DE3844133C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine ventilgesteuerte Pumpe-Düse-
Einspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der einschlägigen Technik ist aus der JP 62-64 872 ein Dosier-Einspritzventil
bekannt, das mit einem von der
Maschine getriebenen Kolben, einer Hochdruck-Kraftstoffkam
mer, die mit von dem Kolben unter Druck gesetzten Kraftstoff
gefüllt ist, eine koaxial zum Kolben angeordnete und in Über
einstimmung mit dem Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraft
stoffkammer bewegte Düsennadel, um ein Ventil zu öffnen,
wenn der Kraftstoffdruck einen vorbestimmten Druckwert über
steigt, eine zwischen dem Kolben und der Düsennadel in recht
winkliger Richtung mit Bezug zu deren gemeinsamer Achse ver
laufende Bohrung, ein in die Bohrung verschiebbar eingesetz
tes Steuerventil, um das Überströmen des Kraftstoffs der Hoch
druck-Kraftstoffkammer zu steuern, und ein piezoelektrisches
Element (Piezoelement), welches das Steuerventil axial mit
Bezug zur Bohrung bewegt und das Öffnen sowie Schließen des
Steuerventils steuert, aufweist, wobei das Einspritzen von
Kraftstoff durchgeführt wird, wenn das Steuerventil geschlos
sen ist.
Bei Dosier-Einspritzventilen wird jedoch eine sehr hohe An
triebskraft auf die Düsennadel aufgebracht, weil der Kraft
stoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffkammer einen 1470 bar
oder darüber aufweisenden Wert erlangt, weshalb als Ergebnis
dessen das Gehäuse des Einspritzventils zwischen dem Kolben
und der Düsennadel einer hohen Kompressionsbelastung unter
liegt und verformt oder beschädigt wird. Wie in der JP
62-64 872 offenbart ist, wird deshalb, wenn die
Bohrung zwischen dem Kolben und der Düsennadel ausgebildet
ist, die sehr hohe, auf den Kolben aufgebrachte Antriebs
kraft eine Verformung der Bohrung hervorrufen, was zur Folge
hat, daß der Gleitwiderstand des Steuerventils erhöht und
das Ansprechverhalten im Betrieb des Steuerventils verschlech
tert werden, so daß das Steuerventil nicht völlig geschlos
sen werden wird.
Aus der DE 36 00 113 A1 ist eine Einspritzeinrichtung
bekannt, bei der auf beiden Seiten der Bohrung, in der ein
eine Hochdruckkammer abgrenzender Kolben untergebracht
ist, zwei Speichereinrichtungen zum Speichern einer
gewünschten Kraftstoffmenge sich befinden. Der Kolben ist
mit ringförmigen und vertikalen Nuten versehen, um
bestimmte Anschlußzustände zwischen den beiden
Speichereinrichtungen und der Hochdruckkammer zu
ermöglichen, und erfüllt bei seiner Bewegung in der Bohrung
die Funktion eines Steuerventils zur gesteuerten Versorgung
der Hochdruckkammer mit Kraftstoff. Somit führt das oben
dargelegte Problem der Verformung der Bohrung bei einer
solchen Lage und Kompliziertheit des Steuerventils zu einer
noch größeren Beeinträchtigung des normalen Betriebs der
Einspritzeinrichtung.
Eine ventilgesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung der
erfindungsgemäßen Gattung ist aus der EP 01 51 562 A2
bekannt. Bei dieser Einspritzvorrichtung ist das mit einem
Steuerschieber versehene Steuerventil in einer mit einem
Kraftstoffsteuerkanal verbundenen Steuerbohrung
untergebracht, welche Steuerbohrung in einer geeigneten
Weise von der Kolbenbohrung entfernt ist. Nachteilig bei
dieser Einspritzvorrichtung ist jedoch eine unzulängliche
Druckregelung durch den Steuerschieber.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine ventilgesteuerte Pumpe-
Düse-Einspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zu
schaffen, durch die eine optimierte Druckregelung
gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Gemäß diesen Merkmalen
ist das Ventilgehäuse mit einer Druckregelkammer versehen,
die koaxial zur Achse des Steuerventils angeordnet ist,
wobei der Stellantrieb den Druck innerhalb der
Druckregelkammer regelt, welcher wiederum das Steuerventil
ansteuert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen definiert.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines Zylinderkopfes;
Fig. 2 eine Ansicht einer ventilgesteuerten Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung bei Betrachtung
in Richtung des Pfeils II in der Fig. 3;
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Zylinderkopfes;
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Einspritzvorrichtung
nach der Linie IV-IV in der Fig. 5;
Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 4;
Fig. 6 die Draufsicht auf die Fig. 4;
Fig. 7 den Schnitt nach der Linie VII-VII in der Fig. 4;
Fig. 8 den Schnitt nach der Linie VIII-VIII in der Fig. 7.
Es wird zuerst auf die Fig. 4-8 Bezug genommen. In diesen
ist ein Ventilgehäuse 1 einer ventilgesteuerten Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung mit
einer eine Düsenöffnung 3 an ihrem einen Ende aufweisenden
Düse 2, mit einem Abstandshalter 4, mit einer Buchse 5 und
mit einem Düsenhalter 6, der die Düse 2, den Abstandshalter
4 und die Buchse 5 im Ventilgehäuse 1 festlegt, darge
stellt. In die Düse 2 ist eine Düsennadel 7 verschiebbar ein
gesetzt, um die Düsenöffnung 3 zu öffnen sowie zu schließen,
und der obere Teil der Düsennadel 7 ist über einen Druck
stift 8 mit einem Federgegenlager 9 verbunden. Durch eine
Schraubendruckfeder 10 wird das Federgegenlager 9 abwärts
gedrückt, wobei diese Druckkraft durch den Druckstift 8 auf
die Düsennadel 7 übertragen wird, so daß dieser durch die
Druckfeder 10 eine Kraft zum Schließen der Öffnung 3 vermit
telt wird.
Im Ventilgehäuse 1 ist koaxial zur Düsennadel 7 eine Kol
benbohrung 11 ausgebildet, in die ein Kolben 12 verschiebbar
eingesetzt ist. Das obere Ende des Kolbens 12 ist mit einem
Stößel 13 verbunden, der durch eine Schraubendruckfeder 14
aufwärts gedrückt wird. Dieser Stößel 13 wird von einem
(nicht gezeigten) Nocken, der von der Maschine getrieben wird,
auf- und abwärts bewegt, so daß folglich der Kolben 12 in
der Bohrung 11 eine Auf- und Abwärtsbewegung ausführt. Unter
dem Kolben 12 wird von diesem in der Kolbenbohrung 11 eine
Hochdruck-Kraftstoffkammer 15 abgegrenzt, die mit einem unter
Druck stehenden Kraftstoff-Vorratsraum 18 über ein Stab- oder
Stangenfilter 16 sowie einen Kraftstoffkanal 17 in Verbindung
steht. Der Kraftstoff-Vorratsraum 18 hat durch einen um die
Düsennadel 7 herum ausgebildeten Kraftstoff-Ringkanal 19
Verbindung mit der Düsenöffnung 3. Ferner ist in der Wand
der Kolbenbohrung 11 eine Kraftstoff-Zufuhröffnung 20 ausge
bildet, die mit der Hochdruck-Kraftstoffkammer in Verbindung
steht, wenn sich der Kolben 12 in der oberen, in Fig. 5 ge
zeigten Stellung befindet. Kraftstoff mit einem Druck von
etwa 2,94 bar wird aus der Zufuhröffnung 20 in die Hochdruck-
Kraftstoffkammer 15 eingespeist.
Des weiteren ist eine Steuerbohrung 21 im Ventilgehäuse 1
ausgebildet, die sich nahe der Kolbenbohrung 11 in einer
horizontalen Ebene erstreckt. Diese Steuerbohrung 21 ist so ausge
staltet, daß ihre Achse parallel und mit Abstand zu einer
Linie verläuft, welche im wesentlichen rechtwinklig zu der
gemeinsamen Achse des Kolbens 12 und der Düsennadel 7 gerich
tet ist. In die Steuerbohrung 21 ist ein Steuerventil 22 ver
schiebbar eingesetzt. Eine Kraftstoff-Steuerkammer 23 mit
einem gegenüber dem Durchmesser der Steuerbohrung 21 größeren
Durchmesser ist angrenzend an die Steuerbohrung 21 ausgebildet und
empfängt Kraftstoff von einer Kraftstoff-Zufuhrbohrung 24.
Der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 23 wird auf einem
Wert von etwa 2,94 bar gehalten. Das Steuerventil 22 ist
mit einem erweiterten Kopfteil 22a, das sich in der Kraft
stoff-Steuerkammer 23 befindet, und mit einer an das erwei
terte Kopfteil 22a angrenzenden Umfangskehle 22b versehen.
Das erweiterte Kopfteil 22a steuert das Öffnen und Schließen
einer Ventilöffnung 25. Auf der zum Kopfteil 22a entgegenge
setzten Seite des Steuerventils 22 ist eine Feder bzw. Schraubendruck
feder 26 angeordnet, die das Ventil 2 nach rechts (in Fig. 4)
belastet. Des weiteren ist im Ventilgehäuse 1 ein Kraft
stoff-Steuerkanal 27 ausgebildet, der sich von der Hochdruck-
Kraftstoffkammer 15, wie in Fig. 5 gezeigt ist, in radialer
Richtung aufwärts erstreckt. Das eine Ende des Steuerkanals
27 steht mit dem Inneren der Hochdruck-Kraftstoffkammer 15
in Verbindung, während das andere Ende des Steuerkanals 27
mit dem Innenraum der Umfangskehle 22b des Steuerventils 22
verbunden ist.
Koaxial zur Steuerung 21 ist im Ventilgehäuse 1 eine
Stangenbohrung 28 ausgebildet, in die eine Stange 29 verschiebbar
eingesetzt ist. Das eine Ende der Stange 29 kann gegen
das erweiterte Kopfteil 22a des Steuerventils 22 stoßen,
während die andere Stirnseite der Stange 29 eine Druckregelkammer
30 abgrenzt.
Ein Stellantrieb mit einem Piezoelementgehäuse 31, das am Ventilgehäuse 1 befestigt
ist, umfaßt ein piezoelektrisches Element 32, das aus einer Mehrzahl
von aufeinandergestapelten piezoelektrischen Platten
elementen gebildet ist.
Ein Kolben 33 ist verschiebbar am bodenseitigen Ende des Piezo
elementgehäuses 31 eingesetzt, und unter diesem Kolben 33
ist eine mit Kraftstoff gefüllte Zylinderkammer 34 angeord
net. Diese Zylinderkammer 34 steht mit der Druckregelkammer
30 durch einen Kraftstoffkanal 35 in Verbindung und enthält
eine Flachfeder 36, die den Kolben 33 aufwärts drückt. Das
Piezoelement 32 ist zwischen dem Oberteil des Piezoelement
gehäuses 31 und dem Kolben 33 gelagert, wobei die Achse des
Piezoelements im wesentlichen rechtwinklig zur gemeinsamen
Achse des Steuerventils 22 und der Stange 29 verläuft, d. h.
die Achse des Piezoelements 32 liegt im wesentlichen parallel
zur gemeinsamen Achse des Kolbens 12 und der Düsennadel 7.
Das Piezoelementgehäuse 31 weist einen Kühlflüssigkeits-Zu
fuhrkanal 37 sowie einen Kühlflüssigkeits-Abfuhrkanal 38 auf,
um um das Piezoelement 32 herum eine Kühlflüssigkeit, z. B.
Kraftstoff, zu führen. Die Kühlflüssigkeit wird am oberen
Ende des Piezoelements 32 aus dem Zufuhrkanal 37 zugeführt,
sie fällt rund um das Piezoelement 32 herum nach unten und
kühlt dieses, und sie wird schließlich vom Kühlflüssigkeits-
Abfuhrkanal 38 abgeführt. Ein Zuleitungsstecker 39 ist oben
auf dem Piezoelementgehäuse 31 angebracht, um dem Piezoele
ment 32 Energie zuzuführen.
Wie die Fig. 7 und 8 zeigen, ist in das Ventilgehäuse 1
ein Rückschlagventil 40 eingesetzt. Dieses Ventil 40 ist mit
einer Kugel 32 für das Öffnen und Schließen einer Ventilöff
nung 41, mit einer den Hubweg der Kugel 42 begrenzenden Stan
ge 43 und mit einer Schraubendruckfeder 44, die die Kugel
42 und die Stange 43 abwärts belastet, so daß die Ventilöff
nung 41 normalerweise durch die Kugel 42 geschlossen gehalten
wird, versehen. Die Ventilöffnung 41 des Rückschlagventils
40 steht mit der Kraftstoff-Steuerkammer 23 durch einen ring
förmigen Kraftstoff-Zulaufkanal 45 sowie einen Kraftstoff-
Zulaufkanal 46 in Verbindung. Ein Kraftstoff-Ablaufkanal 47
des Rückschlagventils 40 hat zum Inneren der Zylinderkammer
34 Verbindung. Wie bereits erwähnt wurde, wird der Kraftstoff
druck in der Steuerkammer 23 auf etwa 2,94 bar gehalten.
Sinkt der Druck des Kraftstoffs in der Zylinderkammer 34 un
ter den Druck des Kraftstoffs in der Steuerkammer 23 ab,
so öffnet das Rückschlagventil 40, womit zusätzlicher Kraft
stoff der Zylinderkammer 34 zugeführt wird. Insofern ist die
Zylinderkammer 34 ständig mit Kraftstoff gefüllt.
Befindet sich der Kolben 12 in seiner oberen Stellung, so
wird, wie bereits erwähnt wurde, Kraftstoff der Hochdruck-
Kraftstoffkammer 15 durch die Kraftstoff-Zufuhröffnung 20
zugeführt, weshalb in dieser Kraftstoffkammer 15 ein niedri
ger Innendruck von etwa 2,94 bar vorhanden ist. Darüber hin
aus ist das Piezoelement 32 in maximalem Ausmaß zusammenge
zogen, womit der Kraftstoffdruck in der Zylinderkammer 34
sowie der Druckregelkammer 30 ebenfalls so niedrig wie etwa
2,94 bar ist. Deshalb wird das Steuerventil 22 nach rechts
(in Fig. 4) durch die Kraft der Schraubendruckfeder 26 bewegt,
so daß das erweiterte Kopfteil 22a des Steuerventils 22 die
Ventilöffnung 25 freigibt und demzufolge der Kraftstoffdruck
im Steuerkanal 27 sowie der Umfangskehle 22b des Steuerven
tils 22 ebenfalls auf dem niedrigen Wert von etwa 2,94 bar
ist.
Bewegt sich der Kolben 12 abwärts und schließt die Kraft
stoff-Zufuhröffnung 20, dann öffnet das Steuerventil 22 die
Ventilöffnung 25, so daß der Kraftstoff aus der Hochdruck
kammer 15 durch den Steuerkanal 27, die Umfangskehle 22b des
Steuerventils 22 und die Ventilöffnung 25 in die Kraftstoff-
Steuerkammer 23 fließt. Damit erlangt der Kraftstoffdruck
in der Hochdruckkammer 15 einen Wert von etwa 2,94 bar.
Wird das Piezoelement 33 erregt, um einen Kraftstoff-Einspritz
vorgang auszulösen, so dehnt sich das Element 33 in der axia
len Richtung aus, womit der Kraftstoffdruck in der Zylinder
kammer 34 sowie in der Druckregelkammer 30 rapid erhöht wird.
Wird der Kraftstoffdruck in der Druckregelkammer 30 erhöht,
so wird die Stange 29 nach links (in Fig. 4) bewegt, womit
auch das Steuerventil 22 eine nach links gerichtete Bewegung
ausführt und das erweiterte Kopfteil 22a des Steuerventils 22
die Ventilöffnung 25 verschließt. Ist diese Ventilöffnung
25 geschlossen, dann wird der Kraftstoffdruck in der Hoch
druck-Kraftstoffkammer 15 durch die Abwärtsbewegung des Kol
bens 12 rapid angehoben, und wenn der Druck in dieser Hoch
druckkammer 15 einen vorbestimmten Druckwert, z. B. 1470 bar
oder mehr, übersteigt, dann öffnet die Düsennadel 7 die Düsen
öffnung 3, so daß Kraftstoff eingespritzt wird. Zu diesem
Zeitpunkt wird auch ein hoher Druck auf das Innere der Umfangs
kehle 22b des Steuerventils 22 über den Steuerkanal 27 ausge
übt; weil jedoch die Druckaufnahmebereiche der beiden Endflä
chen in der axialen Richtung der Umfangskehle 22b gleich
sind, wirkt folglich dieser hohe Druck nicht auf das Steuer
ventil 22.
Wird das Piezoelement 32 entregt, um den Einspritzvorgang
zu beenden, so zieht sich dieses Element 32 zusammen, was
zur Folge hat, daß der Kolben 33 durch die Flachfeder 36 auf
wärts bewegt wird, so daß der Kraftstoffdruck in der Zylin
derkammer 34 und der Druckregelkammer 30 absinkt. Wird der
Kraftstoffdruck in der Druckregelkammer 30 vermindert, so
werden die Stange 29 und das Steuerventil 22 nach rechts (in
Fig. 4) durch die Schraubendruckfeder 26 bewegt, womit das
erweiterte Kopfteil 22a des Steuerventils 22 die Ventilöff
nung 25 freigibt. Infolgedessen fließt der unter hohem Druck
stehende Kraftstoff von der Hochdruck-Kraftstoffkammer 15
durch den Steuerkanal 27, die Umfangskehle 22b des Steuer
ventils 22 und die Ventilöffnung 25 zur Kraftstoff-Steuer
kammer 23, womit folglich der Kraftstoffdruck in der Hoch
druckkammer 15 sofort auf einen niedrigen Druck von etwa
2,94 bar abfällt und die Düsennadel 7 durch eine Abwärtsbewe
gung die Düsenöffnung 3 verschließt, so daß das Einspritzen
von Kraftstoff unterbrochen wird. Der Kolben 12 kehrt dann
in die obere Stellung zurück.
Erfindungsgemäß ist die Steuerbohrung 21 seitwärts vom Kolben 12
angeordnet, so daß, obwohl eine sehr hohe abwärts gerichte
te Antriebskraft auf den Kolben 12 aufgebracht wird, um den
Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffkammer 15 auf
1470 bar oder darüber anzuheben, die Steuerbohrung 21 nicht ver
formt und insofern ein glatter, störungsfreier Verschiebe
vorgang des Steuerventils 22 gewährleistet wird. Ferner ver
läuft die Steuerbohrung 21 seitwärts vom Kolben 12 horizontal, wes
halb sie nahe der Hochdruck-Kraftstoffkammer 15 angeordnet
werden kann. Das hat zum Ergebnis, daß die Länge des Kraft
stoff-Steuerkanals 27 verkürzt und insofern das Volumen der
Hochdruck-Kraftstoffkammer 15, die den Kraftstoff-Steuerka
nal 27 mit einschließt, vermindert werden kann. Deshalb wird
der Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffkammer 15 ohne
Schwierigkeiten auf einen hohen Wert angehoben, so daß der
eingespritzte Kraftstoff in geeigneter, angemessener Weise
zerstäubt wird. Da darüber hinaus das Volumen der Hochdruck-
Kraftstoffkammer 15 vermindert werden kann, wird der Kraft
stoffdruck in dieser Kraftstoffkammer 15 sofort herabgesetzt,
wenn das Steuerventil 22 geöffnet wird, womit das Einspritzen
von Kraftstoff sofort unterbrochen wird. Wenn das Steuerven
til 22 geöffnet wird, so dauert folglich das Einspritzen von
Kraftstoff mit einem niedrigen Druck nicht an, wodurch die
Erzeugung von Rauch unterdrückt und die Ausgangsleistung
sowie der Kraftstoffverbrauch der Maschine verbessert wer
den. Des weiteren wird durch das Öffnen und Schließen des
Steuerventils die Kraftstoff-Einspritzmenge unmittelbar er
höht und das Einspritzen sofort beendet, so daß eine korrekte
Voreinspritzung ausgeführt wird.
Weil sich die Steuerbohrung 21 horizontal seitlich vom Kolben 12
erstreckt, kann die Abmesung in der Breitenrichtung des Do
sier-Einspritzventils vermindert werden. Darüber hinaus kann
durch Anordnung des Piezoelements 32 derart, daß dessen Achse
im wesentlichen rechtwinklig zur gemeinsamen Achse der Steuerboh
rung 21 und der Stange 29 verläuft, d. h. im wesentlichen
rechtwinklig zur gemeinsamen Achse des Kolbens 12 sowie der
Düsennadel 7, die Abmessung in der Breitenrichtung des Dosier-
Einspritzventils noch weiter verringert werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1-3 wird die spezielle Monta
ge und Anordnung des in den Fig. 4-8 gezeigten Dosier-Ein
spritzventils erläutert.
Die Fig. 1-3 zeigen einen Zylinderkopf 50, einen gedrallten
Ansaugkanal 51, einen Auslaßkanal 52, ein Auslaßventil 53,
eine Einspritzvorrichtung 54, die anhand der Fig. 4-8 er
läutert wurde, eine Nockenwelle 55, eine Kipphebelwelle 56
und einen an dieser befestigten Kipphebel 57. Ein Ansaug
ventil-Antriebsnocken 55a, ein Auslaßventil-Antriebsnocken
55b und ein den Stößel 13 des Dosier-Einspritzventils 54 be
tätigender Stößel-Antriebsnocken 55c sind an der Nockenwelle
55 ausgebildet. Am einen Ende des Kipphebels 57 ist eine
Rolle 58, die auf dem Stößel-Antriebsnocken 55c abrollt,
drehbar gelagert, während am anderen Ende des Kipphebels 57
eine am Stößel 13 aufliegende Rolle 59 drehbar gehalten ist.
Die Nockenwelle 55 erstreckt sich längs der Längsachse X der
Maschine, während die gemeinsame Achse der Düsennadel 7 und
des Kolbens 12 (Fig. 5) des Dosier-Einspritzventils 54 in
der Ebene Y (Fig. 2) liegt, welche im wesentlichen rechtwink
lig zur Längsachse X verläuft. Ferner weist die Linie Z, die
die gemeinsame Achse der Düsennadel 7 sowie des Kolbens 12
und das Piezoelement 32 oder das Piezoelementgehäuse 31
(Fig. 2) verbindet, eine Neigung zur Ebene Y auf, wobei der
zwischen der Linie Z und der Ebene Y gebildete Winkel R bei
dem in den Fig. 1-3 gezeigten Beispiel etwa 40° beträgt.
Insofern ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, das Piezoelementge
häuse 31 im Zentrum des benachbarten Ansaugkanals 51 ange
ordnet.
Die Einspritzvorrichtung 54 umfaßt das Ventilgehäuse 1,
welches den Kolben 12 umschließt und am Zylinderkopf 50 befe
stigt ist, wobei das Piezoelementgehäuse 31 zur Befestigungs
stelle beabstandet ist. Da das Gewicht des Piezoelements 32
beträchtlich ist, wird deshalb eine große Beanspruchung am
Gehäuseteil 1a hervorgerufen, welches sich von der Befesti
gungsstelle zum Piezoelementgehäuse 31 erstreckt. Des wei
teren erzeugt eine Vibration der Maschine ein Biege- sowie
ein Torsionsmoment, die wiederholt auf das Gehäuseteil 1a
einwirken. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Beanspruchung
am Gehäuseteil 1a vorherrschend durch das Biegemoment hervor
gerufen wird. Die Vibration der Maschine ist in der Richtung
der Längsachse X geringer und längs der Ebene Y größer. Des
halb muß, um das auf das Gehäuseteil 1a wirkende Biegemoment
herabzusetzen, der Abstand zwischen dem Piezoelementgehäuse
31 und der Achse der Düsennadel 7, gemessen längs der Ebene
Y, vermindert werden. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel
ist das Piezoelementgehäuse 31 in einer mit Bezug zur Achse
der Düsennadel 7 schrägen Richtung Z angeordnet, so daß der
Abstand zwischen dem Piezoelementgehäuse 31 und der Achse
der Düsennadel 7, gemessen längs der Ebene Y, vermindert wird
und deshalb das auf das Gehäuseteil 1a wirkende Biegemoment
schwächer ist. Als Folge dessen können die Beanspruchung am
Gehäuseteil 1a vermindert und dessen Beschädigung verhindert
werden. Darüber hinaus kann durch Anordnen des Piezoelement
gehäuses 31 in der mit Bezug zur Achse der Düsennadel 7 schrä
gen Richtung Z dieses Gehäuse 31 zwischen den Ansaugkanälen
51 angebracht werden, wo ein relativ großer Freiraum zur
Verfügung steht.
Erfindungsgemäß kann das Volumen der Hochdruck-Kraftstoff
kammer 15, die den Kraftstoff-Steuerkanal 27 einschließt,
vermindert und eine Verformung der Bohrung, die auf die An
triebskraft für den Kolben zurückzuführen ist, verhindert
werden.
Claims (13)
1. Ventilgesteuerte Pumpe-Düse-Einspritzvorrichtung für einen
Verbrennungsmotor mit
einem eine Düsenbohrung aufweisenden Ventilgehäuse,
einem innerhalb des Gehäuses verschiebbar angeordneten, von dem Motor angetriebenen Kolben, sowie einer innerhalb des Gehäuses ausgebildeten, vom Kolben abgegrenzten Hochdruck- Kraftstoffkammer,
einer innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten, im wesent lichen koaxial zur Kolbenachse angeordneten Düsennadel, die die Düsenbohrung zum Einspritzen des Kraftstoffes freigibt, wenn dieser innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffkammer einen vorbestimmten Wert überschreitet,
einem innerhalb des Ventilgehäuses ausgebildeten, mit der Hochdruck-Kraftstoffkammer in Verbindung stehenden Kraftstoffsteuerkanal,
einem mit dem Kraftstoffsteuerkanal in Verbindung stehen den Steuerventil, das sich in einer innerhalb des Ventil gehäuses ausgebildeten Steuerbohrung befindet, die parallel zu und im Abstand von einer Linie angeordnet ist, die die Achse der Düsennadel im wesentlichen rechtwinklig schneidet und
einem Stellantrieb zur Betätigung des Steuerventils bei Be ginn und Ende des Kraftstoffspritzvorganges, dadurch ge kennzeichnet,
daß das Ventilgehäuse (1) mit einer Druckregelkammer (30) ver sehen ist, die koaxial zur Achse des Steuerventils (22) an geordnet ist, wobei der Stellantrieb (31, 32) den Druck innerhalb der Druckregelkammer (30) regelt, welcher wiederum das Steuerventil (22) ansteuert.
einem eine Düsenbohrung aufweisenden Ventilgehäuse,
einem innerhalb des Gehäuses verschiebbar angeordneten, von dem Motor angetriebenen Kolben, sowie einer innerhalb des Gehäuses ausgebildeten, vom Kolben abgegrenzten Hochdruck- Kraftstoffkammer,
einer innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten, im wesent lichen koaxial zur Kolbenachse angeordneten Düsennadel, die die Düsenbohrung zum Einspritzen des Kraftstoffes freigibt, wenn dieser innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffkammer einen vorbestimmten Wert überschreitet,
einem innerhalb des Ventilgehäuses ausgebildeten, mit der Hochdruck-Kraftstoffkammer in Verbindung stehenden Kraftstoffsteuerkanal,
einem mit dem Kraftstoffsteuerkanal in Verbindung stehen den Steuerventil, das sich in einer innerhalb des Ventil gehäuses ausgebildeten Steuerbohrung befindet, die parallel zu und im Abstand von einer Linie angeordnet ist, die die Achse der Düsennadel im wesentlichen rechtwinklig schneidet und
einem Stellantrieb zur Betätigung des Steuerventils bei Be ginn und Ende des Kraftstoffspritzvorganges, dadurch ge kennzeichnet,
daß das Ventilgehäuse (1) mit einer Druckregelkammer (30) ver sehen ist, die koaxial zur Achse des Steuerventils (22) an geordnet ist, wobei der Stellantrieb (31, 32) den Druck innerhalb der Druckregelkammer (30) regelt, welcher wiederum das Steuerventil (22) ansteuert.
2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kraftstoff-Steuerkammer (23) zwischen dem Steuerventil
(22) sowie der Druckregelkammer (30) ausgebildet ist, wobei
die Steuerbohrung (21) in die Kraftstoff-Steuerkammer (23)
mündet und eine mit der Hochdruck-Kraftstoffkammer (15) durch
den Kraftstoff-Steuerkanal (27) in Verbindung stehende Ventil
öffnung (25) aufweist, während das Steuerventil (22) die
Ventilöffnung (25) öffnet und schließt.
3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Steuerventil (22) mit einem in der Kraft
stoff-Steuerkammer (23) angeordneten, das Öffnen und Schließen
der Ventilöffnung (25) steuernden erweiterten Kopfteil (22a)
und mit einer in der Bohrung (21) sowie angrenzend an das er
weiterte Kopfteil (22a) angeordneten Umfangskehle (22b) ver
sehen ist, die durch den Kraftstoff-Steuerkanal (27) mit der
Hochdruck-Kraftstoffkammer (15) in Verbindung steht und bei
durch das erweiterte Kopfteil (22a) geöffneter Ventilöffnung
(25) zur Kraftstoff-Steuerkammer (23) hin offen ist.
4. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Steuerventil (22)
und die Druckregelkammer (30) eine Stange (29) eingefügt ist,
die den Druck in der Druckregelkammer auf das Steuerventil
überträgt.
5. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (22) durch eine
Feder (26) zur Druckregelkammer (30) hin belastet ist.
6. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (32) von der
Achse der Düsennadel (7), die sich in einer Ebene (Y) befindet,
welche im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse (X) der
Maschine verläuft, beabstandet und schräg mit Bezug zu dieser
Ebene angeordnet ist.
7. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Stellantrieb (32) näher zur Außenseite der
Maschine als zur Düsennadel (7) angeordnet ist.
8. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (31, 32) mit
einer ein veränderliches Volumen aufweisenden und mit der
Druckregelkammer (30) verbundenen Zylinderkammer (34) ver
sehen ist und der Druck in der Zylinderkammer den Druck in
der Druckregelkammer steuert.
9. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Stellantrieb einen Kolben (33), der die
Zylinderkammer (34) abgrenzt, und ein piezoelektrisches
Element (32), das den Kolben antreibt, umfaßt.
10. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zylinderkammer (34) und der Kolben (33)
auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, welche im
wesentlichen parallel zur Achse der Düsennadel (7) ist.
11. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Druckregelkammer (30) auf einer
gemeinsamen Achse mit der Zylinderkammer (34) und dem Kol
ben (33) angeordnet ist.
12. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß um das piezoelektrische Element (32) herum
ein ringförmiger Kühlmittelkanal ausgebildet ist.
13. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zylinderkammer (34) und die Druckregel
kammer (30) mit Kraftstoff gefüllt sind.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: TIEDTKE, H., DIPL.-ING. BUEHLING, G., DIPL.-CHEM. |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |