DE19738351A1 - Speicherkraftstoffeinspritzsystem - Google Patents
SpeicherkraftstoffeinspritzsystemInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft im allgemeinen ein Speicher
kraftstoffeinspritzsystem. Diese Art von Einspritzsystem
ist zum Beispiel in den ungeprüften japanischen Patentan
meldungen Nr. 5-133296/1993, Nr. 1-232161/1989, Nr. 5-
99095/1993 und Nr. 7-63135/1995 offenbart.
Gemäß dem Speicherkraftstoffeinspritzsystem wird Kraft
stoff über eine Hochdruckpumpe mit Druck beaufschlagt. Der
mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird in einem Common
Rail System gespeichert, das als ein Ausgleichsbehälter
dient. Der gespeicherte Hochdruckkraftstoff wird durch eine
elektromagnetische Einspritzvorrichtung in einen Verbren
nungsmotor oder ähnlichem geleitet.
Eine Einspritzöffnung des elektromagnetischen Ventils
wird durch ein Ventilbauteil geschlossen, das als Reaktion
auf einen hydraulischen Druck in einer Drucksteuerkammer
verstellbar ist. Die hydraulische Steuerkammer wird wahl
weise mit einem Niederdruckraum (d. h. einer Auslaßseite)
verbunden oder von diesem getrennt. Ein Paar aus einem be
weglichen Bauteil und einem Plattenbauteil steuert eine
Verbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Nieder
druckraum (der Auslaßseite).
Das bewegliche Bauteil und das Plattenbauteil werden an
dem Sitzabschnitt miteinander verbunden. Der Sitzabschnitt
ist aufgrund sich wiederholender Funktionen des elektroma
gnetischen Ventils einem Abrieb unterworfen.
Das elektromagnetische Ventil ist mit einer Feder ver
sehen. Das bewegliche Bauteil wird von einer Zylinderspule
gegen die Federkraft der Feder magnetisch angezogen.
Der Druck des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs kann
500 kg/cm² (ungefähr 50 Mpa) erreichen.
Der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff enthält mögli
cherweise Verunreinigungen, wie zum Beispiel Keramik oder
Sand. Wenn die Verunreinigungen durch ein Filter hindurch
gehen und in die Einspritzvorrichtung gelangen, können die
Verunreinigungen, die durch den Durchfluß des mit Druck be
aufschlagten Kraftstoffs zugeführt werden, an dem Sitzab
schnitt des elektromagnetischen Ventils einen Abrieb verur
sachen.
In Hinsicht auf das Vorhergehende ist es die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Speicherkraftstoffein
spritzsystem vorzusehen, das fähig ist, den Verlust durch
Abrieb zu verringern, wobei das Kraftstoffausströmen unter
drückt und das elektromagnetische Ventil in der Abmessung
kleiner gestaltet wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale
der Ansprüche 1, 3, 7 und 9.
Um diese und andere betreffende Aufgaben zu ermögli
chen, sieht die vorliegende Erfindung ein neues und hervor
ragendes Speicherkraftstoffeinspritzsystem vor, das die
verschiedenen Aspekte aufweist, die im folgenden beschrie
ben werden. Die Bezugszeichen in Klammern zeigen das Ent
sprechende zu den Bauteilen, die in den später beschriebe
nen, bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfin
dung offenbart sind. Die Bezugszeichen in Klammern, die in
der folgenden Beschreibung hinzugefügt werden, werden somit
nur darauf verwendet, daß sie das Verständnis der vorlie
genden Erfindung beschleunigen, und nicht darauf, daß der
Umfang der vorliegenden Erfindung eng ausgelegt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt
ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem eine Einspritzvor
richtung 1 zum Liefern von mit Druck beaufschlagten Kraft
stoff in einen Verbrennungsmotor. Ein Hochdruckkraftstoff
durchgang 62 führt den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff
einer Einspritzöffnung 11a der Einspritzvorrichtung 1 zu.
Ein Ventilbauteil 20-22 hat ein der Einspritzöffnung 11a
zugewandtes Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruck
durchgangs 62 mit oder von der Einspritzöffnung 11a. Eine
Drucksteuerkammer 61 ist an dem anderen Ende des Ventilbau
teils 20-22 vorgesehen und nimmt den mit Druck beaufschlag
ten Kraftstoff durch einen Hochdruckkraftstoffdurchgang 63
auf, um das Ventilbauteil 20-22 zu der Einspritzöffnung 11a
hin zu drücken. Ein elektromagnetisches Ventil 30 verbindet
und trennt die Drucksteuerkammer 61 mit oder von einem Nie
derdruckraum 64, 67, 68. Das elektromagnetische Ventil 30
umfaßt ein Plattenbauteil 51 und ein bewegliches Bauteil
40, die ebene Flächen 51a, 51d, 43a haben, zum gemeinsamen
Schließen und Öffnen eines Durchgangs, der die Drucksteuer
kammer 61 und den Niederdruckraum 64, 67, 68 verbindet. An
zumindest einem Bauteil, dem beweglichen Bauteil 40 oder
dem Plattenbauteil 51, ist in einem Kontaktbereich, in dem
das bewegliche Bauteil 40 mit dem Plattenbauteil 51 in Kon
takt gebracht wird, ein Kraftstoffentlastungsdurchgang 51b,
51c vorgesehen. Der Kraftstoffentlastungsdurchgang 51b, 51c
steht mit den Niederdruckraum 64, 67, 68 in Verbindung. Die
ebene Fläche 43a des beweglichen Bauteils 40 ist aus einem
Anti-Abriebmaterial hergestellt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
ist die ebene Fläche 51a, 51d des Plattenbauteils 51 aus
einem Anti-Abriebmaterial hergestellt.
Vorzugsweise umfaßt das bewegliche Bauteil 40 ein Wel
lenbauteil 41 und ein Kugelbauteil 43, das in dem Wellen
bauteil 41 drehbar gehalten wird. Das Kugelbauteil 43 hat
eine ebene Fläche 43a, die mit der ebenen Fläche 51a, 51d
des Plattenbauteils 51 in Kontakt gebracht wird, und eine
sphärische Fläche 43b, die von dem Wellenbauteil
41 verschiebbar gehalten wird.
Vorzugsweise wird das Anti-Abriebmaterial aus der aus
TiN, CrN und DLC (d. h., diamantähnlicher Kohlenstoff) be
stehenden Gruppe ausgewählt. An einem Basismaterial 70 ist
eine harte Überzugsschicht 71 des Anti-Abriebmaterials aus
geformt. Das Anti-Abriebmaterial ist Keramik oder eine Su
perhartlegierung.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfin
dung ist an zumindest einer der ebenen Flächen 51a, 51d,
43a des beweglichen Bauteils 40 und des Plattenbauteils 51
eine Anti-Abriebschicht 71 ausgeformt.
Vorzugsweise ist die Anti-Abriebschicht 71 an einer
Seitenwandung 51e des Kraftstoffentlastungsdurchgangs 51b,
51c von der zumindest einen der ebenen Flächen 51a, 51d,
43a gleichmäßig ausgeformt. Eine Dicke der Anti-
Abriebschicht 71 an der Seitenwandung 51e ist mit einer
Dicke der Anti-Abriebschicht 71 an der zumindest einen der
ebenen Flächen 51a, 51d, 43a identisch.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfin
dung ist an einer ebenen Ringfläche 51a des Plattenbauteils
51, die sich in einen Bereich zwischen dem Kraftstoffentla
stungsdurchgang 51b, 51c und einer Öffnung 66 erstreckt,
welche die Drucksteuerkammer 61 und den Niederdruckraum 64,
67, 68 verbindet, eine Anti-Abriebschicht 71 ausgeformt.
Vorzugsweise hat die ebene Ringfläche 51a eine radiale
Weite w, die kleiner ist als eine Tiefe h des Kraftstof
fentlastungsdurchgangs 51b, 51c.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfin
dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevor
zugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht, die erforderli
che Bauteile eines elektromagnetischen
Ventils in einem Speicherkraftstoffein
spritzsystem gemäß einer ersten, erfin
dungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
Fig. 2A eine Draufsicht, die eine ebene Platte
gemäß der ersten, erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt;
Fig. 2B eine Querschnittsansicht, die die ebene
Platte gemäß der ersten, erfindungsge
mäßen Ausführungsform entlang einer Li
nie 2B-2B der Fig. 2A zeigt;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht, die das Spei
cherkraftstoffeinspritzsystem gemäß der
ersten, erfindungsgemäßen Ausführungs
form zeigt;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht, die einen er
forderlichen Abschnitt des Speicher
kraftstoffeinspritzsystems gemäß der
ersten, erfindungsgemäßen Ausführungs
form zeigt;
Fig. 5A eine Querschnittsansicht, die eine
Druckverteilung entlang einer Sitzflä
che des elektromagnetischen Ventils ge
mäß der ersten, erfindungsgemäßen Aus
führungsform zeigt;
Fig. 5B eine grafische Darstellung, die einen
theoretischen Druck zeigt, der an jeder
radialen Position der in Fig. 5A ge
zeigten Druckverteilung erzielt wird;
Fig. 6 eine Ansicht, die eine Wirkung eines
Kraftstoffentlastungsdurchgangs in be
zug auf die hydraulische Beanspruchung
zeigt;
Fig. 7A und 7B Ansichten, die in einem Vergleichsbei
spiel gemeinsam einen Mechanismus zum
Verursachen von Abrieb an der Außenum
fangskante einer ebenen Fläche eines
Kugelbauteils aufgrund von Zusammenstö
ßen zwischen dem Kugelbauteil und einer
ebenen Platte zeigen;
Fig. 8A und 8B Ansichten, die in einem Vergleichsbei
spiel gemeinsam einen Mechanismus zum
Verursachen von Abrieb an der oberen
Fläche der ebenen Platte aufgrund von
Zusammenstößen zwischen dem Kugelbau
teil und der ebenen Platte zeigen;
Fig. 9A und 9B Ansichten, die gemeinsam einen Mecha
nismus zum Verursachen von Abrieb an
der ebenen Fläche der ebenen Fläche des
Kugelbauteils aufgrund von in dem
Kraftstoff enthaltenen Verunreinigungen
zeigen;
Fig. 10 eine Ansicht, die in der ersten Ausfüh
rungsform und in dem Vergleichsbeispiel
einen Verlust durch Abrieb zeigt, der
an der Sitzfläche verursacht wird;
Fig. 11 ein Ansicht, die in der ersten Ausfüh
rungsform und in dem Vergleichsbeispiel
ein Verhältnis zwischen einer verstri
chenen Zeit und einem Kraftstoffein
spritz- oder einem Kraftstoffausström
betrag zeigt;
Fig. 12 eine Ansicht, die einen Verlust durch
Abrieb zeigt, der in der ersten Ausfüh
rungsform und in dem Vergleichsbeispiel
an der Sitzfläche verursacht wird;
Fig. 13A eine Draufsicht, die eine ebene Platte
gemäß einer zweiten, erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt;
Fig. 13B eine Querschnittsansicht, die die ebene
Platte gemäß der zweiten, erfindungsge
mäßen Ausführungsform entlang einer Li
nie 13B-13B der Fig. 13A zeigt;
Fig. 14A eine Draufsicht, die eine ebene Platte
gemäß einer dritten, erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt;
Fig. 14B eine Querschnittsansicht, die die ebene
Platte gemäß der dritten, erfindungsge
mäßen Ausführungsform entlang einer Li
nie 14B-14B der Fig. 14A zeigt;
Fig. 15A eine Teilquerschnittsansicht von der
Seite, die ein Kugelbauteil gemäß einer
vierten, erfindungsgemäßen Ausführungs
form zeigt;
Fig. 15B eine Draufsicht, die das Kugelbauteil
gemäß der vierten, erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt, wobei sie von
der Richtung eines Pfeils 15B der Fig.
15A betrachtet wird;
Fig. 16A eine Draufsicht, die eine ebene Platte
gemäß der vierten, erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt;
Fig. 16B eine Querschnittsansicht, die die ebene
Platte gemäß der vierten, erfindungsge
mäßen Ausführungsform entlang einer Li
nie 16B-16B der Fig. 16A zeigt;
Fig. 17A eine Draufsicht, die eine ebene Platte
gemäß einer fünften, erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt;
Fig. 17B eine Querschnittsansicht, die die ebene
Platte gemäß der fünften, erfindungsge
mäßen Ausführungsform entlang einer Li
nie 17B-17B der Fig. 17A zeigt.
Es werden in bezug auf die beigefügten Zeichnungen be
vorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im
folgenden erklärt. Gleiche Abschnitte werden durch die An
sichten hindurch mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Im folgenden wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
gemäß der ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform be
schrieben.
Fig. 3 zeigt eine Einspritzvorrichtung 1. In einem
nicht gezeigten Common Rail System wird Kraftstoff gespei
chert. Über eine (nicht gezeigte) Kraftstoffleitung und ei
nen Kraftstoffilter 60 wird ein mit Druck beaufschlagter
Kraftstoff, der einen vorbestimmten Druck hat, an die Ein
spritzvorrichtung 1 geliefert.
Die Einspritzvorrichtung 1 hat an einem fernen
(vorderen) Ende davon eine Einspritzöffnung 11a. In der Nä
he der Einspritzöffnung 11a der Einspritzvorrichtung 1 ist
eine Einspritzdüse 10 vorgesehen, die einen zylindrischen
Düsenkörper 11 hat. In dem zylindrischen Düsenkörper 11 ist
ein Nadelventil 20 untergebracht. Ein Ende des Nadelventils
20 ist der Einspritzöffnung 11a der Einspritzvorrichtung 1
zugewandt. Das Nadelventil 20 ist entlang der Achsrichtung
des zylindrischen Düsenkörpers 11 verschiebbar. Der Düsen
körper 11 und ein Einspritzvorrichtungskörper 13 sind über
eine Befestigungsmutter 14 verbunden, die sich entlang der
zylindrischen Außenflächen des Düsenkörpers 11 und des Ein
spritzvorrichtungskörpers 13 erstreckt. Zwischen den sich
zugewandten Flächen des Düsenkörpers 11 und des Einspritz
vorrichtungskörpers 13 ist ein Dichtungsplättchen 12 ange
ordnet. In der Nähe des anderen Endes des Nadelventils 20
ist ein Druckbolzen 21 angeordnet. Neben dem Druckbolzen 21
ist in der Achsrichtung der Einspritzvorrichtung 1 ein
Steuerkolben 22 angeordnet. Der Steuerkolben 22 wird mit
dem Druckbolzen 21 direkt in Kontakt gebracht oder mit die
sem verbunden. Das Nadelventil 20, der Druckbolzen 21 und
der Steuerkolben 22 dienen gemeinsam als ein Ventilbauteil.
Der Druckbolzen 21 wird in eine zylindrische Feder 23
eingefügt. Ein Ende (d. h., eine ferne Endseite) der zylin
drischen Feder 23 wird von einem Flansch oder einem Absatz
des Druckbolzens 21 gehalten. Das andere Ende (d. h., eine
Basisendseite) der zylindrischen Feder 23 wird von einem
Innenabsatz des Einspritzvorrichtungskörpers 13 gehalten.
Die Feder 23 drückt den Druckbolzen 21 nach unten, d. h., zu
dem fernen Ende der Einspritzvorrichtung 1 hin. In der Nähe
einer Basisendseite des Steuerkolbens 22 ist eine Druck
steuerkammer 61 vorgesehen.
Der Kraftstoffilter 60 hat einen Filterabstand von un
gefähr 25 µm. Wenn der Kraftstoff durch diesen Abstand
strömt, werden in dem Kraftstoff enthaltene Verunreinigun
gen von dem Kraftstoffilter 60 gefiltert. Der mit Druck be
aufschlagte Kraftstoff, der durch das Kraftstoffilter 60
eingeführt wird, wird in einen ersten Strom eines Hoch
druckkraftstoffdurchgangs 62 und in einen zweiten Strom ei
nes Hochdruckkraftstoffdurchgangs 63 getrennt. Der Hoch
druckkraftstoffdurchgang 62 erstreckt sich zu dem Nadelven
til 20. Um das Nadelventil 20 herum ist ein zylindrischer
Kraftstoffbehälter 24 vorgesehen. Der Hochdruckkraftstoff
durchgang 63 erstreckt sich zu der Drucksteuerkammer 61
hin. Der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird auch an
die Drucksteuerkammer 61 geliefert.
Der mit Druck beaufschlagte, in dem Kraftstoffbehälter
24 gespeicherte Kraftstoff erzeugt ein Kraft, um das Nadel
ventil 20 in Fig. 3 nach oben anzuheben. Das Nadelventil 20
wird mit einer vorbestimmten Anhebekraft nach oben bewegt.
Der Behälter 24 steht mit der Einspritzöffnung 11a in Ver
bindung. Somit wird der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff
von der geöffneten Einspritzöffnung 11a eingespritzt. Ande
rerseits drückt der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff, der
in der Drucksteuerkammer 61 gespeichert ist, das Nadelven
til 20 nach unten. Die Einspritzöffnung 11a wird durch das
Nadelventil 20 geschlossen. Der Behälter 24 wird von der
Einspritzöffnung 11a getrennt.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, steht der Hochdruckkraft
stoffdurchgang 63 mit der Drucksteuerkammer 61 über eine
erste Öffnung 65 in Verbindung. Die erste Öffnung 65 hat
die Funktion, eine Kraftstoffmenge, die an die Drucksteuer
kammer 61 geliefert wird, zu unterdrücken. Ein ebene Platte
51, die als ein Ventilsitz dient, hat eine zweite Öffnung
66, die sich in eine Achsrichtung der ebenen Platte 51 er
streckt. Die zweite Öffnung 66 hat einen kleineren Durch
gangswiderstand als die erste Öffnung 65.
Es gibt einen ersten Niederdruckkraftstoffdurchgang 64,
der eine Funktion hat, den Kraftstoff zu sammeln, wenn der
Kraftstoff durch einen Verschiebeabstand ausströmt, der
sich von dem Steuerkolben 22 zu dem Nadelventil 20 er
streckt. Der Niederdruckkraftstoffdurchgang 64 ist mit ei
ner Niederdruckkraftstoffkammer 67 verbunden. Mit der Nie
derdruckkraftstoffkammer 67 ist ein zweiter Niederdruck
kraftstoffdurchgang 68 verbunden. Der zweite Niederdruck
kraftstoffdurchgang 68 läßt den restlichen Kraftstoff aus
der Einspritzvorrichtung 1 heraus. Der Niederdruckkraft
stoffdurchgang 64, die Niederdruckkraftstoffkammer 67 und
der Niederdruckkraftstoffdurchgang 68 dienen zusammen als
ein Niederdruckraum.
Zwischen einer Befestigungsmutter 52 und dem Einspritz
vorrichtungskörper 13 ist ein elektromagnetisches Ventil 30
angeordnet. Das elektromagnetische Ventil 30 ist ein Zwei-
Wege-Ventil, dessen EIN-AUS die Verbindung zwischen der
Drucksteuerkammer 61 und der Niederdruckkraftstoffkammer 67
steuert. In einem Kern 31 ist eine elektromagnetische Spule
32 des elektromagnetischen Ventil 30 angeordnet. Ein Paar
von Verbindungsteilen 33 liefert an die elektromagnetische
Spule 32 elektrische Energie.
Mit der elektromagnetischen Spule 32 ist ein bewegli
ches Bauteil 40 verbunden. Das bewegliche Bauteil 40 be
steht aus einer Welle 41, einem Trägerbauteil 42, einem Ku
gelbauteil 43 und einer Schubstange 44. Das bewegliche Bau
teil 40 wird in einem Zylinder 53, der von dem Kern 31
axial beabstandet ist, verschiebbar gehalten. In einem
Raum, der zwischen dem Kern 31 und dem Zylinder 53 festge
legt ist, ist ein Anker 34 vorgesehen. Der Anker 34 ist an
der Welle 41 an einer Mittelöffnung davon angebracht. Die
Welle 41 und das Trägerbauteil 42 dienen zusammen als ein
Wellenbauteil. Ein Anhebebetrag des beweglichen Bauteils 40
hängt im wesentlichen von einem Abstand zwischen dem Kern
31 und dem Zylinder 53 ab. Dieser Abstand wird von einem
zylindrischen Abstandshalter 54 festgelegt, der zwischen
dem Kern 31 und dem Zylinder 53 vorgesehen ist
Fig. 1 zeigt die Details des beweglichen Bauteils 40
und die betreffenden Bauteile der ersten Ausführungsform.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist das Trägerbauteil 42 zy
lindrisch und an der zylindrischen Außenfläche des unteren
Endes der Welle 41 durch Druck eingepreßt oder ange
schweißt. Das untere Ende des Trägerbauteils 42 erstreckt
sich weiter als das untere Ende der Welle 41. Das Kugelbau
teil 43 wird von der Innenwandung des ausgestreckten unte
ren Endes des Trägerbauteils 42 gehalten. Zwischen dem Trä
gerbauteil 42 und dem Kugelbauteil 43 ist ein Abstand von
einigen µm vorgesehen.
An dem unteren Ende (d. h., dem Boden bzw. untersten
Teil) der Welle 41 ist eine konische konkave Fläche 41a
ausgeformt. Von der konischen konkaven Fläche 41a wird ein
sphärischer oberer Abschnitt 43b des Kugelbauteils 43 ge
halten, während der untere Abschnitt des Kugelbauteils 43
von der Innenwandung des ausgestreckten unteren Endes des
Trägerbauteils 42 gehalten wird. Insbesondere ist die un
terste Kante des ausgestreckten unteren Endes des Träger
bauteils 42 nach innen gekrümmt oder verstemmt, um den
größten Durchmesserabschnitt und den unteren Abschnitt des
Kugelbauteils 43 fest zu halten. Das Kugelbauteil 43 kann
sich frei drehen. Das Kugelbauteil 43 ist eine Kugel aus
Keramik oder einer Superhartlegierung mit einer ebenen Flä
che 43a.
Zwischen dem Zylinder 53 und dem Einspritzvorrichtungs
körper 13 wird die ebene Platte 51 angebracht. Wie oben be
schrieben ist, ist die ebene Platte 51 mit der zweiten Öff
nung 66 versehen, die sich in die Achsrichtung der ebenen
Platte 51 erstreckt. Durch diese zweite Öffnung 66 steht
die Drucksteuerkammer 61 unter der Steuerung des elektroma
gnetischen Ventils 30 mit der Niederdruckkraftstoffkammer
67 in Verbindung.
Wie in Fig. 2B gezeigt ist, weist die ebene Platte 51
ein Basismaterial 70 auf. Die Oberfläche des Basismaterials
ist mit einer harten Überzugsschicht 70 überzogen. Das Ba
sismaterial 70 ist vorzugsweise aus einem Hochgeschwindig
keitswerkzeugstahl oder einem angelassenen Gesenkstahl mit
einer Anlaßtemperatur von 500 bis 650°C. Die harte Über
zugsschicht 71 ist an der Oberfläche des Basismaterials 70
ausgeformt. Die harte Überzugsschicht 71 ist aus einem ge
eigneten Beschichtungsmaterial wie zum Beispiel TiN, CrN
und DLC (d. h., diamantähnlicher Kohlenstoff; diamond-like
carbon) mit einer Härte in einem Bereich von Hv=1000 bis
3000. Das Basismaterial 70 wird in der in den Fig. 2A und
2B gezeigte Form maschinell gefertigt. Die Vakuumlichtbo
genentladung wird verwendet, um das an einer Kathode anhaf
tende Beschichtungsmaterial zu verdampfen oder zu ionisie
ren. Das verdampfte oder ionisierte Beschichtungsmaterial
wird an der Oberfläche des Basismaterials 70 aufgebracht.
Somit ist die harte Überzugsschicht 71 an dem Basismaterial
70a ausgebildet. Bei diesem Verfahren spricht man von dem
AIP-Verfahren, das eines der Ionenplattierverfahren ist.
Als Alternative kann das Kugelbauteil 43 aus einem
Stahl hergestellt sein, der von der harten Überzugsschicht
wie zum Beispiel TiN, CrN und DLC überzogen ist. Ferner
kann die ebene Platte 51 aus Keramik oder einer Superhart
legierung hergestellt sein.
Wie in den Fig. 1, 2A und 2B gezeigt ist, ist um die
Öffnung der zweiten Öffnung 66 ein Ringsitz 51a ausgeformt.
Der Ringsitz 51a dient als ein Sitz der ebenen Platte 51
zum Aufnehmen des Kugelbauteils 43. Radial außerhalb des
Ringsitzes 51 ist eine Ringausnehmung 51b ausgeformt. Von
der Ringausnehmung 51b erstrecken sich insgesamt vier ra
diale Ausnehmungen 51c in vorbestimmte, radiale Richtungen,
die in Winkelabständen von 90°gleichmäßig beabstandet sind.
Ein inneres Ende von jeder radialen Ausnehmung 51c fließt
in der Ringausnehmung 51b zusammen und ein äußeres Ende der
radialen Ausnehmung 51c steht mit der Niederdruckkraft
stoffkammer 67 in Verbindung. Sowohl die Ringausnehmung 51b
als auch die radialen Ausnehmungen 51c dienen zusammen als
ein Kraftstoffentlastungsdurchgang bzw. Kraftstoffausspa
rungsdurchgang. Sowohl die Ringausnehmung 51b als auch die
radialen Ausnehmungen 51c sind in einem Kontaktbereich aus
geformt, in dem das Kugelbauteil 43 mit der ebenen Platte
51 eng in Kontakt gebracht wird. Sowohl die Ringausnehmung
51b als auch die radialen Ausnehmungen 51c können mit der
Niederdruckkraftstoffkammer 67 in Verbindung stehen, sogar
wenn das Kugelbauteil 43 mit der ebenen Platte 51 in Kon
takt gebracht wird. Von der Ringausnehmung 51b und den ra
dialen Ausnehmungen 51c werden insgesamt vier Sektorsitze
51d festgelegt.
Der Ringsitz 51a und die Sektorsitze 51d sind miteinan
der in der Höhe der Sitzebene identisch. Wenn das elektro
magnetische Zwei-Wege-Ventil geschlossen wird, wird das Ku
gelbauteil 43 an inneren und äußeren Sitzflächen, die in
nerhalb und außerhalb der Ringausnehmung 51b angeordnet
sind, mit der ebenen Platte 51 in Verbindung gebracht.
Die Tiefe der Ringausnehmung 51b vergrößert sich mit
der Zunahme des radialen Abstandes von der Mitte der ebenen
Platte 51 allmählich. Mit anderen Worten, von der Außenkan
te des Ringsitzes 51a ist ein abgeschrägte, konische Fläche
72 ausgeformt.
Der Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 61 kann
100 MPa überschreiten. An dem Ringsitz 51a, der in der Nähe
der zweiten Öffnung 66 angeordnet ist, wird eine große
Kraft angelegt. Aufgrund eines hohen Drucks kann der
Ringsitz 51a verformt werden. Das Vorsehen der abgeschräg
ten, konischen Fläche 72 ist wirksam, um die wesentliche
radiale Dicke des Ringsitzes 51a zu erhöhen. Die Verformung
des Ringsitzes 51a kann somit verhindert werden. An dem Ab
schnitt des Ringsitzes 51a kann die Abdichtungsfähigkeit
sichergestellt werden.
Die ebene Fläche 43a des Kugelbauteils 43 wird mit der
Gesamtfläche des Ringsitzes 51a und einer Teilfläche von
jedem Sektorsitz 51d in Verbindung gebracht. Wenn das Ku
gelbauteil 43 auf der ebenen Platte 51 sitzt, wird die
zweite Öffnung 66 von der Ringausnehmung 51b abgetrennt.
In Fig. 1 beträgt ein Durchmesser D1 der ebenen Fläche
43a 1,6 mm. Ein Durchmesser D2 des Kugelbauteils 43 beträgt
2,0 mm. Ein Durchmesser D3 der zweiten kleinen Öffnung 66
beträgt 0,35 mm. Ein Innendurchmesser D4 der Ringausnehmung
51b beträgt 0,5 mm. Ein Außendurchmesser D5 der Ringausneh
mung beträgt 1,0 mm. Ein Durchmesser D6 des Steuerkolbens
22 beträgt 4,5 mm. Eine Schnittiefe des Kugelbauteils 43
beträgt 0,4 mm. Ein Durchmesser der ersten Öffnung 65 be
trägt 0,25 mm. Ein Anhebebetrag des beweglichen Bauteils 40
beträgt 0,12 mm.
Die Abdichtungsfähigkeit wird auf der Basis einer An
ordnung überprüft, in der die abgeschrägte Fläche nicht
ausgeformt ist. Um in der Drucksteuerkammer eine gleichmä
ßige Abdichtungsfähigkeit gegen 150 MPa des Kraftstoff
drucks zu erzielen, liegt eine erforderliche radiale Dicke
des Ringsitzes bei ungefähr 0,2 mm, wenn der Ringsitz um
die zweite Öffnung herum angeordnet wird. Wenn die radiale
Dicke des Ringsitzes ungefähr 0,1 mm beträgt, ist das Vor
sehen der abgeschrägten Fläche 72 somit wirksam, den
Ringsitz zu verstärken.
Als nächstes wird die Funktionsweise des Kraftstoffein
spritzsystems dieser Ausführungsform erklärt.
Wenn die elektromagnetische Spule 32 desaktiviert wird,
wird die Schubstange 44 durch eine Federkraft einer in Fig.
3 gezeigten Feder 45 nach unten gedrückt. Das Kugelbauteil
43 wird mit der ebenen Platte 51 eng in Verbindung ge
bracht. Insbesondere berührt die ebene Fläche 43a des Ku
gelbauteils 43 den Ringsitz 51a und die Sektorsitze 51d der
ebenen Platte 51. Die Drucksteuerkammer 61 wird von der
Niederdruckkraftstoffkammer 67 getrennt. Eine festgesetzte
Beanspruchung der Feder 45 beträgt 65 N. Wenn während eines
Betriebs der Einspritzvorrichtung 1 der maximale Druck in
der Drucksteuerkammer 61 150 MPa erreicht, kann eine hy
draulische Beanspruchung, die von der Drucksteuerkammer 61
auf das bewegliche Bauteil 40 wirkt, auf 21,1 N ansteigen.
Die oben beschriebene, festgesetzte Beanspruchung (150 MPa)
ist ausreichend größer als die erwartete, maximale, hydrau
lische Beanspruchung. Das bewegliche Bauteil kann somit si
cher daran gehindert werden, daß es nach oben gehoben wird,
wenn die elektromagnetische Spule 32 desaktiviert wird.
Ein Druckaufnahmeabschnitt des Steuerkolbens 22 ist
größer als ein Druckaufnahmeabschnitt des Nadelventils 20.
Das Nadelventil 20 schließt die Einspritzöffnung 11a mit
einer Federkraft der Feder 23. Ein Kraftstoffdruck von der
Drucksteuerkammer 61 an den Steuerkolben 22 wirkt in die
gleiche Richtung wie die Federkraft der Feder 23. Ein
Kraftstoffdruck von dem Kraftstoffbehälter 24 an das Nadel
ventil 20 wirkt in die Gegenrichtung. Ein Summe aus der
Kraft, die von der Drucksteuerkammer 61 an den Steuerkolben
22 wirkt, und aus der Federkraft der Feder 23 ist größer
als die Kraft, die von dem Kraftstoffbehälter 24 an das Na
delventil 20 wirkt. Dementsprechend wird die Einspritzöff
nung von dem Nadelventil 20 sicher geschlossen und es wird
kein Kraftstoffeinspritzen durchgeführt, sogar in einem Mo
torstartzustand, in dem in den beiden Hochdruckkraftstoff
durchgängen 62 und 63 eine Druckanstiegsrate bei ungefähr
25 bis 30 MPa/sec liegt.
Wenn die elektromagnetische Spule 32 aktiviert wird,
erzeugt die elektromagnetische Spule 32 eine elektromagne
tische Kraft von ungefähr 100 N, um den Anker 34 magnetisch
anzuziehen. Ein Kraftstoffdruck von der Kraftstoffsteuer
kammer 61 an das bewegliche Bauteil 40 wirkt in die gleiche
Richtung wie die elektromagnetische Kraft der elektromagne
tischen Spule 32. Die Federkraft der Feder 45 wirkt in die
Gegenrichtung. Ein Summe aus der Kraft, die von der Druck
steuerkammer 61 auf das bewegliche Bauteil 40 wirkt, und
aus der elektromagnetischen Kraft der elektromagnetischen
Spule 32 überschreitet die Federkraft der Feder 45. Somit
wird das bewegliche Bauteil 40 von der ebenen Platte 51 ge
trennt. Die zweite Öffnung 66 steht mit der Niederdruck
kraftstoffkammer 67 in Verbindung. Über der elektromagneti
schen Spule 32 ist ein Dichtungsbauteil 55 angeordnet.
Durch das Dichtungsbauteil 55 erstreckt sich ein Kraft
stoffrückführdurchgang 55a. Der Hochdruckkraftstoff in der
Drucksteuerkammer 61 wird über einen Kraftstoffauslaßdurch
gang, der die zweite Öffnung 66, die Niederdruckkraft
stoffkammer 67, die Niederdruckkraftstoffkammer 68 und den
Kraftstoffrückführungsdurchgang 55a verbindet, aus der Ein
spritzvorrichtung 1 ausgelassen.
Wie oben beschrieben ist, ist der Durchgangswiderstand
der zweiten Öffnung 66 kleiner als der der ersten Öffnung 65.
Die Drucksteuerkammer 61 steht mit der Niederdruck
kraftstoffkammer 67 in Verbindung, nachdem das Kugelbauteil
43 von der ebenen Platte 51 getrennt ist. Somit wird der
Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 61 verringert.
Folglich wird die Summe aus der Kraft, die von der Druck
steuerkammer 61 zu dem Steuerkolben 22 wirkt, und aus der
Federkraft der Feder 23 kleiner als die Kraft, die von dem
Kraftstoffbehälter 24 zu dem Nadelventil 20 wirkt. Das Na
delventil 20 wird somit nach oben gehoben. Der mit Druck
beaufschlagte Kraftstoff wird von der Einspritzöffnung 11a
eingespritzt.
Als nächstes wird die Funktion und die Wirkung des
Kraftstoffeinspritzsystems, die von dem Kraftstoffentla
stungsdurchgang geliefert werden, erklärt.
Der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff in der Druck
steuerkammer 61 wirkt auf die ebene Fläche 43a des Kugel
bauteils 43. Fig. 5A zeigt eine Druckverteilung entlang der
Oberfläche der ebenen Fläche 43a. Fig. 5B zeigt eine theo
retische Druckverteilung, die auf der Basis von tatsächli
chen Größen der oben beschriebenen, ersten Ausführungsform
berechnet werden. In den Fig. 5A und 5B stellt eine durch
gezogene Linie eine Druckverteilung dar, die erzielt wird,
wenn an der ebenen Platte 51 sowohl die Ringausnehmung 51b
als auch die radialen Ausnehmungen 51c vorgesehen sind. Ein
gestrichelte Linie stellt eine Druckverteilung dar, die er
zielt wird, wenn an der ebenen Platte 51 keine Ausnehmung
(d. h., kein Kraftstoffentlastungsdurchgang) vorgesehen ist.
Fig. 6 zeigt eine hydraulische Beanspruchung, die entlang
der Gesamtoberfläche der ebenen Fläche 43a auf der Basis
von den theoretischen Werten aus Fig. 5 integriert werden.
Die hydraulische Beanspruchung beträgt 23,8 N, wenn der
Kraftstoffentlastungsdurchgang vorgesehen ist und steigt
auf 87,2 N an, wenn kein Kraftstoffentlastungsdurchgang
vorgesehen ist.
Gemäß der ersten Ausführungsform steht der Kraftstoff
entlastungsdurchgang (d. h., die Ringausnehmung 51b und die
radialen Ausnehmungen 51c) mit der Niederdruckkraft
stoffkammer 67 in Verbindung. Der Druck der Ringausnehmung
51b und der radialen Ausnehmungen 51c ist daher gleich dem
Auslaßdruck (=0) der Niederdruckkraftstoffkammer 67. Wie
durch die durchgezogene Linie in den Fig. 5A und 5B darge
stellt ist, ist die Druckverteilung sehr steil. Die durch
gezogene Linie ist im wesentlichen gleich einer die zweite
Öffnung 66 und die Ringausnehmung 51b verbindenden LOG-
Kurve, die durch einen herkömmlich bekannten Abstandsdurch
fluß zwischen parallelen Scheiben dargestellt wird.
Andererseits ist gemäß der herkömmlichen Anordnung, in
der kein Kraftstoffentlastungsdurchgang vorgesehen ist, die
Druckverteilung relativ sanft, wie in den Fig. 5A und 5B
durch die gestrichelte Linie gezeigt ist. Der Druck verrin
gert sich mit ansteigenden Radius allmählich und wird nur
dann der Auslaßdruck, wenn der Radius die Außenumfangskante
der ebenen Fläche 43a erreicht.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, können ungefähr 70% der hy
draulischen Beanspruchung, die auf die ebene Fläche 43a des
Kugelbauteils 43 wirkt, durch Vorsehen des Kraftstoffentla
stungsdurchgangs der vorliegenden Erfindung beseitigt wer
den. Dies bringt verschiedene Vorteile. Es führt zum Bei
spiel die Verringerung der oben beschriebenen hydraulischen
Beanspruchung, die auf die ebene Fläche 43a wirkt, zu einer
Verringerung der Federkraft der Feder 45, die erforderlich
ist, um das bewegliche Bauteil 40 zu drücken. Die Magnet
kraft der elektromagnetischen Spule 32 kann verringert wer
den, während die Magnetkraft dafür verwendet wird, das be
wegliche Bauteil 40 gegen die Federkraft der Feder 45 zu
heben. Die Größe des elektromagnetischen Ventils 30 kann
verringert werden.
Die oben beschriebene Wirkung kann dadurch erzielt wer
den, daß die Größe von beiden, der ebenen Fläche 43a des
Kugelbauteils 43 und der ebenen Platte 51, verringert wird.
Darüber hinaus kann eine ähnliche Wirkung unmittelbar bevor
das elektromagnetische Ventil geschlossen wird erzielt wer
den, sogar wenn der Abstand zwischen dem Kugelbauteil 43
und der ebenen Platte 51 äußerst klein ist. Die oben be
schriebene Ringausnehmung 51b und die oben beschriebenen
radialen Ausnehmungen 51c, die mit der Niederdruckkraft
stoffkammer 67 in Verbindung stehen, sind in bezug auf die
Mitte der zweiten Öffnung 66 symmetrisch. Die Druckvertei
lung auf der ebenen Fläche 43a ist auch symmetrisch. Na
mentlich erstreckt sich die Druckverteilung symmetrisch von
der Mitte der ebenen Fläche 43a aus in die radiale Rich
tung. Eine solche symmetrische Anordnung ist wirksam, eine
unerwünschte Neigung oder Verschiebung des Kugelbauteils 43
während dem Ein- und Aus-Betrieb des elektromagnetischen
Ventils 30 zu beseitigen. Der Betrieb des elektromagneti
schen Ventils 30 kann stabilisiert werden. Ferner wird das
Kugelbauteil 43 von der konischen, konkaven Fläche 41a der
Welle 41 gehalten. Diese Anordnung ist wirksam, die axiale
Versetzung des Kugelbauteils 43 aufzunehmen, wenn das Ku
gelbauteil 43 auf der ebenen Platte 51 sitzt. Die ebene
Fläche 43a des Kugelbauteils 43 sieht zwischen dem Kugel
bauteil 43 und der Niederdruckseite eine zuverlässige Dich
tung vor. Sogar wenn das Kugelbauteil 43 der Fluidströmung
unterworfen wird, bewegt sich das Kugelbauteil 43 während
dem Betrieb des elektromagnetischen Ventils 30 nicht. Somit
kann die Steuerung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 sta
bilisiert werden. Die oben beschriebene Anordnung kann zum
Beispiel bei einem Kugelventil so gut wie bei dem Kugelbau
teil 43 dieser Erfindung verwendet werden.
Im folgenden wird die erste Ausführungsform in bezug
auf die Fig. 7A, 7B, 8A, 8B und 9A, 9B mit einem Ver
gleichsbeispiel verglichen. Gemäß der vorliegenden Erfin
dung wird das Material, das die Anti-Abriebfähigkeit aus
zeichnet, für den Sitz des Kugelbauteils 43 und der ebenen
Platte 51 verwendet. Die Wirkung eines derartig verstärkten
Sitzes wird unten erklärt. Das Vergleichsbeispiel weist ein
Kugelbauteil 101 aus einer Lagerstahlkugel (SUJ2) und eine
ebene Platte 110 aus Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl
(SKH2) oder Kohlenstoff-Werkzeugstahl (SK4F) auf. Die La
gerstahlkugel (SUJ2), der Hochgeschwindigkeitswerkzeug
stahl (SKH2) und der Kohlenstoff-Werkzeugstahl (SK4F) haben
eine Härte in einem Bereich von Hv=700 bis 800. Gemäß der
ersten Ausführungsform ist das Kugelbauteil 43 aus Keramik
(Si3N4) hergestellt. Die ebene Platte 51 weist das Basisma
terial 70 aus Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl (SKH2) mit
der darauf beschichteten TiN-Schicht 71 auf. Die TiN-
Schicht 71 hat eine Härte in einem Bereich von Hv=2200 bis
2800.
Das Folgende sind die Hauptfaktoren für den Abrieb, der
an der Sitzfläche des Kugelbauteils und der ebenen Platte
verursacht wird.
- (I) Zusammenstoß zwischen dem Kugelbauteil und der ebe nen Platte und
- (II) Verunreinigungen, die in dem Kraftstoff enthalten sind.
In Hinsicht auf Faktor (I) kann die Mitte der ebenen
Fläche 101a des Kugelbauteils 101 von der Mitte einer zwei
ten Öffnung 102 verschoben sein, wenn auf der ebenen Platte
110 ein bewegliches Bauteils 100 sitzt. Unter einem derart
verschobenen Zustand, der durch die Linie mit abwechselnd
einem langen und zwei kurzen Strichen in den Fig. 7A und 8A
angezeigt ist, neigt eine Außenumfangskante 101b der ebenen
Fläche 101a des Kugelbauteils 101 dazu, gegen eine ebene
Fläche 110a der ebenen Platte 110 zu stoßen. Wenn die Härte
der ebenen Platte 110 die Härte des Kugelbauteils 101 über
schreitet, wird das Kugelbauteil 101 an dem Bereich der Au
ßenumfangskante 101b abgenutzt (siehe Fig. 7B). Als Ergeb
nis diese Abriebs wird ein effektiver Sitzradius zwischen
der ebenen Fläche 101a des Kugelbauteils 101 und der ebenen
Fläche 110a der ebenen Platte 110 von d1 auf d2 verringert.
Wenn die Härte des Kugelbauteils 101 die Härte der ebenen
Platte 110 überschreitet, wird die ebene Platte 110 an dem
der Außenumfangskante 101b entsprechenden Bereich abgenutzt
(siehe Fig. 8B). Als Ergebnis dieses Abriebs wird der ef
fektive Sitzradius von d1 auf d3 verringert.
Eine Verringerung des effektiven Sitzradius führt zu
einer Verringerung des wesentlichen Sitzbereichs. Der auf
den Sitz wirkende Druck wird erhöht. Der erhöhte Sitzdruck
beschleunigt den Abrieb zwischen dem Kugelbauteil 101 und
der ebenen Platte 110. Wenn das Kugelbauteil 101 gegen die
ebene Platte 110 stößt, kann der Sitz durch die Erschütte
rung des Zusammenstoßes einen Ermüdungsbruch verursachen.
In Hinsicht auf den oben beschriebenen Faktor (II) ver
ursachen die in dem Kraftstoff enthaltenen Verunreinigungen
an dem Kugelbauteil 101 und der ebenen Platte 110 den Ab
rieb. Wenn ein Kraftstofftank eines Fahrzeugs mit Kraft
stoff gefüllt oder eine Kraftstoffleitung auseinander ge
baut wird, können Keramikverunreinigungen, wie zum Beispiel
Sand, in den Kraftstofftank eintreten. Diese Verunreinigun
gen sind im allgemeinen hart. Eine Durchschnittshärte die
ser Verunreinigungen liegt zum Beispiel in einem Bereich
von HV=1000 bis 2000. Einige der Verunreinigungen von ge
ringer Größe können durch den 25 µm Abstand des Kraftstof
filters 60 hindurch gehen und anschließend in die Ein
spritzvorrichtung 1 eintreten. Wie in Fig. 9A gezeigt ist,
werden solche Verunreinigungen von dem mit Druck beauf
schlagten Kraftstoff zugeführt und sie stoßen senkrecht ge
gen die ebene Fläche 101a des Kugelbauteils 101. Die ebene
Fläche 101a wird möglicherweise an dem Abschnitt, der mit
der zweiten Öffnung 102 konfrontiert wird, abgenutzt, wie
es durch eine gestrichelte Linie in Fig. 9A gezeigt ist.
Als Ergebnis dieses Abriebs fließen die Verunreinigungen in
den ausgesparten Raum der ebenen Fläche 101a, der durch den
Abrieb, wie in Fig. 9b gezeigt ist, ausgebildet wird. Somit
wird der Abrieb des Kugelbauteils 101 und der ebenen Platte
110 erhöht.
Fig. 10 zeigt in dem Vergleichsbeispiel und in der vor
liegenden Erfindung einen Verlust 3 durch Abrieb an der
Sitzebene des Kugelbauteils. In Fig. 10 stellt Spalte A ei
nen Verlust 3 durch Abrieb dar, der an dem Kugelbauteil
nach 10⁷ Zusammenstößen zwischen dem Kugelbauteil und der
ebenen Platte in Luft verursacht wird. Auf der anderen Sei
te stellt Spalte B einen Verlust 3 durch Abrieb dar, der
nach einem vierundzwandzigstündigen Betrieb der Kraftstoff
einspritzvorrichtung verursacht wird. Es wurde Kraftstoff
verwendet, der als die Verunreinigungen Aluminium Al203 mit
einem Teilchenradius von 0,39 µm enthält, wobei ein Kraft
stoffzuführdruck von 120 MPa verwendet wurde. Der Verlust δ
durch Abrieb, der an dem Keramikkugelbauteil der vorliegen
den Erfindung verursacht wird, ist um einiges kleiner als
der des Vergleichsbeispiels in diesem Fall.
Fig. 11 zeigt Änderungen der Kraftstoffeinspritz- und
Kraftstoffausströmmengen in bezug auf eine verstrichene
Zeit. Die Kraftstoffausströmmenge erhöht sich während eines
ersten sechsstündigen Zeitraums gemäß dem Vergleichsbei
spiel schnell, während die Kraftstoffausströmmenge für eine
ersten vierundzwanzigstündigen Zeitraum gemäß der vorlie
genden Erfindung im wesentlichen konstant war. Darüber hin
aus erhöht sich während des ersten sechsstündigen Zeitraums
gemäß dem Vergleichsbeispiel die Kraftstoffeinspritzmenge,
während die Kraftstoffeinspritzmenge für den erste vierund
zwanzigstündigen Zeitraum gemäß der vorliegendem Erfindung
im wesentlichen konstant war. Aus dem Ergebnis des oben be
schriebenen Vergleichs wird bestätigt, daß sich sowohl die
Kraftstoffausströmmenge als auch die Kraftstoffeinspritz
menge unerwünscht erhöht, wenn aufgrund der Verschlechte
rung der Sitzfähigkeit zwischen dem Kugelbauteil und der
ebenen Platte das Kugelbauteil abgenutzt ist. Wie oben be
schrieben ist, kann die Beständigkeit des Sitzes durch das
Keramikkugelbauteil bemerkenswert verbessert werden.
Fig. 12 zeigt in dem Vergleichsbeispiel und der vorlie
genden Erfindung einen Verlust δ durch Abrieb an der Sitz
ebene der ebenen Platte, der nach 10⁷ Zusammenstößen zwi
schen dem Kugelbauteil und der ebenen Platte in Luft verur
sacht wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird an der
Oberfläche der ebenen Platte aus Hochgeschwindigkeitswerk
zeugstahl die harte Überzugsschicht aus TiN gebildet. Die
ebene Platte wird durch die Kante des Kugelbauteils nicht
so stark abgenützt. Der Sitzbereich wird nicht verringert.
Das Kraftstoffausströmen wird unterdrückt. Die Kraftstoff
einspritzeigenschaft kann genau gesteuert werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung wird die Druckverteilung in die Radialrichtung der
Sitzebene steil, wenn das elektromagnetische Ventil ge
schlossen wird oder sogar sofort vor dem Schließen des
elektromagnetischen Ventils. Die magnetische Anziehungs
kraft der elektromagnetischen Spule 32 kann verringert wer
den, weil das bewegliche Bauteil 40 durch eine kleinere
Kraft gegen die Federkraft der Feder 45 gehoben werden
kann. Die elektromagnetische Spule 32 kann in der Abmessung
kleiner gestaltet werden. Diese Wirkung wird durch die An
ordnung erreicht, in der das bewegliche Bauteil 40 die Ge
samtoberfläche des Ringsitzes 51a und die Teiloberfläche
von jedem Sektorsitz 51d berührt. Mit anderen Worten, dies
wird ohne eine Erhöhung des Sitzdruckes realisiert. Die Be
ständigkeit verschlechtert sich daher nicht. Darüber hinaus
ist die Abdichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs
sicher gestellt, wenn das elektromagnetische Ventil geöff
net wird. Das Ausströmen des mit Druck beaufschlagten
Kraftstoff kann verringert werden. Für das Zuführen des mit
Druck beaufschlagten Kraftstoffs in das Common Rail System
wird eine Hochdruckpumpe verwendet. Die Beanspruchung die
ser Hochdruckpumpe kann verringert werden. Das Antriebsmo
ment der Hochdruckpumpe kann verringert werden. Die Größe
der Hochdruckpumpe kann verringert werden.
Die Druckverteilung ist in bezug auf die Mittelachse
des Kugelbauteils 43 symmetrisch in die Radialrichtung.
Dies ist dafür wirksam, daß die unerwünschte Neigung und
Verschiebung des Kugelbauteils 43 beseitigt wird. Der Ein-
und Aus-Betrieb des elektromagnetischen Ventils 30 kann
stabilisiert werden. Die Einspritzmenge wird gleichmäßig.
Die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird stabilisiert. Insbe
sondere kann die Steuerung für eine geringe Menge der
Kraftstoffeinspritzung stabilisiert werden.
Außerdem kann die axiale Versetzung des Kugelbauteils
43 aufgenommen werden, wenn das Kugelbauteil 43 auf der
ebenen Platte 51 sitzt. Dies ist wirksam, um die Sitzfläche
fest abzudichten. Das Kraftstoffausströmen kann im wesent
lichen auf Null unterdrückt werden. Das Ausströmen des mit
Druck beaufschlagten Kraftstoffs kann verringert werden.
Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform
sind sowohl die Ringausnehmung 51b als auch die radialen
Ausnehmungen 51d in dem Kontaktabschnitt des Kurbelbauteils
43 und der ebenen Platte 51 ausgeformt. Der wesentliche
Sitzbereich zwischen dem Kugelbauteil 43 und der ebenen
Platte 51 wird verringert. Gemäß dieser Anordnung neigt der
wesentliche Sitzbereich dazu, aufgrund des Abriebs der
Sitzfläche zwischen dem Kugelbauteil 43 und der ebenen Flä
che 51 verringert zu werden. Gemäß der ersten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung wird die Sitzfläche zwi
schen dem Kugelbauteil 43 und der ebenen Fläche 51 durch
das Anti-Abriebmaterial verstärkt oder gehärtet. Somit wird
der wesentliche Sitzbereich gleichmäßig aufrecht erhalten.
Die Kraftstoffeinspritzeigenschaft kann genau beibehalten
werden.
Wie in der vorhergehenden Beschreibung beschrieben ist,
kann das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der ersten Ausfüh
rungsform das Kraftstoffausströmen des elektromagnetischen
Ventils ohne Erhöhen der Kosten verringern. Die Hochdruck
pumpe, die für das Zuführen des mit Druck beaufschlagten
Kraftstoffs an das Common Rail System verwendet wird, kann
in der Abmessung kleiner gestaltet werden. Die Kraftstoff
einspritzsteuerung wird stabilisiert. Das elektromagneti
sche Ventil kann durch eine kleinere elektromagnetische
Kraft aktiviert werden. Die Beständigkeit des elektromagne
tischen Ventils kann verbessert werden.
Die Fig. 13A und 13B zeigen eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform un
terscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahinge
hend, daß die Ringausnehmung 51b einen rechtwinklichen Quer
schnitt hat. Das Übrige der strukturellen Anordnung der
zweiten Ausführungsform ist mit dem der ersten Ausführungs
form identisch. Um eine ausreichende Härte sicher zu stel
len, hat die Dicke des Ringsitzes 51a eine radiale Dicke
von ungefähr 0,2 mm. Diese Anordnung sieht eine gleichmäßi
ge Sitzfähigkeit vor, die gegen 150 MPa des Kraftstoff
drucks in der Druckkammer beständig ist.
Die Fig. 14A und 14B zeigen eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die dritte Ausführungsform un
terscheidet sich von der zweiten Ausführungsform dahinge
hend, daß die Gesamtanzahl der radialen Ausnehmungen 51c
auf fünf erhöht wird. Die fünf radialen Ausnehmungen 51c
sind um die Mitte der zweiten Öffnung 66, die an einer ebe
nen Platte 80 vorgesehen ist, an den gleichen Winkelabstän
den gleich voneinander beabstandet. Diese Anordnung ist da
für vorteilhaft, daß die radiale Länge der Druckaufteilung
entlang der ebenen Platte 80 sicher verringert wird. Gemäß
dieser Anordnung kann der mit Druck beaufschlagte Kraft
stoff, der gleich oder größer 150 MPa ist, gesteuert wer
den. Der Kraftstoffdruck in der Ringausnehmung 51b kann auf
den Auslaßdruck vollständig verringert werden, sogar wenn
der Kraftstoffdruck 150 MPa überschreitet. Die oben be
schriebene Wirkung wird durch Erhöhen der Anzahl der radia
len Ausnehmungen 51c sicher gestellt.
Gemäß den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausfüh
rungsformen sind das Trägerbauteil und die Welle getrennt
ausgebildet. Dies ist dahingehend von Vorteil, daß eine
Wärmebehandlung der Welle leicht durchgeführt werden kann.
Die Wärmebehandlung der Welle ist notwendig, um die Bestän
digkeit des Führungsabschnitts gegen sich wiederholende
Gleitbewegungen des elektromagnetischen Ventils 30 zu ver
bessern.
Obwohl die oben beschriebenen ersten bis dritten Aus
führungsformen zum Befestigen der Welle an dem Trägerbau
teil das durch Druckanbringen oder das Schweißen verwenden,
ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Verwendung von
Schrauben für eine derartige Verbindung erlaubt.
Die Fig. 15A, 15B und 16A, 16B zeigen eine vierte Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung. Die vierte Ausfüh
rungsform unterscheidet sich von den ersten bis dritten
Ausführungsformen grundlegend dahingehend, daß an der ebe
nen Platte der Kraftstoffentlastungsdurchgang nicht vorge
sehen ist. Gemäß der vierten Ausführungsform ist der Kraft
stoffentlastungsdurchgang an dem Kugelbauteil vorgesehen.
Ein in den Fig. 15A und 15B gezeigtes Kugelbauteil 91 be
steht aus einem Basismaterial und einer harten darauf be
schichteten Überzugsschicht. Das Basismaterial ist vorzugs
weise aus Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl oder aus mit
hoher Temperatur angelassenem Gesenkstahl mit einer Anlaß
temperatur von 500 bis 650°C. Die harte Überzugsschicht
ist aus einem geeigneten Überzugsmaterial, wie zum Beispiel
TiN, CrN und DLC, mit einer Härte in einem Bereich von
Hv=1000 bis 3000 hergestellt. Die harte Überzugsschicht
dient als ein Sitz zum Aufnehmen einer ebenen Platte 96,
die in den Fig. 16A und 16B gezeigt ist. Die ebene Platte
96 ist aus Keramik oder Hartmetall hergestellt.
Eine in Fig. 15B gezeigte Welle 90 ist in der Funktion
gleich zu der Kombination aus der Welle 41 und dem Träger
bauteil 42, die in der ersten Ausführungsform gezeigt sind.
Ein kreisförmiger Sitz 92 ist an der Mitte der ebenen Flä
che des Kugelbauteils 91 ausgeformt. Um den kreisförmigen
Sitz 92 ist eine Ringausnehmung 93 ausgeformt. Mit der
Ringausnehmung 93 stehen insgesamt drei radiale Ausnehmun
gen 94 in Verbindung. Die radialen Ausnehmungen 94 erstrec
ken sich von der Mitte des kreisförmigen Sitzes 92 in ra
diale Richtungen, wobei sie voneinander an den gleichen
Winkelabständen gleich beabstandet sind. Die Anzahl der ra
dialen Ausnehmungen 94 ist nicht auf drei begrenzt und kann
daher flexibel geändert werden. Durch die Ringausnehmung 93
und die Sektorausnehmungen 94 werden insgesamt drei Sektor
ausnehmungen 95 festgelegt. Die Sektorsitze 95 sind radial
außerhalb der Ringausnehmung 93 angeordnet.
Wie in den Fig. 16A und 16B gezeigt ist, ist die ebene
Platte 96 nur mit der zweiten kleinen Öffnung 66 versehen.
Die Oberfläche der ebenen Platte 96 ist geglättet, mit Aus
nahme des Abschnitts der zweiten Öffnung 66. Somit sieht
die ebene Platte 96 eine bessere Abdichtungsfähigkeit vor.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen der vor
liegenden Erfindung werden die Sitzabschnitte des Kugelbau
teils und der ebenen Platte von einem Anti-Abriebmaterial
gebildet. Es ist jedoch möglich, daß nur das Sitzbauteil
oder die ebene Platte von dem Anti-Abriebmaterial gebildet
wird.
Die Fig. 17A und 17B zeigen eine fünfte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
Gemäß der fünften Ausführungsform ist die zweite Öff
nung 66 an der ebenen Platte 51 ausgeformt. Die zweite Öff
nung 66 erstreckt sich in die Achsrichtung der ebenen Plat
te 51, Die Drucksteuerkammer 61 und die Niederdruckkraft
stoffkammer 67 sind durch die zweite Öffnung 66 verbunden.
Zwischen dem Boden der Ringausnehmung 51 und der Oberfläche
des Sektorsitzes 51d ist eine Seitenwandung 51e vorgesehen.
Die Seitenwandung 51e ist sowohl zu dem Boden der Ringaus
nehmung 51b als auch zu der Oberfläche des Sektorsitzes 51d
senkrecht. Der Ringsitz 51a ist um einen Betrag "h" höher
angeordnet als der Boden der Ringausnehmung 51b. Die Höhe
der Sektorsitze 51d ist mit der Höhe des Ringsitzes 51a
identisch. Die radiale Weite "w" des Ringsitzes 51a ist
kleiner als die Höhe "h" des Ringsitzes 51a. In Fig. 17B
sind in der Praxis die Abmessungen h=0,1 mm und w=0,08 mm.
Die ebene Platte 51 umfaßt das Basismaterial 70. Die
harte Überzugsschicht 71 ist an der Oberfläche des Basisma
terials 70 übergezogen. Das Basismaterial 70 wird vorzugs
weise aus einem Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl oder ei
nem angelassenen Gesenkstahl mit einer Anlaßtemperatur von
500 bis 650°C hergestellt. Die harte Überzugsschicht 71
ist an der Oberfläche des Basismaterials 70 ausgeformt, die
als Sitz zum Aufnehmen des Kugelbauteils 43 dient. Die har
te Überzugsschicht 71 ist aus einem geeigneten Überzugsma
terial, wie zum Beispiel TiN, CrN und DLC, mit einer Härte
in einem Bereich von Hv=1000 bis 3000 hergestellt. Das Ba
sismaterial 70 mit einer Härte in einem Bereich von Hv=700
bis 800 wird in einer in den Fig. 17A und 17B gezeigten
Form maschinell hergestellt. Die Vakuumlichtbogenentladung
wird verwendet, um das an der Kathode anhaftende Überzugs
material zu verdampfen oder zu ionisieren. Das verdampfte
oder ionisierte Überzugsmaterial wird an der Oberfläche des
Basismaterials 70 aufgebracht. Die harte Überzugsschicht 71
wird somit an dem Basismaterial 70 ausgeformt. Bei diesem
Verfahren spricht man vom AIP-Verfahren, das eines der Io
nenplattierverfahren ist. Die Filmdicke der resultierenden
harten Überzugsschicht 71 ist gleichmäßig. Besonders die
Beständigkeit der harten Überzugsschicht 71 wird an oder in
der Nähe der Seitenwandung 51e gleichmäßig aufrecht erhal
ten. Die Bruchfestigkeit kann an einem Abschnitt in der Nä
he der zweiten Öffnung oder des Ringsitzes 51a erhöht wer
den.
Wie oben erklärt ist, ist die harte Überzugsschicht ge
mäß der fünften Ausführungsform mit einer gleichmäßigen
Dicke kontinuierlich ausgeformt. Der Kraftstoffdurchfluß in
der Nähe der Seitenwandung 51e wird während dem Öffnen des
elektromagnetischen Ventils nicht gestört. Das Abblättern
der harten Überzugsschicht 71 kann verhindert werden.
Wenn das elektromagnetische Ventil geschlossen wird
oder unmittelbar vor dem Schließen des elektromagnetischen
Ventils hindert die harte Überzugsschicht 71 den Ringsitz
51a und die Umgebung der zweiten Öffnung 66 sicher daran,
durch den Druck in der Steuerkammer verformt zu werden. Die
Zuverlässigkeit des Ringsitzes 51a und seiner Umgebung wird
verbessert. Die Abdichtungsfähigkeit während dem Schließen
des elektromagnetischen Ventils wird sicher geschützt.
Des weiteren ist gemäß der oben beschriebenen fünften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die radiale Wei
te "w" des Sitzes 51a kleiner als die Höhe "h" des Sitzes 51a.
Die Höhe "h" des Sitzes 51a ist zu der Tiefe des
Kraftstoffentlastungsdurchgangs (d. h., der Ringausnehmung
51b) äquivalent. Der radiale Bereich der Druckverteilung
entlang der ebenen Platte 51 kann verkleinert werden. Die
magnetische Anziehungskraft der elektromagnetischen Spule
32 kann verringert werden, weil das bewegliche Bauteil 40
durch eine kleiner Kraft gegen die Federkraft der Feder 45
angehoben werden kann. Die elektromagnetische Spule 32 kann
in der Abmessung kleiner gestaltet werden.
Diese Erfindung kann in verschiedenen Formen ausgeführt
werden, ohne den Bereich der wesentlichen Eigenschaften da
von zu verlassen. Die vorliegenden Ausführungsformen, wie
sie beschrieben sind, werden daher dafür beabsichtigt, nur
darstellend und nicht einschränkend zu sein, weil der Um
fang der Erfindung eher durch die angehefteten Ansprüche
als durch die ihnen vorangehende Beschreibung festgelegt
ist. Alle Änderungen, die in die Zustandsbereiche und Gren
zen der Ansprüche oder Äquivalente zu diesen Zustandsberei
chen und Grenzen fallen, sind daher dafür beabsichtigt, von
den Ansprüchen umfaßt zu werden.
Es wird daher vorgesehen, daß ein Kugelbauteil 43 eine
Kugel aus Keramik oder einer Superkarbidlegierung mit einer
ebenen Fläche 43a ist. Eine ebene Platte 51 besteht aus ei
nem Basismaterial 70. Das Basismaterial 70 wird vorzugswei
se aus einem Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl oder einem
angelassenen Gesenkstahl hergestellt. An der Oberfläche des
Basismaterials 70 ist eine harte Überzugsschicht 71 ausge
formt. Die harte Überzugsschicht 71 dient als ein Sitz zum
Aufnehmen der ebenen Fläche 43a des Kugelbauteils 43. Die
harte Überzugsschicht 71 wird aus einem geeigneten Über
zugsmaterial, wie zum Beispiel TiN, CrN und DLC herge
stellt.
Claims (10)
1. Speicherkraftstoffeinspritzsystem, mit:
einer Einspritzvorrichtung (1) zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbren nungsmotor;
einem Hochdruckkraftstoffdurchgang (62) zum Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an eine Ein spritzöffnung (11a) der Einspritzvorrichtung (1);
einem Ventilbauteil (20-22) mit einem der Ein spritzöffnung (11a) zugewandten Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruckdurchgangs (62) mit oder von der Einspritzöffnung (11a);
einer Drucksteuerkammer (61), die an der anderen Sei te des Ventilbauteils (20-22) vorgesehen ist und die den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff durch einen Hochdruckkraftstoffdurchgang (63) aufnimmt, um das Ventilbauteil (20-22) zu der Einspritzöffnung (11a) hin zu drücken;
einem elektromagnetischen Ventil (30) zum Verbinden oder Trennen der Drucksteuerkammer (61) mit oder von einem Niederdruckraum (64, 67, 68);
wobei das elektromagnetische Ventil (30) ein Platten bauteil (51) und ein bewegliches Bauteil (40), die ebene Flächen (51a, 51d, 43a) haben, zum gemeinsamen Schließen und Öffnen eines Durchgangs, der die Druck steuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindet, umfaßt;
einem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c), der an zumindest einem Bauteil, dem beweglichen Bauteil (40) oder dem Plattenbauteil (51), in einem Kontakt bereich vorgesehen ist, in dem das bewegliche Bauteil (40) mit dem Plattenbauteil (51) in Kontakt gebracht wird, wobei der Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c) mit dem Niederdruckraum (64, 67, 68) in Verbin dung steht; und
wobei die ebene Fläche (43a) des beweglichen Bauteils (40) aus einem Anti-Abriebmaterial hergestellt ist.
einer Einspritzvorrichtung (1) zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbren nungsmotor;
einem Hochdruckkraftstoffdurchgang (62) zum Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an eine Ein spritzöffnung (11a) der Einspritzvorrichtung (1);
einem Ventilbauteil (20-22) mit einem der Ein spritzöffnung (11a) zugewandten Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruckdurchgangs (62) mit oder von der Einspritzöffnung (11a);
einer Drucksteuerkammer (61), die an der anderen Sei te des Ventilbauteils (20-22) vorgesehen ist und die den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff durch einen Hochdruckkraftstoffdurchgang (63) aufnimmt, um das Ventilbauteil (20-22) zu der Einspritzöffnung (11a) hin zu drücken;
einem elektromagnetischen Ventil (30) zum Verbinden oder Trennen der Drucksteuerkammer (61) mit oder von einem Niederdruckraum (64, 67, 68);
wobei das elektromagnetische Ventil (30) ein Platten bauteil (51) und ein bewegliches Bauteil (40), die ebene Flächen (51a, 51d, 43a) haben, zum gemeinsamen Schließen und Öffnen eines Durchgangs, der die Druck steuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindet, umfaßt;
einem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c), der an zumindest einem Bauteil, dem beweglichen Bauteil (40) oder dem Plattenbauteil (51), in einem Kontakt bereich vorgesehen ist, in dem das bewegliche Bauteil (40) mit dem Plattenbauteil (51) in Kontakt gebracht wird, wobei der Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c) mit dem Niederdruckraum (64, 67, 68) in Verbin dung steht; und
wobei die ebene Fläche (43a) des beweglichen Bauteils (40) aus einem Anti-Abriebmaterial hergestellt ist.
2. Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1,
worin die ebene Fläche (51a, 51d) des Plattenbauteils
(51) aus einem Anti-Anbriebmaterial hergestellt ist.
3. Speicherkraftstoffeinspritzsystem, mit:
einer Einspritzvorrichtung (1) zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbren nungsmotor;
einem Hochdruckkraftstoffdurchgang (62) zum Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an eine Ein spritzöffnung (11a) der Einspritzvorrichtung (1);
einem Ventilbauteil (20-22) mit einem der Ein spritzöffnung (11a) zugewandten Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruckdurchgangs (62) mit oder von der Einspritzöffnung (11a);
einer Drucksteuerkammer (61), die an der anderen Sei te des Ventilbauteils (20-22) vorgesehen ist und die den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff durch einen Hochdruckkraftstoffdurchgang (63) aufnimmt, um das Ventilbauteil (20-22) zu der Einspritzöffnung (11a) hin zu drücken;
einem elektromagnetischen Ventil (30) zum Verbinden oder Trennen der Drucksteuerkammer (61) mit oder von einem Niederdruckraum (64, 67, 68);
wobei das elektromagnetische Ventil (30) ein Platten bauteil (51) und ein bewegliches Bauteil (40), die ebene Flächen (51a, 51d, 43a) haben, zum gemeinsamen Schließen und Öffnen eines Durchgangs, der die Druck steuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindet, umfaßt;
einem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c), der an zumindest einem Bauteil, dem beweglichen Bauteil (40) oder dem Plattenbauteil (51), in einem Kontakt bereich vorgesehen ist, in dem das bewegliche Bauteil (40) mit dem Plattenbauteil (51) in Kontakt gebracht wird, wobei der Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c) mit dem Niederdruckraum (64, 67, 68) in Verbin dung steht; und
wobei die ebene Fläche (51a, 51d) des Plattenbauteils (51) aus einem Anti-Abriebmaterial hergestellt ist.
einer Einspritzvorrichtung (1) zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbren nungsmotor;
einem Hochdruckkraftstoffdurchgang (62) zum Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an eine Ein spritzöffnung (11a) der Einspritzvorrichtung (1);
einem Ventilbauteil (20-22) mit einem der Ein spritzöffnung (11a) zugewandten Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruckdurchgangs (62) mit oder von der Einspritzöffnung (11a);
einer Drucksteuerkammer (61), die an der anderen Sei te des Ventilbauteils (20-22) vorgesehen ist und die den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff durch einen Hochdruckkraftstoffdurchgang (63) aufnimmt, um das Ventilbauteil (20-22) zu der Einspritzöffnung (11a) hin zu drücken;
einem elektromagnetischen Ventil (30) zum Verbinden oder Trennen der Drucksteuerkammer (61) mit oder von einem Niederdruckraum (64, 67, 68);
wobei das elektromagnetische Ventil (30) ein Platten bauteil (51) und ein bewegliches Bauteil (40), die ebene Flächen (51a, 51d, 43a) haben, zum gemeinsamen Schließen und Öffnen eines Durchgangs, der die Druck steuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindet, umfaßt;
einem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c), der an zumindest einem Bauteil, dem beweglichen Bauteil (40) oder dem Plattenbauteil (51), in einem Kontakt bereich vorgesehen ist, in dem das bewegliche Bauteil (40) mit dem Plattenbauteil (51) in Kontakt gebracht wird, wobei der Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c) mit dem Niederdruckraum (64, 67, 68) in Verbin dung steht; und
wobei die ebene Fläche (51a, 51d) des Plattenbauteils (51) aus einem Anti-Abriebmaterial hergestellt ist.
4. Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß einem der An
sprüche 1, 2 und 3, worin das bewegliche Bauteil (40)
ein Wellenbauteil (41) und ein Kugelbauteil (43), das
in dem Wellenbauteil (41) drehbar gehalten wird, um
faßt, und das Kugelbauteil (43) eine ebene Fläche
(43a), die mit der ebenen Fläche (51a, 51d) des Plat
tenbauteils (51) in Kontakt gebracht wird, und eine
sphärische Fläche (43b), die von dem Wellenbauteil
(41) verschiebbar gehalten wird, hat.
5. Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß einem der An
sprüche 1 bis 4, worin das Anti-Abriebmaterial aus
der aus TiN, CrN und DLC (diamantähnlicher Kohlen
stoff) bestehenden Gruppe ausgewählt wird und an ei
nem Basismaterial (70) eine harte Überzugsschicht
(71) des Anti-Abriebmaterials ausgeformt wird.
6. Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß einem der An
sprüche 1 bis 4, worin das Anti-Abriebmaterial Kera
mik oder eine Superhartlegierung ist.
7. Speicherkraftstoffeinspritzsystem, mit:
einer Einspritzvorrichtung (1) zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbren nungsmotor;
einem Hochdruckkraftstoffdurchgang (62) zum Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an eine Ein spritzöffnung (11a) der Einspritzvorrichtung (1);
einem Ventilbauteil (20-22) mit einem der Ein spritzöffnung (11a) zugewandten Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruckdurchgangs (62) mit oder von der Einspritzöffnung (11a);
einer Drucksteuerkammer (61), die an der anderen Sei te des Ventilbauteils (20-22) vorgesehen ist und die den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff durch einen Hochdruckkraftstoffdurchgang (63) aufnimmt, um das Ventilbauteil (20-22) zu der Einspritzöffnung (11a) hin zu drücken;
einem elektromagnetischen Ventil (30) zum Verbinden oder Trennen der Drucksteuerkammer (61) mit oder von einem Niederdruckraum (64, 67, 68);
wobei das elektromagnetische Ventil (30) ein Platten bauteil (51) und ein beweglichen Bauteil (40), die ebene Flächen (51a, 51d, 43a) haben, zum gemeinsamen Schließen und Öffnen eines Durchgangs, der die Druck steuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindet, umfaßt;
einem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c), der an zumindest einem Bauteil, dem beweglichen Bauteil (40) oder dem Plattenbauteil (51), in einem Kontakt bereich vorgesehen ist, in dem das bewegliche Bauteil (40) mit dem Plattenbauteil (51) in Kontakt gebracht wird, wobei der Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c) mit dem Niederdruckraum (64, 67, 68) in Verbin dung steht; und
einer Anti-Abriebschicht (71), die an zumindest einer der ebenen Flächen (51a, 51d, 43a) des beweglichen Bauteils (40) und des Plattenbauteils (51) ausgeformt ist.
einer Einspritzvorrichtung (1) zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbren nungsmotor;
einem Hochdruckkraftstoffdurchgang (62) zum Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an eine Ein spritzöffnung (11a) der Einspritzvorrichtung (1);
einem Ventilbauteil (20-22) mit einem der Ein spritzöffnung (11a) zugewandten Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruckdurchgangs (62) mit oder von der Einspritzöffnung (11a);
einer Drucksteuerkammer (61), die an der anderen Sei te des Ventilbauteils (20-22) vorgesehen ist und die den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff durch einen Hochdruckkraftstoffdurchgang (63) aufnimmt, um das Ventilbauteil (20-22) zu der Einspritzöffnung (11a) hin zu drücken;
einem elektromagnetischen Ventil (30) zum Verbinden oder Trennen der Drucksteuerkammer (61) mit oder von einem Niederdruckraum (64, 67, 68);
wobei das elektromagnetische Ventil (30) ein Platten bauteil (51) und ein beweglichen Bauteil (40), die ebene Flächen (51a, 51d, 43a) haben, zum gemeinsamen Schließen und Öffnen eines Durchgangs, der die Druck steuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindet, umfaßt;
einem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c), der an zumindest einem Bauteil, dem beweglichen Bauteil (40) oder dem Plattenbauteil (51), in einem Kontakt bereich vorgesehen ist, in dem das bewegliche Bauteil (40) mit dem Plattenbauteil (51) in Kontakt gebracht wird, wobei der Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c) mit dem Niederdruckraum (64, 67, 68) in Verbin dung steht; und
einer Anti-Abriebschicht (71), die an zumindest einer der ebenen Flächen (51a, 51d, 43a) des beweglichen Bauteils (40) und des Plattenbauteils (51) ausgeformt ist.
8. Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 7,
worin die Anti-Abriebschicht (71) an einer Seitenwan
dung (51e) des Kraftstoffentlastungsdurchgangs (51b,
51c) von der zumindest einen der ebenen Flächen (51a,
51d, 43a) gleichmäßig ausgeformt ist und eine Dicke
der Anti-Abriebschicht (71) an der Seitenwandung
(51e) mit einer Dicke der Anti-Abriebschicht (71) an
der zumindest einen der ebenen Flächen (51a, 51d,
43a) identisch ist.
9. Speicherkraftstoffeinspritzsystem, mit:
einer Einspritzvorrichtung (1) zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbren nungsmotor;
einem Hochdruckkraftstoffdurchgang (62) zum Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an eine Ein spritzöffnung (11a) der Einspritzvorrichtung (1);
einem Ventilbauteil (20-22) mit einem der Ein spritzöffnung (11a) zugewandten Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruckdurchgangs (62) mit oder von der Einspritzöffnung (11a);
einer Drucksteuerkammer (61), die an der anderen Sei te des Ventilbauteils (20-22) vorgesehen ist und die den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff durch einen Hochdruckkraftstoffdurchgang (63) aufnimmt, um das Ventilbauteil (20-22) zu der Einspritzöffnung (11a) hin zu drücken;
einem elektromagnetischen Ventil (30) zum Verbinden oder Trennen der Drucksteuerkammer (61) mit oder von einem Niederdruckraum (64, 67, 68);
wobei das elektromagnetische Ventil (30) ein Platten bauteil (51) und ein bewegliches Bauteil (40), die ebene Flächen (51a, 51d, 43a) haben, zum gemeinsamen Schließen und Öffnen eines Durchgangs, der die Druck steuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindet, umfaßt;
einem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c), der an zumindest einem Bauteil, dem beweglichen Bauteil (40) oder dem Plattenbauteil (51), in einem Kontakt bereich vorgesehen ist, in dem das bewegliche Bauteil (40) mit dem Plattenbauteil (51) in Kontakt gebracht wird, wobei der Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c) mit dem Niederdruckraum (64, 67, 68) in Verbin dung steht; und
einer Anti-Abriebschicht (71), die an einer ebenen Ringfläche (51a) des Plattenbauteils (51), welche sich in einen Bereich zwischen dem Kraftstoffentla stungsdurchgang (51b, 51c) und einer die Drucksteuer kammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) ver bindende Öffnung (66) erstreckt, ausgeformt ist.
einer Einspritzvorrichtung (1) zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbren nungsmotor;
einem Hochdruckkraftstoffdurchgang (62) zum Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an eine Ein spritzöffnung (11a) der Einspritzvorrichtung (1);
einem Ventilbauteil (20-22) mit einem der Ein spritzöffnung (11a) zugewandten Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruckdurchgangs (62) mit oder von der Einspritzöffnung (11a);
einer Drucksteuerkammer (61), die an der anderen Sei te des Ventilbauteils (20-22) vorgesehen ist und die den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff durch einen Hochdruckkraftstoffdurchgang (63) aufnimmt, um das Ventilbauteil (20-22) zu der Einspritzöffnung (11a) hin zu drücken;
einem elektromagnetischen Ventil (30) zum Verbinden oder Trennen der Drucksteuerkammer (61) mit oder von einem Niederdruckraum (64, 67, 68);
wobei das elektromagnetische Ventil (30) ein Platten bauteil (51) und ein bewegliches Bauteil (40), die ebene Flächen (51a, 51d, 43a) haben, zum gemeinsamen Schließen und Öffnen eines Durchgangs, der die Druck steuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindet, umfaßt;
einem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c), der an zumindest einem Bauteil, dem beweglichen Bauteil (40) oder dem Plattenbauteil (51), in einem Kontakt bereich vorgesehen ist, in dem das bewegliche Bauteil (40) mit dem Plattenbauteil (51) in Kontakt gebracht wird, wobei der Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c) mit dem Niederdruckraum (64, 67, 68) in Verbin dung steht; und
einer Anti-Abriebschicht (71), die an einer ebenen Ringfläche (51a) des Plattenbauteils (51), welche sich in einen Bereich zwischen dem Kraftstoffentla stungsdurchgang (51b, 51c) und einer die Drucksteuer kammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) ver bindende Öffnung (66) erstreckt, ausgeformt ist.
10. Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 9,
worin die ebene Ringfläche (51a) eine radiale Weite
(w) hat, die kleiner ist als eine Tiefe (h) des
Kraftstoffentlastungsdurchgangs (51b, 51c).
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