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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Ventilvorrichtung,
die ein Ventilgehäuse
aufweist, in dem sich ein Ventil der Spulenbauweise axial bewegt,
um eine in dem Ventilgehäuse
ausgebildete Öffnung
zu ändern,
um eine Menge eines Fluids, etwa eines Kraftstoffs, Öls oder von
Luft zu dosieren, und insbesondere auf eine elektromagnetische Ventilvorrichtung,
die in einer Kraftstoffzuführpumpe
eines Kraftstoffeinspritzsystems der Common-Rail-Bauweise montiert
ist, um eine Menge von zu einer Druckkammer der Pumpe zugeführtem Kraftstoff
zu dosieren.
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In
einem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Bauweise wird hochdruckbeaufschlagter Kraftstoff
in einer Common-Rail gesammelt, so dass der in der Common-Rail gesammelte
Kraftstoff zu einer Vielzahl von Zylindern einer Kraftmaschine über an den
jeweiligen Zylindern montierte Injektoren bei einer geeigneten Kraftmaschinenzeitgebung
zugeführt
wird. In dem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Bauweise
wird von einem Kraftstofftank über
eine elektromagnetische Ventilvorrichtung in die Druckkammer der
Kraftstoffzuführpumpe
geholter Kraftstoff durch die Pumpe druckbeaufschlagt und über ein
Kraftstoffbeschickungsrohr so zu der Common-Rail zugeführt, dass
der druckbeaufschlagte Kraftstoff immer in der Common-Rail angesammelt wird.
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Die
Menge des von der Kraftstoffzuführpumpe
ausgelassenen Kraftstoffs wird gemäß der Menge des durch eine
Förderpumpe über einen
Kraftstoffeinlassdurchlass und ein Ansaugventil in die Druckkammer
geholten Kraftstoff gesteuert. D.h., die Menge des in die Druckkammer geholten
Kraftstoffs wird durch eine elektromagnetische Ventilvorrichtung
gesteuert, die die offene Fläche
des Kraftstoffeinlassdurchlasses gemäß dem dazu zugeführten Spannungsbetrag ändert. Der
zu dem elektromagnetischen Ventil zugeführte Spannungsbetrag wird gemäß dem Betrag
der Antriebsspannung der Kraftstoffzuführpumpe gesteuert. In der vorgenannten elektromagnetischen
Ventilvorrichtung ist es schwierig, einen zwischen der Außenfläche eines
Ventilelements und der innenseitigen Wand eines Ventilgehäuses der
Spulenbauweise ausgebildeten gleichmäßigen Spalt bereitzustellen.
In diesem Fall wird ein gleichmäßiges Magnetfeld
nicht ausgebildet, was dazu führt,
dass das Ventilelement in dem Ventilgehäuse nicht zentriert werden
kann. Folglich kann die äußere Gleitfläche des
Ventilelements die innenseitige Wand des Ventilgehäuses ungleichmäßig kontaktieren
und das Ventilelement kann sich in dem Ventilgehäuse nicht problemlos bewegen.
Dies kann eine ungenaue Dosierung des Kraftstoffs hervorrufen, was
wiederum einen ungenauen Druck in der Common-Rail und eine ungenaue
Kraftstoffeinspritzung in eine Kraftmaschine verursacht.
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Beispielsweise
offenbart die JP-A-2002-106740 eine elektromagnetische Ventilvorrichtung,
die ein Ventilgehäuse,
ein in dem Ventilgehäuse
verschieblich angeordnetes Ventilelement, einen Statorkern, der
mit dem Anker einen Magnetkreislauf ausgebildet, und eine Solenoidspule
zum Magnetisieren des Ankers und des Statorkerns aufweist. Der Anker
ist aus Weicheisen gefertigt und das Ventilelement ist aus abnutzungsresistentem
Material gefertigt oder damit beschichtet. Wenn der Anker an das
Ventilelement zwangsgepasst wird, kann der Rand des Ventilelements
verformt werden. Dementsprechend kann sich das Ventilelement nicht
problemlos in dem Ventilgehäuse bewegen,
so dass die Menge des in die Druckkammer genommenen Kraftstoff nicht
präzise
gesteuert werden kann. Als ein Ergebnis kann der druckbeaufschlagte
Kraftstoff eines geeigneten Drucks nicht in der Common-Rail angesammelt
werden, wodurch eine ungenaue Kraftstoffeinspritzung verursacht
wird.
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
elektromagnetische Ventilvorrichtung zu schaffen, in der sich das
Ventilelement in dem Ventilgehäuse
problemlos bewegen kann.
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Gemäß der in
Anspruch 1 beanspruchten Erfindung hat eine elektromagnetische Ventilvorrichtung
ein Ventilgehäuse
mit einer axialen Bohrung und einer Kraftstofföffnung, ein so in der Bohrung
angeordnetes Ventilelement, dass es sich darin hin- und herbewegt,
und ein Solenoid. Das Ventilgehäuse
hat einen Magnetkernabschnitt, der magnetisiert wird, wenn das Solenoid
erregt ist. Das Ventilelement hat einen Ventilabschnitt zum Ändern der Öffnungsfläche der Öffnung und
einen an dem Ventilabschnitt angeschlossenen Ankerabschnitt, der
durch den Magnetkernabschnitt angezogen wird, wenn dieser magnetisiert
ist. Diese Ventilvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der
Ankerabschnitt an dem Ventilabschnitt an Endflächen des Ankerabschnitts und
des Ventilabschnitts stoßverbunden
ist.
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Daher
kann sich der Ventilabschnitt nicht verformen, wenn er an dem Ankerabschnitt
befestigt ist, so dass sich das Ventilelement in dem Ventilgehäuse sehr
problemlos bewegen kann. Als ein Ergebnis kann eine präzise Kraftstoffdosierung
bereitgestellt werden.
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In
der elektromagnetischen Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 2 haben der Ankerabschnitt
und der Ventilabschnitt näherungsweise
den gleichen Außendurchmesser an den Endflächen. Sie sind so ausgerichtet,
dass sie die gleiche Mittelachse haben, und sie sind an den Endflächen verschweißt.
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In
der elektromagnetischen Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 3 ist der Außendurchmesser
des Ankerabschnitts geringfügig
kleiner als der des Ventilabschnitts. Daher kann sich der Ankerabschnitt
in dem Ventilgehäuse
ohne Kontakt bewegen.
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In
der elektromagnetischen Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 4 ist der Ventilabschnitt
aus Chrommolybdänstahl
oder Aluminiumchrommolybdänstahl gefertigt
und durch Härten
oder Nitrieren behandelt, um dessen interne Struktur an der Außenfläche zu verbessern,
während
der Ankerabschnitt aus einem weichen magnetischen Material gefertigt
ist und daran keine Wärmebehandlung
ausgeführt
wird.
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Daher
kann ein hervorragendes Kraftstoffdosierventil mit guter Magnetleistung
und hochabnutzungsresistenten Eigenschaften geschaffen werden.
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In
der elektromagnetischen Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 5 hat das Ventilgehäuse einen
Statorkern und einen zylindrischen Abschnitt. Das Ventilgehäuse hat
eine zylindrische Ventilführung,
die aus Chrommolybdänstahl
oder Aluminiumchrommolybdänstahl
ausgebildet ist. Die Innenfläche
der Ventilführung
ist durch Härten
oder Nitrieren behandelt, um dessen interne Struktur zu verbessern,
und der Statorabschnitt ist aus weichem Magnetmaterial gefertigt
und nicht wärmebehandelt.
Daher kann eine abnutzungsresistentere Ventilvorrichtung geschaffen werden.
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Die
elektromagnetische Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 6 ist in einem Kraftstoffdurchlass
einer Kraftstoffzuführpumpe
eines Kraftstoffeinspritzsystems der Common-Rail-Bauweise montiert,
um von einer Förderpumpe
in eine Druckkammer der Kraftstoffzuführpumpe zugeführten Kraftstoff
zu dosieren.
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In
der elektromagnetischen Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 7 ist der Ankerabschnitt
aus einem Material gefertigt, das sich von dem des Ventilabschnitts
unterscheidet.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung
werden ebenso wie die Funktionen der zugehörigen Teile der vorliegenden
Erfindung aus einem Studium der nachstehenden ausführlichen
Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und Zeichnungen klar.
In den Zeichnungen ist:
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1 ein
schematisches Schaubild, das ein Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Bauweise
zeigt, das ein elektromagnetisches Ventil gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufweist;
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2 eine
Längsschnittansicht
des elektromagnetischen Ventils gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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3 eine
schematische Schnittansicht eines Ventilelements der Spulenbauweise
des in 2 gezeigten elektromagnetischen Ventils; und
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4 eine
schematische Schnittansicht einer Variation des in 3 gezeigten
Ventilelements der Spulenbauweise.
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Unter
Bezugnahme auf 1 bis 3 wird eine
elektromagnetische Ventilvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt ist, hat ein Kraftstoffeinspritzsystem
der Common-Rail-Bauweise für
eine Kraftmaschine eine Common-Rail 1, ein Druckverringerungsventil 2,
vier Injektoren 4 (lediglich ein Injektor ist gezeigt),
eine Kraftstoffzuführpumpe 5,
ein Paar elektromagnetischer Kraftstoffdosierventilvorrichtungen
(im weiteren Verlauf als elektromagnetische Ventilvorrichtung bezeichnet) 6,
einen Kraftstofffilter 8, eine Kraftstoffsteuereinheit
(im Weiteren als ECU bezeichnet) 10, ein Kraftstoffeinlassrohr 11, ein
Kraftstoffbeschickungsrohr 12, vier Abzweigungsrohre 13,
ein Kraftstoffablassrohr 14, ein Kraftstoffrückführrohr 15,
ein Kraftstoffrückführrohr 16 usw.
Die Kraftstoffzuführpumpe 5 wird über einen Riemen
durch eine Kraftmaschine (nicht gezeigt) angetrieben.
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Die
Common-Rail 1 ist über
das Kraftstoffbeschickungsrohr 12 an der Auslassöffnung der
Kraftstoffzuführpumpe 5 angeschlossen.
Das Kraftstoffablassrohr 14 verbindet die Common-Rail 1 über das Druckverringerungsventil 2 mit
einem Kraftstofftank 7.
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Das
Druckverringerungsventil 2 ist ein normalerweise geschlossenes
elektromagnetisches Ventil, das durch die ECU 10 so gesteuert
wird, dass es die Öffnungsfläche eines
Kraftstoffleckagedurchlasses (nicht gezeigt) ändert, wodurch der Druck des in
der Common-Rail 1 angesammelten Kraftstoffs verringert
wird, wenn sich die Kraftmaschine verlangsamt oder stoppt. Das Druckverringerungsventil 2 hat ein
einstellendes Ventilelement, ein Solenoid zum Antreiben des Ventilelements
in der Ventilöffnungsrichtung,
eine Feder zum Vorspannen des Ventilelements in der Ventilschließrichtung
usw. Das Druckverringerungsventil 2 kann durch einen Druckbegrenzer
ausgetauscht werden, der sich öffnet,
um den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 1 zu reduzieren, wenn
der Kraftstoffdruck höher
als ein voreingestellter Druck ist.
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Die
Injektoren 3 sind über
jeweilige Abzweigungsrohre 13 an der Common-Rail 1 angeschlossen.
Jeder Injektor 3 hat eine Düsennadel (nicht gezeigt), eine
elektromagnetische Ventileinheit 4, eine Nadelvorspannfeder,
eine Rückdruckkammer,
eine Düsendrossel,
eine Leckageöffnung
usw. Der druckbeaufschlagte Kraftstoff wird durch den Injektor 3 von der
Common-Rail 1 eingespritzt, während sich die Düsennadel
abhebt und die Düsenausflussöffnung öffnet. Überschüssiger Kraftstoff
oder Kraftstoff in der Rückdruckkammer
wird über
das Rückführrohr 15 zu dem
Kraftstofftank 7 rückgeführt.
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Die
Kraftstoffzufuhrpumpe 5 ist eine Hochdruckzuführpumpe,
die ein Paar Kraftstoffdruckbeaufschlagungskreisläufe hat.
Mit anderen Worten hat die Kraftstoffzuführpumpe 5 eine Antriebswelle
(oder Nockenwelle), die durch eine Kraftmaschine angetrieben ist,
eine gemeinsame Förderpumpeneinheit, die
den Kraftstoff über
den Kraftstofffilter 8 von dem Kraftstofftank 7 holt
bzw. einsaugt, und eine Hubkolbenpumpeneinheit, die einen durch
die Antriebswelle angetriebene Nocken hat, und ein Paar Tauchkolben, die
um die Antriebswelle in Durchmesserrichtung angeordnet sind, so
dass sie sich in einer Pumpeneinhausung hin- und herbewegen, ein
Paar Druckkammern, ein Paar Einlassventile, die sich schließen, wenn
der Druck in den Druckkammern auf oberhalb eines vorbestimmten Niveaus
zunimmt und ein Paar von Auslassventilen, die sich öffnen, wenn
der Druck in den Druckkammern auf oberhalb eines vorbestimmten Niveaus
zunimmt. Die Zuführpumpe 5 druckbeaufschlagt
den Kraftstoff in den Druckkammern durch die sich hin- und herbewegenden
Tauchkolben. Der Kraftstofffilter 8 ist in einem Kraftstoffeinlassrohr 11 angeordnet.
Jedes Einlassventil ist ein Rückschlagventil,
das in dem Kraftstoffeinlassdurchlass zwischen der Förderpumpeneinheit
und einer der Druckkammern angeordnet ist. Die Zuführpumpe hat
zudem eine Leckageöffnung,
die an das mit dem Kraftstofftank 7 verbundene Kraftstoffrückführrohr 16 angeschlossen
ist.
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Jede
elektromagnetische Ventilvorrichtung 6 ist in einer der
Kraftstoffeinlassdurchlässe
montiert, die sich von der Kraftstoffförderpumpe über eines des Paars Einlassventile
zu einem des Paars Druckkammern erstrecken. Wie in 2 gezeigt
ist, hat jede elektromagnetische Vorrichtung 6 eine im
Wesentlichen zylindrische Einhausung 31, ein hülsenförmiges Ventilgehäuse 21,
ein Ventilelement 23 der Spulenbauweise, ein Linearsolenoidstellglied 24, eine
Rückstellfeder 25,
eine zylindrische Klammer 37, einen O-Ring 40, einen ringförmigen Anschlag 50 usw.
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Das
Ventilgehäuse 21 hat
eine Vielzahl von Auslassöffnungen 22,
die sich in dessen Radialrichtungen öffnen und es ist an der Einhausung 31 befestigt.
Das Ventilelement 31 der Spulenbauweise ist in dem Ventilgehäuse 21 angeordnet,
um die Auslassöffnungen 22 zu öffnen oder
zu schließen.
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Die
elektromagnetische Ventilvorrichtung 6 ist eine normalerweise
geschlossene Ventilvorrichtung, die durch eine (nicht gezeigte)
Pumpenantriebsschaltung angetrieben wird, deren Antriebsspannung
durch die ECU 10 gesteuert ist. Die elektromagnetische
Ventilvorrichtung 6 bewegt das Ventilelement 23 der
Spulenbauweise in dem Ventilgehäuse 21 bei
einem Hub, der zu dem Betrag des zu dem Linearsolenoidstellglied
zugeführten
Pumpenantriebsstroms proportional ist, um die Öffnungsfläche der Auslassöffnungen 22 einzustellen.
Die Auslassöffnungen 22 verbinden
das Paar Druckkammern über
zwei Einlassventile. Somit wird die Menge des in die Druckkammer
eingesogenen Kraftstoffs dosiert, so dass der Kraftstoffdruck in
der Common-Rail 1 gesteuert werden kann. Im Übrigen hat
die stromaufwärtige
Seite der Auslassöffnung 22 einen
kleineren Innendurchmesser als die stromabwärtige Seite.
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Das
Ventilgehäuse 21 ist
aus einem weichen magnetischen Material, wie etwa ferritischem rostfreiem
Stahl gefertigt und hat einen hohlen zylindrischen Statorkern 26 und
einen zylindrischen Abschnitt 33. Das Ventilgehäuse 21 hat
eine Innenfläche 39 einer
Bohrung, die mit einer harten Beschichtung, etwa einer Ni-P-Plattierung beschichtet
ist. Die Innenfläche 19 dient
zum Führen
des Ventilelements 23 der Spulenbauweise in der Hubrichtung
(in der Axialrichtung des Ventilgehäuses 21). Das andere Ende
(das linke Ende in 2) des Ventilgehäuses 21 hat
eine ringförmige
Nut, in der der O-Ring 40 eingesetzt
ist, und es hat eine Einlassöffnung 41.
Dieses Ende ist hermetisch an eine (nicht gezeigte) Bohrung gepasst,
die in der Außenwand
des Pumpengehäuses ausgebildet
ist, so dass Kraftstoff durch die Einlassöffnung 41 eingesogen
wird. Im Inneren des Ventilelements 23 der Spulenbauweise
ist ein interner Kraftstoffdurchlass 42 ausgebildet und
im Inneren des Statorkerns 26 ist ein anderer interner
Kraftstoffdurchlass 43 ausgebildet. Der interne Durchlass 43 ist über den
internen Durchlass 42 mit der Einlassöffnung 41 verbunden.
Der interne Durchlass 43 nimmt zudem die Rückstellfeder 25 auf,
die das Spulenventilelement 23 in der Schließrichtung
der Öffnung
vorspannt.
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Das
Linearsolenoidstellglied 24 hat den Statorkern 26,
einen Anker 27, einen aus Kunstharz gefertigten Spulenkörper 28,
ein Solenoid 29, einen elektrischen Anschluss 30,
die Einhausung 31 usw. In dem Linearsolenoidstellglied
ist: der Statorkern 26 ein integraler Abschnitt des Ventilgehäuses 21,
der an dessen einem Ende (dem rechten Ende in 2) ausgebildet
ist; der Anker 27 an dem einen Ende (dem rechten Ende in 2)
des Ventilelements 23 der Spulenbauweise befestigt; der
Spulenkörper 28 um
den Statorkern 26 herum angeordnet; das Solenoid 29 um
den Spulenkörper 28 herumgewickelt;
der Anschluss 30 an einem Ende des Solenoids 29 angeschlossen;
und die Einhausung 31 bedeckt das Solenoid 29 von
der Außenseite.
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Der
Statorkern 26 des Ventilgehäuses 21 hat einen
Hauptkernabschnitt 32, der magnetisiert wird, um den Anker 27 anzuziehen,
wenn zu dem Solenoid 29 elektrischer Strom zugeführt wird,
einen zylindrischen Abschnitt 34, der benachbart zu dem
zylindrischen Abschnitt 33 an dem Ende des Statorkerns 27, der
dem Hauptkernabschnitt 32 entgegengesetzt ist, um ein Ende
(rechtes Ende in 2) des Ankers 27 herum
ausgebildet ist, und zwischen dem Hauptkernabschnitt 26 und
dem dünnen
zylindrischen Abschnitt 34 ist ein dicker zylindrischer
Abschnitt 35 ausgebildet.
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Die
Einhausung 31 ist aus einem isolierenden Kunstharzelement
gefertigt, das einen zylindrischen Anschlussabschnitt 36 aufweist,
der den Anschluss 30 darin hält, und es hat einen zylindrischen Vorsprung,
der in der Längsrichtung
um das Ventilgehäuse 21 herum
vorspringt. Die Klammer 37 ist an den Vorsprung der Einhausung 31 an
dessen einem Ende gepasst und daran befestigt. Die Klammer 37 hat
einen ringförmigen
Flanschabschnitt mit Durchlöchern 38,
durch die Schraubenbolzen oder dergleichen in die Wand der Pumpeneinhausung
der Zuführpumpe 6 eingeschraubt
werden.
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Wie
in 3 gezeigt ist, hat das Ventilelement 23 der
Spulenbauweise einen Ventilabschnitt 44, der entlang der
Innenfläche 39 des
Ventilgehäuses 21 gleitet,
und es hat den Anker 27, der sich in dem Ventilgehäuse 21 mit
einem kleinen Abstand von der innenseitigen Fläche 39 des Ventilgehäuses 21 bewegt.
Mit anderen Worten, kann sich der Anker in dem Ventilgehäuse 21 bewegen,
ohne mit der innenseitigen Fläche 39 in
Kontakt zu kommen. Wenn sich das Ventilelement 23 der Spulenbauweise
in dem Ventilgehäuse
bewegt, dann wird die offene Fläche
der Auslassöffnungen 22 durch
den Ventilabschnitt 44 geändert. Der Ventilabschnitt 44 ist
aus Chrommolybdänstahl
oder Aluminiumchrommolybdänstahl
gefertigt. Der Ventilabschnitt 44 ist mit einer Ni-P-Legierung plattiert,
mit Chromnitrid beschichtet oder durch Härten oder Nitrieren behandelt,
um die interne Struktur der Außenfläche des
Ventilabschnitts 34 zu verbessern.
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Der
Anker 27 ist aus einem weichen Magnetmaterial, etwa aus
reinem Stahl oder kohlenstoffarmen Stahl bzw. Schmiedeeisen gefertigt.
Am Anker 27 wird keine Wärmebehandlung ausgeführt. Der
Anker 27 ist koaxial zu dem Ventilabschnitt 44 angeordnet.
Der Anker 27 hat an dessen einen Seite, die dem Ventilabschnitt 44 benachbart
ist, annäherungsweise den
gleichen Außendurchmesser
wie der Ventilabschnitt 44. Der Anker 27 und der
Ventilabschnitt 44 sind durch Stoßschweißen (Nahtschweißen oder Punktschweißen) unter
Verwendung eines Laserschweißgeräts, etwa
eines TAG-Schweißgeräts oder eines
CO2-Schweißgeräts, miteinander verbunden. Das
heißt,
der gesamte Umfang oder ein Teil des Umfangs des Ankerendes und
des Ventilabschnittendes können
verschweißt
werden. An dem Randabschnitt des Ventilelements ist eine ringförmige Nut
um den stoßverbundenen
Abschnitt des Ankers 27 und des Ventilabschnitts herum
so ausgebildet, dass der stoßverbundene
Abschnitt mit der innenseitigen Fläche 39 nicht in Kontakt
sein kann.
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Die
Anfangsstellung des Spulenventilelements 23 ist durch den
ringförmigen
Anschlag 50 eingestellt, der an das obere (linke) Ende
des Ventilgehäuses 21 zwangsgepasst
ist. Die Rückstellfeder 25 spannt
das Ventilelement 23 ständig
gegen den Anschlag 50 vor. Der Innendurchmesser des internen Kraftstoffdurchlasses 42 wird
an der tieferen (in 2 rechten) Seite des Durchlasses
geringfügig kleiner
als an dessen anderen Seite, so dass das. Ventilelement 23 sich
einfach bewegen kann.
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Eine
ringförmige
Dosiernut 45 und eine Vielzahl von Ölnuten sind an dem Rand des
Ventilelements 23 ausgebildet. Die Dosiernut 45 ist
an der Mitte des Ventilabschnitts 44 in der Axial- bzw.
Hubrichtung ausgebildet, sodass sie ihn in zwei Ventilsektionen 47 teilt.
Die Dosiernut 45 ist über
vier Durchlässe 48,
deren Innendurchmesser kleiner als die Breite der Dosiernut 45 ist,
an dem internen Kraftstoffdurchlass 42 angeschlossen. Die Ölnuten 46 stellen
an der innenseitigen Fläche
des Ventilgehäuses 21,
die dem Ventilabschnitt 44 gegenüberliegend ist, einen Ölfilm bereit,
der ein Teil des darin von dem linken offenen Ende des Ventils 23 der
Spulenbauweise strömenden
Kraftstoffs ist.
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Die
ECU 10 weist einen Mikrocomputer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit
(CPU), einem Speicher, der unterschiedliche Programme und Daten
(ROM, RAM, etc.) speichert, einer Eingabeschaltung, einer Ausgabeschaltung,
einer Energiequelle, einer Injektorantriebsschaltung (EDU), einer
Pumpenantriebsschaltung, einer Druckverringerungsventilschaltung
usw. auf. Die ECU 10 empfängt Eingangssignale über A/D-Wandler
von verschiedenen Sensoren, etwa von einem Kurbelwinkelstellungssensor 51,
einem Beschleunigerstellungssensor 52, einem Kraftmaschinenkühlmitteltemperatursensor 53,
einem Kraftstofftemperatursensor 54 und einem Kraftstoffdrucksensor 55.
Nach dem Start der Kraftmaschine steuert die ECU 10 die
elektromagnetischen Ventile 4 der Injektoren 3 und
die elektromagnetischen Ventilvorrichtungen 6 der Kraftstoffzuführpumpe 5 auf
Grundlage der vorstehend erwähnten Signale
und Programme. Außerdem
berechnet die ECU 10 eine Kraftmaschinendrehzahl durch
Messung von Impulsintervallen von Signalen des Kurbelwinkelstellungssensors 51.
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Wenn
sich die Kraftmaschine dreht, wird die Pumpenantriebswelle der Kraftstoffzuführpumpe 5 über die
Kraftmaschine über
einen Riemen gedreht. Dementsprechend bewegt sich das Paar Tauchkolben
in den Zylinderköpfen
hin und her. Wenn sich einer der Tauchkolben von seinem oberen Totpunkt
bewegt, fällt
der Druck in der zugehörigen
Druckkammer ab und eines der Einlassventile öffnet sich, so dass Kraftstoff
von der Förderpumpe über den
Kraftstoffbehälter,
die Kraftstoffeinlassöffnung 41,
den internen Kraftstoffdurchlass 42, die Öffnungen 48,
die Dosiernut 45, die Kraftstoffauslassöffnung 22 und das
Einlassventil in die Druckkammer eingesogen wird. Wenn sich der
Tauchkolben zu dem unteren Totpunkt abwärts bewegt und sich dann davon
aufwärts
bewegt, schließt
sich das Einlassventil und der Druck in der Druckkammer steigt an.
Wenn der Druck in der Druckkammer auf oberhalb eines Drucks zum Öffnen des
Auslassventils ansteigt, öffnet
sich das Auslassventil, um den Kraftstoff über das Kraftstoffbeschickungsventil 12 in
die Common-Rail 1 zuzuführen.
Die anderen Tauchkolben arbeiten in der gleichen Art und Weise,
um Kraftstoff in die Common-Rail 1 zuzuführen. Somit
führt die
Kraftstoffzuführpumpe 5 Kraftstoff
zweimal zu, während
die Pumpenantriebswelle eine Umdrehung macht. Der hochdruckbeaufschlagte
Kraftstoff in der Common-Rail 1 wird über jeden Kraftstoffinjektor 3 bei
einer vorgeschriebenen Zeitgebung zu jedem Kraftmaschinenzylinder
zugeführt.
Die Menge des zu der Common-Rail 1 zugeführten Kraftstoffs
wird durch den Hubbetrag des Ventilelements 23 der Spulenbauweise
oder die Öffnungsfläche der
Auslassöffnung 22 gesteuert.
Ein Regelungssystem, etwa ein PID- oder ein PI-Steuersystem kann
verwendet werden, um den Pumpenantriebsstrom des Solenoids 29 auf
einen Sollwert präzise
einzustellen. Der Betrag des Pumpenantriebsstroms wird bevorzugterweise durch
ein Steuersystem mit relativer Einschaltdauer gesteuert. Somit kann
die Menge des in jeden Kraftmaschinenzylinder eingespritzten Kraftstoffs
gemäß der Beschleunigerstellung
geändert
werden, die durch den Fahrzeugführer
geändert
wird.
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Eine
Variation der elektromagnetischen Ventilvorrichtung 6 gemäß der Erfindung
wird unter Bezugsnahme auf 4 beschrieben.
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Wie
in 4 gezeigt ist, ist eine zylindrische Ventilführung 61 an
einer an der innenseitigen Fläche 39 des
Ventilgehäuses 21 ausgebildeten
weiten ringförmigen
Nut 62 zwangsgepasst. Die Ventilführung 61 ist aus Chrommolybdänstahl oder
Aluminiumchrommolybdänstahl
gebildet. Die innenseitige Fläche
der Ventilführung 61 ist
mit Ni-P-Legierung plattiert, mit Chromnitrid beschichtet oder durch
Härtung oder
Nitrierung behandelt, um die interne Struktur der Ventilführung 61 zu
verbessern.
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Bei
dieser Variation ist der Statorabschnitt 26 des Ventilgehäuses 21 aus
weichem Magnetmaterial, etwa aus reinem Stahl oder Stahl mit geringem Kohlenstoffanteil
gefertigt. Es ist keine Wärmebehandlung
daran ausgeführt.
Die elektromagnetische Ventilvorrichtung 6 kann ein Dosierventil
der normalerweise offenen Bauweise sein, das die Auslassöffnung 22 bei
einem minimalen Hub vollständig öffnet. Die
Positionen der Auslassöffnung 22 und
der Auslassöffnung 41 können untereinander
ausgetauscht werden. Die Tauchkolben können seriell entlang der Pumpenantriebswelle
angeordnet sein. Der Statorkern 26 und der Zylinderabschnitt 33 können voneinander
getrennt sein.
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Die
Struktur der elektromagnetischen Ventilvorrichtung 6 kann
auf die Kraftstoffinjektoren 3 oder auf andere Kraftstoffdosierventile
zum Dosieren von Öl,
Wasser, Luft, Abgas oder dergleichen angewendet werden. Der Anker 27 kann
an dem zum Ventilabschnitt 44 angrenzenden Ende einen oder
mehrere sich axial erstreckende Vorsprünge haben, die durch ein Laserschweißgerät an das
Ende des Ventilabschnitts 44 anzuschweißen sind.
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Eine
elektromagnetische Ventilvorrichtung (6) hat ein Ventilgehäuse (21)
mit einer Auslassöffnung
(22), einem in dem Ventilgehäuse (21) so angeordnetes
Ventilelement (23), dass es sich darin hin- und herbewegt,
wodurch der durch die Öffnung
(22) strömende
Kraftstoff dosiert wird, und ein Solenoid (29). Das Ventilgehäuse (21)
hat einen Magnetkernabschnitt (32), der magnetisiert ist,
wenn das Solenoid (29) erregt ist. Das Ventilelement hat
einen Ventilabschnitt (44) zum Ändern der Öffnungsfläche der Auslassöffnung (22),
einen an dem Ventilabschnitt (44) angeschlossenen und durch
den Magnetkernabschnitt (32) angezogenen Ankerabschnitt
(27), wenn dieser magnetisiert ist. Der Ankerabschnitt
(27) ist an Endflächen
des Ankerabschnitts (27) und des Ventilabschnitts (44)
mit dem Ventilabschnitt (44) stoßverbunden, so dass der Ankerabschnitt
(27) sich nicht verformt, wenn er an dem Ventilabschnitt
(44) befestigt wird.