Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftstoffeinspritzventil,
das in einem Verbrennungsmotor angeordnet ist und ein Kraftstoffeinspritzen durch
ein Betätigen
eines Steuerventils mit einem Betätigungsglied steuert.The
The present invention relates to fuel injection valve,
which is arranged in an internal combustion engine and a fuel injection through
an actuation
a control valve with an actuator controls.
Ein
Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art wendet eine Common-Rail
an, die für eine
Vielzahl an Zylindern eines Verbrennungsmotors gemeinschaftlich
vorhanden ist. Bei dem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art
wird durch eine Hochdruckpumpe gelieferter unter hohem Druck stehender
Kraftstoff in der Common-Rail unter hohem Druck gespeichert. Der
unter hohem Druck stehende Kraftstoff wird durch ein Antreiben eines
Kraftstoffeinspritzventils bei einer vorbestimmten Einspritzzeit
eingespritzt. Das Kraftstoffeinspritzventil öffnet und schließt ein Einspritzloch,
indem ein Gegendruck einer Düsennadel
mit einem Fluiddrucksteuerventil beispielsweise gesteuert wird.
Ein in der offengelegten japanischen
Patentanmeldung Nr. 2001-41 125 offenbartes Kraftstoffeinspritzventil wendet
ein Piezobetätigungsglied
mit einem zufriedenstellenden Ansprechverhalten als eine Antriebsvorrichtung
an.A common rail type fuel injection system employs a common rail which is common to a plurality of cylinders of an internal combustion engine. In the common rail type fuel injection system, high pressure fuel delivered by a high pressure pump is stored in the common rail under high pressure. The high pressure fuel is injected by driving a fuel injection valve at a predetermined injection time. The fuel injection valve opens and closes an injection hole by controlling back pressure of a nozzle needle with a fluid pressure control valve, for example. One in the disclosed Japanese Patent Application No. 2001-41125 The disclosed fuel injection valve employs a piezo actuator having a satisfactory response as a driving device.
Das
Kraftstoffeinspritzventil hat eine Pumpenkammer, in der sich der
Druck in Übereinstimmung
mit einem Ausdehnen und Zusammenziehen des Piezobetätigungsgliedes ändert, und
einen Betätigungskolben,
der durch den Druck in der Pumpenkammer hin- und hergehend bewegt wird. Der Betätigungskolben
treibt ein Steuerventil an, das den Gegendruck einer Düsennadel ändert. Das
Steuerventil schließt
eine Hochdrucköffnung,
die mit einer Common-Rail verbunden ist, oder eine Niedrigdrucköffnung,
die mit einem Ablaufkanal verbunden ist, so dass der Druck in einer
Gegendruckkammer erhöht wird
oder verringert wird. Der Druck in der Gegendruckkammer bringt auf
die Düsennadel
eine Kraft zum Schließen
des Ventils auf. Wenn die Niedrigdrucköffnung geöffnet ist und die Hochdrucköffnung geschlossen
ist, nimmt der Druck in der Gegendruckkammer ab und der Kraftstoff
wird eingespritzt. Wenn das Kraftstoffeinspritzen angehalten werden
soll, wird die Hochdrucköffnung
geöffnet
und wird die Niedrigdrucköffnung
geschlossen. Somit nimmt der Druck in der Gegendruckkammer zu und
die Düsennadel
senkt sich und blockiert das Einspritzloch.The
Fuel injection valve has a pump chamber in which the
Pressure in accordance
with a stretching and contraction of the piezoactuator changes, and
an actuating piston,
which is reciprocated by the pressure in the pumping chamber. The actuating piston
drives a control valve that changes the back pressure of a nozzle needle. The
Control valve closes
a high-pressure opening,
which is connected to a common rail, or a low-pressure opening,
which is connected to a drain channel, so that the pressure in one
Backpressure chamber is increased
or decreased. The pressure in the back pressure chamber brings on
the nozzle needle
a force to close
of the valve. When the low-pressure opening is open and the high-pressure opening is closed
is the pressure in the back pressure chamber decreases and the fuel
is injected. When the fuel injection is stopped
should, is the high-pressure opening
open
and becomes the low pressure port
closed. Thus, the pressure in the back pressure chamber increases and
the nozzle needle
lowers and blocks the injection hole.
Wie
dies in 4 gezeigt ist, ist ein Steuerventil
mit einer Ventilkammer 103, die eine Hochdrucköffnung 101 und
eine Niedrigdrucköffnung 102 hat,
und einem Kugelventil 104 ausgebildet, das in der Ventilkammer 103 zum Öffnen und
Schließen
der Öffnungen
angeordnet ist. In einem Zustand, bei dem ein Piezobetätigungsglied
sich zusammenzieht, presst in die Ventilkammer 103 durch
die Hochdrucköffnung 101 strömender und
unter hohem Druck stehender Kraftstoff das Kugelventil 101 gegen
die Niedrigdrucköffnung 102.
Wenn das piezoelektrische Betätigungsglied
soweit sich ausgedehnt hat, dass der Druck in einer Pumpenkammer 105 einen
vorbestimmten Druck überschreitet,
senkt sich der Betätigungskolben 106 und
presst das Kugelventil 104 nach unten. Demgemäß strömt der in
der Ventilkammer 103 befindliche Kraftstoff durch die Niedrigdrucköffnung 102 zu
einem Niedrigdruckkanal 107 hinaus. Als ein Ergebnis nimmt
der Druck in einer Gegendruckkammer, die mit der Ventilkammer 103 durch eine
Blende 108 verbunden ist, ab, und eine Düsennadel
beginnt mit dem Aufsteigen.Like this in 4 is shown, is a control valve with a valve chamber 103 that has a high-pressure opening 101 and a low pressure port 102 has, and a ball valve 104 formed in the valve chamber 103 is arranged for opening and closing the openings. In a state where a piezoactuator contracts, it presses into the valve chamber 103 through the high-pressure opening 101 flowing and high pressure fuel the ball valve 101 against the low-pressure opening 102 , When the piezoelectric actuator has expanded so far that the pressure in a pump chamber 105 exceeds a predetermined pressure, the actuating piston lowers 106 and presses the ball valve 104 downward. Accordingly, it flows in the valve chamber 103 located fuel through the low pressure opening 102 to a low pressure channel 107 out. As a result, the pressure in a back pressure chamber increases with that of the valve chamber 103 through a panel 108 connected, and a nozzle needle begins with the upgrade.
Wenn
jedoch der Betätigungskolben 106 mit der
Bewegung beginnt, trennt sich das Kugelventil 104 von einem
Ventilsitz, und der Kraftstoff strömt durch die Niedrigdrucköffnung 102 heraus.
Daher wird eine Kraft des Kraftstoffstrahls auf den Betätigungskolben 106 in
einer Richtung aufgebracht, die seine Bewegung zum Hinunterdrücken des
Kugelventils 104 verhindert. Da darüber hinaus der unter hohem
Druck stehende Kraftstoff weiterhin während der Kraftstoffeinspritzperiode
hinausströmt, nimmt der
Druck in einer Überlaufkammer 109,
die mit der Niedrigdrucköffnung 102 verbunden
ist, zu, und der Druck wirkt an dem Betätigungskolben 106 in
einer Richtung, in der es schwierig ist, die Position des Betätigungskolbens 106 beizubehalten.
Daher benötigt das
Piezobetätigungsglied
zusätzliche
Energie zum Überwinden
der Fluidströmungskräfte, die
auf den Betätigungskolben 106 aufgebracht
werden, um das Kraftstoffeinspritzventil genau zu betätigen. Als
ein Ergebnis wird die Antriebsvorrichtung größer und die Kosten nehmen zu.However, if the actuating piston 106 begins with the movement, the ball valve separates 104 from a valve seat, and the fuel flows through the low pressure port 102 out. Therefore, a force of the fuel spray is applied to the actuating piston 106 applied in one direction, its movement to press down the ball valve 104 prevented. In addition, since the high-pressure fuel continues to flow out during the fuel injection period, the pressure in an overflow chamber decreases 109 that with the low-pressure opening 102 is connected to, and the pressure acts on the actuating piston 106 in a direction in which it is difficult to control the position of the actuating piston 106 maintain. Therefore, the piezo actuator requires additional energy to overcome the fluid flow forces acting on the actuating piston 106 be applied to accurately actuate the fuel injection valve. As a result, the driving device becomes larger and the cost increases.
Die
Druckschrift DE 100
55 714 A1 beschreibt ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Das Kraftstoffeinspritzventil hat einen Betätigungskolben
mit einem mittleren Abschnitt, der eine sich verjüngende Oberfläche aufweist.
Wenn der Betätigungskolben
das Ventil bis zum Grenzwert nach unten drückt, gelangt der mittlere Abschnitt
des Betätigungskolbens
in die Niedrigdrucköffnung,
die durch eine schräg
gestaltete Fläche
definiert ist.The publication DE 100 55 714 A1 describes a fuel injection valve according to the preamble of claim 1. The fuel injection valve has an actuating piston with a central portion having a tapered surface. When the actuating piston pushes the valve down to the limit, the central portion of the actuating piston passes into the low-pressure opening, which is defined by an inclined surface.
Die
Druckschrift EP 0 976
924 A2 beschreibt ein weiteres Kraftstoffeinspritzventil.
Dieses Kraftstoffeinspritzventil offenbart einen Betätigungskolben mit
einem Servoventil. Das Servoventil wird über ein Stabelement durch einen
elektromagnetischen und/oder piezoelektrischen Aktuator betätigt.The publication EP 0 976 924 A2 describes another fuel injection valve. This fuel injection valve discloses an actuating piston with a servo valve. The servo valve is actuated via a rod element by an electromagnetic and / or piezoelectric actuator.
Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Kraftstoffeinspritzventil
zu schaffen, bei dem die durch die Kraftstoffströmung auf einen Betätigungskolben
aufgebrachten Effekte Berücksichtigung
finden.It
The object of the present invention is an improved fuel injection valve
to provide that by the fuel flow to an actuating piston
applied effects considered
Find.
Diese
Aufgabe ist durch ein Kraftstoffeinspritzventil mit den Merkmalen
von Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren
Ansprüche.These
Task is through a fuel injector with the features
of claim 1 solved.
Advantageous developments of the invention are the subject of further
Claims.
Bei
dem vorstehend beschriebenen Aufbau nimmt die Kanalfläche deutlich
an dem Verbindungsende zu, an dem die Niedrigdrucköffnung mit
der Überlaufkammer
verbunden ist. Daher wird die Geschwindigkeit des Kraftstoffstrahls,
der in die Überlaufkammer
hinausspritzt, verringert, und die Strahlenergie wird verringert,
da das Abtrennen der Strömung
beschleunigt wird und Wirbel erzeugt werden. Demgemäß wird die
an dem Betätigungskolben
wirkende Kraft verringert und die Energie, die erforderlich ist,
damit der Betätigungskolben
die Niedrigdrucköffnung öffnet, kann
verringert werden. Als ein Ergebnis werden die Größe und die
Kosten der Vorrichtung kleiner.at
The above-described construction clearly shows the channel area
at the connection end to which the low-pressure opening with
the overflow chamber
connected is. Therefore, the speed of the fuel jet,
in the overflow chamber
squirts out, decreases, and reduces the beam energy,
since the separation of the flow
is accelerated and vortices are generated. Accordingly, the
on the actuating piston
reducing the effective force and the energy required
so that the actuating piston
the low pressure opening opens, can
be reduced. As a result, the size and the
Cost of the device smaller.
Die
Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele
und die Verfahren zum Betreiben und die Funktion der zugehörigen Teile
gehen aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung,
den beigefügten
Ansprüchen
und den Zeichnungen deutlich hervor, die sämtlich miteinander einen Teil
dieser Anmeldung bilden.The
Features and advantages of the embodiments
and the methods of operation and function of the associated parts
from the detailed description set forth below,
the attached
claims
and the drawings clearly show, all together a part
form this application.
1A zeigt
eine Schnittdarstellung des Gesamtaufbaus eines Kraftstoffeinspritzventils
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 1A shows a sectional view of the overall structure of a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention.
1B zeigt
eine vergrößerte Schnittansicht eines
wesentlichen Teils des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. 1B shows an enlarged sectional view of an essential part of the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention.
2A zeigt
eine erläuternde
Darstellung zum Erläutern
eines Verfahrens zum Einstellen einer Kanalfläche eines Verbindungsendes
einer Ablauföffnung
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel. 2A 11 is an explanatory diagram for explaining a method of adjusting a passage area of a connection end of a drain port according to the first embodiment.
2B zeigt
eine andere erläuternde
Darstellung zur Erläuterung
des Verfahrens zum Einstellen der Kanalfläche des Verbindungsendes der
Ablauföffnung
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel. 2 B shows another explanatory illustration for explaining the method for adjusting the channel area of the connection end of the drain opening according to the first embodiment.
3A zeigt
eine vergrößerte Schnittansicht eines
wesentlichen Teils eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 3A shows an enlarged sectional view of an essential part of a fuel injection valve according to a second embodiment of the present invention.
3B zeigt
eine vergrößerte Schnittansicht eines
wesentlichen Teils eines Kraftstoffeinspritzventils, bei dem der
Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels
und des zweiten Ausführungsbeispiels
kombiniert worden ist. 3B shows an enlarged sectional view of an essential part of a fuel injection valve, in which the structure of the first embodiment and the second embodiment has been combined.
4 zeigt
eine vergrößerte Schnittansicht eines
wesentlichen Teils eines herkömmlichen
Kraftstoffeinspritzventils. 4 shows an enlarged sectional view of an essential part of a conventional fuel injection valve.
Nachstehend
ist ein erstes Ausführungsbeispiel
beschrieben.below
is a first embodiment
described.
Ein
in 1A gezeigtes Kraftstoffeinspritzventil 1 wird
in geeigneter Weise in einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
eines Dieselmotors beispielsweise verwendet. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 startet
und beendet das Kraftstoffeinspritzen durch ein Öffnen und Schließen eines
Einspritzloches 11, das an einem vorderen Ende eines Düsenkörpers 100 angeordnet
ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 öffnet und schließt das Einspritzloch 11 durch
ein nach oben und nach unten gerichtetes Bewegen einer Düsennadel 12.
Der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 1 wird durch
eine externe Antriebsvorrichtung 300 gesteuert. Wenn die
Düsennadel 12 an
der oberen Grenzposition ist, ist das Einspritzloch 11 geöffnet und
mit einer Kraftstoffkammer 31 verbunden, die mit einem
Hochdruckkanal 3 verbunden ist, und somit wird der Kraftstoff
eingespritzt. Wenn andererseits die Düsennadel 12 an der
unteren Grenzposition ist, an der die Düsennadel 12 an einem
Düsensitz 13 sitzt,
ist das Einspritzloch 11 geschlossen und die Verbindung
zwischen dem Einspritzloch 11 und der Kraftstoffkammer 31 ist
unterbrochen, und daher ist die Kraftstoffeinspritzung angehalten.An in 1A shown fuel injection valve 1 is suitably used in a common rail fuel injection system of a diesel engine, for example. The fuel injector 1 Starts and stops the fuel injection by opening and closing an injection hole 11 located at a front end of a nozzle body 100 is arranged. The fuel injector 1 opens and closes the injection hole 11 by moving a nozzle needle up and down 12 , The operation of the fuel injection valve 1 is by an external drive device 300 controlled. If the nozzle needle 12 is at the upper limit position, the injection hole is 11 opened and with a fuel chamber 31 connected to a high pressure channel 3 is connected, and thus the fuel is injected. If, on the other hand, the nozzle needle 12 at the lower limit position is where the nozzle needle 12 at a nozzle seat 13 is the injection hole 11 closed and the connection between the injection hole 11 and the fuel chamber 31 is interrupted, and therefore the fuel injection is stopped.
Der
Hochdruckkanal 3 erstreckt sich von der Kraftstoffkammer 31 nach
oben und ist mit einer externen Common-Rail über ein Gehäuse 200 verbunden,
das an dem Düsenkörper 100 fluiddicht
befestigt ist. Ein Ablaufkanal 2 als ein Niedrigdruckkanal,
der mit einem externen Kraftstofftank verbunden ist, ist in dem
Gehäuse 200 ausgebildet.
Eine Steuerkammer 4 ist in einem Verbindungsteil, an dem
der Düsenkörper 100 und
das Gehäuse 200 miteinander
verbunden sind, oberhalb der Düsennadel 12 ausgebildet. Die
Düsennadel 12 wird
unveränderlich
nach unten zu einer Schließrichtung
durch die Kraft einer Feder 44, die in der Steuerkammer 4 angeordnet
ist, und den Fluiddruck in der Steuerkammer 4 gedrückt.The high pressure channel 3 extends from the fuel chamber 31 upwards and is connected to an external common rail via a housing 200 connected to the nozzle body 100 is attached fluid-tight. A drainage channel 2 as a low pressure passage connected to an external fuel tank is in the housing 200 educated. A control chamber 4 is in a connecting part, on which the nozzle body 100 and the case 200 connected to each other, above the nozzle needle 12 educated. The nozzle needle 12 becomes invariably down to a closing direction by the force of a spring 44 in the control chamber 4 is arranged, and the fluid pressure in the control chamber 4 pressed.
Der
Fluiddruck in der Steuerkammer 4 wird durch ein 3-Wege-Ventil 5 als
ein Steuerventil gesteuert. Das 3-Wege-Ventil 5 ist ausgebildet,
indem ein im allgemeinen kugelförmiger
Ventilkörper 52 in einer
Ventilkammer 51 angeordnet wird, die in dem Gehäuse 200 ausgebildet
ist. Die Ventilkammer 51 ist unveränderlich mit der Steuerkammer 4 über eine Hauptblende 42 verbunden.
Die Ventilkammer 51 ist mit einer Ablauföffnung 21 als
eine Niedrigdrucköffnung
an ihrer oberen Fläche
ausgebildet und ist mit einer Hochdrucköffnung 32 an ihrer
Bodenfläche ausgebildet.
Wenn der Ventilkörper 52 in
der Ventilkammer 51 sich nach oben oder nach unten bewegt, um
eine der beiden Öffnungen
wahlweise zu blockieren, wird die andere Öffnung geöffnet und mit der Steuerkammer 4 verbunden.
Die Ablauföffnung 21 ist mit
einem Ablaufkanal 2 über
eine Überlaufkammer 22 verbunden,
die oberhalb der Ventilkammer 51 ausgebildet ist. Die Hochdrucköffnung 32 ist
mit dem Hochdruckkanal 3 verbunden.The fluid pressure in the control chamber 4 is through a 3-way valve 5 controlled as a control valve. The 3-way valve 5 is formed by a generally spherical valve body 52 in a valve chamber 51 is placed in the housing 200 is trained. The valve chamber 51 is unchangeable with the control chamber 4 via a main panel 42 connected. The valve chamber 51 is with a drain hole 21 is formed as a low pressure port on its upper surface and is provided with a high pressure port 32 formed on its bottom surface. When the valve body 52 in the valve chamber 51 moves up or down to selectively block one of the two openings The other opening is opened and with the control chamber 4 connected. The drain opening 21 is with a drainage channel 2 via an overflow chamber 22 connected above the valve chamber 51 is trained. The high-pressure opening 32 is with the high pressure channel 3 connected.
Daher
strömt,
wenn der Ventilkörper 52 die Ablauföffnung 21 öffnet und
die Hochdrucköffnung 32 schließt, der
in der Steuerkammer 4 befindliche Kraftstoff durch die
Ventilkammer 51 und die Ablauföffnung 21 heraus.
Wenn der Druck in der Steuerkammer 4 bis unterhalb eines
Grenzdruckes zum Öffnen der
Düsennadel 12 abnimmt,
trennt sich die Düsennadel 12 von
dem Düsensitz 13,
und der Kraftstoff wird eingespritzt. Wenn andererseits der Ventilkörper 52 die
Hochdrucköffnung öffnet und
die Ablauföffnung 21 schließt, erhöht der in
die Steuerkammer 4 durch die Hochdrucköffnung 32 strömende Kraftstoff den
Druck in der Steuerkammer 4, und die Düsennadel 12 senkt
sich, um sich auf den Düsensitz 13 zu setzen.Therefore, when the valve body flows 52 the drain opening 21 opens and the high pressure opening 32 that closes in the control chamber 4 located fuel through the valve chamber 51 and the drain hole 21 out. When the pressure in the control chamber 4 below a limit pressure for opening the nozzle needle 12 decreases, the nozzle needle separates 12 from the nozzle seat 13 and the fuel is injected. If, on the other hand, the valve body 52 the high-pressure opening opens and the drain opening 21 closes, which increases in the control chamber 4 through the high-pressure opening 32 flowing fuel the pressure in the control chamber 4 , and the nozzle needle 12 descends to sit on the nozzle seat 13 to put.
Die
Steuerkammer 4 ist gleichbleibend mit dem Hochdruckkanal 3 über eine
Nebenblende 43 außer
dem 3-Wege-Ventil 5 verbunden. Die Nebenblende 43 ist
mit dem unteren Ende der Hochdrucköffnung 32 verbunden.
Die Nebenblende 43 hat eine Funktion zum schnellen Schließen der
Düsennadel 12,
da der Hochdruckkanal 3 und die Nebenblende 43 den
Kraftstoff in die Steuerkammer 4 einleiten und der Kraftstoff
die Druckzunahme in der Steuerkammer 4 beschleunigt, wenn
das Kraftstoffeinspritzen angehalten ist.The control chamber 4 is consistent with the high pressure channel 3 via a sub-aperture 43 except the 3-way valve 5 connected. The sub-aperture 43 is at the lower end of the high pressure port 32 connected. The sub-aperture 43 has a function to quickly close the nozzle needle 12 because of the high pressure channel 3 and the sub-aperture 43 the fuel into the control chamber 4 initiate and the fuel the pressure increase in the control chamber 4 accelerates when the fuel injection is stopped.
Die
obere Fläche
der Ventilkammer 51, an der die Ablauföffnung 21 ausgebildet
ist, sieht einen Ablaufsitz 53 vor, dessen Innenfläche in einer
konischen Form ausgebildet ist. Die untere Fläche der Ventilkammer 51,
an der die Hochdrucköffnung 32 ausgebildet
ist, sieht einen flach geformten Hochdrucksitz 54 vor.
Somit ist eine Seite der Ventilkammer 51 in einer flachen
Form ausgebildet, um eine Abweichung des Ventilkörpers 52 von der Achse
zu ermöglichen.
Der Ventilkörper 52 setzt
sich auf den Ablaufsitz 53 oder auf den Hochdrucksitz 54 und
blockiert die entsprechende Öffnung.
Da der Druck in der Ventilkammer 51 höher als der Druck in der Ablauföffnung 21 ist,
setzt sich der Ventilkörper 52 üblicherweise
auf den Ablaufsitz 53.The upper surface of the valve chamber 51 at the drain opening 21 is formed, sees a drain seat 53 before, whose inner surface is formed in a conical shape. The lower surface of the valve chamber 51 at the high pressure opening 32 is formed, sees a flat-shaped high-pressure seat 54 in front. Thus, one side of the valve chamber 51 formed in a flat shape to a deviation of the valve body 52 from the axle. The valve body 52 sits down on the drain seat 53 or on the high pressure seat 54 and blocks the corresponding opening. As the pressure in the valve chamber 51 higher than the pressure in the drain hole 21 is, the valve body sits down 52 usually on the drain seat 53 ,
Ein
Piezobetätigungsglied 14 als
eine Antriebsvorrichtung ist innerhalb des oberen Endes des Gehäuses 200 untergebracht.
Ein Kolben 15 mit großem
Durchmesser, der ein Kolbenelement mit einem großen Durchmesser ist, ist einstückig mit
dem Piezobetätigungsglied 14 in
Kontakt mit dem unteren Ende des Piezobetätigungsgliedes 14 angeordnet. Das
Piezobetätigungsglied 14 hat
einen bekannten Aufbau an gestapelten Blättern aus piezoelektrischem
Material wie beispielsweise PZT. Das Piezobetätigungsglied 14 wird
ausgedehnt, indem es Energie von der externen Antriebsvorrichtung 300 empfängt, und
zieht sich zusammen, indem die Energie abgegeben wird. Somit treibt
das Piezobetätigungsglied 14 den
Kolben 15 mit dem großen
Durchmesser an. Eine Piezopumpenkammer 16, die mit Betriebsöl gefüllt ist,
und ein Betätigungskolben 17 mit
einem kleinen Durchmesser sind im allgemeinen koaxial zu dem Kolben 15 mit
dem großen
Durchmesser und unterhalb des Kolbens 15 mit dem großen Durchmesser
in dieser Reihenfolge angeordnet. Die Piezopumpenkammer 16 überträgt die axiale
Bewegung des Kolbens 15 mit dem großen Durchmesser zu dem Betätigungskolben 17,
was die Bewegung vergrößert. Die
Rate der Vergrößerung der
Bewegung wird bestimmt durch den Unterschied zwischen den Durchmessern
des Kolbens 15 mit dem großen Durchmesser und des Betätigungskolbens 17.
Der Kolben 15 mit dem großen Durchmesser wird durch eine
Feder 18, die in der Piezopumpenkammer 16 untergebracht
ist, so nach unten gedrückt,
dass der Kolben 15 mit dem großen Durchmesser sich mit dem
Piezobetätigungsglied 14 einstückig bewegt.A piezo actuator 14 as a drive device is within the upper end of the housing 200 accommodated. A piston 15 large diameter, which is a piston member with a large diameter, is integral with the piezo actuator 14 in contact with the lower end of the piezo actuator 14 arranged. The piezo actuator 14 has a known structure of stacked sheets of piezoelectric material such as PZT. The piezo actuator 14 is extended by taking energy from the external drive device 300 receives and contracts by releasing the energy. Thus drives the piezo actuator 14 the piston 15 with the big diameter. A piezo pump chamber 16 , which is filled with operating oil, and an actuating piston 17 with a small diameter are generally coaxial with the piston 15 with the large diameter and below the piston 15 arranged with the large diameter in this order. The piezo pump chamber 16 transfers the axial movement of the piston 15 with the large diameter to the actuating piston 17 which increases the movement. The rate of increase in movement is determined by the difference between the diameters of the piston 15 with the large diameter and the actuating piston 17 , The piston 15 with the big diameter is made by a spring 18 in the piezo pump chamber 16 is housed, so pressed down, that the piston 15 with the large diameter itself with the piezo actuator 14 moved in one piece.
Wie
dies in 1B gezeigt ist, ist die obere Hälfte des
Betätigungskolbens 17 ein
Gleitteil, das in Kontakt mit der Innenfläche des Gehäuses 200 nach oben
und nach unten gleitet. Die untere Hälfte des Betätigungskolbens 17 ist
in der Überlaufkammer 22 angeordnet,
die mit der Ablauföffnung 21 verbunden ist.
Ein Stabteil 17a ist an dem vorderen Ende des Betätigungskolbens 17 ausgebildet.
Der Durchmesser des Stabteils 17a ist kleiner als die Ablauföffnung 21.
Der Stabteil 17a ist in die Ablauföffnung 21 eingeführt und
steht mit dem Ventilkörper 52 in
der Ventilkammer 51 in Kontakt. Der Stabteil 17a hat
eine ausreichende Länge
derart, dass der andere Abschnitt des Betätigungskolbens 17 nicht
in die Ablauföffnung 21 selbst
dann eintritt, wenn der Betätigungskolben 17 den
Ventilkörper 52 zu
dem unteren Grenzwert nach unten drückt. Ein abgeschrägtes Teil 21a ist
an dem oberen Ende der Ablauföffnung 21 oder
an dem Verbindungsende der Ablauföffnung 21 ausgebildet, an
dem die Ablauföffnung 21 mit
der Überlaufkammer 22 verbunden
ist. Das abgeschrägte
Teil 21a ist eine Öffnung,
deren Innendurchmesser entlang der Achse nach oben größer wird.
Die Neigung der abgeschrägten
Fläche
des abgeschrägten
Teils 21a ist so eingestellt, dass die Kanalfläche zwischen
dem Stabteil 17a und der Ablauföffnung 21 deutlich
an dem abgeschrägten
Teil 21a zunimmt. Somit nimmt die Geschwindigkeit der aus
der Ablauföffnung 21 herausspritzenden
Strömung
ab und die Strahlenergie der Strömung
wird verringert.Like this in 1B is shown is the upper half of the actuating piston 17 a sliding member that is in contact with the inner surface of the housing 200 slides up and down. The lower half of the actuating piston 17 is in the overflow chamber 22 arranged with the drain opening 21 connected is. A rod part 17a is at the front end of the actuating piston 17 educated. The diameter of the rod part 17a is smaller than the drain hole 21 , The rod part 17a is in the drain hole 21 inserted and stands with the valve body 52 in the valve chamber 51 in contact. The rod part 17a has a sufficient length such that the other portion of the actuating piston 17 not in the drain hole 21 even occurs when the actuating piston 17 the valve body 52 pushes down to the lower limit. A bevelled part 21a is at the upper end of the drain hole 21 or at the connection end of the drain opening 21 formed at which the drain opening 21 with the overflow chamber 22 connected is. The beveled part 21a is an opening whose inner diameter becomes larger along the axis. The inclination of the chamfered surface of the chamfered part 21a is set so that the channel area between the rod part 17a and the drain hole 21 clearly on the bevelled part 21a increases. Thus, the speed decreases from the drain port 21 ejecting flow and the beam energy of the flow is reduced.
In 2B ist
mit dem Bezugszeichen r1 der Radius der
Ablauföffnung 21 gezeigt
und r2 zeigt den Radius des Stangenteils 17a des
Betätigungskolbens 17.
Mit dem Bezugszeichen A1 ist die Kanalfläche der
Ablauföffnung 21 gezeigt
und AL1 zeigt die Kanalfläche bei
einem Abstand L1 von dem Basisendteil 6c in
Richtung der Strömung.
Das Basisendteil 6c ist das linke Ende des abgeschrägten Teils 21a,
wie dies in 2B gezeigt ist. Wenn der Abstand
L1 so definiert ist, wie dies durch die
Gleichung (i) gezeigt ist, sind die Formen der jeweiligen Teile
so eingestellt, dass eine Kanalflächenausdehnungsrate, die durch
AL1/A1 zwischen
der Fläche
AL1 und der Fläche A1 ausgedrückt wird,
die Ungleichung (ii) erfüllt: A1 = π·{(r1)2 – (r2)2} = π·(L1)2 (i) AL1/A1 ≥ 2,5 (ii) In 2 B is the reference numeral r 1, the radius of the drain opening 21 and r 2 shows the radius of the rod part 17a of the actuating piston 17 , By the reference numeral A 1 is the Kanalflä che the drain opening 21 and A L1 shows the channel area at a distance L 1 from the base end part 6c in the direction of the flow. The base end part 6c is the left end of the beveled part 21a like this in 2 B is shown. When the distance L 1 is defined as shown by the equation (i), the shapes of the respective parts are set so that a channel area expansion rate represented by A L1 / A 1 between the area A L1 and the area A 1 expressed, inequality (ii) satisfies: A 1 = π · {(r 1 ) 2 - (r 2 ) 2 } = π · (L 1 ) 2 (I) A L1 / A 1 ≥ 2.5 (ii)
Die
Ungleichung (ii) ist wie nachstehend erläutert auf der Grundlage von 2A abgeleitet.
In einem zylindrischen Loch, dessen Innendurchmesser entlang der
Achse zunimmt, wie dies in 2A gezeigt
ist, trennt sich die Strömung
von der Innenfläche
des Lochs, wenn der Winkel θ der
Erweiterung des Durchmessers zwischen 8 bis 10° liegt, wie dies allgemein bekannt
ist. Der Druckverlust h der Strömung
wird durch einen Ausdruck (iii) ausgedrückt. Mit A2 ist
der am weitesten vergrößerte Durchmesser des
Lochs bezeichnet. h ∝ ξ[1 – (A1/A2)]2 (iii) Inequality (ii) is as explained below based on 2A derived. In a cylindrical hole whose inside diameter increases along the axis, as in 2A is shown, the flow separates from the inner surface of the hole when the angle θ of enlargement of the diameter is between 8 to 10 °, as is well known. The pressure loss h of the flow is expressed by an expression (iii). A 2 indicates the largest enlarged diameter of the hole. h α ξ [1 - (A 1 / A 2 )] 2 (Iii)
Der
Druckverlust h wird erhöht,
indem [1 – (A1/A2)]2 oder
die Konstante ξ erhöht wird.
[1 – (A1/A2)]2 wird
erhöht,
indem eine Kanalflächenausdehnungsrate,
d. h. die Relativkanalfläche
A2 des Auslasses von dem Loch im Vergleich
zu der Kanalfläche
A1 des Einlasses von dem Loch in einem möglichen
Bereich für
die Gestaltung erhöht
wird. Die Konstante ξ wird
am größten, wenn
der Winkel θ oberhalb
60° ist.
Die Kanalflächenausdehnungsrate AL1/A1 bei dem Abstand
L1 wird durch eine Gleichung (iv) ausgedrückt, wenn
der Winkel θ 60° gleich ist.
In diesem Fall ist L1 gleich r1 und
r2 ist gleich 0. AL1/A1 = {r1(1 + tan30°)/r1)2 = 2,5 (iv) The pressure loss h is increased by increasing [1 - (A 1 / A 2 )] 2 or the constant ξ. [1 - (A 1 / A 2 )] 2 is increased by increasing a channel area expansion rate, ie, the relative channel area A 2 of the outlet from the hole, as compared to the channel area A 1 of the inlet from the hole in a possible design area , The constant ξ becomes greatest when the angle θ is above 60 °. The channel area expansion rate A L1 / A 1 at the distance L 1 is expressed by an equation (iv) when the angle θ is equal to 60 °. In this case L 1 is equal to r 1 and r 2 is equal to 0. A L1 / A 1 = {r 1 (1 + tan30 °) / r 1 ) 2 = 2.5 (iv)
Daher
wird, wenn die Kanalflächenausdehnungsrate
AL1/A1 größer als
2,5 ist, das Abtrennen der Strömung
beschleunigt und der Wirbelverlust der Strömung nimmt an dem abgeschrägten Teil 21a zu. Als
ein Ergebnis wird die Strahlenergie der Strömung geeignet verringert. Auf
der Grundlage des Ergebnisses werden die Formen der Teile des in 1B gezeigten
Aufbaus wie beispielsweise der Radius r1 der Ablauföffnung 21,
der Radius r2 des Stabteils 17a, und
die Neigung des abgeschrägten
Teils 21a in geeigneter Weise so bestimmt, dass die Ungleichung (ii)
erfüllt
ist.Therefore, when the channel area expansion rate A L1 / A 1 is greater than 2.5, the separation of the flow is accelerated and the vortex loss of the flow increases at the tapered portion 21a to. As a result, the beam energy of the flow is appropriately reduced. On the basis of the result, the forms of parts of in 1B shown construction such as the radius r 1 of the drain opening 21 , the radius r 2 of the rod part 17a , and the inclination of the beveled part 21a suitably determined so that inequality (ii) is satisfied.
Wie
dies in 1B gezeigt ist, ändert ein Kraftstoffstrahl 6a,
der zu der Überlaufkammer 22 durch
den abgeschrägten
Teil 21a herausspritzt, seine Richtung an dem Basisendteil 6c zu
einer schräg nach
oben weisenden Richtung, und er wird durch den Niedrigdruckkanal 2 abgegeben.Like this in 1B is shown changes a fuel spray 6a leading to the overflow chamber 22 through the beveled part 21a spouts out its direction at the base end part 6c to an obliquely upward direction, and it passes through the low pressure channel 2 issued.
Vorzugsweise
sollte der Niedrigdruckkanal 2 mit der Überlaufkammer 22 im
allgemeinen in der Strömungsrichtung
des Kraftstoffstrahls 6a in der Überlaufkammer 22 verbunden
sein. Somit wird der Kraftstoffstrahl 6a schnell abgegeben
und die Druckzunahme in der Überlaufkammer 22 wird
gehemmt. Der vorstehend beschriebene Effekt wird bei dem in 4 gezeigten
herkömmlichen
Kraftstoffeinspritzventil nicht erwartet, da seine Kanalflächenausdehnungsrate
konstant ist.Preferably, the low pressure channel should 2 with the overflow chamber 22 generally in the flow direction of the fuel jet 6a in the overflow chamber 22 be connected. Thus, the fuel jet 6a released quickly and the pressure increase in the overflow chamber 22 is inhibited. The effect described above is in the in 4 shown conventional fuel injection valve is not expected because its Kanalflächenausdehnungsrate is constant.
Wenn
das Kraftstoffeinspritzen gestartet wird, wird an dem Piezobetätigungsglied 14 eine Spannung
angelegt, die zum Öffnen
der Ablauföffnung 21 und
zum Schließen
der Hochdrucköffnung 32 ausreichend
ist. Das Piezobetätigungsglied 14 dehnt
sich in seiner axialen Länge
in Übereinstimmung
mit der Spannung aus und senkt den Kolben 15 mit dem großen Durchmesser
um den gleichen Abstand wie die Änderung
der axialen Länge.
Demgemäß nimmt
der Druck in der Piezopumpenkammer 16 zu. Der Betätigungskolben 17 senkt
sich aufgrund der Druckzunahme in der Piezopumpenkammer 16 und
drückt
den Ventilkopf 15 nach unten, so dass der Ventilkörper 52 abgesenkt
wird und sich von dem Ablaufsitz 53 trennt und sich auf
den Hochdrucksitz 54 setzt. Der Absenkabstand des Ventilkörpers 52 von dem
Ablaufsitz 53 ist gleich der Vergrößerungsänderung der axialen Länge des
Piezobetätigungsgiedes 14,
wobei die Vergrößerungsänderung
durch das Vergrößern der Änderung
der axialen Länge
des Piezobetätigungsgliedes 14 durch
ein Verhältnis
zwischen den Druckaufnahmeflächen
des Kolbens 15 mit dem großen Durchmesser und dem Betätigungskolben 17 vorgesehen
wird. Die Druckaufnahmeflächen
des Kolbens 15 mit dem großen Durchmesser und des Betätigungskolbens 17 sind
Bereiche oder Flächen,
die den Druck in der axialen Richtung aufnehmen.When fuel injection is started, the piezoactuator is activated 14 a voltage applied to open the drain hole 21 and closing the high-pressure opening 32 is sufficient. The piezo actuator 14 Expands in its axial length in accordance with the voltage and lowers the piston 15 with the large diameter by the same distance as the change of the axial length. Accordingly, the pressure in the piezo pump chamber decreases 16 to. The actuating piston 17 lowers due to the pressure increase in the piezo pump chamber 16 and pushes the valve head 15 down, leaving the valve body 52 is lowered and away from the drain seat 53 separates and moves to the high-pressure seat 54 puts. The lowering distance of the valve body 52 from the drain seat 53 is equal to the magnification change of the axial length of the Piezobetätigungsgiedes 14 wherein the magnification change is by increasing the change in the axial length of the piezoactuator 14 by a ratio between the pressure receiving areas of the piston 15 with the large diameter and the actuating piston 17 is provided. The pressure receiving surfaces of the piston 15 with the large diameter and the actuating piston 17 are areas or areas that absorb the pressure in the axial direction.
Der
Druck in der Ventilkammer 51 nimmt ab, da die Ablauföffnung 21 sich öffnet und
die Hochdrucköffnung 32 sich
schließt,
wenn der Ventilkörper 52 abgesenkt
wird. Wenn der Druck in der Steuerkammer 4, die mit der
Ventilkammer 51 verbunden ist, abnimmt und die Kraft, die
durch den Fluiddruck in der Ventilkammer 31 auf die Düsennadel 12 nach oben
gerichtet aufgebracht wird, die sich ergebenden Kräfte des
Fluiddrucks in der Steuerkammer 4 und in der Feder 41 überschreitet,
wird die Düsennadel 12 von
dem Düsensitz 13 angehoben,
und das Kraftstoffeinspritzen wird gestartet.The pressure in the valve chamber 51 decreases as the drain opening 21 opens and the high pressure opening 32 closes when the valve body 52 is lowered. When the pressure in the control chamber 4 connected to the valve chamber 51 is connected, decreases and the force caused by the fluid pressure in the valve chamber 31 on the nozzle needle 12 is applied upward, the resulting forces of the fluid pressure in the control chamber 4 and in the spring 41 exceeds, the nozzle needle 12 from the nozzle seat 13 lifted, and the fuel injection is started.
Wenn
der Ventilkörper 52 die
Ablauföffnung öffnet, spritzt
der in der Ventilkammer 51 befindliche Kraftstoff in die Überlaufkammer 22 durch
die Ablauföffnung 21 heraus. Da die Kanalfläche der
Ablauföffnung 21 sich
deutlich an dem abgeschrägten
Teil 21a erweitert, läßt die Geschwindigkeit
des Kraftstoffstrahls 6a nach, und der Strahl 6a trennt
sich von der Oberfläche
des abgeschrägten
Teils 21a, wobei Wirbel 6b um die Fläche herum
erzeugt werden. Daher wird die Energie des Strahls 6a,
die die Bewegung des Betätigungskolbens 17 hemmt,
drastisch verringert, und die an dem Betätigungskolben 17 nach
oben wirkende Kraft wird verringert. Außerdem bewegt sich der Strahl 6a in
der schräg
nach außen weisenden
Richtung entlang der schrägen
Fläche des
abgeschrägten
Abschnittes 21a und wird durch den Niedrigdruckkanal 2 abgegeben.
Da die Richtung, in der der Niedrigdruckkanal 2 mit der Überlaufkammer 22 verbunden
ist, im allgemeinen der Richtung des Strahls 6a gleich
ist, wird der Strahl 6a schnell abgegeben. Als ein Ergebnis
wird die Druckzunahme in der Überlaufkammer 22 abgewandelt, und
die nach oben gerichtete Wirkung des Drucks in der Überlaufkammer 22 auf
den Betätigungskolben 17 wird
gehemmt.When the valve body 52 the drain opening opens, the injected in the valve chamber 51 located fuel in the overflow chamber 22 through the process opening 21 out. As the channel surface of the drain opening 21 clearly on the bevelled part 21a extended, leaves the speed of the fuel jet 6a after, and the beam 6a separates from the surface of the beveled part 21a , where vortex 6b be generated around the surface. Therefore, the energy of the beam 6a that the movement of the actuating piston 17 inhibits, drastically reduced, and that on the actuating piston 17 upward force is reduced. In addition, the beam moves 6a in the obliquely outward direction along the inclined surface of the chamfered portion 21a and gets through the low pressure channel 2 issued. Because the direction in which the low pressure channel 2 with the overflow chamber 22 connected, generally the direction of the beam 6a is the same, the beam is 6a delivered quickly. As a result, the pressure increase in the overflow chamber 22 modified, and the upward effect of the pressure in the overflow chamber 22 on the actuating piston 17 is inhibited.
Wenn
das Kraftstoffeinspritzen angehalten wird, wird die Spannung des
Piezobetätigungsgliedes 14 auf
Null verringert, indem die elektrische Ladung abgegeben wird. Während des
Verringerns der Spannung kehrt das Piezobetätigungsglied 14 zu
der ursprünglichen
axialen Länge
zurück,
indem es sich um die Änderung
in der axialen Länge
zusammenzieht, die beim Aufbringen der Spannung auf ihm erzeugt
wird. Des weiteren erhebt sich der Kolben 15 mit dem großen Durchmesser
vorgespannt durch die Feder 18. Demgemäß nimmt der Druck in der Piezopumpenkammer 16 ab,
und der Betätigungskolben 17 verliert
die Kraft zum Drücken
des Ventils 52 gegen den Hochdrucksitz 54 entgegen
dem hohen Druck in der Hochdrucköffnung 32.
Als ein Ergebnis erhebt sich der Betätigungskolben 17 mit
dem Ventilkörper 52.When the fuel injection is stopped, the voltage of the piezo actuator becomes 14 reduced to zero by the electric charge is discharged. While reducing the voltage, the piezo actuator returns 14 back to the original axial length, contracting by the change in the axial length created when the tension is applied to it. Furthermore, the piston rises 15 with the large diameter biased by the spring 18 , Accordingly, the pressure in the piezo pump chamber decreases 16 off, and the actuating piston 17 loses the force to push the valve 52 against the high pressure seat 54 against the high pressure in the high pressure port 32 , As a result, the actuating piston rises 17 with the valve body 52 ,
Wenn
sich der Ventilkörper 52 auf
den Ablaufsitz 53 erneut setzt und die axiale Position
des Ventilkörpers 52 zu
dem ursprünglichen
Zustand zurückkehrt, öffnet sich
die Hochdrucköffnung 32,
und dann schließt
sich die Ablauföffnung 21.
Demgemäß wird der
Druck in der Ventilkammer 51 und der Steuerkammer 4 wiederhergestellt.
Wenn der Druck in der Steuerkammer 4 soweit ansteigt, dass
die an der Düsennadel 12 nach
unten wirkende Kraft die Kraft des Fluiddruckes in der Kraftstoffkammer 31 überschreitet,
senkt sich die Düsennadel 12 und
setzt sich auf den Düsensitz 13,
wobei das Kraftstoffeinspritzen angehalten wird.When the valve body 52 on the drain seat 53 again sets and the axial position of the valve body 52 returns to the original state, the high-pressure opening opens 32 , and then the drain closes 21 , Accordingly, the pressure in the valve chamber 51 and the control chamber 4 restored. When the pressure in the control chamber 4 so far increases that at the nozzle needle 12 downward force is the force of fluid pressure in the fuel chamber 31 exceeds, the nozzle needle lowers 12 and sits down on the nozzle seat 13 wherein the fuel injection is stopped.
Wie
dies vorstehend erläutert
ist, wird die Antriebsenergie des Piezobetätigungsgliedes 14 zum Öffnen der
Ablauföffnung 21 durch
das Absenken des Ventilkörpers 52 und
zum Halten der Schließposition
der Hochdrucköffnung 32 während des
Kraftstoffeinspritzens verringert. Daher werden die Größe und die
Kosten der Vorrichtung verringert.As explained above, the drive energy of the piezo actuator becomes 14 to open the drain hole 21 by lowering the valve body 52 and for holding the closing position of the high-pressure opening 32 reduced during fuel injection. Therefore, the size and the cost of the device are reduced.
Nachstehend
ist ein zweites Ausführungsbeispiel
beschrieben.below
is a second embodiment
described.
Ein
in 3A gezeigtes Kraftstoffeinspritzventil hat anders
als beim ersten Ausführungsbeispiel
eine Unterbrechungswand 7 in der Überlaufkammer 22 anstelle
der Abschrägung
der Innenfläche
der Ablauföffnung 21.
Die Unterbrechungswand 7 teilt die Überlaufkammer 22 in
eine obere Kammer und eine untere Kammer, wobei die Druckaufnahmefläche 17b des
Betätigungskolbens 17 oberhalb
der Unterbrechungswand gestützt
ist. Der Stabteil 17a erreicht die Ablauföffnung 21 durch
ein Durchgangsloch 71, das in der Mitte der Unterbrechungswand 7 ausgebildet
ist. Die obere Kammer und die untere Kammer der Überlaufkammer 22 sind
mit Niedrigdruckkanälen 23 bzw. 24 verbunden.An in 3A shown fuel injection valve has a breaker wall unlike the first embodiment 7 in the overflow chamber 22 instead of the chamfer of the inner surface of the drain hole 21 , The break wall 7 shares the overflow chamber 22 in an upper chamber and a lower chamber, wherein the pressure receiving surface 17b of the actuating piston 17 is supported above the interrupt wall. The rod part 17a reaches the drain opening 21 through a through hole 71 that is in the middle of the break wall 7 is trained. The upper chamber and the lower chamber of the overflow chamber 22 are with low pressure channels 23 respectively. 24 connected.
Die
Druckaufnahmefläche 17b des
Betätigungskolbens 17 zeigt
eine Bodenfläche
des Gleitteils des Betätigungskolbens 17 und
eine abgeschrägte
Fläche
eines mittleren Teils zwischen dem Gleitteil und dem Stabteil 17a.
Der mittlere Teil ist so ausgebildet, dass sein Durchmesser entlang
der Achse von der Bodenfläche
des Gleitteils zu dem Stabteil 17a hin kürzer wird.
Ein Zwischenraum zwischen dem Stabteil 17a und dem Durchgangsloch 71 ist
so eingestellt, dass eine nach oben und nach unten gerichtete Bewegung
des Stabteils 17a nicht behindert wird, und der Strahl 6a nicht
dazu in der Lage ist, durch den Zwischenraum zu treten.The pressure receiving surface 17b of the actuating piston 17 shows a bottom surface of the sliding part of the actuating piston 17 and a chamfered surface of a middle part between the slider and the rod part 17a , The middle part is formed so that its diameter along the axis from the bottom surface of the sliding part to the rod part 17a gets shorter. A space between the rod part 17a and the through hole 71 is adjusted so that an upward and downward movement of the rod part 17a not obstructed, and the beam 6a is not able to step through the gap.
Wenn
der Ventilkörper 52 die
Ablauföffnung 21 öffnet, spritzt
der in der Ventilkammer 51 befindliche Kraftstoff in die Überlaufkammer 22 durch
die Ablauföffnung 21 heraus.
Jedoch schlägt
der Strahl 6a gegen die Unterbrechungswand 7 und ändert seine
Richtung und er wird von dem Niedrigdruckkanal 24 abgegeben,
da die Unterbrechungswand 7 so angeordnet ist, dass die
Druckaufnahmefläche 17b des Betätigungskolbens 17 geschützt ist.
Somit wird verhindert, dass der Strahl 6a direkt auf den
Betätigungskolben 17 einwirkt.
Daher wird ein Effekt eines Verringerns der Antriebsenergie erzielt,
die für
das Piezobetätigungsglied 14 erforderlich
ist. Als ein Ergebnis werden die Größe und die Kosten der Vorrichtung
verringert.When the valve body 52 the drain opening 21 opens, splashes in the valve chamber 51 located fuel in the overflow chamber 22 through the drain hole 21 out. However, the beam hits 6a against the break wall 7 and changes its direction and it gets from the low pressure channel 24 delivered, because the interruption wall 7 is arranged so that the pressure receiving surface 17b of the actuating piston 17 is protected. This will prevent the beam 6a directly on the actuating piston 17 acts. Therefore, an effect of reducing the driving energy obtained for the piezoactuator 14 is required. As a result, the size and cost of the device are reduced.
Wie
dies in 3B gezeigt ist, ist es ebenfalls
möglich,
den Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels
und des zweiten Ausführungsbeispiels
zu kombinieren. Genauer gesagt ist es möglich, den abgeschrägten Teil 21a an
dem Verbindungsende der Ablauföffnung 21 auszubilden,
an dem die Ablauföffnung 21 mit
der Überlaufkammer 22 verbunden
ist, und die Unterbrechungswand 7 in der Überlaufkammer 22 anzuordnen.
Somit wird die Strahlenergie verringert, und die Druckaufnahmefläche 17b des
Betätigungskolbens 17 wird
durch die Unterbrechungswand 7 geschützt. Als ein Ergebnis werden
die Wirkung des Verringerns der Kraft, die an dem Betätigungskolben 17 in
nach oben weisender Richtung wirkt, und der Effekt des Verringerns
der Antriebsenergie für
das Piezobetätigungsglied 14 weiter
erhöht.Like this in 3B As shown, it is also possible to combine the structure of the first embodiment and the second embodiment. More precisely, it is possible to use the bevelled part 21a at the connection end of the drain opening 21 form, at which the drain opening 21 with the overflow chamber 22 connected, and the interruption wall 7 in the overflow chamber 22 to arrange. Thus, the beam energy is ver reduces, and the pressure receiving surface 17b of the actuating piston 17 gets through the break wall 7 protected. As a result, the effect of reducing the force applied to the actuating piston 17 acting in the upward direction, and the effect of reducing the drive energy for the piezo actuator 14 further increased.
Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Piezobetätigungsglied
angewendet worden. Jedoch kann ein beliebiges anderes Betätigungsglied,
das seine Form durch Betätigung ändert, wie
beispielsweise ein magnetostriktives Betätigungsglied, das ein magnetostriktives
Material anwendet, auch anstelle des Piezobetätigungsgliedes angewendet werden.at
The embodiments described above is the piezo actuator
been applied. However, any other actuator,
that changes its shape through actuation, like
For example, a magnetostrictive actuator that is a magnetostrictive
Material used, also be used in place of the piezo actuator.
Bei
den vorstehend dargelegten Ausführungsbeispielen
wird das 3-Wege-Ventil
angewendet. Jedoch kann eine andere Vorrichtung, die die Düsennadel öffnet und
schließt,
wie beispielsweise ein 2-Wege-Ventil,
auch anstelle des 3-Wege-Ventils angewendet werden.at
the embodiments set forth above
becomes the 3-way valve
applied. However, another device that opens the nozzle needle and can
closes
such as a 2-way valve,
also be used instead of the 3-way valve.
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern kann in vielen anderen Weisen ausgeführt werden, ohne vom Umfang
der Erfindung abzuweichen.The
The present invention is not limited to the disclosed embodiments
limited,
but can be done in many other ways, without the scope
to deviate from the invention.
Das
Piezobetätigungsglied 14 des
Kraftstoffeinspritzventils 1 treibt einen Betätigungskolben 17 über einen
Kolben 15 mit einem großen Durchmesser und eine Pumpenkammer 16 an,
um einen Ventilkörper 52 eines
Steuerventils 5 nach unten zu drücken und um eine Niedrigdruckablauföffnung 21 zu öffnen. Somit
wird eine Düsennadel 12 geöffnet und Kraftstoff
eingespritzt. Ein abgeschrägtes
Teil 21a ist an einem oberen Ende der Ablauföffnung 21 ausgebildet.
Das abgeschrägte
Teil 21a ist so ausgebildet, dass seine Kanalfläche deutlich
in einer nach oben weisenden Richtung zunimmt. Daher wird die Energie
eines Kraftstoffstrahls, der in eine Überlaufkammer 22 herausspritzt,
drastisch verringert, und eine Kraft, die in einer Richtung zum
Hemmen der Bewegung des Betätigungskolbens 17 wirkt,
wird verringert.The piezo actuator 14 of the fuel injection valve 1 drives an actuating piston 17 over a piston 15 with a large diameter and a pump chamber 16 to a valve body 52 a control valve 5 to push down and to a low-pressure drain opening 21 to open. Thus, a nozzle needle 12 opened and fuel injected. A bevelled part 21a is at an upper end of the drain opening 21 educated. The beveled part 21a is formed so that its channel area increases significantly in an upward direction. Therefore, the energy of a jet of fuel flowing into an overflow chamber 22 spits out, drastically decreases, and a force acting in one direction to inhibit the movement of the actuating piston 17 acts, is reduced.
