 durch eine
geeignete Dimensionierung der Verengungen 40a , 64a eingestellt
werden kann.In order to effect an injection, the actuator is energized, resulting in an upward movement of the valve element 48 against the action of the spring 58 results. Such movement of the valve element 48 allows fuel to escape from the control chamber 38 escapes, reducing the fuel pressure on the piston 36 exercised is reduced. It should be noted that the presence of the narrowed channel 40 . 40 a , limits the amount per unit of time that the fuel from the supply channel 22 to the control chamber 38 flows, which is why the movement of the valve element 48 away from the seat 50 to a reduction of the fuel pressure in the control chamber 38 leads. It should also be noted that the extent of pressure drop in the control chamber 38 and thus the finally achievable low pressure level in the control chamber 38 by a suitable dimensioning of the constrictions 40 a . 64 a can be adjusted.
Die
Reduzierung des auf die Oberseite des Kolbens 36 ausgeübten Kraftstoffdruckes
verursacht eine Druckdifferenz zwischen der Steuerkammer 38 und
der ausgesetzten ringförmigen
Fläche
der Ventilnadel 10 an ihrem untersten Endbereich (d. h.
der kegelstumpfförmigen
Fläche,
die an dem Ventilnadelsitz zur Anlage kommen kann), wobei der Druckunterschied
ausreichend ist, um den Kolben 36 und die Ventilnadel 10 in
Aufwärtsrichtung
anzuheben. Somit wird ein Punkt erreicht, jenseits dessen sich die
Ventilnadel 10 von ihrem Sitz weg bewegen kann, wodurch
Kraftstoff zu den Auslassöffnungen
und durch die Öffnungen
zu dem Zylinder oder Verbrennungsraum des zugeordneten Motors strömen kann,
in welchem das Einspritzventil montiert ist.The reduction of the top of the piston 36 applied fuel pressure causes a pressure difference between the control chamber 38 and the exposed annular surface of the valve needle 10 at its lowermost end portion (ie, the frusto-conical surface which can abut the valve needle seat), the pressure difference being sufficient to cause the piston 36 and the valve needle 10 in the upward direction. Thus, a point is reached beyond which the valve needle 10 move away from its seat, whereby fuel can flow to the outlet openings and through the openings to the cylinder or combustion chamber of the associated engine, in which the injection valve is mounted.
Das
Volumen der Steuerkammer 38 ist relativ klein, und wenn
die Aufwärtsbewegung
der Ventilnadel 10 auftritt, kann sich ein Stift 68,
der das obere Ende des Kolbenelements 36 bildet, in Anlage
an das geschlossene Ende der Bohrung 28 begeben und damit
bewirken, dass die Aufwärtsbewegung
des Kolbenelements 36 und der Ventilnadel 10 begrenzt wird.The volume of the control chamber 38 is relatively small, and when the upward movement of the valve needle 10 occurs, a pen can become 68 , which is the upper end of the piston element 36 forms, in abutment with the closed end of the bore 28 and thus cause the upward movement of the piston element 36 and the valve needle 10 is limited.
Es
sollte beachtet werden, dass während des
Einspritzens eine geringe Menge an Kraftstoff von dem Zufuhrkanal 22 durch
den verengten Kanal 40, 40a zu
der Steuerkammer 38 und von der Steuerkammer 38 durch
den verengten Kanal 64, 64a am Steuerventilsitz 50 vorbei
zu dem Niederdrucksammelbereich strömt. Die Abmessungen der verengten Kanäle 40, 40a , 64, 64a sind so gewählt, dass
sichergestellt ist, dass die Menge des unter Druck stehenden Kraftstoffes,
die auf diese Weise entweichen kann, minimal ist.It should be noted that during injection, a small amount of fuel from the supply channel 22 through the narrowed canal 40 . 40 a to the control chamber 38 and from the control chamber 38 through the narrowed canal 64 . 64 a at the control valve seat 50 passed to the low pressure accumulation area. The dimensions of the narrowed channels 40 . 40 a . 64 . 64 a are chosen to ensure that the amount of pressurized fuel that can escape in this way is minimal.
Um
die Einspritzung zu beenden, wird der Aktuator deaktiviert, und
das Ventilelement 48 kehrt unter der Einwirkung der Feder 58 in
Anlage an den Sitz 50 zurück. Eine derartige Bewegung
des Ventilelements 48 verhindert, dass weiterhin Kraftstoff
aus der Steuerkammer 38 zu dem Niederdrucksammelbereich
entweicht, und die fortgesetzte Zufuhr von Kraftstoff durch den
verengten Kanal 40 zu der Steuerkammer 38 führt zu einem
Anstieg des Kraftstoffdrucks innerhalb der Steuerkammer 38.
Es ist klar, dass deshalb der auf das Kolbenelement 36 ausgeübte Kraftstoffdruck
und damit die über
den Druckstift 42 auf die Ventilnadel 10 übertragene
Kraft erhöht wird,
und es wird ein Punkt erreicht, jenseits dessen die Wirkung des
Kraftstoffdruckes innerhalb der Steuerkammer 38 in Verbindung
mit der Wirkung der Feder 43 ausreichend ist, um zu bewirken,
dass sich die Ventilnadel 10 in Richtung der Anlage an
ihren Sitz begibt, um die Zufuhr von Kraftstoff zu den Auslassöffnungen
zu beenden und die Einspritzung abzuschließen. Da die effektive Fläche des
Kolbens 36 größer ist
als diejenige der Druckflächen
der Nadel, findet eine derartige Bewegung des Kolbens 36 und der
Ventilnadel 10 in rascher Weise statt.To stop the injection, the actuator is deactivated, and the valve element 48 returns under the action of the spring 58 in contact with the seat 50 back. Such movement of the valve element 48 prevents fuel from continuing the control chamber 38 escapes to the low pressure accumulation area, and the continued supply of fuel through the restricted passage 40 to the control chamber 38 leads to an increase in the fuel pressure within the control chamber 38 , It is clear that therefore on the piston element 36 exerted fuel pressure and thus the over the pressure pin 42 on the valve needle 10 transmitted force is increased, and it reaches a point beyond which the effect of the fuel pressure within the control chamber 38 in conjunction with the action of the spring 43 is sufficient to cause the valve needle 10 in the direction of the system to its seat to stop the supply of fuel to the exhaust ports and complete the injection. Because the effective area of the piston 36 is greater than that of the pressure surfaces of the needle, finds such movement of the piston 36 and the valve needle 10 in a quick way.
Da
der Druckstift 42 eine relativ kleine axiale Länge aufweist,
und obwohl der Druckstift 42 einen kleinen Durchmesser,
beispielsweise 2 mm, aufweist, sollte klar sein, dass ein Biegen
oder ein Zusammendrücken
des Druckstifts 42 in einem merklichen Ausmaß nicht
stattfindet. Wenn daher der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 38 abnimmt,
wenn die Einspritzung beginnen soll, führt die anfängliche Bewegung des Kolbens 36 nicht
einfach nur dazu, dass der Druckstift 42 sich über eine
größere Länge erstreckt,
sondern die Ventilnadel 10 beginnt statt dessen, sich unmittelbar
zu bewegen. Eine unkontrollierte Bewegung der Einspritznadel wird
daher verringert oder vermieden, und die Einspritzung wird effizienter
gesteuert. Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung der Druckstift 42 als
eine Verlängerung des
Kolbens beschrieben ist, sollte beachtet werden, dass der Druckstift
auf Wunsch auch eine separate Komponente oder eine Verlängerung
der Ventilnadel sein kann.Because the pressure pin 42 has a relatively small axial length, and although the pressure pin 42 should have a small diameter, for example 2 mm, it should be clear that bending or compression of the pressure pin 42 to a noticeable extent does not take place. Therefore, if the fuel pressure in the control chamber 38 decreases when the injection is to begin, the initial movement of the piston leads 36 not just to the pressure pin 42 extends over a greater length, but the valve needle 10 instead, it starts to move immediately. An uncontrolled movement of the injection needle is therefore reduced or avoided, and the injection is controlled more efficiently. Although in the foregoing description the pressure pin 42 is described as an extension of the piston, it should be noted that the pressure pin can also be a separate component or an extension of the valve needle if desired.
Es
sollte beachtet werden, dass dann, wenn sich die Ventilnadel 10 in
der geschlossenen Stellung befindet, das Fließen von unter hohem Druck stehendem
Kraftstoff um den Kolben 36 und die Nadel 10 herum
in die Zwischenkammer 44 den Druck in der Zwischenkammer 44 erhöhen kann.
In einem derartigen Falle gibt es immer noch eine resultierende
Kraft, die eine Folge der vorspannenden Kraft der Feder 43 und
des Kraftstoffdrucks innerhalb der Steuerkammer 38 ist
und die die Ventilnadel 10 gegen den Sitz drückt. Während der Öffnungsbewegung
der Ventilnadel 10 steigt das Volumen in der Zwischenkammer 44 an,
und der Druck darin verringert sich weiter. Dies stellt sicher,
dass der Flächenüberschuss,
der durch die größere effektive
Fläche
des Kolbens 36 im Vergleich zur effektiven Fläche der
Ventilnadel-Druckflächen
erreicht wird, beibehalten wird.It should be noted that when the valve needle 10 in the closed position, the flow of high pressure fuel around the piston 36 and the needle 10 around in the intermediate chamber 44 the pressure in the intermediate chamber 44 can increase. In such a case, there is still a resultant force resulting from the biasing force of the spring 43 and the fuel pressure within the control chamber 38 is and the valve needle 10 against the seat pushes. During the opening movement of the valve needle 10 the volume in the intermediate chamber increases 44 and the pressure inside it continues to decrease. This ensures that the excess area, due to the larger effective area of the piston 36 is achieved compared to the effective area of the valve needle pressure surfaces is maintained.
Ein
mögliches
Einsickern von Kraftstoff unter hohem Druck in die Zwischenkammer 44 während des
Anhebens des Kolbens 36 oder in der höchsten Stellung des Kolbens 36 trägt dazu
bei, dass ein Überdruck
in der Zwischenkammer 44 aufgebaut wird, sobald sich der
Kolben 36 nach unten bewegt, um die Ventilnadel 10 gegen
den Sitz zu drücken. Dies
verhindert jedoch kein rasches Ventilschließen, da der anfänglich relativ
geringe Druck in der Zwischenkammer 44 bei Beginn der Abwärtsbewegung des
Kolbens 36 es ermöglicht,
dass der Kolben der Ventilnadel 10 einen ausreichenden
Impuls verleiht, um die Ventilnadel 10 mit dem Sitz zur
Anlage zu bringen. Die Abwärtsbewegung
des Kolbens kann jedoch gedämpft
werden, wenn der Kraftstoff einschließlich des einsickernden Kraftstoffes
in der Zwischenkammer 44 komprimiert wird. Es kann dann
ein Abheben des Kolbens 36 von der Ventilnadel 10 auftreten.
Wenn die Zeit zwischen den Einspritzvorgängen ausreichend ist, führt die
Feder 43 den Kolben 36 zurück in Anlage mit der Ventilnadel 10.A possible infiltration of fuel under high pressure into the intermediate chamber 44 while raising the piston 36 or in the highest position of the piston 36 Helps to prevent overpressure in the intermediate chamber 44 is built up as soon as the piston 36 moved down to the valve needle 10 to press against the seat. However, this does not prevent rapid valve closure since the initially relatively low pressure in the intermediate chamber 44 at the beginning of the downward movement of the piston 36 it allows the piston of the valve needle 10 gives a sufficient impulse to the valve needle 10 to bring with the seat to the plant. However, the downward movement of the piston can be damped when the fuel including the infiltrating fuel in the intermediate chamber 44 is compressed. It can then lift the piston 36 from the valve needle 10 occur. If the time between injections is sufficient, the spring will run 43 the piston 36 back into system with the valve needle 10 ,
Während das
Dämpfen
der Abwärtsbewegung
des Kolbens und die Trennung des Kolbens 36 und der Ventilnadel 10 in
gewissen Einspritzverfahren tolerierbar ist, werden nunmehr diverse
Abwandlungen der zuvor beschriebenen Ausführungsform beschrieben, die
bei derartigen Problemen Abhilfe schaffen, indem eine Ableitung
von der Zwischenkammer zur Steuerkammer geschaffen wird. In der folgenden
Beschreibung dieser Abwandlungen ist eine detaillierte Beschreibung
von Merkmalen, die identisch zu jenen sind, die mit Bezug auf 1 beschrieben
sind, weggelassen.While dampening the downward movement of the piston and the separation of the piston 36 and the valve needle 10 can be tolerated in certain injection methods, various modifications of the embodiment described above will now be described, which remedy such problems by providing a discharge from the intermediate chamber to the control chamber. In the following description of these modifications, a detailed description of features identical to those described with reference to FIG 1 are omitted.
2 zeigt
ein abgewandeltes Einspritzventil, das im Wesentlichen identisch
mit dem Einspritzventil aus 1 ist, mit
Ausnahme eines Ableitungskanals bzw. Durchgangs 72 durch
das Kolbenelement 36A und eines Ventilelements 74,
das in der Steuerkammer 38a angeordnet ist. Das Ventilelement 74 wird
mittels einer Feder 43A elastisch gegen einen Sitz auf
der Oberseite des Kolbens 36A vorgespannt, wodurch ein
Ende des Ableitungskanals 72 geschlossen wird. Der Ableitungskanal 72 stellt
eine Fluidverbindung zwischen der Zwischenkammer 44A und
der Steuerkammer 38A bereit, wenn Überdruck in der Zwischenkammer 44A das
Ventilelement 74 von seinem Sitz auf der oberen Außenfläche des
Kolbens 36 abhebt, beispielsweise, wenn der Kolben nach
unten getrieben wird und das Volumen der Zwischenkammer 44A,
in die unter hohem Druck stehender Kraftstoff eingesickert ist,
verringert. Dieses Öffnen
des Ableitungskanals 72 zum Druckabbau in der Zwischenkammer 44A verringert
das zuvor genannte Problem der Kolbendämpfung. Natürlich kann das gezeigte Plattenventil-Ventilelement
durch eine andere Art eines Einwegeventils ersetzt werden, beispielsweise
ein Einwegeventil mit einer Ventilfeder zusätzlich zu der den Kolben vorspannenden
Feder oder mit einem Ventilelement anderer Bauweise, etwa einem
Kugelventil. 2 shows a modified injection valve, which is essentially identical to the injection valve 1 is, with the exception of a discharge channel or passage 72 through the piston element 36A and a valve element 74 that in the control chamber 38a is arranged. The valve element 74 is by means of a spring 43A elastic against a seat on top of the piston 36A biased, creating one end of the discharge channel 72 is closed. The discharge channel 72 provides a fluid connection between the intermediate chamber 44A and the control chamber 38A ready when overpressure in the intermediate chamber 44A the valve element 74 from its seat on the upper outer surface of the piston 36 For example, when the piston is driven down and the volume of the intermediate chamber 44A , is injected into the high pressure fuel, reduced. This opening of the discharge channel 72 for pressure reduction in the intermediate chamber 44A reduces the aforementioned problem of piston damping. Of course, the illustrated disc valve element may be replaced by another type of one-way valve, for example, a one-way valve with a valve spring in addition to the piston biasing the piston or with a valve element of other construction, about a ball valve.
3 zeigt
ein weiteres modifiziertes Einspritzventil, das im Wesentlichen
mit dem Einspritzventil aus 1 identisch
ist, mit der Ausnahme eines Ableitungskanals 82 durch das
Kolbengehäuse 26A und
einer Ventileinrichtung, die als Kugelventil 84, 85 gezeigt
ist, das ein Ende des Ableitungskanals 82 abschließt. Der
Ableitungskanal 82 stellt eine Fluidverbindung zwischen
der Zwischenkammer 44B und der Steuerkammer 38B dar,
um eine Umgehung des Kolbens 36B bereitzustellen, wenn
ein Überdruck
in der Zwischenkammer 44 die Kugel 84 des Kugelventils
gegen seine Feder 85 anhebt. 3 shows another modified injection valve, which is substantially with the injection valve 1 is identical, with the exception of a derivative channel 82 through the piston housing 26A and a valve device acting as a ball valve 84 . 85 shown is one end of the discharge channel 82 concludes. The discharge channel 82 provides a fluid connection between the intermediate chamber 44B and the control chamber 38B represents a bypass of the piston 36B provide when an overpressure in the intermediate chamber 44 the ball 84 of the ball valve against its spring 85 raising.
4 zeigt
ein weiter abgewandeltes Einspritzventil, das im Wesentlichen identisch
ist mit dem Einspritzventil aus 1, mit Ausnahme
eines Ableitungskanals 92 durch den Kolben 36C,
wobei das untere Ende des Ableitungskanals in eine untere Fläche des
Kolbens 36C mündet,
die mit der Endfläche 34C der
Ventilnadel 10C in einer fluiddichten Weise zusammenpasst,
so dass der Ableitungskanal 92 geschlossen wird, wenn der
Kolben 36C und die Ventilnadel 10C aufeinander
zu getrieben werden. Wenn in der Zwischenkammer 44C Überdruck
auftritt, so dass der Kolben 36C und die Ventilnadel 10C sich
voneinander lösen,
wenn der Kolben 36C und die Ventilnadel 10C nach
unten getrieben werden, öffnet
sich das untere Ende des Ableitungskanals 92 zur Zwischenkammer 44C,
wodurch der Druck in der Zwischenkammer 44C zur Steuerkammer 38C entweicht.
Wenn der Druck in der Zwischenkammer in ausreichender Weise abgefallen
ist, wird der Kolben 36C durch die Feder 43C zurück in Richtung
einer Anlage mit der Ventilnadel 10C bewegt, um damit das untere
Ende des Ableitungskanals 92 erneut abzudichten. 4 shows a further modified injection valve, which is substantially identical to the injection valve 1 , with the exception of one discharge channel 92 through the piston 36C , wherein the lower end of the discharge channel into a lower surface of the piston 36C merges with the end face 34C the valve needle 10C in a fluid-tight manner, so that the discharge channel 92 closed when the piston 36C and the valve needle 10C be driven towards each other. If in the intermediate chamber 44C Overpressure occurs, leaving the piston 36C and the valve needle 10C detach each other when the piston 36C and the valve needle 10C are driven down, opens the lower end of the discharge channel 92 to the intermediate chamber 44C , reducing the pressure in the intermediate chamber 44C to the control chamber 38C escapes. When the pressure in the intermediate chamber has dropped sufficiently, the piston becomes 36C through the spring 43C back towards a system with the valve needle 10C moves to the lower end of the drainage channel 92 re-seal.
5 zeigt
ein noch weiteres abgewandeltes Einspritzventil, das dem Einspritzventil
aus 1 ähnlich
ist, mit der Ausnahme, dass die Steuerkammer 38D über einen
Durchgang 102 in dem Kolben 26D mit der Zwischenkammer 44D in
Verbindung steht. Außerdem
ist kein unterer Druckstift auf dem Kolben 36D vorgesehen,
und die Ventilnadel 10 ist an ihrem oberen Ende mit einem
Bereich 10D mit reduziertem Durchmesser versehen, der in
Anlage mit der unteren Fläche
des Kolbens gezeigt ist. Ein Strömungswiderstand
in Form eines Bohrungsbereichs 103 mit reduziertem Durchmesser
ist in dem Durchgang 102 vorgesehen. Ein Durchgang 104 für nicht beschränkten Abfluss
zum Ableiten von Kraftstoff aus der Zwischenkammer 44D über die
Kammer 66 zu einem Niedrigdruckbereich ist in dem Kolbengehäuse 26D unter
der Steuerung des Ventilelements 48 vorgesehen. In der
Ausführungsform
der 5 muss der gesamte Abfluss (zu niederem Druck)
zunächst durch
den Durchgang im Kolben 36D fließen und unterliegt damit der
Einwirkung des Strömungswiderstandes 103. 5 shows a still further modified injection valve, the injection valve from 1 is similar, except that the control chamber 38D over a passage 102 in the piston 26D with the intermediate chamber 44D communicates. In addition, there is no lower pressure pin on the piston 36D provided, and the valve needle 10 is at its upper end with an area 10D provided with reduced diameter, which is shown in abutment with the lower surface of the piston. A flow resistance in the form of a bore area 103 with reduced diameter is in the passage 102 intended. A passage 104 for non-limited drainage for draining fuel from the intermediate chamber 44D over the chamber 66 to a low pressure area is in the piston housing 26D under the control of the valve element 48 intended. In the embodiment of the 5 first, the entire outflow (to low pressure) must pass through the passage in the piston 36D flow and thus subject to the influence of flow resistance 103 ,
Das
Einspritzventil in 5 ist in seinem geschlossenen
Zustand zwischen den Einspritzvorgängen gezeigt, wobei das Ventilelement 48 sich
in der geschlossenen Stellung befindet. Wenn das Ventilelement 48 geöffnet wird,
wird der Druck in der Zwischenkammer 44D rasch abgeleitet.
Der Druck in der Steuerkammer 38D wird reduziert, wenn
Kraftstoff durch den Kanal 102 und den verengten Kanal 103 strömt, und
folglich bewegen sich die Ventilnadel 10 und der Kolben 36D auf
Grund der Kraft, die durch den hohen Druck des Fluids aus dem Einlasskanal 22 auf
die Druckfläche 105 und
auf die kegelstumpfförmige
Fläche
auf der Ventilnadelspitze ausgeübt wird,
rasch nach oben, wodurch die auf dem verringerten Kraftstoffdruck
innerhalb der Steuerkammer 38 und der Kraft der Feder 43D basierende,
verringerte Kraft überkompensiert
wird, so dass das Einspritzventil geöffnet wird. Es sollte beachtet
werden, dass dann, wenn die Zwischenkammer 44D im Wesentlichen
evakuiert ist, die auf die Oberseite des Kolbens 36D einwirkende
Kraft und die auf die kegelstumpfförmige Fläche der Ventilnadelspitze einwirkende
Kraft dazu dienen, die Ventilnadel 10 und den Kolben 36D zusammenzuhalten.The injection valve in 5 is shown in its closed state between the injection events, wherein the valve element 48 is in the closed position. When the valve element 48 is opened, the pressure in the intermediate chamber 44D derived quickly. The pressure in the control chamber 38D is reduced when fuel through the channel 102 and the narrowed channel 103 flows, and consequently move the valve needle 10 and the piston 36D due to the force caused by the high pressure of the fluid from the inlet duct 22 on the printing surface 105 and exerted on the frusto-conical surface on the valve pin tip, rapidly upward, thereby increasing the fuel pressure within the control chamber 38 and the power of the spring 43D based, reduced power is overcompensated, so that the injection valve is opened. It should be noted that when the intermediate chamber 44D is essentially evacuated on the top of the piston 36D acting force and acting on the frusto-conical surface of the valve needle tip force to serve the valve needle 10 and the piston 36D together.
Wenn
das Ventilelement 48 geschlossen ist, strömt weiterhin
Fluid durch den Durchgang 102, wodurch eine Druckdifferenz über den
Strömungswiderstand 103 hinweg
aufrecht erhalten wird. Dies treibt den Kolben 36D nach
unten, was die Ventilnadel 10, die an dem Kolben 36D anliegt,
gegen ihren Sitz nach unten drückt.
Die Druckdifferenz über
den Widerstand 103 hinweg nimmt allmählich ab, bis die Drücke in der
Steuerkammer 38D und in der Zwischenkammer 44D gleich
geworden sind. Es sollte klar sein, dass der Druck in der Zwischenkammer
lediglich für
eine geringe Zeitdauer unter den Einlasskanaldruck abfällt, wodurch
Wärmeverluste
innerhalb des Einspritzventils minimiert werden.When the valve element 48 is closed, fluid continues to flow through the passage 102 , creating a pressure difference across the flow resistance 103 is maintained. This drives the piston 36D down, what the valve needle 10 attached to the piston 36D rests against her seat pushes down. The pressure difference across the resistor 103 gradually decreases until the pressures in the control chamber 38D and in the intermediate chamber 44D have become equal. It should be understood that the pressure in the intermediate chamber falls below the inlet port pressure only for a short period of time, thereby minimizing heat losses within the injector.
6 zeigt
ein noch weiteres abgewandeltes Einspritzventil, das dem Einspritzventil
aus 1 ähnlich
ist, mit der Ausnahme, dass die Zwischenkammer 44E über einen
Durchgang 106 sowohl mit einem verengten Kanal 107 zur
Steuerkammer 38E als auch mit einem Abflusskanal (Überströmkanal) 108 zum
Abführen
von Fluid über
die Kammer 66 zu einer Niederdrucksenke in Verbindung steht,
und zwar unter der Steuerung des Ventilelements 48. Ferner
ist in der Zwischenkammer 44E eine Spiralfeder 109 um
einen Bereich 42E des Druckstiftes mit reduziertem Durchmesser
des Kolbens 36E herum angeordnet. Die Feder 109 liegt
an einander gegenüberliegenden
ringförmigen
Flächen 111, 110 des
Kolbens 36E bzw. der Nadel 10 an, um damit die
Nadel 10 von dem Kolben 36E weggerichtet mit Vorspannung
zu beaufschlagen und um sicherzustellen, dass es stets eine Schließkraft gibt,
die auf die Nadel 10 einwirkt. 6 shows a still further modified injection valve, the injection valve from 1 similar, except that the intermediate chamber 44E over a passage 106 both with a narrowed channel 107 to the control chamber 38E as well as with a drainage channel (overflow channel) 108 for removing fluid via the chamber 66 to a low pressure sink, under the control of the valve element 48 , Further, in the intermediate chamber 44E a coil spring 109 around an area 42E the pressure pin with reduced diameter of the piston 36E arranged around. The feather 109 lies on opposite annular surfaces 111 . 110 of the piston 36E or the needle 10 to turn on the needle 10 from the piston 36E straighten biased and to ensure that there is always a closing force acting on the needle 10 acts.
Die
Ventilnadel 10 kann an ihrem oberen Ende mit einem Bereich 10E mit
reduziertem Durchmesser versehen sein, ähnlich dem Bereich 10D,
der in 5 gezeigt ist.The valve needle 10 can at its upper end with an area 10E be provided with reduced diameter, similar to the area 10D who in 5 is shown.
6 zeigt
das Einspritzventil in der normalen Betriebsposition, wobei das
Ventilelement 48 geschlossenen ist und der Kolben 36E mit
der Ventilnadel 10 in Kontakt steht. Obwohl dann, wenn
sich der Druck in der Steuerkammer 38E und in der Zwischenkammer 44E ausgeglichen
hat, die Feder 109 tendenziell den Kolben 36E nach
oben, weg von der Ventilnadel 10 drückt, ist bei normalem Betrieb
nicht ausreichend Zeit, dass dies zwischen einzelnen Einspritzvorgängen geschieht.
Wenn sich in dem gezeigten Zustand das Ventilelement 48 öffnet und
damit den Druck in der Zwischenkammer 44E reduziert, treibt
die aufwärtsgerichtete
Druckfläche
auf der Ventilnadel 10 über
die Druckfläche 105 und
die kegelstumpfförmige
Fläche
auf der Ventilnadelspitze die Ventilnadel 10 mit dem Kolben 36E nach
und nach aufwärts
in die geöffnete
Stellung, wobei die Kraft, die auf dem reduzierten Kraftstoffdruck
in der Steuerkammer 38 beruht, überkompensiert wird. 6 shows the injector in the normal operating position, wherein the valve element 48 is closed and the piston 36E with the valve needle 10 in contact. Although then, when the pressure in the control chamber 38E and in the intermediate chamber 44E has compensated, the spring 109 tends to the piston 36E up, away from the valve needle 10 during normal operation there is not enough time for this to happen between individual injections. When in the state shown, the valve element 48 opens and thus the pressure in the intermediate chamber 44E reduces, drives the upward pressure surface on the valve needle 10 over the printing surface 105 and the frusto-conical surface on the valve needle tip the valve needle 10 with the piston 36E gradually upward to the open position, with the force acting on the reduced fuel pressure in the control chamber 38 is overcompensated.
Wenn
das Ventilelement 48 geschlossen wird, führt die
Druckdifferenz zwischen der Steuerkammer 38E und der Zwischenkammer 44E über die Verengung 107 hinweg
zu einer nach unten gerichteten Kraft auf den Kolben 36E,
der die Ventilnadel 10 nach unten drückt, um das Einspritzventil
zu schließen.
Wenn eine ausreichend lange Zeitdauer verstreicht, bevor sich das
Ventilelement 48 wieder öffnet, lässt die Druckdifferenz durch
den Strom durch die Verengung 107 zu der Zwischenkammer 44E nach,
und die Feder 109 kann den Kolben 36E nach oben
treiben, wie dies bereits beschrieben wurde.When the valve element 48 is closed, the pressure difference between the control chamber leads 38E and the intermediate chamber 44E about the constriction 107 away to a downward force on the piston 36E , the valve needle 10 pushes down to close the injector. If a sufficiently long time elapses before the valve element 48 opens again, leaves the pressure difference through the flow through the constriction 107 to the intermediate chamber 44E after, and the spring 109 can the piston 36E drive upwards, as already described.
In
dieser Ausführungsform
gibt es weniger Verluste, weil der Zwischenkammerdruck während des
Hauptanteils oder zumindest eines gewissen Anteils des Einspritzzyklus' über dem Druck der Niederdrucksenke
gehalten wird.In
this embodiment
there are fewer losses because of the inter-chamber pressure during the
Main portion or at least a certain proportion of the injection cycle 'above the pressure of the low-pressure sink
is held.
In 7 ist
eine weitere alternative Ausführungsform
der Erfindung gezeigt, in der die Steuerkammer 38F mittels
eines verengten Kanals 65 mit der ringförmigen Kammer, die zwischen
dem Bereich mit reduziertem Durchmesser des Ventilelements 48 und
der Bohrung 46 ausgebildet ist, in Verbindung steht. Das
Kraftstoffeinspritzventil umfasst ferner einen Überströmkanal 81, der einen
Rückstromweg
für Kraftstoff
von der Zwischenkammer 44F zu dem Kanal 65 und
damit am Ventilsitz 50 vorbei bildet, während das Ventilelement 48 sich
in der geöffneten
Stellung befindet. Der Kanal 81 ist im Kolbengehäuse 26 für das Kolbenelement 36F vorgesehen,
und eine Ventileinrichtung in Form eines Einwegekugelventils 83 ist
in Richtung des oberen Endes des Kanals 81 vorhanden. Das
Kugelventil 83 kann mit einem Sitz 86 in Anlage
gebracht werden, um damit die Verbindung zwischen dem Kanal 81 und
dem Kanal 65 zu unterbrechen. Wenn der Druck in der Zwischenkammer 44F den
Druck in dem Kanal 65 übersteigt,
wird das Kugelventil 83 in dem Kanal 81 von seinem
Sitz 86 abgehoben, wodurch Kraftstoff von der Zwischenkammer 44F in
den Kanal 65 strömen
kann. Wenn der Druck in der Zwischenkammer 44F denjenigen
im Kanal 65 nicht übersteigt,
verbleibt das Einwegekugelventil 83 an seinem Sitz 86 und
verhindert das Strömen
das Kraftstoffs von dem Kanal 65, der mit der Steuerkammer 38F in
Verbindung steht, in die Zwischenkammer 44F. Die Funktionsweise
des Kugelventils 83 wird nachfolgend detaillierter beschrieben.In 7 is shown a further alternative embodiment of the invention, in which the control chamber 38F by means of a narrowed channel 65 with the annular chamber between the reduced diameter portion of the valve element 48 and the hole 46 is formed, communicates. The fuel injection valve further comprises an overflow channel 81 , which provides a return flow path for fuel from the intermediate chamber 44F to the channel 65 and thus the valve seat 50 forms over while the valve element 48 is in the open position. The channel 81 is in the piston housing 26 for the piston element 36F provided, and a valve device in the form of a one-way ball valve 83 is towards the top of the channel 81 available. The ball valve 83 can with a seat 86 be brought into contact with it, thus the connection between the channel 81 and the channel 65 to interrupt. When the pressure in the intermediate chamber 44F the pressure in the channel 65 exceeds, the ball valve 83 in the channel 81 from his seat 86 lifted, causing fuel from the intermediate chamber 44F in the channel 65 can flow. When the pressure in the intermediate chamber 44F those in the channel 65 does not exceed, the one-way ball valve remains 83 at his seat 86 and prevents the flow of fuel from the duct 65 that with the control chamber 38F communicates with the intermediate chamber 44F , The operation of the ball valve 83 will be described in more detail below.
Der
Kanal 65 umfasst einen Strömungswiderstand bzw. eine Strömungsverengung 65a , und deshalb ist dann,
wenn das Steuerventil offen ist, der Druck in dem Kanal 65 stromabwärts des
Strömungswiderstandes
zumindest während
eines Teils des Betriebszyklus' des
Einspritzventils geringer als der Druck innerhalb der Steuerkammer 38F.
Die Zwischenkammer 44F kann daher auf einen Druck entspannt
werden, der kleiner ist als der Druck in der Steuerkammer 38F.The channel 65 includes a flow restriction or a flow constriction 65 a and therefore, when the control valve is open, the pressure in the duct is 65 downstream of the flow resistance at least during a portion of the operating cycle of the injector less than the pressure within the control chamber 38F , The intermediate chamber 44F Therefore, it can be relieved to a pressure less than the pressure in the control chamber 38F ,
Die
Funktionsweise des Einspritzventils in 7 ist im
Wesentlichen gleich der Funktion, wie sie zuvor beschrieben wurde,
so dass für
den Beginn des Einspritzens das Ventilelement 48 nach oben
bewegt wird, um ein Entweichen von Kraftstoff aus der Steuerkammer 38F zu
ermöglichen,
wodurch der Kraftstoffdruck, der auf den Kolben 36F ausgeübt wird,
reduziert wird. Das Kugelventil 83 öffnet sich ebenfalls, so dass
der Druck in der Zwischenkammer 44 abgebaut wird. Der Strömungswiderstand
in dem verengten Kanal 65 bewirkt, dass der Druck stromabwärts der
Verengung auf ein Niveau absinkt, das unter dem der Steuerkammer 38F liegt.
Wenn beispielsweise das Steuerventil 48 offen ist, kann
der Druck in der Steuerkammer auf ein Niveau absinken, das typischerweise
im Bereich von 50 bis 60% des Druckes in der gemeinsamen Druckleitung
oder einer anderen Quelle für
den unter Druck stehenden Kraftstoff liegt, während der Druck in dem verengten
Kanal 65, 65a stromabwärts des
Strömungswiderstandes
typischerweise auf einen Bereich von 10 bis 20% des Drucks in der
Druckleitung oder anderen Druckquelle absinkt. Als Folge davon fällt der
Druck in der Zwischenkammer rasch ab und kann auf ein Niveau absinken,
das niedriger ist als das in der Steuerkammer 38F, bevor
sich das Kolbenelement und die Nadel zu bewegen beginnen. Während der
Bewegung des Kolbens 36F und der Ventilnadel 10 steigt
das Volumen der Zwischenkammer 44F an, und damit fällt der Kraftstoffdruck
darin weiter ab und es kann ein Hohlraum darin gebildet werden.The operation of the injector in 7 is substantially equal to the function as previously described, so that for the start of injection, the valve element 48 is moved upward to allow fuel to escape from the control chamber 38F to allow the fuel pressure on the piston 36F exercised is reduced. The ball valve 83 also opens, allowing the pressure in the intermediate chamber 44 is reduced. The flow resistance in the narrowed channel 65 causes the pressure downstream of the throat to drop to a level below that of the control chamber 38F lies. If, for example, the control valve 48 is open, the pressure in the control chamber may drop to a level typically within the range of 50 to 60% of the pressure in the common rail or other source of pressurized fuel, while the pressure in the restricted channel 65 . 65 a downstream of the flow resistance typically falls within a range of 10 to 20% of the pressure in the pressure line or other pressure source. As a result, the pressure in the intermediate chamber drops rapidly and can drop to a level lower than that in the control chamber 38F before the piston element and the needle begin to move. During the movement of the piston 36F and the valve needle 10 the volume of the intermediate chamber increases 44F and thus the fuel pressure continues to drop therein and a cavity can be formed therein.
Das
Kugelventil kann mit einer Vorspannungsfeder (nicht gezeigt) versehen
sein, um das Kugelventil 83 in Richtung auf seinen Sitz 86 vorzuspannen.
Jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich, da der Kraftstoffdruck
in dem Kanal 65 typischerweise ausreicht, um das Kugelventil
bei Bedarf auf dem Sitz zu halten.The ball valve may be provided with a biasing spring (not shown) to the ball valve 83 towards his seat 86 pretension. However, this is not essential as the fuel pressure in the duct 65 is typically sufficient to hold the ball valve when needed on the seat.
Das
Vorsehen des Kugelventils 83 stellt sicher, dass sich dann,
wenn der Druck in der Zwischenkammer 44F denjenigen in
dem Kanal 65 übersteigt,
das Kugelventil 83 öffnet.
Auf eine Bewegung des Kolbens 36F in Aufwärtsrichtung
hin beginnt der Druck in der Zwischenkammer 44F abzufallen,
und das Kugelventil 83 kehrt zu seiner Dichtposition mit Anlage
gegen seinen Sitz 86 zurück. Das Vorsehen des Kugelventils 83 stellt
damit sicher, dass ein niedriger Druck in der Zwischenkammer 44F „eingeschlossen" bleibt. Dies minimiert
eine Dämpfung
der Abwärtsbewegung
des Kolbenelements 36F und der Ventilnadel 10 bei
Beginn des Schließens
der Ventilnadel 10. Das Kugelventil 83 dient ferner
dazu, den Druck in der Zwischenkammer 44F abzubauen, sollte die
Zwischenkammer 44F zu stark mit Druck beaufschlagt worden
sein. Wenn das Kugelventil 83 mit einer Vorspannungsfeder
versehen ist, um das Kugelventil 83 in Richtung auf seinen
Sitz 86 zu drücken, sollte
beachtet werden, dass das Kugelventil 83 vor dem Beginn
der Aufwärtsbewegung
des Kolbens 36F schneller mit dem Sitz in Anlage gebracht
werden kann.The provision of the ball valve 83 Make sure that then when the pressure in the intermediate chamber 44F those in the channel 65 exceeds, the ball valve 83 opens. On a movement of the piston 36F in the upward direction, the pressure in the intermediate chamber begins 44F fall off, and the ball valve 83 returns to its sealing position with abutment against its seat 86 back. The provision of the ball valve 83 thus ensures that a lower pressure in the intermediate chamber 44F This minimizes damping of the downward movement of the piston member 36F and the valve needle 10 at the beginning of closing the valve needle 10 , The ball valve 83 also serves to increase the pressure in the intermediate chamber 44F should dismantle, the intermediate chamber 44F too much pressure has been applied. If the ball valve 83 provided with a biasing spring to the ball valve 83 towards his seat 86 should be noted that the ball valve 83 before the beginning of the upward movement of the piston 36F can be brought into contact with the seat more quickly.
Um
den Einspritzvorgang zu beenden, wird Energie vom Aktuator genommen,
und das Ventilelement 48 kehrt infolge der Einwirkung der
Feder 58 in Anlage mit dem Sitz 50 zurück, wie
dies zuvor beschrieben wurde.To stop the injection process, energy is taken from the actuator, and the valve element 48 returns due to the action of the spring 58 in contact with the seat 50 back, as previously described.
Es
sollte beachtet werden, dass dann, wenn die Ventilnadel 10 sich
in der geschlossenen Position befindet, das Strömen von unter hohem Druck stehendem
Kraftstoff um den Kolben 36F und die Nadel 10 herum
in die Zwischenkammer 44F den Druck in der Zwischenkammer 44F erhöhen kann.
In einem derartigen Falle gibt es dennoch eine resultierende Kraft,
die von der Vorspannkraft der Feder 43 und dem Kraftstoffdruck
in der Steuerkammer 38F herrührt, die die Ventilnadel 10 gegen
den Sitz drückt. Wenn
sich die Ventilnadel 10 und der Kolben 36F bei Beginn
des Einspritzens nach oben bewegen und der darauf wirkende Kraftstoffdruck
die Feder 43 unterstützt,
so dass diese Komponenten zusammengehalten werden, wird das Volumen
der Zwischenkammer 44f vergrößert, wodurch der Druck darin
weiter reduziert wird. Ein Hineinsickern von unter hohem Druck stehendem
Kraftstoff in die Zwischenkammer 44F während des Anhebens des Kolbens 36F oder
dann, wenn sich der Kolben 36F in der höchsten Position befindet, kann
dazu beitragen, dass ein Überdruck
in der Zwischenkammer 44F hervorgerufen wird, sobald sich
der Kolben 36F nach unten bewegt, um die Ventilnadel 10 in
Anlage mit dem Sitz und damit in die geschlossene Position zu bringen.
Wenn jedoch der in der Zwischenkammer 44F herrschende Druck
den Druck in dem Kanal 65 übersteigt, wird das Kugelventil 83 in
dem Kanal 81 von seinem Sitz 86 abgehoben, wodurch
Kraftstoff von der Zwischenkammer 44F in den Kanal 65 einströmen kann
und den Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 44F reduziert.It should be noted that when the valve needle 10 is in the closed position, the flow of high pressure fuel around the piston 36F and the needle 10 around in the intermediate chamber 44F the pressure in the intermediate chamber 44F can increase. In such a case, however, there is a resultant force resulting from the biasing force of the spring 43 and the fuel pressure in the control chamber 38F that is the valve needle 10 against the seat pushes. When the valve needle 10 and the piston 36F move upward at the beginning of injection and the fuel pressure acting on it will move the spring 43 supports, so that these components are held together, the volume of the intermediate chamber 44f increases, whereby the pressure is further reduced in it. A leakage of high pressure fuel into the intermediate chamber 44F while raising the piston 36F or when the piston is 36F Being in the highest position can help to keep an overpressure in the intermediate chamber 44F is caused as soon as the piston 36F moved down to the valve needle 10 in abutment with the seat and thus bring it into the closed position. If, however, in the intermediate chamber 44F prevailing pressure the pressure in the channel 65 exceeds, the ball valve 83 in the channel 81 from his seat 86 lifted, causing fuel from the intermediate chamber 44F in the channel 65 can flow in and the fuel pressure in the intermediate chamber 44F reduced.
Die
Anordnung des Kanals 81 in dem Kolbengehäuse 26 und
das Vorsehen des Kugelventils 83 in dem Kanal 81 lässt sich
bequem zusammenbauen, da das Kugelventil in dem Kontaktbereich zwischen
dem oberen Ventilelementgehäuse 45 und dem
Kolbengehäuse 26 angeordnet
werden kann. Da ferner das Volumen der Steuerkammer 38F relativ klein
ist, wenn die Beendigung des Kraftstoffeinspritzens gewünscht ist,
kann eine erneute Druckbeaufschlagung der Steuerkammer 38F relativ
rasch erreicht werden. Ferner wird bei der Aktivierung des Ventilelements 48 und
der Bewegung der Ventilnadel 10 weg von ihrem Sitz die
Zwischenkammer 44F auf ein niedriges Druckniveau gebracht
und kann damit ein relativ großes
Volumen an Kraftstoff aufnehmen, der am Kolben 36F vorbei
einsickert, wenn die Ventilnadel 10 von ihrem Sitz abgehoben
ist. Somit besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass sich die
Zwischenkammer 44F während
der Kraftstoffeinspritzung des Zyklus' mit Kraftstoff unter hohem Druck füllt.The arrangement of the channel 81 in the piston housing 26 and providing the ball valve 83 in the channel 81 is easy to assemble because the ball valve is in the contact area between the upper valve element housing 45 and the piston housing 26 can be arranged. Further, because the volume of the control chamber 38F is relatively small, if the termination of the fuel injection is desired, a repressurization of the control chamber 38F be reached relatively quickly. Further, upon activation of the valve element 48 and the movement of the valve needle 10 away from her seat the intermediate chamber 44F brought to a low pressure level and thus can absorb a relatively large volume of fuel, the piston 36F infiltrated by when the valve needle 10 lifted from its seat. Thus, there is less chance that the intermediate chamber 44F during the fuel injection of the cycle 'fills with fuel under high pressure.
Es
sollte klar sein, dass das Kugelventil 83, das in dem Kanal 81 angeordnet
ist, durch eine andere Art eines Einwegeventils ersetzt werden kann,
beispielsweise durch ein Einwegeventil mit einer Ventilfeder, wobei
sowohl Einwegeventile des Typs, die mit einer Feder vorgespannt
sind, als auch Einwegeventile, die nicht mit einer Feder vorgespannt
sind, für
die Verwendung in dem Kanal geeignet sind. In einer weiteren Ausführungsform,
die sich von der in 7 gezeigten unterscheidet, kann
das Kugelventil weiter unten in dem Kanal 81, d. h. näher an dem
Düsenkörper 14,
angeordnet sein.It should be clear that the ball valve 83 that in the channel 81 can be replaced by another type of one-way valve, for example, by a one-way valve with a valve spring, both one-way valves of the type biased by a spring, and one-way valves, which are not biased by a spring, for use in the channel are suitable. In a further embodiment, which differs from the in 7 shown differs, the ball valve can be further down in the channel 81 ie closer to the nozzle body 14 be arranged.
8 zeigt
eine Anordnung, die in vielerlei Hinsicht ähnlich jener der 7 ist,
und es werden lediglich die Unterschiede detailliert beschrieben.
Die Anordnung der 8 unterscheidet sich von jener der 7 dahingehend,
dass die Feder 43 in der Zwischenkammer 44 anstatt
in der Steuerkammer 38F angeordnet ist. Als Folge davon
kann das Volumen der Steuerkammer 38F verringert werden,
wodurch die Druckänderungen,
die zum Betreiben des Einspritzventils erforderlich sind, in rascher Weise
erreicht werden können,
wodurch die Reaktionszeit des Einspritzventils verbessert wird.
Die Feder 43 greift an einer Beilegscheibe 43a an, die an einer in der
Bohrung 28 ausgebildeten Stufe 28a anliegt. Auf Wunsch kann die Dicke
der Beilegscheibe 43a so
gewählt
werden, dass damit die auf die Nadel ausgeübte Federbelastung eingestellt
wird. Alternativ kann eine Distanzscheibe mit geeigneter Dicke zwischen der
Feder 43 und der Beilegscheibe 43a angeordnet werden. 8th shows an arrangement that in many ways similar to that of 7 is, and only the differences are described in detail. The arrangement of 8th is different from that of 7 to the effect that the spring 43 in the intermediate chamber 44 instead of in the control chamber 38F is arranged. As a result, the volume of the control chamber 38F can be reduced, whereby the pressure changes, which are required for operating the injection valve, can be achieved in a rapid manner, whereby the reaction time of the injection valve is improved. The feather 43 picks up on a washer 43 a at one in the hole 28 trained level 28 a is applied. On request, the thickness of the washer 43 a so ge be selected to adjust the spring load applied to the needle. Alternatively, a spacer of appropriate thickness between the spring 43 and the washer 43 a to be ordered.
Ein
möglicher
Nachteil der Anordnung in den 7 und 8 besteht
darin, dass der Betrieb des Kugelventils 83 durch Kraftstoff
beeinflusst werden kann, der bei der Öffnungsbewegung des Ventilelements 48 durch
die Verengung 65a austritt. 9 zeigt
eine Ausführungsform,
die anders ist als die in 7 und 8 gezeigten,
bei der dieses Problem vermieden wird. In dieser Ausführungsform
ist das Ventilgehäuse 45 mit
einer zusätzlichen
Drillbohrung versehen, die einen Kanal 90 bildet, der eine
Verbindung zwischen der Steuerkammer 38 und dem Niederdruckreservoir
herstellt, wenn das Ventilelement 48 von seinem Sitz 50 wegbewegt
ist. Der Kanal 90 umfasst eine Verengung 90a , die in einem Teil des in dem Kolbengehäuse 26 gebildeten
Kanals ausgebildet ist. Das Einspritzventil in 9 umfasst
ferner eine Feder 92, die dazu dient, das Kugelventil 83 gegen
seinen Sitz 86 zu drücken.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass das Vorsehen der Feder 92 nicht essenziell
ist, wie zuvor beschrieben.A possible disadvantage of the arrangement in the 7 and 8th is that the operation of the ball valve 83 can be influenced by fuel, during the opening movement of the valve element 48 through the narrowing 65 a exit. 9 shows an embodiment that is different from that in FIG 7 and 8th shown in which this problem is avoided. In this embodiment, the valve housing 45 provided with an additional drill hole, which has a channel 90 forms a connection between the control chamber 38 and the low pressure reservoir when the valve element 48 from his seat 50 is moved away. The channel 90 includes a narrowing 90 a in a part of the piston housing 26 formed channel is formed. The injection valve in 9 further comprises a spring 92 that serves the ball valve 83 against his seat 86 to press. However, it should be noted that the provision of the spring 92 is not essential, as previously described.
Die
Anordnung aus 9 liefert den Vorteil, dass
Kraftstoff, der bei der Öffnungsbewegung
des Ventilelements 48 aus der Verengung 90a austritt, den Betrieb des Kugelventils 83 nicht
beeinflusst, weil das Kugelventil 83 in einem Kanal (Kanal 81) vorgesehen
ist, der von dem Kanal zwischen der Steuerkammer 38 und
dem Ventilsitz 50 (d. h. dem Kanal 90) getrennt
ist.The arrangement off 9 provides the advantage of having fuel in the opening movement of the valve element 48 from the constriction 90 a exit, the operation of the ball valve 83 not influenced, because the ball valve 83 in a channel (channel 81 ) provided by the channel between the control chamber 38 and the valve seat 50 (ie the channel 90 ) is disconnected.