DE19738351B4

DE19738351B4 - Speicherkraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE19738351B4
Application number: DE1997138351
Authority: DE
Inventors: Masashi Murakami; Shuichi Matsumoto; Tetsuya Toyao
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 2013-10-24
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: DE19738351A1; FR2752883A1; JPH10122082A; JP3719468B2; FR2752883B1

Abstract

Speicherkraftstoffeinspritzsystem, mit: einer Einspritzvorrichtung (1) zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor; einem Hochdruckkraftstoffdurchgang (62) zum Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an eine Einspritzöffnung (11a) der Einspritzvorrichtung (1); einem Ventilbauteil (20–22) mit einem der Einspritzöffnung (11a) zugewandten Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruckkraftstoffdurchgangs (62) mit oder von der Einspritzöffnung (11a); einer Drucksteuerkammer (61), die an der anderen Seite 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 Plattenbauteil (51; 96) und ein bewegliches Bauteil (40; 90, 91), die ebene Flächen (51a, 51d, 43a; 92, 95) haben, aufweist, um gemeinsam einen Durchgang (66, 51b, 51c; 66, 93, 94), der die Drucksteuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindet, zu öffnen und zu schließen; einem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c; 93, 94), der an zumindest einem der Bauteile, dem beweglichen Bauteil (40; 90, 91) und dem Plattenbauteil (51; 96), in einem Kontaktbereich vorgesehen ist, in dem das bewegliche Bauteil (40; 90, 91) mit dem Plattenbauteil (51; 96) in Kontakt gebracht wird ...

Description

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem. Diese Art von Einspritzsystem ist zum Beispiel in den ungeprüften japanischen Patentanmeldungen Nr. 5-133296/1993 , Nr. 1-232161/1989 , Nr. 5-99095/1993 und Nr. 7-63135/1995 offenbart.
Gemäß dem Speicherkraftstoffeinspritzsystem wird Kraftstoff 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 Verbrennungsmotor 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 wahlweise mit einem Niederdruckraum (d. h. einer Auslaßseite) verbunden oder von diesem getrennt. Ein Paar aus einem beweglichen Bauteil und einem Plattenbauteil steuert eine Verbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Niederdruckraum (der Auslaßseite).
Das bewegliche Bauteil und das Plattenbauteil werden an dem Sitzabschnitt miteinander verbunden. Der Sitzabschnitt ist aufgrund sich wiederholender Funktionen des elektromagnetischen Ventils einem Abrieb unterworfen.
Das elektromagnetische Ventil ist mit einer Feder versehen. 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 möglicherweise 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 beaufschlagten Kraftstoffs zugeführt werden, an dem Sitzabschnitt des elektromagnetischen Ventils einen Abrieb verursachen.
Das Dokument US 5 244 150 bezieht sich auf ein Steuerventil einer Einspritzvorrichtung, Dokument DE 689 19 635 T2 auf ein Verfahren zur Herstellung einer mittels Nitriddispersion verstärkten Legierung, das Dokument EP 0 378 230 A1 auf ein Verfahren und eine Vorrichtuung zur Erzeugung von dünnen Diamantfilmen, Dokument US 5 421 852 auf eine harte Legierung zur Verwendung bei Werkzeugen, Dokument EP 0 483 769 A1 auf ein verbessertes Steuerventil für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, das nachveröffentlichte Dokument DE 196 30 124 A1 auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit Druckspeicher und die EP 0 745 764 A2 auf ein Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen.
Aus der US 4 951 878 geht hervor, dass bei einem Kraftstoffeinspritzventil das bewegliche Element mit einer harten Schicht überzogen werden kann, um eine Beschädigung aufgrund des Schlagens des beweglichen Elements gegen den Ventilsitz zu verringern.
Keines dieser Dokumente offenbart eine zufriedenstellende Lösung zur Verringerung des Abriebs.
In Hinsicht auf das Vorhergehende ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem vorzusehen, das fähig ist, den Verlust durch Abrieb zu verringern, wobei das Kraftstoffausströmen unterdrückt und das elektromagnetische Ventil in der Abmessung kleiner gestaltet wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 3.
Um diese und andere betreffende Aufgaben zu ermöglichen, sieht die vorliegende Erfindung ein neues und hervorragendes Speicherkraftstoffeinspritzsystem vor, das die verschiedenen Aspekte aufweist, die im folgenden beschrieben werden. Die Bezugszeichen in Klammern zeigen das Entsprechende zu den Bauteilen, die in den später beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart sind. Die Bezugszeichen in Klammern, die in der folgenden Beschreibung hinzugefügt werden, werden somit nur darauf verwendet, daß sie das Verständnis der vorliegenden Erfindung beschleunigen, und nicht darauf, daß der Umfang der vorliegenden Erfindung eng ausgelegt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem eine Einspritzvorrichtung 1 zum Liefern von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor. Ein Hochdruchkraftstoffdurchgang 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 Hochdruckdurchgangs 62 mit oder von der Einspritzöffnung 11a. Eine Drucksteuerkammer 61 ist an dem anderen Ende des Ventilbauteils 20–22 vorgesehen und nimmt den mit Druck beaufschlagten 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 Niederdruckraum 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 Drucksteuerkammer 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 Kontakt 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 Wellenbauteil 41 und ein Kugelbauteil 43, das in dem Wellenbauteil 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.
Gemäß einem Aspekt wird das Anti-Abriebmaterial aus der aus TiN, CrN und DLC (d. h., diamantähnlicher Kohlenstoff) bestehenden Gruppe ausgewählt. An einem Basismaterial 70 ist eine harte Überzugsschicht 71 des Anti-Abriebmaterials ausgeformt. Das Anti-Abriebmaterial ist Kermamik oder eine Superhartlegierung.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung 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 Erfindung ist an einer ebenen Ringfläche 51a des Plattenbauteils 51, die sich in einen Bereich zwischen dem Kraftstoffentlastungsdurchgang 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 Kraftstoffentlastungsdurchgangs 51b, 51c.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht, die erforderliche Bauteile eines elektromagnetischen Ventils in einem Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß einer ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
2A eine Draufsicht, die eine ebene Platte gemäß der ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
2B eine Querschnittsansicht, die die ebene Platte gemäß der ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform entlang einer Linie 2B-2B der 2A zeigt;
3 eine Querschnittsansicht, die das Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß der ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
4 eine Querschnittsansicht, die einen erforderlichen Abschnitt des Speicherkraftstoffeinspritzsystems gemäß der ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
5A eine Querschnittsansicht, die eine Druckverteilung entlang einer Sitzfläche des elektromagnetischen Ventils gemäß der ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
5B eine grafische Darstellung, die einen theoretischen Druck zeigt, der an jeder radialen Position der in 5A gezeigten Druckverteilung erzielt wird;
6 eine Ansicht, die eine Wirkung eines Kraftstoffentlastungsdurchgangs in bezug auf die hydraulische Beanspruchung zeigt;
7A und 7B Ansichten, die in einem Vergleichsbeispiel gemeinsam einen Mechanismus zum Verursachen von Abrieb an der Außenumfangskante einer ebenen Fläche eines Kugelbauteils aufgrund von Zusammenstößen zwischen dem Kugelbauteil und einer ebenen Platte zeigen;
8A und 8B Ansichten, die in einem Vergleichsbeispiel gemeinsam einen Mechanismus zum Verursachen von Abrieb an der oberen Fläche der ebenen Platte aufgrund von Zusammenstößen zwischen dem Kugelbauteil und der ebenen Platte zeigen;
9A und 9B Ansichten, die gemeinsam einen Mechanismus zum Verursachen von Abrieb an der ebenen Fläche der ebenen Fläche des Kugelbauteils aufgrund von in dem Kraftstoff enthaltenen Verunreinigungen zeigen;
10 eine Ansicht, die in der ersten Ausführungsform und in dem Vergleichsbeispiel einen Verlust durch Abrieb zeigt, der an der Sitzfläche verursacht wird;
11 ein Ansicht, die in der ersten Ausführungsform und in dem Vergleichsbeispiel ein Verhältnis zwischen einer verstrichenen Zeit und einem Kraftstoffeinspritz- oder einem Kraftstoffausströmbetrag zeigt;
12 eine Ansicht, die einen Verlust durch Abrieb zeigt, der in der ersten Ausführungsform und in dem Vergleichsbeispiel an der Sitzfläche verursacht wird;
13A eine Draufsicht, die eine ebene Platte gemäß einer zweiten, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
13B eine Querschnittsansicht, die die ebene Platte gemäß der zweiten, erfindungsgemäßen Ausführungsform entlang einer Linie 13B-13B der 13A zeigt;
14A eine Draufsicht, die eine ebene Platte gemäß einer dritten, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
14B eine Querschnittsansicht, die die ebene Platte gemäß der dritten, erfindungsgemäßen Ausführungsform entlang einer Linie 14B-14B der 14A zeigt;
15A eine Teilquerschnittsansicht von der Seite, die ein Kugelbauteil gemäß einer vierten, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
15B eine Draufsicht, die das Kugelbauteil gemäß der vierten, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt, wobei sie von der Richtung eines Pfeils 15B der 15A betrachtet wird;
16A eine Draufsicht, die eine ebene Platte gemäß der vierten, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
16B eine Querschnittsansicht, die die ebene Platte gemäß der vierten, erfindungsgemäßen Ausführungsform entlang einer Linie 16B-16B der 16A zeigt;
17A eine Draufsicht, die eine ebene Platte gemäß einer fünften, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
17B eine Querschnittsansicht, die die ebene Platte gemäß der fünften, erfindungsgemäßen Ausführungsform entlang einer Linie 17B-17B der 17A zeigt.
Es werden in bezug auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im folgenden erklärt. Gleiche Abschnitte werden durch die Ansichten hindurch mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Erste Ausführungsform
Im folgenden wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben.
3 zeigt eine Einspritzvorrichtung 1. In einem nicht gezeigten Common Rail System wird Kraftstoff gespeichert. Über eine (nicht gezeigte) Kraftstoffleitung und einen Kraftstoffilter 60 wird ein mit Druck beaufschlagter Kraftstoff, der einen vorbestimmten Druck hat, an die Einspritzvorrichtung 1 geliefert.
Die Einspritzvorrichtung 1 hat an einem fernen (vorderen) Ende davon eine Einspritzöffnung 11a. In der Nähe 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 Düsenkörper 11 und ein Einspritzvorrichtungskörper 13 sind über eine Befestigungsmutter 14 verbunden, die sich entlang der zylindrischen Außenflächen des Düsenkörpers 11 und des Einspritzvorrichtungskörpers 13 erstreckt. Zwischen den sich zugewandten Flächen des Düsenkörpers 11 und des Einspritzvorrichtungskörpers 13 ist ein Dichtungsplättchen 12 angeordnet. 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 diesem 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 zylindrischen 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 Drucksteuerkammer 61 vorgesehen.
Der Kraftstoffilter 60 hat einen Filterabstand von ungefähr 25 μm. Wenn der Kraftstoff durch diesen Abstand strömt, werden in dem Kraftstoff enthaltene Verunreinigungen von dem Kraftstoffilter 60 gefiltert. Der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff, der durch das Kraftstoffilter 60 eingeführt wird, wird in einen ersten Strom eines Hochdruckkraftstoffdurchgangs 62 und in einen zweiten Strom eines Hochdruckkraftstoffdurchgangs 63 getrennt. Der Hochdruckkraftstoffdurchgang 62 erstreckt sich zu dem Nadelventil 20. Um das Nadelventil 20 herum ist ein zylindrischer Kraftstoffbehälter 24 vorgesehen. Der Hochdruckkraftstoffdurchgang 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 Nadelventil 20 in 3 nach oben anzuheben. Das Nadelventil 20 wird mit einer vorbestimmten Anhebekraft nach oben bewegt. Der Behälter 24 steht mit der Einspritzöffnung 11a in Verbindung. Somit wird der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff von der geöffneten Einspritzöffnung 11a eingespritzt. Andererseits drückt der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff, der in der Drucksteuerkammer 61 gespeichert ist, das Nadelventil 20 nach unten. Die Einspritzöffnung 11a wird durch das Nadelventil 20 geschlossen. Der Behälter 24 wird von der Einspritzöffnung 11a getrennt.
Wie in 4 gezeigt ist, steht der Hochdruckkraftstoffdurchgang 63 mit der Drucksteuerkammer 61 über eine erste Öffnung 65 in Verbindung. Die erste Öffnung 65 hat die Funktion, eine Kraftstoffmenge, die an die Drucksteuerkammer 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 erstreckt. Die zweite Öffnung 66 hat einen kleineren Durchgangswiderstand als die erste Öffnung 65.
Es gibt einen ersten Niederdruckkrafstoffdurchgang 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 erstreckt. Der Niederdruckkraftstoffdurchgang 64 ist mit einer Niederdruckkraftstoffkammer 67 verbunden. Mit der Niederdruckkraftstoffkammer 67 ist ein zweiter Niederdruckkraftstoffdurchgang 68 verbunden. Der zweite Niederdruckkraftstoffdurchgang 68 läßt den restlichen Kraftstoff aus der Einspritzvorrichtung 1 heraus. Der Niederdruckkraftstoffdurchgang 64, die Niederdruckkraftstoffkammer 67 und der Niederdruckkraftstoffdruchgang 68 dienen zusammen als ein Niederdruckraum.
Zwischen einer Befestigungsmutter 52 und dem Einspritzvorrichtungskörper 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 bewegliches Bauteil 40 verbunden. Das bewegliche Bauteil 40 besteht aus einer Welle 41, einem Trägerbauteil 42, einem Kugelbauteil 43 und einer Schubstange 44. Das bewegliche Bauteil 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 festgelegt 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
1 zeigt die Details des beweglichen Bauteils 40 und die betreffenden Bauteile der ersten Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt ist, ist das Trägerbauteil 42 zylindrisch und an der zylindrischen Außenfläche des unteren Endes der Welle 41 durch Druck eingepreßt oder angeschweißt. Das untere Ende des Trägerbauteils 42 erstreckt sich weiter als das untere Ende der Welle 41. Das Kugelbauteil 43 wird von der Innenwandung des ausgestreckten unteren Endes des Trägerbauteils 42 gehalten. Zwischen dem Trägerbauteil 42 und dem Kugelbauteil 43 ist ein Abstand von einigen um 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 gehalten, während der untere Abschnitt des Kugelbauteils 43 von der Innenwandung des ausgestreckten unteren Endes des Trägerbauteils 42 gehalten wird. Insbesondere ist die unterste Kante des ausgestreckten unteren Endes des Trägerbauteils 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 Fläche 43a.
Zwischen dem Zylinder 53 und dem Einspritzvorrichtungskörper 13 wird die ebene Platte 51 angebracht. Wie oben beschrieben ist, ist die ebene Platte 51 mit der zweiten Öffnung 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 elektromagnetischen Ventils 30 mit der Niederdruckkraftstoffkammer 67 in Verbindung.
Wie in 2B gezeigt ist, weist die ebene Platte 51 ein Basismaterial 70 auf. Die Oberfläche des Basismaterials ist mit einer harten Überzugsschicht 71 überzogen. Das Basismaterial 70 ist vorzugsweise aus einem Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl oder einem angelassenen Gesenkstahl mit einer Anlaßtemperatur von 500 bis 650°C. Die harte Überzugsschicht 71 ist an der Oberfläche des Basismaterials 70 ausgeformt. Die harte Überzugsschicht 71 ist aus einem geeigneten Beschichtungsmaterial wie zum Beispiel TiN, CrN und DLC (d. h., diamantählicher Kohlenstoff; diamond-like carbon) mit einer Härte in einem Bereich von Hv = 1000 bis 3000. Das Basismaterial 70 wird in der in den 2A und 2B gezeigte Form maschinell gefertigt. Die Vakuumlichtbogenentladung wird verwendet, um das an einer Kathode anhaftende Beschichtungsmaterial zu verdampfen oder zu ionisieren. Das verdampfte oder ionisierte Beschichtungsmaterial wird an der Oberfläche des Basismaterials 70 aufgebracht. Somit ist die harte Überzugsschicht 71 an dem Basismaterial 70 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 Superhartlegierung hergestellt sein.
Wie in den 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 51a ist eine Ringausnehmung 51b ausgeformt. Von der Ringausnehmung 51b erstrecken sich insgesamt vier radiale 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 Niederdruckkraftstoffkammer 67 in Verbindung. Sowohl die Ringausnehmung 51b als auch die radialen Ausnehmungen 51c dienen zusammen als ein Kraftstoffentlastungsdurchgang bzw. Kraftstoffaussparungsdurchgang. Sowohl die Ringausnehmung 51b als auch die radialen Ausnehmungen 51c sind in einem Kontaktbereich ausgeformt, 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 Kontakt gebracht wird. Von der Ringausnehmung 51b und den radialen Ausnehmungen 51c werden insgesamt vier Sektorsitze 51d festgelegt.
Der Ringsitz 51a und die Sektorsitze 51d sind miteinander in der Höhe der Sitzebene identisch. Wenn das elektromagnetische Zwei-Wege-Ventil geschlossen wird, wird das Kugelbauteil 43 an inneren und äußeren Sitzflächen, die innerhalb 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 Außenkante 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 abgeschrägten, 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 Abschnitt 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 Kugelbauteil 43 auf der ebenen Platte 51 sitzt, wird die zweite Öffnung 66 von der Ringausnehmung 51b abgetrennt.
In 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 Ringausnehmung 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 beträgt 0,25 mm. Ein Anhebebetrag des beweglichen Bauteils 40 beträgt 0,12 mm.
Die Abdichtungsfähigkeit wird auf der Basis einer Anordnung überprüft, in der die abgeschrägte Fläche nicht ausgeformt ist. Um in der Drucksteuerkammer eine gleichmäßige Abdichtungsfähigkeit gegen 150 MPa des Kraftstoffdrucks 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 Vorsehen der abgeschrägten Fläche 72 somit wirksam, den Ringsitz zu verstärken.
Als nächstes wird die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzsystems dieser Ausführungsform erklärt.
Wenn die elektromagnetische Spule 32 desaktiviert wird, wird die Schubstange 44 durch eine Federkraft einer in 3 gezeigten Feder 45 nach unten gedrückt. Das Kugelbauteil 43 wird mit der ebenen Platte 51 eng in Verbindung gebracht. Insbesondere berührt die ebene Fläche 43a des Kugelbauteils 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 hydraulische 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, hydraulische Beanspruchung. Das bewegliche Bauteil kann somit sicher 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 Nadelventil 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 Nadelventil 20 wirkt. Dementsprechend wird die Einspritzöffnung von dem Nadelventil 20 sicher geschlossen und es wird kein Kraftstoffeinspritzen durchgeführt, sogar in einem Motorstartzustand, in dem in den beiden Hochdruckkraftstoffdurchgängen 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 elektromagnetische Kraft von ungefähr 100 N, um den Anker 34 magnetisch anzuziehen. Ein Kraftstoffdruck von der Kraftstoffsteuerkammer 61 an das bewegliche Bauteil 40 wirkt in die gleiche Richtung wie die elektromagnetische Kraft der elektromagnetischen Spule 32. Die Federkraft der Feder 45 wirkt in die Gegenrichtung. Ein Summe aus der Kraft, die von der Drucksteuerkammer 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 getrennt. Die zweite Öffnung 66 steht mit der Niederdruckkraftstoffkammer 67 in Verbindung. über der elektromagnetischen Spule 32 ist ein Dichtungsbauteil 55 angeordnet. Durch das Dichtungsbauteil 55 erstreckt sich ein Kraftstoffrückführdurchgang 55a. Der Hochdruckkraftstoff in der Drucksteuerkammer 61 wird über einen Kraftstoffauslaßdurchgang, der die zweite Öffnung 66, die Niederdruckkraftstoffkammer 67, die Niederdruckkraftstoffkammer 68 und den Kraftstoffrückführungsdurchgang 55a verbindet, aus der Einspritzvorrichtung 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 Niederdruckkraftstoffkammer 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 Drucksteuerkammer 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 Nadelventil 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 Kraftstoffentlastungsdurchgang geliefert werden, erklärt.
Der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff in der Drucksteuerkammer 61 wirkt auf die ebene Fläche 43a des Kugelbauteils 43. 5A zeigt eine Druckverteilung entlang der Oberfläche der ebenen Fläche 43a. 5B zeigt eine theoretische Druckverteilung, die auf der Basis von tatsächlichen Größen der oben beschriebenen, ersten Ausführungsform berechnet werden. In den 5A und 5B stellt eine durchgezogene 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 erzielt wird, wenn an der ebenen Platte 51 keine Ausnehmung (d. h., kein Kraftstoffentlastungsdurchgang) vorgesehen ist. 6 zeigt eine hydraulische Beanspruchung, die entlang der Gesamtoberfläche der ebenen Fläche 43a auf der Basis von den theoretischen Werten aus 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 Kraftstoffentlastungsdurchgang (d. h., die Ringausnehmung 51b und die radialen Ausnehmungen 51c) mit der Niederdruckkraftstoffkammer 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 5A und 5B dargestellt ist, ist die Druckverteilung sehr steil. Die durchgezogene Linie ist im wesentlichen gleich einer die zweite Öffnung 66 und die Ringausnehmung 51b verbindenden LOG-Kurve, die durch einen herkömmlich bekannten Abstandsdurchfluß zwischen parallelen Scheiben dargestellt wird.
Andererseits ist gemäß der herkömmlichen Anordnung, in der kein Kraftstoffentlastungsdurchgang vorgesehen ist, die Druckverteilung relativ sanft, wie in den 5A und 5B durch die gestrichelte Linie gezeigt ist. Der Druck verringert sich mit ansteigenden Radius allmählich und wird nur dann der Auslaßdruck, wenn der Radius die Außenumfangskante der ebenen Fläche 43a erreicht.
Wie in 6 gezeigt ist, können ungefähr 70% der hydraulischen Beanspruchung, die auf die ebene Fläche 43a des Kugelbauteils 43 wirkt, durch Vorsehen des Kraftstoffentlastungsdurchgangs der vorliegenden Erfindung beseitigt werden. Dies bringt verschiedene Vorteile. Es führt zum Beispiel 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 Magnetkraft der elektromagnetischen Spule 32 kann verringert werden, während die Magnetkraft dafür verwendet wird, das bewegliche 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 werden, 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 werden, sogar wenn der Abstand zwischen dem Kugelbauteil 43 und der ebenen Platte 51 äußerst klein ist. Die oben beschriebene Ringausnehmung 51b und die oben beschriebenen radialen Ausnehmungen 51c, die mit der Niederdruckkraftstoffkammer 67 in Verbindung stehen, sind in bezug auf die Mitte der zweiten Öffnung 66 symmetrisch. Die Druckverteilung auf der ebenen Fläche 43a ist auch symmetrisch. Namentlich erstreckt sich die Druckverteilung symmetrisch von der Mitte der ebenen Fläche 43a aus in die radiale Richtung. 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 elektromagnetischen 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 Kugelbauteil 43 auf der ebenen Platte 51 sitzt. Die ebene Fläche 43a des Kugelbauteils 43 sieht zwischen dem Kugelbauteil 43 und der Niederdruckseite eine zuverlässige Dichtung 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 Kraftstofeinspritzvorrichtung 1 stabilisiert werden. Die oben beschriebene Anordnung kann zum Beispiel bei einem Kugelventil so gut wie bei dem Kugelbauteil 43 dieser Erfindung verwendet werden.
Im folgenden wird die erste Ausführungsform in bezug auf die 7A, 7B, 8A, 8B und 9A, 9B mit einem Vergleichsbeispiel verglichen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Material, das die Anti-Abriebfähigkeit auszeichnet, 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 Lagerstahlkugel (SUJ2), der Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl (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 Basismaterial 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 ebenen 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 zweiten 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 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 überschreitet, wird das Kugelbauteil 101 an dem Bereich der Außenumfangskante 101b abgenutzt (siehe 7B). Als Ergebnis 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 8B). Als Ergebnis dieses Abriebs wird der effektive 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 Erschütterung des Zusammenstoßes einen Ermüdungsbruch verursachen.
In Hinsicht auf den oben beschriebenen Faktor (II) verursachen die in dem Kraftstoff enthaltenen Verunreinigungen an dem Kugelbauteil 101 und der ebenen Platte 110 den Abrieb. Wenn ein Kraftstofftank eines Fahrzeugs mit Kraftstoff gefüllt oder eine Kraftstoffleitung auseinander gebaut wird, können Keramikverunreinigungen, wie zum Beispiel Sand, in den Kraftstofftank eintreten. Diese Verunreinigungen sind im allgemeinen hart. Eine Durchschnittshärte dieser Verunreinigungen liegt zum Beispiel in einem Bereich von HV = 1000 bis 2000. Einige der Verunreinigungen von geringer Größe können durch den 25 μm Abstand des Kraftstoffilters 60 hindurch gehen und anschließend in die Einspritzvorrichtung 1 eintreten. Wie in 9A gezeigt ist, werden solche Verunreinigungen von dem mit Druck beaufschlagten Kraftstoff zugeführt und sie stoßen senkrecht gegen 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 9A gezeigt ist. Als Ergebnis dieses Abriebs fließen die Verunreinigungen in den ausgesparten Raum der ebenen Fläche 101a, der durch den Abrieb, wie in 9b gezeigt ist, ausgebildet wird. Somit wird der Abrieb des Kugelbauteils 101 und der ebenen Platte 110 erhöht.
10 zeigt in dem Vergleichsbeispiel und in der vorliegenden Erfindung einen Verlust δ durch Abrieb an der Sitzebene des Kugelbauteils. In 10 stellt Spalte A einen Verlust δ durch Abrieb dar, der an dem Kugelbauteil nach 10⁷ Zusammenstößen zwischen dem Kugelbauteil und der ebenen Platte in Luft verursacht wird. Auf der anderen Seite stellt Spalte B einen Verlust δ durch Abrieb dar, der nach einem vierundzwandzigstündigen Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verursacht wird. Es wurde Kraftstoff verwendet, der als die Verunreinigungen Aluminium Al203 mit einem Teilchenradius von 0,39 μm enthält, wobei ein Kraftstoffzuführdruck von 120 MPa verwendet wurde. Der Verlust δ durch Abrieb, der an dem Keramikkugelbauteil der vorliegenden Erfindung verursacht wird, ist um einiges kleiner als der des Vergleichsbeispiels in diesem Fall.
11 zeigt Änderungen der Kraftstoffeinspritz- und Kraftstoffausströmmengen in bezug auf eine verstrichene Zeit. Die Kraftstoffausströmmenge erhöht sich während eines ersten sechsstündigen Zeitraums gemäß dem Vergleichsbeispiel schnell, während die Kraftstoffausströmmenge für eine ersten vierundzwanzigstündigen Zeitraum gemäß der vorliegenden Erfindung im wesentlichen konstant war. Darüber hinaus erhöht sich während des ersten sechsstündigen Zeitraums gemäß dem Vergleichsbeispiel die Kraftstoffeinspritzmenge, während die Kraftstoffeinspritzmenge für den erste vierundzwanzigstündigen Zeitraum gemäß der vorliegendem Erfindung im wesentlichen konstant war. Aus dem Ergebnis des oben beschriebenen Vergleichs wird bestätigt, daß sich sowohl die Kraftstoffausströmmenge als auch die Kraftstoffeinspritzmenge unerwünscht erhöht, wenn aufgrund der Verschlechterung der Sitzfähigkeit zwischen dem Kugelbauteil und der ebenen Platte das Kugelbauteil abgenutzt ist. Wie oben beschrieben ist, kann die Beständigkeit des Sitzes durch das Keramikkugelbauteil bemerkenswert verbessert werden.
12 zeigt in dem Vergleichsbeispiel und der vorliegenden Erfindung einen Verlust δ durch Abrieb an der Sitzebene der ebenen Platte, der nach 10⁷ Zusammenstößen zwischen dem Kugelbauteil und der ebenen Platte in Luft verursacht wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird an der Oberfläche der ebenen Platte aus Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl 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 Kraftstoffeinspritzeigenschaft kann genau gesteuert werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Druckverteilung in die Radialrichtung der Sitzebene steil, wenn das elektromagnetische Ventil geschlossen wird oder sogar sofort vor dem Schließen des elektromagnetischen Ventils. Die magnetische Anziehungskraft der elektromagnetischen Spule 32 kann verringert werden, 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 Anordnung erreicht, in der das bewegliche Bauteil 40 die Gesamtoberfläche des Ringsitzes 51a und die Teiloberfläche von jedem Sektorsitz 51d berührt. Mit anderen Worten, dies wird ohne eine Erhöhung des Sitzdruckes realisiert. Die Beständigkeit verschlechtert sich daher nicht. Darüber hinaus ist die Abdichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs sicher gestellt, wenn das elektromagnetische Ventil geöffnet 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 dieser Hochdruckpumpe kann verringert werden. Das Antriebsmoment 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. Insbesondere 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 wesentlichen 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 51c in dem Kontaktabschnitt des Kugelbauteils 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 Fläche 51 verringert zu werden. Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Sitzfläche zwischen 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 Ausführungsform das Kraftstoffausströmen des elektromagnetischen Ventils ohne Erhöhen der Kosten verringern. Die Hochdruckpumpe, die für das Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an das Common Rail System verwendet wird, kann in der Abmessung kleiner gestaltet werden. Die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird stabilisiert. Das elektromagnetische Ventil kann durch eine kleinere elektromagnetische Kraft aktiviert werden. Die Beständigkeit des elektromagnetischen Ventils kann verbessert werden.
Zweite Ausführungsform
Die 13A und 13B zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, daß die Ringausnehmung 51b einen rechwinklichen Querschnitt hat. Das Übrige der strukturellen Anordnung der zweiten Ausführungsform ist mit dem der ersten Ausführungsform identisch. Um eine ausreichende Härte sicher zu stellen, hat die Dicke des Ringsitzes 51a eine radiale Dicke von ungefähr 0,2 mm. Diese Anordnung sieht eine gleichmäßige Sitzfähigkeit vor, die gegen 150 MPa des Kraftstoffdrucks in der Druckkammer beständig ist.
Dritte Ausführungsform
Die 14A und 14B zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform dahingehend, 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 ebenen Platte 80 vorgesehen ist, an den gleichen Winkelabständen gleich voneinander beabstandet. Diese Anordnung ist dafür vorteilhaft, daß die radiale Länge der Druckaufteilung entlang der ebenen Platte 80 sicher verringert wird. Gemäß dieser Anordnung kann der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff, der gleich oder größer 150 MPa ist, gesteuert werden. Der Kraftstoffdruck in der Ringausnehmung 51b kann auf den Auslaßdruck vollständig verringert werden, sogar wenn der Kraftstoffdruck 150 MPa überschreitet. Die oben beschriebene Wirkung wird durch Erhöhen der Anzahl der radialen Ausnehmungen 51c sicher gestellt.
Gemäß den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen 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 Beständigkeit des Führungsabschnitts gegen sich wiederholende Gleitbewegungen des elektromagnetischen Ventils 30 zu verbessern.
Obwohl die oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen zum Befestigen der Welle an dem Trägerbauteil das durch Druckanbringen oder das Schweißen verwenden, ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Verwendung von Schrauben für eine derartige Verbindung erlaubt.
Vierte Ausführungsform
Die 15A, 15B und 16A, 16B zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von den ersten bis dritten Ausführungsformen grundlegend dahingehend, daß an der ebenen Platte der Kraftstoffentlastungsdurchgang nicht vorgesehen ist. Gemäß der vierten Ausführungsform ist der Kraftstoffentlastungsdurchgang an dem Kugelbauteil vorgesehen. Ein in den 15A und 15B gezeigtes Kugelbauteil 91 besteht aus einem Basismaterial und einer harten darauf beschichteten Überzugsschicht. Das Basismaterial ist vorzugsweise aus Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl oder aus mit hoher Temperatur angelassenem Gesenkstahl mit einer Anlaßtemperatur 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 16A und 16B gezeigt ist. Die ebene Platte 96 ist aus Keramik oder Hartmetall hergestellt.
Eine in 15B gezeigte Welle 90 ist in der Funktion gleich zu der Kombination aus der Welle 41 und dem Trägerbauteil 42, die in der ersten Ausführungsform gezeigt sind. Ein kreisförmiger Sitz 92 ist an der Mitte der ebenen Fläche des Kugelbauteils 91 ausgeformt. Um den kreisförmigen Sitz 92 ist eine Ringausnehmung 93 ausgeformt. Mit der Ringausnehmung 93 stehen insgesamt drei radiale Ausnehmungen 94 in Verbindung. Die radialen Ausnehmungen 94 erstrecken sich von der Mitte des kreisförmigen Sitzes 92 in radiale Richtungen, wobei sie voneinander an den gleichen Winkelabständen gleich beabstandet sind. Die Anzahl der radialen Ausnehmungen 94 ist nicht auf drei begrenzt und kann daher flexibel geändert werden. Durch die Ringausnehmung 93 und die Sektorausnehmungen 94 werden insgesamt drei Sektorausnehmungen 95 festgelegt. Die Sektorsitze 95 sind radial außerhalb der Ringausnehmung 93 angeordnet.
Wie in den 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 Ausnahme des Abschnitts der zweiten Öffnung 66. Somit sieht die ebene Platte 96 eine bessere Abdichtungsfähigkeit vor.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die Sitzabschnitte des Kugelbauteils 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.
Fünfte Ausführungsform
Die 17A und 17B zeigen eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Gemäß der fünften Ausführungsform ist die zweite Öffnung 66 an der ebenen Platte 51 ausgeformt. Die zweite Öffnung 66 erstreckt sich in die Achsrichtung der ebenen Platte 51, Die Drucksteuerkammer 61 und die Niederdruckkraftstoffkammer 67 sind durch die zweite Öffnung 66 verbunden. Zwischen dem Boden der Ringausnehmung 51b und der Oberfläche des Sektorsitzes 51d ist eine Seitenwandung 51e vorgesehen. Die Seitenwandung 51e ist sowohl zu dem Boden der Ringausnehmung 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 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 Basismaterials 70 übergezogen. Das Basismaterial 70 wird vorzugsweise aus einem Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl oder einem 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 harte Überzugsschicht 71 ist aus einem geeigneten Überzugsmaterial, wie zum Beispiel TiN, CrN und DLC, mit einer Härte in einem Bereich von Hv = 1000 bis 3000 hergestellt. Das Basismaterial 70 mit einer Härte in einem Bereich von Hv = 700 bis 800 wird in einer in den 17A und 17B gezeigten Form maschinell hergestellt. Die Vakuumlichtbogenentladung wird verwendet, um das an der Kathode anhaftende Überzugsmaterial 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 Ionenplattierverfahren 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 erhalten. Die Bruchfestigkeit kann an einem Abschnitt in der Nähe der zweiten Öffnung oder des Ringsitzes 51a erhöht werden.
Wie oben erklärt ist, ist die harte Überzugsschicht gemäß 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 Weite ”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 kleinere 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 davon zu verlassen. Die vorliegenden Ausführungsformen, wie sie beschrieben sind, werden daher dafür beabsichtigt, nur darstellend und nicht einschränkend zu sein, weil der Umfang der Erfindung eher durch die angehefteten Ansprüche als durch die ihnen vorangehende Beschreibung festgelegt ist. Alle Änderungen, die in die Zustandsbereiche und Grenzen der Ansprüche oder Äquivalente zu diesen Zustandsbereichen 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 einem Basismaterial 70. Das Basismaterial 70 wird vorzugsweise aus einem Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl oder einem angelassenen Gesenkstahl hergestellt. An der Oberfläche des Basismaterials 70 ist eine harte Überzugsschicht 71 ausgeformt. 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 Überzugsmaterial, wie zum Beispiel TiN, CrN und DLC hergestellt.

Claims

Speicherkraftstoffeinspritzsystem, mit: einer Einspritzvorrichtung (1) zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor; einem Hochdruckkraftstoffdurchgang (62) zum Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an eine Einspritzöffnung (11a) der Einspritzvorrichtung (1); einem Ventilbauteil (20–22) mit einem der Einspritzöffnung (11a) zugewandten Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruckkraftstoffdurchgangs (62) mit oder von der Einspritzöffnung (11a); einer Drucksteuerkammer (61), die an der anderen Seite 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 Plattenbauteil (51; 96) und ein bewegliches Bauteil (40; 90, 91), die ebene Flächen (51a, 51d, 43a; 92, 95) haben, aufweist, um gemeinsam einen Durchgang (66, 51b, 51c; 66, 93, 94), der die Drucksteuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindet, zu öffnen und zu schließen; einem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c; 93, 94), der an zumindest einem der Bauteile, dem beweglichen Bauteil (40; 90, 91) und dem Plattenbauteil (51; 96), in einem Kontaktbereich vorgesehen ist, in dem das bewegliche Bauteil (40; 90, 91) mit dem Plattenbauteil (51; 96) in Kontakt gebracht wird, wobei der Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c; 93, 94) eine in der ebenen Fläche (51a, 51d; 92, 95) vorgesehene Ringausnehmung (51b; 93) und zumindest eine in der ebenen Fläche (51a, 51d; 92, 95) vorgesehene Ausnehmung (51c; 94) aufweist, über die die Ringausnehmung (51b; 93) mit dem Niederdruckraum (64, 67, 68) in Verbindung steht, wenn die ebene Fläche (43a; 92, 95) des beweglichen Bauteils (40; 90, 91) mit der ebenen Fläche (51a, 51d) des Plattenbauteils (51; 96) in Kontakt gebracht ist; und wobei die ebene Fläche (43a; 92, 95) des beweglichen Bauteils (40; 90, 91) aus einem Anti-Abriebmaterial hergestellt ist, das Keramik oder eine Superhartlegierung ist, oder mit einem harten Material beschichtet ist, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die TiN, CrN und diamantähnlichen Kohlenstoff aufweist.
Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1, worin die ebene Fläche (51a, 51d; 92, 95) des Plattenbauteils (51; 96) aus Keramik oder eine Superhartlegierung hergestellt ist oder mit einem harten Material beschichtet ist, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die TiN, CrN und diamantähnlichen Kohlenstoff aufweist.
Speicherkraftstoffeinspritzsystem, mit: einer Einspritzvorrichtung (1) zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor; einem Hochdruckkraftstoffdurchgang (62) zum Zuführen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs an eine Einspritzöffnung (11a) der Einspritzvorrichtung (1); einem Ventilbauteil (20–22) mit einem der Einspritzöffnung (11a) zugewandten Ende zum Verbinden oder Trennen des Hochdruckkraftstoffdurchgangs (62) mit oder von der Einspritzöffnung (11a); einer Drucksteuerkammer (61), die an der anderen Seite 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 Plattenbauteil (51; 96) und ein bewegliches Bauteil (40; 90, 91), die ebene Flächen (51a, 51d, 43a; 92, 95) haben, aufweist, um gemeinsam einen Durchgang (66, 51b, 51c; 66, 93, 94), der die Drucksteuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindet, zu öffnen und zu schließen; einem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c; 93, 94), der an zumindest einem der Bauteile, dem beweglichen Bauteil (40; 90, 91) und dem Plattenbauteil (51; 96), in einem Kontaktbereich vorgesehen ist, in dem das bewegliche Bauteil (40; 90, 91) mit dem Plattenbauteil (51; 96) in Kontakt gebracht wird, wobei der Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c; 93, 94) eine in der ebenen Fläche (51a, 51d; 92, 95) vorgesehene Ringausnehmung (51b; 93) und zumindest eine in der ebenen Fläche (51a, 51d; 92, 95) vorgesehene Ausnehmung (51c; 94) aufweist, über die die Ringausnehmung (51b; 93) mit dem Niederdruckraum (64, 67, 68) in Verbindung steht, wenn die ebene Fläche (43a; 92, 95) des beweglichen Bauteils (40; 90, 91) mit der ebenen Fläche (51a, 51d) des Plattenbauteils (51; 96) in Kontakt gebracht ist; und wobei die ebene Fläche (51a, 51d) des Plattenbauteils (51; 96) aus einem Anti-Abriebmaterial hergestellt ist, das Keramik oder eine Superhartlegierung ist, oder mit einem harten Material beschichtet ist, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die TiN, CrN und diamantähnlichen Kohlenstoff aufweist.
Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1 oder 3, worin das bewegliche Bauteil (40; 90, 91) ein Wellenbauteil (41; 90) und ein Kugelbauteil (43; 91), das in dem Wellenbauteil (41; 90) drehbar gehalten wird, umfaßt, und das Kugelbauteil (43; 91) eine ebene Fläche (43a; 92, 95), die mit der ebenen Fläche (51a, 51d) des Plattenbauteils (51; 96) in Kontakt gebracht wird, und eine sphärische Fläche (43b), die von dem Wellenbauteil (41; 90) verschiebbar gehalten wird, hat.
Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 3, worin hartes Material als Anti-Abriebschicht (71) an einer Seitenwandung (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 des harten Materials als Anti-Abriebschicht (71) an der zumindest einen der ebenen Flächen (51a, 51d, 43a) identisch ist.
Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 3, wobei das harte Material als Anti-Abriebschicht (71) an einer ebenen Ringfläche (51a) des Plattenbauteils (51), welche sich in einen Bereich zwischen dem Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c) und einer die Drucksteuerkammer (61) und den Niederdruckraum (64, 67, 68) verbindende Öffnung (66) erstreckt, ausgeformt ist.
Speicherkraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 6, worin die ebene Ringfläche (51a) eine radiale Weite (w) hat, die kleiner ist als eine Tiefe (h) des Kraftstoffentlastungsdurchgangs (51b, 51c).
Speicherkraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff in der Drucksteuerkammer (61) einen Druck zwischen 100 MPa und 150 MPa aufweist.
Speicherkraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das harte Material der Anti-Abriebschicht (71) eine Härte im Bereich zwischen Hv = 1000 und Hv = 3000 aufweist.
Speicherkraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das harte Material der Anti-Abriebschicht (71) eine Härte im Bereich zwischen Hv = 2200 und Hv = 2800 aufweist.
Speicherkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, wobei das harte Material, mit dem die ebene Fläche (43a) des beweglichen Bauteils (40) beschichtet ist, ein Anti-Abriebmaterial mit einer Härte ist, die größer als die Härte des Basismaterials des beweglichen Bauteils (40) ist, und auf der ebenen Fläche (43a) des beweglichen Bauteils (40) in dem Kontaktbereich mit dem Plattenbauteil (51) so angeordnet ist, dass es den Kraftstoffentlastungsdurchgang (51b, 51c) umgibt.
Speicherkraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, wobei das harte Material, mit dem die ebene Fläche (51a, 51d) des Plattenbauteils (51) beschichtet ist, ein Anti-Abriebmaterial mit einer Härte ist, die größer als die Härte des Basismaterials (70) des Plattenbauteils (51) ist.