-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine
und ein entsprechendes Verfahren zum Klassifizieren und Auswählen einer
Serie von Einspritzventilen.
-
Bekannte
Kraftstoffeinspritzventile weisen im allgemeinen eine Düse auf,
die normalerweise von einer Stange verschlossen ist, die durch den
Kraftstoffdruck in einer Steuerkammer zum Gleiten innerhalb einer
zylindrischen Führung
veranlaßt
wird, wobei die Steuerkammer eine kalibrierte Kraftstoffansaugleitung
und eine kalibrierte Auslaßleitung
zum Entleeren der Kammer hat.
-
Die
Auslaßleitung
wird von einem Dosierventil gesteuert, das seinerseits von einem
Elektromagneten gesteuert wird; und die Zeitdauer, während welcher
der Elektromagnet erregt ist, ist in Abhängigkeit von der einzuspritzenden
Kraftstoffmenge zum Erzielen einer gegebenen Motorleistung veränderlich.
In Abhängigkeit
von der Motordrehzahl ist die maximale erzielbare Leistung entsprechend
der sogenannten "Leistungskennlinie" des Motors veränderlich.
-
Der
für die
Einspritzung bestimmte Druckkraftstoff wird durch eine Zuleitung
einer Einspritzkammer zugeführt,
die sich an einer mit der Stange zusammenwirkenden Nadel befindet
und mit den Einspritzöffnungen
in der Düse
in Eingriff ist; und die Einspritzkammer und die Zuleitung sind
normalerweise so bemessen, daß sichergestellt
ist, daß die
maximale Kraftstoffmenge so rasch wie möglich eingespritzt wird.
-
Wenn
der Elektromagnet erregt wird, wird das Dosierventil geöffnet, um
die Stange in eine Stopp-Position zu bewegen.
-
Insbesondere
wird bei sogenannten Einspritzventilen mit "hydraulischem Anhalten" die Stange in einem
gegebenen Abstand von einer Endwand der zylindrischen Stangenführung im
dynamischen Gleichgewicht angehalten nach Ausführen eines Hubs, der grob 0,2
bis 0,25 mm bei Motoren mit einem Einheitshubraum bis zu 0,65 l/Zylinder
und bis zu 0,4 mm bei Motoren mit größerem Hubraum beträgt.
-
Das
Verhalten eines Einspritzventils der vorstehenden Bauart wird normalerweise
durch eine Charakteristik dargestellt, die die eingespritzte Kraftstoffmenge
als eine Funktion der Zeitdauer, während welcher der Elektromagnet
erregt ist, definiert und die typischerweise durch eine Strichlinie
definiert ist, die zwei im wesentlichen gerade Abschnitte hat, die
unter verschiedenen Winkeln geneigt sind. Dabei ist der zweite Abschnitt
unter einem kleineren Winkel als der erste Abschnitt geneigt, und
die beiden Abschnitte bilden ein sogenanntes "Knie" an
dem Punkt, an dem die Stange, während
sie sich zu der Stopp-Position hin
bewegt, im dynamischen Gleichgewicht angehalten wird.
-
Da
massengefertigte Einspritzventile unterschiedliches Betriebsverhalten
haben, müssen
die in einen gegebenen Motor eingebauten einzelnen Einspritzventile
geprüft
und in Abhängigkeit
von der Verzögerung
(dem Offset) zwischen dem Einspritzbeginn und dem Moment der Erregung
des Elektromagneten sowie von dem Verhalten während der Einspritzung im Zusammenhang
mit Abweichungen hinsichtlich der Zeitdauer, in welcher das Einspritzventil geöffnet ist,
klassifiziert werden, um die eingespritzte Kraftstoffmenge zu definieren.
Um die Differenz hinsichtlich der Kraftstoffmenge zu verringern,
die von den jeweiligen Einspritzventilen in die Motorzylinder eingespritzt
wird, werden in jeden Motor Einspritzventile derselben Klasse eingebaut.
-
Bekannte
Einspritzventile haben mehrere Nachteile. Insbesondere ist die veränderliche
Zunahme der eingespritzten Kraftstoffmenge von einem nicht gleichbleibenden
Verhalten des Einspritzventils begleitet, das von einem Einspritzventil
zum nächsten
erheblich abweicht und von den verschiedenen Bearbeitungstoleranzen
der Leitungen und der mechanischen Verbindungen abhängig ist.
Das Klassifizieren von Einspritzventilen ist daher ein aufwendiger oder
vom Zufall bestimmter Vorgang auch wegen der hydraulischen Störungen,
die durch das Anhalten der Stange und die daraus resultierende Verringerung der
Zunahme der eingespritzten Kraftstoffmenge bewirkt sind.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil
der vorgenannten Bauart bereitzustellen, das außerordentlich einfach und zuverlässig ist
und für
die Montage in einen gegebenen Motor klassifiziert und präzise ausgewählt werden
kann, wodurch die vorgenannten Nachteile, die bei bekannten Einspritzventilen
typischerweise vorhanden sind, beseitigt werden.
-
Ein
Versuch der Erzielung einer präzisen Einspritzung
unter Verwendung eines Sensors ist in US-5 988 142-A gezeigt.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine angegeben,
die eine vorbestimmte Leistungskennlinie hat; das Einspritzventil
weist folgendes auf: eine Düse,
die normalerweise durch eine Stange geschlossen wird; wobei die
Stange von dem Kraftstoffdruck in einer Steuerungskammer aus einer
geschlossenen Position, die die Düse schließt, und durch einen Öffnungshub
und einen Schließhub
bewegbar ist; wobei die Steuerungskammer eine Einlaßleitung
und eine Auslaßleitung
hat; ein Dosierventil, das einen Stopfen für die Auslaßleitung aufweist und gesteuert
wird durch Erregen eines Elektromagneten für eine variable Zeitdauer,
die der Kraftstoffmenge für
die Einspritzung entspricht; und wobei das Einspritzventil dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Stange
aus der geschlossenen Position in eine Position bewegbar ist, die
einer maximalen Bewegung entspricht, wenn der Elektromagnet für ein maximales
Zeitintervall erregt wird, so daß die eingespritzte Kraftstoffmenge
zwischen dem Beginn des Öffnungshubs
in die der maximalen Bewegung entsprechende Position und dem Ende
des jeweiligen Schließhubs größer als
eine maximale Kraftstoffmenge ist, die von der Leistungskennlinie
benötigt
wird.
-
Das
Verfahren zum Klassifizieren und Wählen einer Reihe von Kraftstoffeinspritzventilen
gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß es
die folgenden Schritte aufweist:
- – Bereitstellen
einer Serie von Einspritzventilen mit entsprechenden Stangen; wobei
jede Stange aus der geschlossenen Position und durch einen Öffnungshub
in eine Position bewegbar ist, die einer maximalen Bewegung entspricht,
so daß die eingespritzte
Kraftstoffmenge zwischen dem Beginn des Öffnungshubs in die der maximalen
Bewegung entsprechende Position und dem Ende des jeweiligen Schließhubs größer als
eine maximale Kraftstoffmenge ist, die von der Leistungskennlinie
benötigt
wird;
- – Prüfen der
Kraftstoffmenge, die von jedem der Einspritzventile eingespritzt
wird, durch Bewegen der entsprechenden Stange in zwei Positionen, deren
Abstand von der geschlossenen Position kleiner als die maximale
Bewegung ist, um eine Verzögerung
beim Beginn der Einspritzung und eine Zunahme der eingespritzten
Kraftstoffmenge zu definieren; und
- – für einen
gegebenen Motor Wählen
einer Gruppe von Einspritzventilen, die eine gegebene Verzögerung und
eine gegebene Zunahme der eingespritzten Kraftstoffmenge haben.
-
Eine
bevorzugte, nicht-einschränkende
Ausführungsform
der Erfindung wird beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben; in diesen zeigen:
-
1 eine
Kraftstoffzuführeinrichtung
mit einer Gruppe von Einspritzventilen gemäß der Erfindung für eine Brennkraftmaschine;
-
2 eine
teilweise geschnittene Ansicht eines Kraftstoffeinspritzventils
gemäß der Erfindung;
-
3 eine
teilweise geschnittene vergrößerte Ansicht
eines Teils von 2;
-
4 eine
stark vergrößerte Einzelheit
von 2;
-
5 eine
stark vergrößerte Einzelheit
von 3;
-
6 ein
Leistungsdiagramm von bekannten Einspritzventilen;
-
7 ein
Leistungsdiagramm der Einspritzventile gemäß der Erfindung.
-
Das
Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet insgesamt
eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine,
z. B. einen Dieselmotor mit einem sogenannten Common-Rail-Einspritzsystem.
-
Bei
einem Common-Rail-Einspritzsystem wird der in einem Behälter 2 befindliche
Kraftstoff von einer Pumpe 3 auf einen vorbestimmten Druck
gebracht, der normalerweise in Abhängigkeit von den vom Motor
geforderten Lastbedingungen zwischen 200 und 1500 bar liegt; und
der Druckkraftstoff wird einem gemeinsamen Druckkraftstoffbehälter oder Verteiler 4 zugeführt, der über eine
Leitung 6 mit vier Einspritzventilen 7 in Verbindung
steht, die den Druckkraftstoff jeweils in einen entsprechenden Zylinder
des Motors 1 einspritzen.
-
Die
Einspritzventile 7 werden von einer elektronischen Steuerungseinheit 8 gesteuert,
der von Sensoren Informationen in bezug auf die Motordrehzahl und
die Lage des Fahrpedals und anderer Komponenten des Motors 1 zugeführt werden
und die über
elektrische Leitungen 9 den Augenblick der Aktivierung
jedes Einspritzventils 7, die Dauer der jeweiligen Einspritzung
und somit die eingespritzte Kraftstoffmenge steuert.
-
Es
ist bekannt, daß jeder
Brennkraftmaschinentyp eine bestimmte Leistungskennlinie hat, die auf
der Grundlage der Motordrehzahl die maximale Ausgangsleistung und
somit die entsprechende Kraftstoffmenge bestimmt, die von jedem
Einspritzventil 7 einzuspritzen ist. Die Leistungskennlinie
definiert außerdem
den maximalen Kraftstoffdurchfluß des Motors 1 und
somit auch den maximalen Durchfluß bei jeder Betätigung jedes
Einspritzventils 7.
-
Jedes
Einspritzventil 7 (2) weist
einen Hohlkörper 11 auf,
der über
eine Ringmutter 12 mit einer Düse 13 verbunden ist,
die in einem konischen Sitz 14 (siehe auch 4)
endet, der Einspritzöffnungen 16 hat;
es hat ferner eine Reglerstange 17, die im Inneren des
Körpers 11 gleitet,
um mit einem Ansatz 18 einer Nadel 19 zum Schließen der Öffnungen 16 in
Eingriff zu gelangen. Dabei hat die Nadel 19 ein konisches
Ende 21 zur Anlage an dem konischen Sitz 14 der
Düse 13 und
weist eine Buchse 22 auf, die im Inneren eines zylindrischen
Sitzes 23 in dem Körper 11 geführt und
normalerweise mit einer Feder 24 beaufschlagt wird, wodurch
das Schließen
der Öffnung 16 unterstützt wird.
-
Der
Hohlkörper 11 hat
ebenfalls einen Ansatz 26, in den ein Einlaßstutzen 27 eingesetzt
ist, der mit der Druckkraftstoffzuführleitung 6 (siehe
auch 1) verbunden ist. Der Ansatz (2 und 3) hat
ein Loch 28, das über
eine Zuführleitung 29 in dem
Körper 11 und
eine Zuführleitung 30 in
der Düse 13 mit
einer ringförmigen
Einspritzkammer 31 in der Düse 13 in Verbindung
steht.
-
Die
Nadel 19 hat eine Schulter 32, auf die der in
der Kammer 31 befindliche Druckkraftstoff wirkt. In bezug
auf die Innenwand 33 der Düse 13 hat die Nadel 19 ein
gegebenes Spiel, um einen raschen Kraftstoffdurchfluß aus der
Kammer 31 zu Öffnungen 16 der
Düse 13 sicherzustellen.
Bei bekannten Einspritzventilen ist das Volumen der Kammer 31 normalerweise
kleiner als die maximale Kraftstoffmenge, die von dem Einspritzventil 7 einzuspritzen
ist, so daß die
Zuführleitungen 29 und 30 so
bemessen sind, daß sie
auch eine Kraftstoffzufuhr zu der Kammer 31 während des
Einspritzens zulassen.
-
Das
Einspritzventil 7 weist ferner ein Dosierventil auf, das
insgesamt mit 34 (3) bezeichnet ist
und von einem Elektromagneten 36 aktiviert wird, der einen
Anker 37 steuert. Der Anker 37 weist eine Scheibe 38 auf,
die Schlitze 39 hat und mit einem Schaft 40 verbunden
ist, der von einer Druckfeder 41 abwärtsgedrückt wird, die in einem zentralen
Loch 42 in dem Elektromagneten 36 angeordnet ist.
-
Das
Dosierventil 34 weist einen Körper 43 auf, der einen
Flansch 44 hat, der normalerweise an einer Schulter des
Körpers 11 des
Einspritzventils 7 anliegend von einer Ringmutter 46 sowie
mittels eines Flanschs 45 eines Führungselements 50 zum Führen des
Schafts 40 gehalten wird. Der Flansch 45 hat Löcher 47,
die mit einer Auslaßkammer 48 des Dosierventils 34 kommunizieren;
und über
die Schlitze 39 in der Scheibe 38 und das zentrale
Loch 42 kommuniziert die Auslaßkammer 48 mit einem
Auslaßanschluß 49,
der über
eine gemeinsame Leitung 51 mit dem Tank 2 verbunden
ist (1).
-
Der
Körper 43 des
Dosierventils 34 hat eine axiale Steuerkammer 52 (siehe
auch 5), die mit einem Führungszylinder 53 in
dem Körper 43 des Ventils 34 in
Verbindung steht. Ein kolbenförmiger Bereich 54 der
Stange 17 gleitet fluiddicht im Inneren des Zylinders 53,
der mit einer Endwand 55 benachbart einer Endfläche 56 des
Bereichs 54 endet.
-
Der
Körper 43 weist
eine kalibrierte radiale Kraftstoffeinlaßleitung 57 auf, die
mit dem Loch 28 in dem Ansatz 26 über eine
Ringnut 58 in Verbindung steht, und weist ferner eine kalibrierte
axiale Auslaßleitung 59 auf,
um Kraftstoff aus der Steuerkammer 52 auszulassen und mit
der Auslaßkammer 48 zu kommunizieren.
-
Der
Druckkraftstoff in der Steuerkammer 52 beaufschlagt die
Endfläche 56 des
Bereichs 54 der Stange 17; und da die Oberfläche 56 der
Stange 17 eine größere Oberfläche als
die Schulter 32 hat (siehe auch 2 und 4),
hält der
Kraftstoffdruck mit Hilfe der Feder 24 die Stange 17 normalerweise in
der unteren Position, in der das Ende 21 der Nadel 19 mit
dem konischen Sitz 14 der Düse 13 in Kontakt ist,
um die Einspritzöffnungen 16 zu
verschließen.
-
Die
Auslaßleitung 59 der
Steuerkammer 52 (3 und 5)
ist normalerweise durch einen Stopfen in Form einer Kugel 61 verschlossen,
die auf einer Kontaktfläche
einer konischen Oberfläche 62 des
Flanschs 44 aufliegt, an der die Auslaßleitung 59 endet.
An der Kugel 61 greift eine Führungsplatte 63 an,
auf die der Schaft 40 des Ankers 37 wirkt.
-
Wenn
der Elektromagnet 36 erregt wird, bewegt der Anker 37 den
Schaft 40 entgegengesetzt zu der Feder 41; und
der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 52 gibt die Kugel 61 frei,
um den Kraftstoff aus der Kammer 52 in die Auslaßkammer 48 und
den Anschluß 49 und
zurück
in den Behälter 2 auszulassen.
Der Kraftstoffdruck in der Einspritzkammer 31 (siehe auch 2) überwindet
wiederum den Restdruck auf die Endfläche 56 der Stange 17,
die sich gemeinsam mit der Nadel 19 hebt, um den Kraftstoff in
der Kammer 31 durch die Öffnungen 16 einzuspritzen.
-
Wenn
der Elektromagnet 36 entregt wird, drückt die Feder 41 den
Schaft 40 gemeinsam mit dem Anker 37 nach unten.
Der Schaft 40 stellt ferner die Kugel 61 in die
geschlossene Position zurück,
in der die Auslaßleitung 59 geschlossen
ist, und der Druckkraftstoff stellt den Druck in der Steuerkammer 52 wieder
her, so daß die
Stange 17 gemeinsam mit der Nadel 19 nach unten
bewegt wird, um die Öffnungen 16 zu
verschließen.
-
Daher
bewegt das Dosierventil 34 die Stange 17 gemeinsam
mit der Nadel 19 durch einen Öffnungshub und einen Schließhub, um
die Düse 13 zu öffnen bzw.
zu schließen.
Vom Beginn des Öffnungshubs
bis zum Ende des Schließhubs
der Stange 17 und der Nadel 19 wird in Abhängigkeit
davon, wie lang der Elektromagnet 36 erregt wird, eine
gegebene Kraftstoffmenge durch die Öffnungen 16 eingespritzt.
-
Wenn
bei bekannten Einspritzventilen der Elektromagnet 36 erregt
wird, wird der Druckkraftstoff in der Steuerkammer 52 unmittelbar
durch die Auslaßleitung 59 abgegeben,
die Einlaßleitung 57 stellt den
Druck in der Kammer 52 nicht wieder her, und nahezu der
gesamte Kraftstoff in der Einspritzkammer 31 wird sofort
durch die Öffnungen 16 eingespritzt.
-
Wenn
t0 (6) der Zeitpunkt ist, zu dem der Elektromagnet 36 erregt
wird, beginnt die Einspritzung zu dem Zeitpunkt t1 mit einer vorbestimmten
Verzögerung
bzw. einem Offset t1–t0
in bezug auf den Zeitpunkt t0. Die Geschwindigkeit des Öffnungshubs
der Stange 17 (siehe auch die 4 und 5) hängt hauptsächlich von
dem Verhältnis
zwischen den Durchmessern der Einlaßleitung 57 und der
Auslaßleitung 59 ab.
-
Die
Stange 17 wird zu dem Zeitpunkt t2 angehalten, wenn die
Endfläche 56 des
Abschnitts 54 in einem gegebenen Abstand von der Endwand 55 des Führungszylinders 53 im
dynamischen Gleichgewicht angehalten wird. Das dynamische Gleichgewicht
ist erreicht, wenn der Druck des Kraftstoffvolumens, das zwischen
der Endwand 55 und der Endfläche 56 komprimiert
ist, derart ist, daß die
auf die Endfläche 56 wirkende
Kraft im wesentlichen gleich der Kraft ist, die auf die Nadel 19 wirkt
und durch den Druck des Kraftstoffs in dem Verteiler 4 erzeugt
wird.
-
Diese
Position der Stange 17 entspricht im wesentlichen dem Ende 21 der
Nadel 19 zum vollständigen Öffnen der Öffnungen 16.
Tatsächlich
ist die Zeitdauer, während
der der Elektromagnet 36 erregt ist, normalerweise größer als
das Zeitintervall t2–t0.
-
Wenn
also der Elektromagnet 36 von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem
Zeitpunkt t2 erregt ist, erhöht sich
die eingespritzte Kraftstoffmenge Q im wesentlichen stetig, wie
ein erster Kurvenabschnitt 63 zeigt, der in 6 als
Vollinie gezeichnet und gerade ist und unter einem gegebenen Winkel
in bezug auf die x-Achse geneigt ist. Wenn der Elektromagnet 36 über den
Zeitpunkt t2 hinaus erregt ist, vermindert sich die Zunahme der
eingespritzten Kraftstoffmenge Q, wie ein anderer, weniger steil
geneigter Kurvenabschnitt 64 zeigt, und bildet zu dem Zeitpunkt
t2 ein Knie P entsprechend der Maximalbewegung der Stange 17.
-
Der
Abschnitt 64 verläuft
bis zu einem Punkt F, der die Gesamtmenge Qt des eingespritzten
Kraftstoffs definiert und einer Erregung des Elektromagneten 36 bis
zu einem Zeitpunkt t3 und der darauffolgenden Entregung zum Schließen des
Dosierventils 34 entspricht. Der Zeitpunkt t3 ist als eine
Funktion des Kraftstoffbedarfs gemäß der Motorleistungskennlinie
bis zu einem Maximalwert veränderlich,
der somit den maximalen Kraftstoffbedarf des Motors definiert.
-
Infolge
von Bearbeitungstoleranzen der Komponenten kann der Abschnitt 63 von
einem Einspritzventil 7 zum nächsten veränderlich sein, und zwar sowohl
im Hinblick auf das Offset t1–t0
als auch die Neigung; und der Zeitpunkt t2 und die Neigung des Abschnitts 64 können ebenfalls
innerhalb bestimmter Grenzen veränderlich
sein. In 6 bezeichnen die gestrichelten
Linien die Abschnitte 63 und 64 eines zweiten
Einspritzventils, und die Strich-Punkt-Linienabschnitte 63 und 64 betreffen
ein drittes Einspritzventil 7.
-
Die
während
einer gegebenen Erregungsdauer des Elektromagneten 36 eingespritzte
Gesamtmenge Qt an Kraftstoff kann daher aus verschiedenen Gründen stark
unterschiedlich sein, so daß die Klassifizierung
von Einspritzventilen 7 auf der Grundlage von Prüfungen zu
vorbestimmten Zeitpunkten während
der Einspritzung äußerst unzuverlässig ist, und
zwar auch deshalb, weil einige dieser vorbestimmten Zeitpunkte in
das Intervall t2–t1
und andere in das Intervall t3–t2
fallen können.
-
Gemäß der Erfindung
ist das Einspritzventil 7 so bemessen, daß sich die
Stange 17 aus der Schließposition, in der sie die Düse 13 verschließt (3 bis 5),
in eine Maximalbewegungsposition bewegt, wenn der Elektromagnet 36 für eine Zeitdauer
bis zu einem Zeitpunkt tmax erregt ist. Die als Ergebnis der Maximalbewegung
der Stange 17 eingespritzte entsprechende Kraftstoffmenge
muß größer als
die maximale Kraftstoffmenge Qmax (7) sein,
die gemäß der Leistungskennlinie
des Motors 1 erforderlich ist.
-
Insbesondere
ist die Länge,
d. h. die maximale Bewegung, der Stange 17 so bemessen,
daß die
maximale Kraftstoffmenge Qmax, die von dem Motor 1 gefordert
wird, vor dem hydraulischen Anhalten, wenn sich die Oberfläche 56 in
einem gegebenen Abstand von der Endwand 55 des Führungszylinders 53 befindet,
eingespritzt werden kann. Wenn also mit anderen Worten die Stange 17 hydraulisch angehalten
wird, erfolgt das mit einer maximalen Bewegung der Stange 17,
so daß die
maximale Kraftstoffmenge Qmax, die von dem Motor 1 gefordert wird,
eingespritzt werden kann, indem die Stange 17 um weniger
als die maximale Bewegung, die durch die geometrischen Dimensionen
des Führungszylinders 53 zugelassen
wird, gehoben wird.
-
Dabei
ist die Kraftstoffmenge, die bei einer Maximalbewegung der Stange 17 eingespritzt
werden kann, mindestens 5% größer als
die maximale Kraftstoffmenge Qmax, die von dem Motor 1 gefordert
wird. Im Fall der 3 und 5 kann die
Maximalbewegung der Stange 17, d. h. die Distanz zwischen
der Oberfläche 56 des
Bereichs 54 und der Endwand 55 des Führungszylinders 53,
ungefähr
0,3 bis 0,5 mm bei Motoren mit einem Hub raum bis zu 0,65 l/Zylinder
und ungefähr
0,4 bis 1 mm bei Motoren mit größerem Hubraum
sein.
-
Von
der Anmelderin durchgeführte
Tests haben tatsächlich
gezeigt, daß die
Vergrößerung des Hubs
um mindestens 10% (d. h. die Addition eines gegebenen Prozentsatzes
zu den 5% aufgrund der Prozeßstreuung)
ausreicht, um sicherzustellen, daß das Knie P der Einspritzventilkennlinie
aus dem Normalbetriebsbereich des Einspritzventils herausfällt. Mit
anderen Worten stellt der vergrößerte Hub
der Stange 17 sicher, daß bei eingespritzten Kraftstoffmengen,
die typischerweise innerhalb des Intervalls 0–(Qmax + 10%) liegen, sämtliche
Einspritzventile gleichbleibend arbeiten.
-
Außerdem sind
die Steuerkammer 52 (5) und die
Einlaß-
und Auslaßleitungen 57 und 59 so
bemessen, daß sie
einen Maximalhub der Stange 17 innerhalb eines Zeitintervalls
erlauben, das 5% der maximalen Zeitdauer t3–t0, in welcher der Elektromagnete 36 erregt
ist, nicht überschreitet.
-
Die
von dem Einspritzventil 7 gemäß der Erfindung eingespritzte
Kraftstoffmenge Q als Funktion der Zeit t ist durch ein geneigtes
Kurvensegment 66 (7) gezeigt,
das zu dem Zeitpunkt t1 beginnt und stetig bis zu dem Zeitpunkt
t3 ansteigt, wogegen die erforderliche maximale Bewegungsdauer tmax–t1 der
Stange 17 immer größer als
die Dauer t3–t1
ist, so daß das
Knie P und das zweite Kurvensegment immer außerhalb des Betriebsbereichs
des Einspritzventils 7 sind. Die Strichlinie und die Strich-Punktlinie in
dem Diagramm von 7 betreffen ein zweites und
ein drittes Einspritzventil 7.
-
Wie
die 6 und 7 zeigen, überkreuzen sich die Kennlinien 66 der
Einspritzventile 7 innerhalb des Betriebsbereichs nicht,
wenn die Bewegung der Stange 17 um wenigstens 5% vergrößert wird,
so daß eine
rasche, präzise
Klassifizierung von Einspritzventilen 7 als Funktion der
Verzögerung
und der Kennlinien der Neigung möglich
ist.
-
Zur
Klassifizierung von massengefertigten Einspritzventilen 7 ist
es also nunmehr tatsächlich möglich, jedes
Einspritzventil zu zwei Zeitpunkten t4 und t5 zu testen, die auf
den Erregungszeitpunkt t0 folgen und entlang dem relativ geraden
Kurvensegment 66 liegen (7). Die
Zeitpunkte t4 und t5 definieren zwei entsprechende Positionen oder
Hübe der
Stange 17 gemeinsam mit der Nadel 19, und die beiden
so getesteten entsprechenden Kraftstoffmengen Q4 und Q5 ermöglichen
eine eindeutige Bestimmung sowohl der Einspritzbeginnverzögerung t1–t0 als
auch der Neigung des Segments 66 oder einer Erhöhung der
zwischen t4 und t5 eingespritzten Kraftstoffmenge und somit des
Betriebsverhaltens des Einspritzventils 7 über den
gesamten Betriebsbereich.
-
Ein
gegebener Motor 1 (1) wird
daher mit Einspritzventilen 7 derselben Klasse ausgerüstet. Die
auf die Verzögerung
und die Erhöhung
der eingespritzten Kraftstoffmenge bezogenen Daten (d. h. die Neigung
des Kurvensegments 66) können in der Steuereinheit 8 gespeichert
werden, die diese und weitere Daten für die Definition der Zeitdauer,
während
welcher die montierten Einspritzventile 7 aktiviert werden,
berücksichtigt.
-
Das
Verfahren zum Klassifizieren und Wählen von Einspritzventilen 7 gemäß der Erfindung weist
daher die folgenden Schritte auf:
- – Bereitstellen
einer Serie von Einspritzventilen 8 mit entsprechenden
Stangen 17; wobei jede Stange 17 aus einer geschlossenen
Position und durch einen Öffnungshub
in eine Position bewegbar ist, die einer maximalen Bewegung entspricht, so
daß die
eingespritzte Kraftstoffmenge zwischen dem Beginn des Öffnungshubs
in die der maximalen Bewegung entsprechende Position und dem Ende
des jeweiligen Schließhubs
größer als
eine maximale Kraftstoffmenge ist, die von der Leistungskennlinie
benötigt
wird;
- – Prüfen der
Kraftstoffmenge, die von jedem der Einspritzventile 7 eingespritzt
wird, durch Bewegen der entsprechenden Stange 17 in zwei
Positionen, deren Abstand von der geschlossenen Position kleiner
als die maximale Bewegung ist, um eine Verzögerung t1-t0 beim Beginn der
Einspritzung und eine Zunahme Q5–Q4 der eingespritzten Kraftstoffmenge
zu definieren;
- – für einen
gegebenen Motor 1 Wählen
einer Gruppe von Einspritzventilen 7, die eine gegebene
Verzögerung
und eine gegebene Zunahme der eingespritzten Kraftstoffmenge haben;
und
- – bei
Montage an dem Motor 1 Speichern der gegebenen Verzögerung t1–t0 und
der gegebenen Zunahme Q5–Q4
in einem Speicher einer Steuereinheit 8 zur Steuerung der
Einspritzventile 7.
-
Die
Vorteile, die gegenüber
der bekannten Technologie durch das Einspritzventil 7 gemäß der Erfindung
erhalten werden, sind aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich.
Insbesondere wird Kraftstoff nur während der Bewegung der Stange 17 eingespritzt,
so daß das
Betriebsverhalten des Einspritzventils 7 durch einfaches
Prüfen desselben
bei zwei Hüben
der Stange 17 vollständig
ermittelt werden kann. Außerdem
ist die Klassifizierung von Einspritzventilen 7 einfacher
und effizienter.
-
Es
ist ersichtlich, daß an
dem hier beschriebenen Einspritzventil Änderungen vorgenommen werden
können,
ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
Beispielsweise kann die Einlaßleitung 57 an
der Steuerkammer 52 anstatt am Zylinder 53 angeordnet
sein.