DE102017130712A1

DE102017130712A1 - Fuel injector

Info

Publication number: DE102017130712A1
Application number: DE102017130712.5A
Authority: DE
Inventors: Yuki Kakehashi; Masamitsu Saito; Hiroki Tanada; Daiji Ueda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2018-07-12
Also published as: JP2018112093A; JP6828443B2

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung enthält einen Ventilkörper (51), welcher ausgestaltet ist, um eine Einspritzöffnung (44), eine Hochdruck-Passage (42), welche mit einer Kraftstoffpassage (15) in Verbindung steht, eine Drucksteuerkammer (46), in welche der durch die Hochdruck-Passage zugeführte Kraftstoff fließt, eine Aufnahmekammer (58), in welche der durch die Hochdruck-Passage zugeführte Kraftstoff fließt, eine Zwischenkammer (47), in welche der Kraftstoff von der Drucksteuerkammer fließt, eine Ableitpassage (55), welche mit der Drucksteuerkammer und der Zwischenkammer in Verbindung steht, eine Zwischenpassage (59), welche mit der Aufnahmekammer und der Zwischenkammer in Verbindung steht, und eine Abgabepassage (56) definiert, welche den Kraftstoff von der Zwischenkammer zu der Rückführ-Passage (16) abgibt, wobei ein Ventilteil (50) ausgestaltet ist, um in der Aufnahmekammer aufgenommen zu sein und die Einspritzöffnung durch hin und her Bewegung entsprechend einer Variation des Drucks in der Drucksteuerkammer zu öffnen und zu schließen, wobei ein Steuerteil (54) ausgestaltet ist, um in der Zwischenkammer aufgenommen zu sein und den Druck in der Drucksteuerkammer durch ein Umschalten zwischen einem Antriebszustand und einem Haltezustand zu verändern, wobei eine Steuerplatte (53) ausgestaltet ist, um in der Drucksteuerkammer aufgenommen zu sein und umzuschalten, um eine Verbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Hochdruck-Passage zuzulassen oder zu unterbrechen, und wobei eine Ansteuereinheit (52) ausgestaltet ist, um das Steuerteil im Betrieb zu der Einspritzöffnung zu drücken. Das Steuerteil ist in Kontakt mit einer Trennwand der Zwischenkammer zwischen dem Steuerteil und der Zwischenpassage, um die Zwischenpassage im Antriebszustand zu blockieren, und ist in Kontakt mit einer Trennwand der Zwischenkammer zwischen dem Steuerteil und der Abgabepassage, um die Abgabepassage in dem Haltezustand zu blockieren. Ein Teil des Steuerteiles, welches die Zwischenpassage blockiert, ist von kugelförmiger Gestalt. Ein Teil des Steuerteiles, welches die Abgabepassage blockiert, ist von flacher Gestalt.A fuel injector includes a valve body (51) configured to include an injection port (44), a high-pressure passage (42) communicating with a fuel passage (15), a pressure control chamber (46) into which the one High-pressure passage supplied fuel flows, a receiving chamber (58) into which the fuel supplied through the high pressure passage flows, an intermediate chamber (47) into which the fuel flows from the pressure control chamber, a discharge passage (55) communicating with the pressure control chamber and the intermediate chamber communicates, an intermediate passage (59) communicating with the receiving chamber and the intermediate chamber and a discharge passage (56) which discharges the fuel from the intermediate chamber to the return passage (16) Valve member (50) is adapted to be received in the receiving chamber and the injection port by reciprocating movement according to a Varia open and close the pressure in the pressure control chamber, wherein a control part (54) is adapted to be received in the intermediate chamber and to change the pressure in the pressure control chamber by switching between a driving state and a holding state, wherein a control plate (54 53) is adapted to be received in the pressure control chamber and toggle to allow or interrupt communication between the pressure control chamber and the high pressure passage, and wherein a drive unit (52) is configured to supply the control portion to the injection port during operation to press. The control part is in contact with a partition wall of the intermediate chamber between the control part and the intermediate passage to block the intermediate passage in the drive state, and is in contact with a partition wall of the intermediate chamber between the control part and the discharge passage to block the discharge passage in the holding state. A part of the control part which blocks the intermediate passage is of a spherical shape. A part of the control part which blocks the discharge passage is of a flat shape.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, welche einen durch eine Kraftstoffpassage zugeführten Kraftstoff über eine Einspritzöffnung einspritzt und einen Teil des Kraftstoffes zu einer Rückführ-Passage abgibt.The present disclosure relates to a fuel injection device which injects a fuel supplied through a fuel passage via an injection port and discharges a part of the fuel to a return passage.

Es wird gefordert, einen Druck einer Einspritzung zu erhöhen, und eine Variation einer Einspritzmenge in einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu reduzieren, welche ein piezo-elektrisches Element als ein Stellglied nutzt und ein Düsennadelventil durch eine Öldrucksteuerung steuert. Gemäß der DE 102 55 328 A weist in einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein oberer Sitzabschnitt, der eine Verbindung zwischen einem Niederdruckseitenbereich eines Drucksteuerventils und einer negativen Kammer zulässt und unterbricht, und ein unterer Sitzabschnitt, der eine Verbindung zwischen einem Hochdruckseitenbereich des Drucksteuerventils und der negativen Kammer zulässt und unterbricht, eine kugelförmige Gestalt auf, um eine Variation der Einspritzmenge zu verringern. Da der obere Sitzabschnitt und untere Sitzabschnitt aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, weist der obere Sitzabschnitt einen Einstelleffekt für die Achse auf, wenn der obere Sitzabschnitt aufsitzt, und der untere Sitzabschnitt weist den Einstelleffekt für die Achse auf, wenn der untere Sitzabschnitt aufsitzt. Die Variation in der Einspritzmenge kann durch den Einstelleffekt der Achse der kugelförmigen Gestalt verringert werden.It is required to increase a pressure of an injection and to reduce a variation of an injection amount in a fuel injection device using a piezoelectric element as an actuator and controlling a nozzle needle valve by an oil pressure control. According to the DE 102 55 328 A In a fuel injection apparatus, an upper seat portion that permits and interrupts communication between a low pressure side portion of a pressure control valve and a negative chamber, and a lower seat portion that permits and interrupts communication between a high pressure side portion of the pressure control valve and the negative chamber has a spherical shape. to reduce a variation of the injection amount. Since the upper seat portion and lower seat portion are made of different materials, the upper seat portion has an adjustment effect for the axle when the upper seat portion is seated, and the lower seat portion has the adjustment effect for the axle when the lower seat portion is seated. The variation in the injection amount can be reduced by the adjustment effect of the axis of the spherical shape.

Gemäß der DE 102 55 328 A ist ein Öffnungsbereich eines kugelförmigen Sitzes bzw. kugelförmigen Ventilsitzes geringer als ein Öffnungsbereich eines flachen Sitzes bzw. flachen Ventilsitzes, wenn in dem Drucksteuerventil ein Hubmaß konstant ist. Wenn ein Sitzdurchmesser des kugelförmigen Sitzes geringer wird, wird ferner der Öffnungsbereich geringer. Wenn daher der Sitzdurchmesser des kugelförmigen Sitzes verringert wird, ist ein größeres Hubmaß erforderlich. Der Sitzdurchmesser des kugelförmigen Sitzes kann daher nicht verringert werden. Da eine druckaufnehmende Fläche nicht reduziert werden kann, wenn ein Sitzdurchmesser nicht verringert werden kann, ist es erforderlich, eine bemerkenswert große Antriebskraft zu schaffen, um den Druck für die Einspritzung zu erhöhen.According to the DE 102 55 328 A That is, an opening area of a spherical seat is less than an opening area of a flat seat when a lift amount in the pressure control valve is constant. Further, when a seat diameter of the spherical seat becomes smaller, the opening area becomes smaller. Therefore, when the seat diameter of the spherical seat is reduced, a larger lift amount is required. Therefore, the seat diameter of the spherical seat can not be reduced. Since a pressure-receiving area can not be reduced when a seat diameter can not be reduced, it is necessary to provide a remarkably large driving force to increase the pressure for injection.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, welche einen Kraftstoff mit einem hohen Druck einspritzen und eine Variation einer Einspritzmenge ohne eine Vergrößerung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung reduzieren kann.It is an object of the present disclosure to provide a fuel injection device which can inject high-pressure fuel and reduce a variation in injection quantity without increasing the size of the fuel injection device.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung spritzt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung einen Kraftstoff, der durch eine Kraftstoffpassage zugeführt wird, über eine Einspritzöffnung ab, und gibt einen Teil des Kraftstoffes an eine Rückführ-Passage ab. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung enthält einen Ventilkörper, der ausgestaltet ist, um eine Einlassöffnung, eine Hochdruck-Passage, die mit der Kraftstoffpassage in Verbindung steht, eine Drucksteuerkammer, in welche der durch die Hochdruck-Passage zugeführte Kraftstoff fließt, eine Aufnahmekammer, in welche der durch die Hochdruck-Passage zugeführte Kraftstoff fließt, eine Zwischenkammer, in welche der Kraftstoff von der Drucksteuerkammer fließt, eine Ableitpassage, welche mit der Drucksteuerkammer und der Zwischenkammer in Verbindung steht, eine Zwischenpassage, welche mit der Aufnahmekammer und der Zwischenkammer in Verbindung steht, und eine Abgabepassage zu definieren, welche den Kraftstoff von der Zwischenkammer zu der Rückführ-Passage abgibt, wobei ein Ventilteil ausgestaltet ist, um in der Aufnahmekammer aufgenommen zu sein und um die Einspritzöffnung durch hin und her Bewegung gemäß einer Variation eines Drucks in der Drucksteuerkammer zu öffnen und zu schließen, wobei ein Steuerteil ausgestaltet ist, um in der Zwischenkammer aufgenommen zu sein, und den Druck in der Drucksteuerkammer durch Umschalten zwischen einem Antriebszustand und einem Haltezustand zu verändern, wobei das Steuerteil im Antriebszustand eine Verbindung zwischen der Abgabepassage und der Zwischenkammer zulässt, und eine Verbindung zwischen der Zwischenkammer und der Zwischenpassage unterbricht, wobei das Steuerteil im Haltezustand eine Verbindung zwischen der Abgabepassage und der Zwischenkammer unterbricht, und die Verbindung zwischen der Zwischenkammer und der Zwischenpassage zulässt, wobei eine Steuerplatte, welche ausgestaltet ist, um in der Drucksteuerkammer aufgenommen zu sein, und umzuschalten, um eine Verbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Hochdruck-Passage zuzulassen oder zu unterbrechen, wobei die Steuerplatte ausgestaltet ist, um eine Verbindungspassage zu enthalten, welche mit der Ableitpassage und der Drucksteuerkammer in Verbindung steht, und wobei eine Ansteuereinheit ausgestaltet ist, um das Steuerteil zu der Einspritzöffnung zu drücken, wenn diese angetrieben ist.According to one aspect of the present invention, the fuel injection device discharges fuel supplied through a fuel passage via an injection port, and discharges a part of the fuel to a return passage. The fuel injection device includes a valve body configured to surround an intake port, a high-pressure passage communicating with the fuel passage, a pressure control chamber into which the fuel supplied through the high-pressure passage flows, a receiving chamber into which the fuel passage High-pressure passage fuel flows, an intermediate chamber into which the fuel flows from the pressure control chamber, a discharge passage communicating with the pressure control chamber and the intermediate chamber, an intermediate passage communicating with the receiving chamber and the intermediate chamber, and a discharge passage defining the fuel which discharges the fuel from the intermediate chamber to the return passage, wherein a valve member is adapted to be received in the receiving chamber and to open and close the injection port by reciprocation according to a variation of a pressure in the pressure control chamber clasp n, wherein a control part is designed to be received in the intermediate chamber, and to change the pressure in the pressure control chamber by switching between a driving state and a holding state, the control part in the driving state allows a connection between the discharge passage and the intermediate chamber, and a Disconnects between the intermediate chamber and the intermediate passage, wherein the control part in the holding state, a connection between the discharge passage and the intermediate chamber interrupts, and allows the connection between the intermediate chamber and the intermediate passage, wherein a control plate which is designed to be received in the pressure control chamber and toggle to allow or interrupt communication between the pressure control chamber and the high pressure passage, the control plate configured to include a communication passage communicating with the bleeding passage and the pressure control chamber, and w obei a drive unit is designed to press the control part to the injection port when it is driven.

Wenn die Ansteuereinheit das Steuerteil antreibt, um im Antriebszustand zu sein, unterbricht die Steuerplatte die Verbindung zwischen der Hochdruck-Passage und der Drucksteuerkammer, um die Hochdruck-Passage zu blockieren, wobei der Kraftstoff in der Drucksteuerkammer durch die Verbindungspassage, die Ableitpassage, die Zwischenkammer und die Abgabepassage zu der Rückführ-Passage fließt, wobei der Druck in der Drucksteuerkammer sinkt, und wobei sich das Ventilteil bewegt, um die Einspritzöffnung zu öffnen.When the drive unit drives the control part to be in the drive state, the interrupts Control plate, the connection between the high-pressure passage and the pressure control chamber to block the high-pressure passage, wherein the fuel in the pressure control chamber through the communication passage, the discharge passage, the intermediate chamber and the discharge passage to the return passage, wherein the pressure in the Pressure control chamber decreases, and wherein the valve member moves to open the injection port.

Wenn die Ansteuereinheit das Steuerteil antreibt, um im Haltezustand zu sein, lässt die Steuerplatte die Verbindung zwischen der Hochdruck-Passage und der Drucksteuerkammer durch den Druck in der Hochdruck-Passage zu, um die Hochdruck-Passage zu entlasten, wobei der Kraftstoff durch die Hochdruck-Passage, die Aufnahmekammer, die Zwischenpassage, die Zwischenkammer und die Ableitpassage in die Drucksteuerkammer fließt, wobei der Druck in der Drucksteuerkammer ansteigt, und wobei sich das Ventilteil bewegt, um die Einspritzöffnung zu schließen.When the drive unit drives the control member to be in the hold state, the control plate allows the connection between the high-pressure passage and the pressure control chamber by the pressure in the high-pressure passage to relieve the high-pressure passage, the fuel by the high pressure Passage, the receiving chamber, the intermediate passage, the intermediate chamber and the Ableitpassage flows into the pressure control chamber, wherein the pressure in the pressure control chamber increases, and wherein the valve member moves to close the injection port.

Das Steuerteil ist in Kontakt mit einer Trennwand der Zwischenkammer zwischen dem Steuerteil und der Zwischenpassage, um die Zwischenpassage im Antriebszustand zu blockieren, und ist in Kontakt mit einer Trennwand der Zwischenkammer zwischen dem Steuerteil und der Abgabepassage, um die Abgabepassage in dem Haltezustand zu blockieren. Ein Abschnitt des Steuerteils, welcher die Zwischenpassage blockiert, ist von sphärischer bzw. kugelförmiger Gestalt. Ein Abschnitt des Steuerteils, welcher die Abgabepassage blockiert, ist von flacher Gestalt.The control part is in contact with a partition wall of the intermediate chamber between the control part and the intermediate passage to block the intermediate passage in the drive state, and is in contact with a partition wall of the intermediate chamber between the control part and the discharge passage to block the discharge passage in the holding state. A portion of the control part which blocks the intermediate passage is spherical in shape. A portion of the control part which blocks the discharge passage is of a flat shape.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung weist das Steuerteil den Abschnitt auf, welcher die Abgabepassage blockiert und eine flache Gestalt aufweist. Da der Abschnitt von flacher Gestalt ist, kann der Öffnungsbereich bzw. die Öffnungsfläche zuverlässiger sichergestellt werden in dem Falle, in dem der Sitzdurchmesser verringert wird, als der Öffnungsbereich bzw. die Öffnungsfläche in einer Konfiguration, in welcher der Abschnitt eine kugelförmige Gestalt aufweist. In dem Haltezustand kann eine Öldruckkraft durch Verringerung des Sitzdurchmessers verringert werden. Das Steuerteil kann daher mit einer geringeren Antriebskraft zu der Einspritzöffnung bewegt werden, und ein Anstieg einer Größe der Ansteuereinheit kann vermieden werden.According to the present disclosure, the control part has the portion which blocks the discharge passage and has a flat shape. Since the portion is of a flat shape, the opening area can be assured more reliably in the case where the seat diameter is reduced than the opening area in a configuration in which the portion has a spherical shape. In the holding state, an oil pressure can be reduced by reducing the seat diameter. The control part can therefore be moved to the injection opening with a lower driving force, and an increase in a size of the driving unit can be avoided.

Da der Abschnitt eine flache Gestalt aufweist, ist der Öffnungsbereich bzw. die Öffnungsfläche größer als jener in der Konfiguration, in der der Abschnitt eine kugelförmige Gestalt aufweist. Der Abschnitt, welcher eine flache Gestalt aufweist, ist daher robust (stabil) gegenüber einer Störung mit einem exzentrischen bzw. außermittigen Zustand der Steuerteiles und einer Variation des Hubmaßes, und eine Veränderung des Strömungsvolumens ist gering, wenn das Steuerteil im Antriebszustand ist. Als ein Ergebnis hieraus kann eine Genauigkeit einer Einspritzmenge verbessert werden, und eine wiederholte Variation kann verringert werden.Since the portion has a flat shape, the opening area is larger than that in the configuration in which the portion has a spherical shape. The portion having a flat shape is therefore robust (stable) against interference with an eccentric state of the control part and a variation of the lift amount, and a change in the flow volume is small when the control part is in the driving state. As a result, accuracy of an injection amount can be improved, and repeated variation can be reduced.

Das Steuerteil enthält den Abschnitt, der die Zwischenpassage blockiert und eine kugelförmige Gestalt aufweist. Wenn das Steuerteil die Zwischenpassage blockiert, stellt das Steuerteil eine Achse des Steuerteiles selbst ein. Wenn das Steuerteil dann die Verbindung zwischen der Zwischenpassage und der Zwischenkammer zulässt, wird eine Variation des Strömungsvolumens des Kraftstoffes, der in die Zwischenkammer strömt, unterdrückt. Daher wird eine Variation einer Ventilschließzeit des Ventilteiles verringert, und eine Einspritzcharakteristik kann erzielt werden, bei der die Variation der Einspritzmenge klein ist. Da der Abschnitt, welcher die Zwischenpassage blockiert, eine kugelförmige Gestalt aufweist, ist der Öffnungsbereich bzw. die Öffnungsfläche geringer als in einer Konfiguration, in welcher der Abschnitt eine flache Oberfläche aufweist. Nicht nur der Kraftstoff, welcher durch die Hochdruck-Passage strömt, sondern auch der Kraftstoff, der durch die Ableitpassage strömt, fließt jedoch zu der Drucksteuerkammer, welche die Steuerplatte aufnimmt. Das Strömungsvolumen, das notwendig ist, um das Ventilteil bei einer hohen Ventilschließrate zu schließen, kann daher beibehalten werden.The control part includes the portion that blocks the intermediate passage and has a spherical shape. When the control part blocks the intermediate passage, the control part adjusts an axis of the control part itself. If the control part then allows the connection between the intermediate passage and the intermediate chamber, a variation of the flow volume of the fuel flowing into the intermediate chamber is suppressed. Therefore, a variation of a valve closing time of the valve member is reduced, and an injection characteristic can be achieved in which the variation of the injection amount is small. Since the portion blocking the intermediate passage has a spherical shape, the opening area is smaller than in a configuration in which the portion has a flat surface. However, not only the fuel flowing through the high-pressure passage but also the fuel flowing through the bleeding passage flows to the pressure control chamber accommodating the control plate. The flow volume necessary to close the valve member at a high valve closing rate can therefore be maintained.

Die oben erläuterten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anschaulich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, welche anhand der beigefügten Figuren der Zeichnung erfolgt. In den Figuren ist:

1 ein Schaubild, welches ein Kraftstoffversorgungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 eine Querschnittsansicht, welche eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 eine Vorderansicht, welche eine Ventilnadel gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 eine Querschnittsansicht, welche einen Bereich zeigt, der die Ventilnadel gemäß der ersten Ausführungsform enthält;
5 ein Schaubild, welches Betriebsweisen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
6 ein Schaubild, welches eine Beziehung zwischen einem Hubmaß und einem Strömungsvolumen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 eine grafische Darstellung, welche einen Zusammenhang zwischen dem Hubmaß und dem Strömungsvolumen zeigt, wenn ein Ventilsitzdurchmesser gemäß der ersten Ausführungsform klein ist;
8 ein Schaubild ist, welches einen Zusammenhang zwischen einer Ventilsitzgestalt und einem Strömungsbereich gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
9 eine vergrößerte Darstellung ist, welche einem Bereich mit einer stromabwärtigen Verbindungspassage gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
10 ein vergrößertes Schaubild ist, welches einem Bereich mit einer stromabwärtigen Verbindungspassage gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
11 eine Querschnittsansicht ist, welche einen Bereich mit der Ventilnadel gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.

The above and other objects, features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description made with reference to the accompanying drawings. In the figures:

1 FIG. 12 is a diagram showing a fuel supply system according to a first embodiment of the present disclosure; FIG.
2 a cross-sectional view showing a fuel injection device according to the first embodiment;
3 a front view showing a valve needle according to the first embodiment;
4 a cross-sectional view showing a portion containing the valve needle according to the first embodiment;
5 a diagram illustrating operations of the fuel injection device according to the first embodiment;
6 FIG. 12 is a graph showing a relationship between a lift amount and a flow volume according to the first embodiment; FIG.
7 5 is a graph showing a relationship between the lift amount and the flow volume when a valve seat diameter according to the first embodiment is small;
8th Fig. 12 is a diagram showing a relationship between a valve seat shape and a flow area according to the first embodiment;
9 Fig. 10 is an enlarged view showing a region with a downstream communication passage according to a second embodiment of the present disclosure;
10 FIG. 12 is an enlarged diagram showing a region having a downstream communication passage according to a third embodiment of the present disclosure; FIG. and
11 FIG. 12 is a cross-sectional view showing a portion with the valve needle according to a fourth embodiment of the present disclosure. FIG.

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. In diesen Ausführungsformen kann ein Teil bzw. Abschnitt, welcher einem in einer vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Sachverhalt entspricht, mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sein, und eine erneute Erläuterung des Abschnitts kann weggelassen sein. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration in der jeweiligen Ausführungsform verändert ist, können die anderen Teile der Konfiguration in der gleichen Weise wie in der vorhergehenden Ausführungsform ausgestaltet sein. Ferner ist es verständlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung dient dazu, verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungsweise abzudecken. Zudem sind verschiedene Kombinationen und Ausgestaltungsweisen, welche bevorzugt sind, und andere Kombinationen und Ausgestaltungsweisen, welche mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element aufweisen, ebenfalls innerhalb des Grundgedankens und des Umfanges der vorliegenden Offenbarung.Embodiments of the present disclosure will be explained below with reference to the figures. In these embodiments, a portion corresponding to a matter described in a preceding embodiment may be given the same reference numeral, and a re-explanation of the portion may be omitted. When only a part of a configuration is changed in the respective embodiment, the other parts of the configuration may be configured in the same manner as in the previous embodiment. Further, it is understood that the disclosure is not limited to the embodiments and constructions. The present disclosure is intended to cover various modifications and equivalent arrangements. In addition, various combinations and embodiments that are preferred, and other combinations and embodiments that include more, less, or only a single element, are also within the spirit and scope of the present disclosure.

(Erste Ausführungsform)First Embodiment

Anhand der 1 bis 8 wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert. Gemäß der Darstellung in 1 enthält ein Kraftstoffversorgungssystem 10 eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform. Das Kraftstoffversorgungssystem 10 führt unter Verwendung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 einen Kraftstoff zu einer Verbrennungskammer 22 zu einem als Verbrennungsmotor vorliegenden Dieselmotor 20 zu. Das Kraftstoffversorgungssystem 10 enthält eine Zuführpumpe 12, eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13, eine common rail bzw. gemeinsame Druckleitung 14, eine Motorsteuerungsvorrichtung 17 und mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 100.Based on 1 to 8th A first embodiment of the present disclosure will be explained. As shown in 1 contains a fuel supply system 10 a fuel injection device 100 according to the first embodiment. The fuel supply system 10 leads using the fuel injector 100 a fuel to a combustion chamber 22 to a present as an internal combustion engine diesel engine 20 to. The fuel supply system 10 contains a feed pump 12 , a high-pressure fuel pump 13 , a common rail or common pressure line 14 , a motor control device 17 and a plurality of fuel injectors 100 ,

Die Zuführpumpe 12 ist eine Pumpe, welche den im Kraftstofftank 11 gespeicherten Kraftstoff zu der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 zuführt. Die Zuführpumpe 12 ist mit der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 über eine Kraftstoffleitung 12a verbunden. Der zum Beispiel das Leichtöl vorliegende Kraftstoff ist in dem Kraftstofftank 11 gespeichert.The feed pump 12 is a pump, which is the one in the fuel tank 11 stored fuel to the high pressure fuel pump 13 supplies. The feed pump 12 is with the high pressure fuel pump 13 over a fuel line 12a connected. For example, the fuel present in the light oil is in the fuel tank 11 saved.

Der Dieselmotor 20 enthält eine Ausgangswelle, welche die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 antreibt. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 ist durch eine Kraftstoffleitung 13a mit der gemeinsamen Druckleitung 14 verbunden. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 komprimiert den durch die Zuführpumpe 12 zugeführten Kraftstoff weiter und führt den Kraftstoff zu der gemeinsamen Druckleitung 14 zu.The diesel engine 20 includes an output shaft, which is the high-pressure fuel pump 13 drives. The high pressure fuel pump 13 is through a fuel line 13a with the common rail 14 connected. The high-pressure fuel pump 13 compresses the by the feed pump 12 supplied fuel and leads the fuel to the common rail 14 to.

Die gemeinsame Druckleitung 14 ist durch eine Kraftstoffleitung 14a mit den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 100 verbunden. 1 zeigt eine der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 100. Die Kraftstoffleitung 14a definiert eine Kraftstoffpassage 15, durch welche der Kraftstoff zu jeder der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 100 zugeführt wird. Die gemeinsame Druckleitung 14 speichert temporär den Kraftstoff, welcher einen hohen Druck aufweist und von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 zugeführt ist, und verteilt den Kraftstoff dann unter Beibehaltung des hohen Drucks des Kraftstoffes auf die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 100. Ein überschüssiger Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung 14 wird entspannt und durch eine Überschuss-Kraftstoffleitung 14b abgegeben. Die Überschuss-Kraftstoffleitung 14b definiert eine Rückführ-Passage 16, durch welche überschüssiger Kraftstoff zu dem Kraftstofftank 11 zirkuliert (zurückgeführt wird).The common pressure line 14 is through a fuel line 14a with the fuel injectors 100 connected. 1 shows one of the fuel injectors 100 , The fuel line 14a defines a fuel passage 15 through which the fuel to each of the fuel injectors 100 is supplied. The common pressure line 14 temporarily stores the fuel having a high pressure and from the high-pressure fuel pump 13 is supplied, and then distributes the fuel while maintaining the high pressure of the fuel to the fuel injectors 100 , Excess fuel in the common rail 14 gets relaxed and through a surplus fuel line 14b issued. The excess fuel line 14b defines a return passage 16 through which excess fuel to the fuel tank 11 circulated (is returned).

Die Motorsteuerungsvorrichtung 17 ist eine Kraftstoffeinspritz-Steuerungsverrichtung, welche einen Mikrocomputer und einen Ansteuerschaltkreis enthält. Der Mikrocomputer enthält einen Prozessor, welcher äquivalent zu einem Berechnungsschaltkreis ist, einen RAM und ein Speichermedium, welches wieder beschreibbar und nicht flüchtig ist. Der Steuerschaltkreis steuert jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 100. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Mikrocomputer durch ein Mikrosteuergerät mit einem Prozessor ersetzt werden, welche äquivalent zu einem Berechnungsschaltkreis, einem RAM und einem Speichermedium ist, welches wieder beschreibbar und nicht flüchtig ist. Die Motorsteuerungsvorrichtung 17 steuert einen Betrieb von jeder der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 100 entsprechend einem Aktivierungszustand des Dieselmotors 20.The engine control device 17 Fig. 10 is a fuel injection control apparatus including a microcomputer and a drive circuit. The microcomputer includes a processor equivalent to a calculating circuit, a RAM and a storage medium which is rewritable and non-volatile. The control circuit controls each of the fuel injectors 100 , According to the present embodiment, the microcomputer can be replaced by a microcontroller having a processor equivalent to a computing circuit, a RAM and a storage medium which is rewritable and non-volatile. The engine control device 17 controls an operation of each of the fuel injectors 100 according to an activation state of the diesel engine 20 ,

Die Motorsteuerungsvorrichtung 17 gewinnt Informationen von verschiedenen Sensoren und steuert Komponenten des Kraftstoffversorgungssystems 10. Die Motorsteuerungsvorrichtung 17 steuert einen Druck in der gemeinsamen Druckleitung 14 durch Anwenden eines Kraftstoffdrucks, welcher von dem Drucksensor erfasst wurde, der den Druck in der gemeinsamen Druckleitung 14 erfasst.The engine control device 17 Gets information from various sensors and controls components of the fuel supply system 10 , The engine control device 17 controls a pressure in the common pressure line 14 by applying a fuel pressure detected by the pressure sensor to the pressure in the common rail 14 detected.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 ist verbunden mit der Kraftstoffleitung 14a und einer Rückführleitung 14c. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 ist an einem Kopfteil 21 dadurch eingefügt, dass es in ein Einfügeloch des Kopfteiles 21 eingefügt wird, welches die Verbrennungskammer 22 definiert. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 spritzt den Kraftstoff, der durch die Kraftstoffpassage 15 zugeführt wird, direkt von mehreren Einspritzöffnungen 44 in die Verbrennungskammer 22. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung enthält einen Ventilmechanismus, welche eine Einspritzung des Kraftstoffs steuert, der von den Einspritzöffnungen 44 eingespritzt wird. Gemäß der Darstellung in 2 enthält der Ventilmechanismus eine Ventilnadel 54, welche basierend auf einem Ansteuersignal betrieben wird, welches von der Motorsteuerungsvorrichtung 17 übertragen wird, und eine Düsennadel 50, welche die Einspritzöffnungen 44 öffnet und schließt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 verwendet einen Teil des durch die Kraftstoffpassage 15 zugeführten Kraftstoffs zum Öffnen und Schließen der Einspritzöffnungen 44. Der zum Öffnen und Schließen der Einspritzöffnung 44 verwendete Kraftstoff wird entspannt und durch die Rückführleitung 14c abgegeben. Die Überschuss-Kraftstoffleitung 14b und die Rückführleitung 14c definieren die Rückführ-Passage 16, durch welche der Kraftstoff, welcher nicht in einer Verbrennung genutzt wird, zu dem Kraftstofftank 11 zirkuliert (zurückgeführt wird).The fuel injection device 100 is connected to the fuel line 14a and a return line 14c , The fuel injection device 100 is at a headboard 21 Inserted by it into an insertion hole of the head part 21 is inserted, which is the combustion chamber 22 Are defined. The fuel injector 100 injects the fuel passing through the fuel passage 15 is fed directly from several injection ports 44 into the combustion chamber 22 , The fuel injector includes a valve mechanism that controls injection of the fuel from the injection ports 44 is injected. As shown in 2 the valve mechanism contains a valve needle 54 which is operated based on a drive signal provided by the engine control device 17 is transmitted, and a nozzle needle 50 , which the injection openings 44 opens and closes. The fuel injection device 100 uses part of it through the fuel passage 15 supplied fuel for opening and closing the injection openings 44 , The opening and closing of the injection opening 44 used fuel is released and through the return line 14c issued. The excess fuel line 14b and the return line 14c define the return passage 16 through which the fuel, which is not used in a combustion, to the fuel tank 11 circulated (is returned).

Anhand der 2 und 3 wird die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 erläutert. Gemäß der Darstellung in 2 enthält die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 die Düsennadel 50, einen Ventilkörper 51, eine Ansteuereinheit 52, eine Steuerplatte 53 und die Ventilnadel 54.Based on 2 and 3 becomes the fuel injection device 100 explained. As shown in 2 contains the fuel injector 100 the nozzle needle 50 , a valve body 51 , a drive unit 52 , a control panel 53 and the valve needle 54 ,

Der Ventilkörper 51 ist aus einer Kombination von mehreren Teilen, enthaltend einen Zylinder, aufgebaut. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die oben genannten Teile aus einem Metallmaterial hergestellt. Der Ventilkörper 51 enthält einen Sitzabschnitt 41, eine Hochdruck-Passage 42, eine Einström-Passage 43, die Einspritzöffnungen 44, eine Niederdruck-Passage 45, eine Drucksteuerkammer 46, eine Zwischenkammer 47 und eine Aufnahmekammer 48 der Ansteuereinheit.The valve body 51 is composed of a combination of several parts containing a cylinder. According to the present embodiment, the above-mentioned parts are made of a metal material. The valve body 51 contains a seat section 41 , a high-pressure passage 42 , an inflow passage 43 , the injection openings 44 , a low-pressure passage 45 , a pressure control chamber 46 , an intermediate chamber 47 and a receiving chamber 48 the drive unit.

Die Einspritzöffnung 44 ist an einem vorderen Endabschnitt des Ventilkörpers 51 angeordnet, welcher in die Verbrennungskammer 22 eingefügt ist. Der vordere Endabschnitt ist von konischer Gestalt oder halbkugelförmiger Gestalt. Die Einspritzöffnung 44 ist so angeordnet, dass sie von einem Inneren des Ventilkörpers 51 zu einem Äußeren des Ventilkörpers 51 ausgerichtet ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Einspritzöffnungen 54 radial angeordnet, um von einem Inneren des Ventilkörpers 51 zu einem Äußeren des Ventilkörpers 51 ausgerichtet zu sein. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 spritzt den unter hohen Druck stehenden Kraftstoff durch jede der Einspritzöffnungen 44 in den Verbrennungskammer 22. Wenn der Kraftstoff mit dem hohen Druck durch die Einspritzöffnungen 44 hindurch tritt, wird der Kraftstoff sprayartig zerstäubt. In diesem Fall ist der Kraftstoff in einem Zustand, in dem der Kraftstoff auf einfache Weise mit einer Luft vermischt werden kann. Der Sitzabschnitt 41 weist eine konische Gestalt auf und ist an einer Innenfläche des vorderen Endabschnitts des Ventilkörpers 51 angeordnet. Der Sitzabschnitt 41 ist an einer Position stromaufwärts von den Einspritzöffnungen 44 angeordnet. Der Sitzabschnitt 41 weist auf die Hochdruck-Passage 42 zu.The injection opening 44 is at a front end portion of the valve body 51 which is placed in the combustion chamber 22 is inserted. The front end portion is conical or hemispherical in shape. The injection opening 44 is arranged so that it from an interior of the valve body 51 to an exterior of the valve body 51 is aligned. According to the present embodiment, a plurality of injection openings 54 arranged radially to from an interior of the valve body 51 to an exterior of the valve body 51 to be aligned. The fuel injection device 100 injects the high pressure fuel through each of the injection ports 44 in the combustion chamber 22 , When the fuel is at high pressure through the injection ports 44 passes through, the fuel is atomized spray-like. In this case, the fuel is in a state where the fuel can be easily mixed with an air. The seat portion 41 has a conical shape and is on an inner surface of the front end portion of the valve body 51 arranged. The sitting section 41 is at a position upstream of the injection ports 44 arranged. The sitting section 41 points to the high-pressure passage 42 to.

Die Hochdruck-Passage 42 führt den Kraftstoff, welcher den hohen Druck aufweist, von der gemeinsamen Druckleitung 14 durch die Kraftstoffleitung 14a zu den Einspritzöffnungen 44 zu, wie in 1 gezeigt ist. Die Einström-Passage 43 stellt eine Verbindung zwischen der Hochdruck-Passage 42 und der Drucksteuerkammer 46 her. Ein Teil des durch die Hochdruck-Passage 42 strömenden Kraftstoffes fließt durch die Einström-Passage 43 in die Drucksteuerkammer 46. Die Einström-Passage 43 enthält eine Haupteinströmöffnung 43a, welche äquivalent zu einer Einströmöffnung ist. Die Haupteinströmöffnung 43a begrenzt ein Strömungsvolumen des Kraftstoffes, welches durch die Hochdruck-Passage 42 zur Drucksteuerkammer 46 fließt.The high pressure passage 42 leads the fuel, which has the high pressure, from the common rail 14 through the fuel line 14a to the injection openings 44 to, as in 1 is shown. The inflow passage 43 makes a connection between the high-pressure passage 42 and the pressure control chamber 46 ago. Part of the high-pressure passage 42 flowing fuel flows through the inflow passage 43 in the pressure control chamber 46 , The inflow passage 43 contains a main inlet 43a , which is equivalent to an inflow opening. The main inlet 43a limits a flow volume of the fuel passing through the high-pressure passage 42 to the pressure control chamber 46 flows.

Die Niederdruck-Passage 45 erstreckt sich längs der Hochdruck-Passage 42 in dem Ventilkörper 51. Die Niederdruck-Passage 45 ist ein Teil einer Abgabepassage, durch welche ein entweichender Kraftstoff, welcher der Kraftstoff in der Drucksteuerkammer 46 ist, zu der Überschuss-Kraftstoffleitung 14b fließt. In diesem Fall ist die Überschuss-Kraftstoffleitung 14b in einem Niederdruckbereich einer Umgebung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100. Die Abgabepassage enthält die Niederdruck-Passage 45, die Zwischenkammer 47, eine stromaufwärtige Verbindungspassage 55 und eine stromabwärtige Verbindungspassage 56. Der Druck des durch die Niederdruck-Passage 45 strömenden Kraftstoffes ist kleiner als der Druck des Kraftstoffes in der Drucksteuerkammer 46.The low pressure passage 45 extends along the high pressure passage 42 in the valve body 51 , The low pressure passage 45 is a part of an exhaust passage through which an escaping fuel, which is the fuel in the pressure control chamber 46, to the excess fuel line 14b flows. In this case, the excess fuel line 14b in a low pressure region of an environment of the fuel injection device 100 , The delivery passage contains the low pressure passage 45 , the intermediate chamber 47 , an upstream connection passage 55 and a downstream communication passage 56 , The pressure of passing through the low pressure passage 45 flowing fuel is less than the pressure of the fuel in the pressure control chamber 46 ,

In dem Ventilkörper 51 ist die Düsennadel 50 zwischen der Drucksteuerkammer 46 und der Einspritzöffnung 44 positioniert. Die Drucksteuerkammer 46 ist ein säulenartiger Freiraum, der durch die Steuerplatte 53, einen Zylinder 57 und die Düsennadel 50 definiert wird. Der unter hohem Druck stehende Kraftstoff fließt durch die Einström-Passage 43 in die Drucksteuerkammer 46. Der Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 46 variiert entsprechend einem Einströmen des Kraftstoffes aus der Einström-Passage 43, einem Ausströmen des Kraftstoffes zu der Zwischenkammer 47 oder einem Einströmen des Flusses von der Zwischenkammer 47. Die Düsennadel 50 bewegt sich entsprechend einer Variation des Kraftstoffdruckes in der Drucksteuerkammer 46 hin und her.In the valve body 51 is the nozzle needle 50 between the pressure control chamber 46 and the injection port 44 positioned. The pressure control chamber 46 is a columnar free space through the control panel 53 , a cylinder 57 and the nozzle needle 50 is defined. The high pressure fuel flows through the inflow passage 43 in the pressure control chamber 46 , The fuel pressure in the pressure control chamber 46 varies in accordance with an inflow of the fuel from the inflow passage 43 , an outflow of the fuel to the intermediate chamber 47 or an inflow of the flow from the intermediate chamber 47 , The nozzle needle 50 moves in accordance with a variation of the fuel pressure in the pressure control chamber 46 back and forth.

Die Zwischenkammer 47 ist ein säulenförmiger Freiraum, welcher die Ventilnadel 54 aufnimmt. Die Zwischenkammer 47 ist zwischen der Drucksteuerkammer 46 und der Aufnahmekammer 48 für die Ansteuereinheit positioniert. Eine axiale Richtung der Zwischenkammer 47 ist in einer Richtung längs einer axialen Richtung der Drucksteuerkammer 46 und einer axialen Richtung des Zylinders 57. Die stromaufwärtige Verbindungspassage 55 ist zwischen der Zwischenkammer 47 und der Drucksteuerkammer 46 positioniert. Der von der Drucksteuerkammer 46 abgegebene Kraftstoff fließt durch die stromaufwärtige Verbindungspassage 55 in die Zwischenkammer 47. Der Kraftstoffdruck in der stromaufwärtigen Verbindungspassage 55 ist im Wesentlichen gleich zu dem Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 47. The intermediate chamber 47 is a columnar space, which receives the valve needle 54. The intermediate chamber 47 is between the pressure control chamber 46 and the receiving chamber 48 positioned for the drive unit. An axial direction of the intermediate chamber 47 is in a direction along an axial direction of the pressure control chamber 46 and an axial direction of the cylinder 57 , The upstream connection passage 55 is between the intermediate chamber 47 and the pressure control chamber 46 positioned. The one from the pressure control chamber 46 discharged fuel flows through the upstream communication passage 55 into the intermediate chamber 47 , The fuel pressure in the upstream connection passage 55 is substantially equal to the fuel pressure in the intermediate chamber 47 ,

Die stromabwärtige Verbindungspassage 56 ist zwischen der Zwischenkammer 47 und der Aufnahmekammer 48 für die Ansteuereinheit positioniert. Der von der Zwischenkammer 47 abgegebene Kraftstoff strömt hauptsächlich durch die stromabwärtige Verbindungspassage 56 in die Niederdruck-Passage 45. Eine Nadel-Aufnahmekammer 58 empfängt die Düsennadel 50. Eine Zwischenpassage 59 ist zwischen der Zwischenkammer 47 und der Nadel-Aufnahmekammer 58 positioniert. Der von der Hochdruck-Passage 42 zugeführte Kraftstoff strömt durch die Nadel-Aufnahmekammer 58 und die Zwischenpassage 59 in die Zwischenkammer 47. Die Zwischenpassage 59 enthält eine Sub-Einlassöffnung bzw. Neben-Einlassöffnung 59a. Die Neben-Einlassöffnung 59a drosselt eine Querschnittsfläche der Zwischenpassage 59. Wenn die Ventilnadel 54 in einem geschlossenen Zustand ist, begrenzt die Neben-Einlassöffhung 59a das Strömungsvolumen des Kraftstoffes, der von der Nadel-Aufnahmekammer 58 zu der Zwischenkammer 47 fließt.The downstream connection passage 56 is between the intermediate chamber 47 and the receiving chamber 48 positioned for the drive unit. The one from the intermediate chamber 47 discharged fuel flows mainly through the downstream communication passage 56 in the low-pressure passage 45 , A needle receiving chamber 58 receives the nozzle needle 50 , An intermediate passage 59 is between the intermediate chamber 47 and the needle receiving chamber 58 positioned. The one from the high pressure passage 42 supplied fuel flows through the needle-receiving chamber 58 and the intermediate passage 59 into the intermediate chamber 47 , The intermediate passage 59 includes a sub-inlet or sub-inlet 59a , The secondary inlet opening 59a throttles a cross-sectional area of the intermediate passage 59 , When the valve needle 54 is in a closed state, limits the sub-inlet opening 59a the flow volume of the fuel coming from the needle-receiving chamber 58 to the intermediate chamber 47 flows.

Eine Trennwand, welche die Zwischenkammer 47 unterteilt, enthält einen oberen Sitzabschnitt 47a, einen unteren Sitzabschnitt 47b und ein Stellteil 47c. Der untere Sitzabschnitt 47b ist ein Bereich der Trennwand der Zwischenkammer 47, der in einer ringförmigen Gestalt vorliegt und einen Umfang einer Öffnung der Zwischenpassage 59 umgreift. Der untere Sitzabschnitt 47b ist ein Bereich, an dem ein unteres Ende der Ventilnadel 54 sitzt.A partition, which is the intermediate chamber 47 divided, contains an upper seat portion 47a , a lower seat portion 47b and a control part 47c , The lower seat section 47b is an area of the partition wall of the intermediate chamber 47 which is in an annular shape and a periphery of an opening of the intermediate passage 59 embraces. The lower seat section 47b is an area where a lower end of the valve needle 54 sitting.

Der obere Sitzabschnitt 47a aus dem Bereich in der Trennwand der Zwischenkammer 47, welcher eine ringförmige Gestalt aufweist und einen Umfang einer Öffnung der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 umgreift. Der obere Sitzabschnitt 47a ist ein Bereich, an dem ein oberes Ende der Ventilnadel 54 sitzt. Das Stellteil 47c ist im Bereich der Trennwand der Zwischenkammer 47, welcher einen Umfang des unteren Sitzabschnitts 47b umgreift. Ein unteres Ende einer Ventilfeder 60 ist an dem Stellteil 47c angeordnet.The upper seat section 47a from the area in the partition wall of the intermediate chamber 47 which has an annular shape and a periphery of an opening of the downstream communication passage 56 embraces. The upper seat section 47a is an area where an upper end of the valve needle 54 sitting. The control part 47c is in the area of the partition wall of the intermediate chamber 47 which is a periphery of the lower seat portion 47b embraces. A lower end of a valve spring 60 is disposed on the actuator 47c.

Die Aufnahmekammer 48 für die Ansteuereinheit weist einen säulenförmigen Freiraum auf, welcher die Ansteuereinheit 52 aufnimmt. Die Aufnahmekammer 48 für die Ansteuereinheit ist mit einem Teil des Kraftstoffes gefüllt, welche von der Zwischenkammer 47 abgegeben wird. Eine axiale Richtung der Aufnahmekammer 48 der Ansteuereinheit ist eine Richtung längs der axialen Richtung der Zwischenkammer 47. Die Aufnahmekammer 48 für die Ansteuereinheit und die Zwischenkammer 47 sind koaxial zueinander.The reception chamber 48 for the drive unit has a columnar space, which the drive unit 52 receives. The reception chamber 48 for the drive unit is filled with a portion of the fuel, which from the intermediate chamber 47 is delivered. An axial direction of the receiving chamber 48 the drive unit is a direction along the axial direction of the intermediate chamber 47 , The reception chamber 48 for the drive unit and the intermediate chamber 47 are coaxial with each other.

Die Düsennadel 50 ist von säulenförmiger Gestalt und aus einem Metallmaterial hergestellt. Der Ventilkörper 51 nimmt die Düsennadel 50 auf. Eine Nadelfeder 61, welche eine Spulengestalt aufweist, in welcher Metalldrahtteil spiralförmig gewickelt ist, spannt die Düsennadel 50 zu der Einlassöffnung 44 vor. Die Düsennadel 50 enthält eine Ventildruckaufnahmefläche 62 und ein Flächenteil 63. Wenn die Ventildruck-Aufnahmefläche 62 den Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 46 aufnimmt, bewegt sich die Düsennadel 50 in einer axialen Richtung entlang einer inneren Umfangswandfläche des Zylinders 57, welcher von zylinderförmiger Gestalt ist, hin und her. Da sich die Düsennadel 50 relativ zu dem Düsenkörper 51 bewegt, sitzt das Flächenteil 63 auf dem Sitzabschnitt 41 oder ist getrennt hiervon. Das Flächenteil 63 und der Sitzabschnitt 41 bilden ein Hauptventilabschnitt, der die Einspritzöffnung 44 öffnet und schließt.The nozzle needle 50 is made of a columnar shape and a metal material. The valve body 51 takes the nozzle needle 50 on. A needle spring 61 which has a coil shape in which metal wire part is spirally wound, biases the nozzle needle 50 to the inlet opening 44 in front. The nozzle needle 50 contains a valve pressure receiving surface 62 and a surface part 63 , When the valve pressure receiving surface 62 the fuel pressure in the pressure control chamber 46 picks up, moves the nozzle needle 50 in an axial direction along an inner peripheral wall surface of the cylinder 57 , which is of cylindrical shape, back and forth. Because the nozzle needle 50 relative to the nozzle body 51 moves, sits the surface part 63 on the seat section 41 or is separate from it. The surface part 63 and the seat section 41 form a main valve section, which the injection port 44 opens and closes.

Die Aufnahmekammer 48 für die Ansteuereinheit nimmt die Ansteuereinheit 52 auf. Die Ansteuereinheit 52 erzeugt eine Antriebskraft, welche die Ventil 54 antreibt, um von einem ausgeschalteten Zustand zwischen der Drucksteuerkammer 46 und der Niederdruck-Passage 45 zu einem Verbindungszustand zwischen der Drucksteuerkammer 46 und der Niederdruck-Passage 45 umzuschalten. Die Ansteuereinheit 52 kann eine Größe der Steuerkraft basierend auf dem Steuersignal verändern, welches durch die Motorsteuerungsvorrichtung 17 ausgegeben wird. Beispielsweise kann die Ansteuereinheit 52 Ansteuerkräfte in zwei Größen erzeugen.The reception chamber 48 for the drive unit takes the drive unit 52 on. The drive unit 52 generates a driving force which the valve 54 drives to a switch off state between the pressure control chamber 46 and the low-pressure passage 45 to a connection state between the pressure control chamber 46 and the low-pressure passage 45 switch. The drive unit 52 may vary a magnitude of the control force based on the control signal generated by the engine control device 17 is issued. For example, the drive unit 52 Generate drive forces in two sizes.

Die Ansteuereinheit 52 enthält ein piezo-elektrisches Schichtteil 64 und einen Übertragungsmechanismus 65. Das piezo-elektrisches Schichtteil 64 ist ein Schichtteil mit einer PbZrTiO3-Schicht und einer dünnen Elektrodenlage, welche abwechselnd geschichtet sind. Das piezo-elektrische Schichtteil 64 nimmt das von der Motorsteuerungsvorrichtung 17 ausgegebene Ansteuersignal auf. Das piezo-elektrische Schichtteil 64 dehnt sich aus und zieht sich zusammen in der axialen Richtung der Aufnahmekammer 48 für die Ansteuereinheit durch einen inversen piezoelektrischen Effekt, der eine Charakteristik für piezo-elektrische Elemente ist, entsprechend einer Ansteuerspannung, welche eine Spannung entsprechend dem Ansteuersignal ist.The drive unit 52 contains a piezoelectric layer part 64 and a transmission mechanism 65 , The piezoelectric layer part 64 is a layer part having a PbZrTiO 3 layer and a thin electrode layer, which are alternately layered. The piezoelectric layer part 64 takes this from the engine control device 17 output drive signal. The piezoelectric layer portion 64 expands and contracts in the axial direction of the drive unit accommodation chamber 48 by an inverse piezoelectric effect, which is a characteristic of piezoelectric elements, corresponding to FIG Drive voltage, which is a voltage corresponding to the drive signal.

Der Übertragungsmechanismus 65 ist der Mechanismus, welcher eine Ausdehnung oder ein Zusammenziehen des piezoelektrischen Schichtteiles 64 überträgt. Der Übertragungsmechanismus 65 enthält einen Piezo-Kolben 66, einen Ventilzylinder 67, einen Ventilkolben 68 und eine Kolbenfeder 69. Der Piezo-Kolben 66 ist von säulenförmiger Gestalt. Der Piezo-Kolben 66 steht in Kontakt mit dem piezoelektrischen Schichtteil 64. Der Piezo-Kolben 66 nimmt eine Bewegung des piezoelektrischen Schichtteiles 64 auf, welches sich ausdehnt oder zusammenzieht. Der Ventilzylinder 67 nimmt den Piezo-Kolben 66 und den Ventilkolben 68 auf, welche voneinander durch einen Freiraum getrennt sind. Der Freiraum zwischen dem Piezo-Kolben 66 und dem Ventilkolben 68 ist mit dem Kraftstoff gefüllt und wirkt als eine öldichte Kammer 70.The transmission mechanism 65 is the mechanism which causes expansion or contraction of the piezoelectric layer part 64 transfers. The transmission mechanism 65 contains a piezo piston 66 , a valve cylinder 67 , a valve piston 68 and a piston spring 69 , The piezo piston 66 is of columnar shape. The piezo piston 66 is in contact with the piezoelectric layer part 64 , The piezo piston 66 takes a movement of the piezoelectric layer part 64 which expands or contracts. The valve cylinder 67 takes the piezo piston 66 and the valve piston 68 on, which are separated from each other by a free space. The space between the piezo piston 66 and the valve piston 68 is filled with fuel and acts as an oil-tight chamber 70 ,

Der Ventilzylinder 67 ist von zylinderförmiger Gestalt und von außen an den Piezo-Kolben 66 und dem Ventilkolben 68 angefügt. Die Kolbenfeder 69 ist eine Metallfeder, welche eine elastische Kraft in einer axialen Richtung der Kolbenfeder 69 erzeugt. Die Kolbenfeder 69 spannt den Ventilkolben 68 zur der Ventilnadel 54 gegenüber dem Ventilzylinder 67 vor.The valve cylinder 67 is of cylindrical shape and from the outside to the piezo-piston 66 and the valve piston 68 added. The piston spring 69 is a metal spring, which is an elastic force in an axial direction of the piston spring 69 generated. The piston spring 69 clamps the valve piston 68 to the valve needle 54 opposite the valve cylinder 67 in front.

Eine Bewegung des Piezo-Kolbens 66 wird durch die öldichte Kammer 70 auf den Ventilkolben 68 übertragen. Der Ventilkolben 68 enthält einen Ansteuerstift 71, der von säulenförmiger Gestalt ist und sich zu der Zwischenkammer 47 erstreckt. Der Ansteuerstift 71 dringt durch die stromaufwärtige Verbindungspassage 56. Eine vordere Innenfläche des Ansteuerstiftes 71 ist in Kontakt mit der Ventilnadel 54.A movement of the piezo-piston 66 is through the oil-tight chamber 70 on the valve piston 68 transfer. The valve piston 68 contains a drive pin 71 , which is of columnar shape and extends to the intermediate chamber 47 extends. The drive pin 71 penetrates through the upstream connection passage 56 , A front inner surface of the drive pin 71 is in contact with the valve needle 54 ,

Da die Ansteuereinheit 52 die Ausdehnung oder das Zusammenziehen des piezoelektrischen Schichtteiles 64 in einer axialen Richtung der Steuereinheit 52 durch den Übertragungsmechanismus 65 überträgt, bewegt sich der Ansteuerstift 71 in der axialen Richtung hin und her. Wenn die Ansteuerspannung, welche von der Ansteuereinheit 52 übertragen wird, höher wird, wird die von dem Ansteuerstift 71 auf die Ventilnadel 54 aufgebrachte Ansteuerkraft größer und ein Hubmaß des Ansteuerstifts 71 und der Ventilnadel 54 werden größer.As the drive unit 52 the expansion or contraction of the piezoelectric layer part 64 in an axial direction of the control unit 52 through the transmission mechanism 65 transfers, moves the drive pin 71 in the axial direction back and forth. When the drive voltage, which from the drive unit 52 is transmitted, is higher, that of the Ansteuerstift 71 on the valve needle 54 applied driving force greater and a lift dimension of the drive pin 71 and the valve needle 54 getting bigger.

Die Steuerplatte 53 ist von scheibenförmiger Gestalt und aus einem Metallmaterial hergestellt. Die Steuerplatte 53 ist an einer inneren Peripherie des Zylinders 57 angeordnet. Die Steuerplatte 53 bewegt sich in axialer Richtung des Ventilkörpers 51 hin und her. Ein Freiraum zwischen der Steuerplatte 53 und der Ventildruck-Aufnahmefläche 62 ist im Wesentlichen äquivalent zu der Drucksteuerkammer 46. Eine Steuerplattenfeder 72 spannt die Steuerplatte 53 zu der stromaufwärtigen Verbindungspassage 55 gegenüber dem Zylinder 57 vor. Die Steuerplatte 53 enthält die erste Auslassöffnung 53a. Die erste Auslassöffnung 53a ist in einem Durchgangsloch angeordnet, welches die Steuerplatte 53 in einer Dickenrichtung der Steuerplatte 53 durchdringt. Das Durchgangsloch der Steuerplatte 53 und die erste Auslassöffnung 53a wirken als eine Verbindungspassage, welche mit der stromaufwärtigen Verbindungspassage 55 und der Drucksteuerkammer 46 in Verbindung stehen. Wenn die Steuerplatte 53 die Haupteinlassöffnung 43a der Einström-Passage 43 blockiert, begrenzt die erste Auslassöffnung 53a den Volumenstrom des Kraftstoffes, welcher durch die Drucksteuerkammer 46 zu der stromaufwärtigen Verbindungspassage 55 und die Zwischenkammer 47 strömt.The control plate 53 is made of disc shape and made of a metal material. The control plate 53 is at an inner periphery of the cylinder 57 arranged. The control plate 53 moves in the axial direction of the valve body 51 back and forth. A space between the control plate 53 and the valve pressure receiving surface 62 is essentially equivalent to the pressure control chamber 46 , A control plate spring 72 biases the control plate 53 to the upstream communication passage 55 opposite the cylinder 57 in front. The control plate 53 contains the first outlet opening 53a , The first outlet opening 53a is arranged in a through hole, which is the control plate 53 in a thickness direction of the control plate 53 penetrates. The through hole of the control plate 53 and the first outlet opening 53a act as a communication passage connected to the upstream communication passage 55 and the pressure control chamber 46 keep in touch. If the control plate 53 the main inlet opening 43a the inflow passage 43 blocks, limits the first outlet opening 53a the volume flow of the fuel, which through the pressure control chamber 46 to the upstream communication passage 55 and the intermediate chamber 47 flows.

Anhand der 3 und 4 wird die Ventilnadel 54 erläutert. Die Ventilnadel 54 ist ein Steuerteil, welches den Druck in der Drucksteuerkammer 46 durch ein Umschalten zwischen einem Antriebszustand und einem Haltezustand verändert. In dem Antriebszustand ermöglicht die Ventilnadel 54 eine Verbindung zwischen der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 und der Zwischenkammer 47, und unterbricht eine Verbindung zwischen der Zwischenkammer 47 und der Zwischenpassage 59. In dem Haltezustand unterbricht die Ventilnadel 54 die Verbindung zwischen der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 und der Zwischenkammer 57, und ermöglicht eine Verbindung zwischen der Zwischenkammer 57 und der Zwischenpassage 59. Gemäß der Darstellung in 3 weist die Ventilnadel 54 eine pilzförmige Gestalt auf. Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ist die pilzförmige Gestalt äquivalent zu einer knopfförmigen Gestalt. Die Ventilnadel 54 enthält ein Scheibenteil 54a und einen Säulenteil 54b. Das Scheibenteil 54a weist einen Durchmesser auf, der größer als ein Außendurchmesser des Säulenteils 54b ist. Eine Dimension des Säulenteiles 54b ist größer als eine Dimension des Scheibenteiles 54a in einer axialen Richtung des Säulenteils 54b. Eine obere Fläche des Scheibenteiles 54a ist von flacher Gestalt. Ein Kopfende des Säulenteiles 54b weist eine kugelförmige Gestalt auf. Wenn die Ansteuereinheit 52 keine Antriebskraft erzeugt, unterbricht die Ventilnadel 54 die Verbindung zwischen der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 und der Zwischenkammer 47. In diesem Fall ist die stromabwärtige Verbindungspassage 56 in einen geschlossenen Zustand. Wenn die Ansteuereinheit 52 die Antriebskraft erzeugt, ermöglicht die Ventilnadel 54 eine Verbindung zwischen der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 und der Zwischenkammer 47. In diesem Fall ist die stromabwärtige Verbindungspassage 56 in einem offenen Zustand.Based on 3 and 4 becomes the valve needle 54 explained. The valve needle 54 is a control part which controls the pressure in the pressure control chamber 46 changed by switching between a drive state and a hold state. In the drive state allows the valve needle 54 a connection between the downstream communication passage 56 and the intermediate chamber 47 , and breaks a connection between the intermediate chamber 47 and the intermediate passage 59 , In the holding state, the valve needle interrupts 54 the connection between the downstream connection passage 56 and the intermediate chamber 57 , and allows a connection between the intermediate chamber 57 and the intermediate passage 59 , As shown in 3 points the valve needle 54 a mushroom-shaped form. According to the present embodiment, the mushroom-shaped shape is equivalent to a button-like shape. The valve needle 54 contains a disc part 54a and a pillar part 54b , The disc part 54a has a diameter larger than an outer diameter of the pillar part 54b is. One dimension of the pillar part 54b is larger than a dimension of the disc part 54a in an axial direction of the column part 54b , An upper surface of the disc part 54a is of flat shape. A headboard of the pillar part 54b has a spherical shape. If the drive unit 52 generates no driving force, interrupts the valve needle 54 the connection between the downstream connection passage 56 and the intermediate chamber 47 , In this case, the downstream connection passage is 56 in a closed state. If the drive unit 52 generates the driving force, allows the valve needle 54 a connection between the downstream communication passage 56 and the intermediate chamber 47 , In this case, the downstream connection passage is 56 in an open state.

Gemäß der Darstellung in 4 nimmt die Zwischenkammer 47 die Ventilnadel 54 auf. Die Ventilnadel 54 bewegt sich in der Zwischenkammer 47 in einer axialen Richtung der Zwischenkammer 47 hin und her. Die in Gestalt einer Spulenfeder ausgebildete Ventilfeder 60 spannt die Ventilnadel 54 zu der Aufnahmekammer 48 für die Ansteuereinheit gegenüber dem Stellteil 47c vor.As shown in 4 takes the intermediate chamber 47 the valve needle 54 on. The valve needle 54 moves in the intermediate chamber 47 in an axial direction of the intermediate chamber 47 back and forth. The trained in the form of a coil spring valve spring 60 clamps the valve needle 54 to the receiving chamber 48 for the control unit relative to the control part 47c in front.

Die Ventilnadel 54 enthält ferner ein oberes Flächenteil bzw. einen oberen Flächenabschnitt 54c. Das obere Flächenteil 54c ist an einer oberen Endfläche des Scheibenteiles 54a angeordnet, welche auf die stromabwärtige Verbindungspassage 56 zuweist. Das obere Flächenteil 54c ist von flacher, ringförmige Gestalt. Das obere Flächenteil 54c kommt in Kontakt mit dem oberen Sitzabschnitt 47a entsprechend einer elastischen Kraft der Ventilfeder 60. Das obere Flächenteil 54c wird durch die Vorspannkraft der Ventilfeder 60 gegen den oberen Sitzabschnitt 47a gepresst, d.h. aufgrund der elastischen Kraft der Ventilfeder 60 und einer Kraftstoffdruckdifferenz zwischen dem Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 47 und dem Kraftstoffdruck in der Niederdruck-Passage 45. Wenn das obere Flächenteil 54c auf dem oberen Sitzabschnitt 47a sitzt, ist die Ventilnadel 54 in einem geschlossenen Zustand. In diesem Fall steht die Zwischenpassage 59 in Verbindung mit der Zwischenkammer 47. Mit anderen Worten ermöglicht die Ventilnadel 54 eine Verbindung zwischen der Zwischenpassage 49 und der Zwischenkammer 47.The valve needle 54 Also includes an upper surface portion and an upper surface portion 54c , The upper surface part 54c is disposed on an upper end surface of the disc part 54a, which faces the downstream communication passage 56 assigns. The upper surface part 54c is of flat, annular shape. The upper surface part 54c comes in contact with the upper seat portion 47a corresponding to an elastic force of the valve spring 60 , The upper surface part 54c is due to the biasing force of the valve spring 60 against the upper seat portion 47a pressed, ie due to the elastic force of the valve spring 60 and a fuel pressure difference between the fuel pressure in the intermediate chamber 47 and the fuel pressure in the low pressure passage 45 , If the upper surface part 54c on the upper seat section 47a sits, is the valve needle 54 in a closed state. In this case, there is the intermediate passage 59 in conjunction with the intermediate chamber 47 , In other words, the valve needle allows 54 a connection between the intermediate passage 49 and the intermediate chamber 47 ,

Die Ventilnadel 54 enthält ferner ein unteres Flächenteil bzw. einen unteren Flächenabschnitt 54d. Das untere Flächenteil 54d ist an einem Kopfende des Säulenteiles 54b angeordnet, welches auf die Zwischenpassage 59 zuweist. Das untere Flächenteil 54d ist von kugelförmiger Gestalt. Der Ansteuerstift 71 drückt das untere Flächenteil 54d an den unteren Sitzabschnitt 47b. Wenn das untere Flächenteil 54d auf dem unteren Sitzabschnitt 47b sitzt, ist die Ventilnadel 54 in einem offenen Zustand. In diesem Fall unterbricht die Ventilnadel 54 die Verbindung zwischen der Zwischenpassage 59 und der Zwischenkammer 47, um die Zwischenpassage 59 zu blockieren.The valve needle 54 further includes a lower surface portion and a lower surface portion, respectively 54d , The lower surface part 54d is disposed at a top end of the pillar part 54b which faces the intermediate passage 59 assigns. The lower surface part 54d is of spherical shape. The drive pin 71 pushes the lower surface part 54d to the lower seat section 47b , If the lower surface part 54d on the lower seat section 47b sits, is the valve needle 54 in an open state. In this case, the valve needle interrupts 54 the connection between the intermediate passage 59 and the intermediate chamber 47 to the intermediate passage 59 to block.

Eine axiale Richtung der Ventilnadel 54 enthält eine Ventilschließrichtung, welche eine Richtung von der Drucksteuerkammer 46 zu der Aufnahmekammer 48 für die Ansteuereinheit ist, und eine Ventilöffnungsrichtung, welche eine Richtung von einer der Aufnahmekammer 48 für die Ansteuereinheit zu der Drucksteuerkammer 46 ist. Wenn die Ansteuereinheit 52 keine Antriebskraft erzeugt, sitzt die Ventilnadel 54 auf dem oberen Sitzabschnitt 47a. In diesem Fall unterbricht die Ventilnadel 54 die Verbindung zwischen der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 und der Zwischenkammer 47, um die stromabwärtige Verbindungspassage 56 zu schließen. Die stromabwärtige Verbindungspassage 56 gelangt in den geschlossenen Zustand. Ferner ist die Ventilnadel 54 in einer Ventilschließposition, und ein Ventilöffnungsspalt G ist zwischen der Ventilnadel 54 und dem unteren Sitzabschnitt 47b angeordnet. Der Ventilöffnungsspalt G wirkt als ein zulässiger Freiraum, in dem sich die Ventilnadel 54 bewegen kann.An axial direction of the valve needle 54 includes a valve closing direction which is a direction from the pressure control chamber 46 to the receiving chamber 48 for the drive unit, and a valve opening direction which is a direction from one of the accommodation chamber 48 for the drive unit to the pressure control chamber 46 is. If the drive unit 52 produces no driving force, sits the valve needle 54 on the upper seat section 47a , In this case, the valve needle interrupts 54 the connection between the downstream connection passage 56 and the intermediate chamber 47 to the downstream connection passage 56 close. The downstream connection passage 56 enters the closed state. Further, the valve needle 54 in a valve closing position, and a valve opening gap G is between the valve needle 54 and the lower seat portion 47b arranged. The valve opening gap G acts as an allowable clearance in which the valve needle 54 can move.

Gemäß der Darstellung in den 3 bis 5 wird ein Einspritzvorgang einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 erläutert. Wie in 5 gezeigt ist, stoppt die Motorsteuerungsvorrichtung 17 in einem voreingestellten Zustand, bevor die Einspritzung beginnt, eine Beaufschlagung der Ansteuerspannung für die Ansteuereinheit 52. Die Steuereinheit 52 erzeugt daher die Antriebskraft nicht. Die Ventilnadel 54 stoppt in der Ventilschließposition, in der das obere Flächenteil 54c in Kontakt mit dem oberen Sitzabschnitt 47a ist. In diesem Fall sitzt das obere Flächenteil 54c auf dem unteren Sitzabschnitt 47a. Der Ventilöffnungsspalt G erscheint zwischen der Ventilnadel 54 und dem unteren Sitzabschnitt 47b. Da die Ventilnadel 54 in dem geschlossenen Zustand ist, erhöht sich der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 47 bis er im Wesentlichen gleich dem Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 46 ist. Die Steuerplatte 53 wird gedrückt, bis sie in Kontakt mit einer Wandfläche rund um eine Öffnung der Einström-Passage 43 ist, aufgrund einer elastischen Kraft der Steuerplattenfeder 72. Die Düsennadel 50 stoppt in einer Ventilschließposition, in der das Flächenteil 63 in Kontakt mit dem Sitzabschnitt 41 ist. In diesem Fall sitzt das Flächenteil 63 auf dem Sitzabschnitt 41.As shown in the 3 to 5 becomes an injection process of a fuel injection device 100 explained. As in 5 is shown, stops the engine control device 17 in a preset state, before the injection starts, an application of the drive voltage for the drive unit 52 , The control unit 52 therefore does not generate the driving force. The valve needle 54 stops in the valve closing position, in which the upper surface part 54c in contact with the upper seat portion 47a is. In this case, the upper surface part sits 54c on the lower seat section 47a , The valve opening gap G appears between the valve needle 54 and the lower seat portion 47b , Because the valve needle 54 in the closed state, the fuel pressure in the intermediate chamber increases 47 until it is substantially equal to the fuel pressure in the pressure control chamber 46 is. The control plate 53 is pressed until it is in contact with a wall surface around an opening of the inflow passage 43 is due to an elastic force of the control plate spring 72 , The nozzle needle 50 stops in a valve closing position in which the surface part 63 in contact with the seat portion 41 is. In this case, the surface part sits 63 on the seat section 41 ,

In einem Einspritz-Zustand, in dem ein Einspritzen ausgeführt wird, startet die Motorsteuerungsvorrichtung 17 mit der Beaufschlagung der Ansteuerspannung auf die Ansteuereinheit 52, und eine Piezo-Ansteuerung wird gestartet. Die Ansteuereinheit 52 erzeugt die Ansteuerkraft bzw. Antriebskraft. Die Motorsteuerungsvorrichtung 17 steuert die Ansteuerspannung, welche auf die Ansteuereinheit 52 aufgebracht wird, um eine Antriebskraft aufzubringen, welche größer als eine Ventilöffnungskraft der Ventilnadel 54 auf die Ventilnadel 54 ist.In an injection state in which injection is performed, the engine control device starts 17 with the application of the drive voltage to the drive unit 52 , and a piezo driver is started. The drive unit 52 generates the driving force or driving force. The engine control device 17 controls the drive voltage, which on the drive unit 52 is applied to apply a driving force which is greater than a valve opening force of the valve needle 54 to the valve needle 54 is.

Wenn die Ansteuereinheit 52 die Antriebskraft erzeugt, bewegt sich der Ansteuerstift 71. In diesem Fall drückt der Ansteuerstift 71 die Ventilnadel 54, um diese in die Ventilöffnungsrichtung zu bewegen, und das obere Flächenteil 54c wird von dem oberen Sitzabschnitt 47a getrennt. Dann ist der untere Flächenteil 54 in Kontakt mit dem unteren Sitzabschnitt 47b. In diesem Fall sitzt der untere Flächenteil 54d auf dem unteren Sitzabschnitt 47b. Da sich die Ventilnadel 54 in die Ventilöffnungsrichtung bewegt, verschwindet der Ventilöffnungsspalt G. Die Ventilnadel 54 unterbricht die Verbindung zwischen der Zwischenpassage 59 und der Zwischenkammer 47, um ein Einströmen des Kraftstoffes aus der Zwischenpassage 59 in die Zwischenkammer 47 zu blockieren.If the drive unit 52 generates the driving force, the drive pin moves 71 , In this case, the drive pin presses 71 the valve needle 54 to move it in the valve opening direction, and the upper surface part 54c is from the upper seat section 47a separated. Then the bottom surface part 54 in contact with the lower seat portion 47b , In this case, the lower surface part sits 54d on the lower seat section 47b , As the valve needle 54 moved in the valve opening direction, the valve opening gap disappears G. The valve needle 54 interrupts the connection between the intermediate passage 59 and the intermediate chamber 47 to allow the fuel to flow out of the intermediate passage 59 into the intermediate chamber 47 to block.

Da die Ventilnadel 54 offen ist, wird der Ausschalt-Zustand zwischen der Drucksteuerkammer 46 und der Niederdruck-Passage 45 in den Verbindungszustand zwischen der Drucksteuerkammer 46 und der Niederdruck-Passage 45 umgeschaltet. Dann wird der Kraftstoff in der Drucksteuerkammer 46, welcher den hohen Druck aufweist, durch die erste Auslassöffnung 53a der Steuerplatte 53, die stromaufwärtige Verbindungspassage 55, die Zwischenkammer 47 und die stromabwärtige Verbindungspassage 56 in dieser Reihenfolge zu der Niederdruck-Passage 45 abgegeben.Because the valve needle 54 is open, the off state between the Pressure control chamber 46 and the low-pressure passage 45 in the connection state between the pressure control chamber 46 and the low-pressure passage 45 switched. Then the fuel in the pressure control chamber 46 having the high pressure, through the first outlet opening 53a the control panel 53 , the upstream connection passage 55 , the intermediate chamber 47 and the downstream connection passage 56 in that order to the low-pressure passage 45 issued.

In dem Einspritz-Zustand wird ein Passagenbereich bzw. eine Passsagenfläche der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 durch einen Drosselbereich der ersten Auslassöffnung 53a reguliert. Die stromabwärtige Verbindungspassage 56 ist daher in einen Drosselzustand, in dem die erste Auslassöffnung 53a ein Strömungsvolumen des Kraftstoffes begrenzt, welche von der Drucksteuerkammer 46 in die Niederdruck-Passage 45 strömt.In the injection state, a passage area of the downstream communication passage becomes 56 through a throttle region of the first outlet opening 53a regulated. The downstream connection passage 56 is therefore in a throttle state in which the first outlet opening 53a a flow volume of the fuel is limited, which of the pressure control chamber 46 in the low-pressure passage 45 flows.

Ein Öffnungsbereich ist ein Passagenbereich zwischen dem oberen Sitzabschnitt 47a und dem oberen Flächenteil 54c. Der Ventilöffnungspalt G ist dabei vorab auf einen Wert festgelegt, in dem der Öffnungsbereich größer als ein Drosselbereich der ersten Auslassöffnung 53a ist, um eine Strömungsvolumensteuerung durch die erste Auslassöffnung 53a sicherzustellen.An opening area is a passage area between the upper seat portion 47a and the upper surface portion 54c , The valve opening gap G is set in advance to a value in which the opening area is greater than a throttle area of the first outlet opening 53a is to flow volume control through the first outlet opening 53a sure.

Da der Kraftstoff durch die stromabwärtige Verbindungspassage 56 abgegeben wird, verringert sich der Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer nach und nach. Dann beschleunigt sich die Düsennadel 50 zu der Drucksteuerkammer 46 durch den Druck des Kraftstoffes, der auf das Flächenteil 63 aufgebracht wird. In diesem Fall ist die Düsennadel 50 offen. Da die Düsennadel 50 offen ist, beginnt eine Kraftstoffeinspritzung, welche die Einspritzung von Kraftstoff ist, damit ausgeführt zu werden.As the fuel passes through the downstream connection passage 56 is discharged, the fuel pressure in the pressure control chamber gradually decreases. Then the nozzle needle accelerates 50 to the pressure control chamber 46 by the pressure of the fuel acting on the surface part 63 is applied. In this case, the nozzle needle 50 open. Because the nozzle needle 50 is open, fuel injection, which is the injection of fuel, begins to be carried out.

Wenn die Ansteuereinheit 52 die Ventilnadel 54 ansteuert, um in dem Antriebszustand zu sein, unterbricht die Steuerplatte 53 eine Verbindung zwischen der Einström-Passage 43 und der Drucksteuerkammer 46, um die Einström-Passage 43 zu blockieren. In diesem Fall strömt der Kraftstoff in der Drucksteuerkammer 46 zu der Rückführ-Passage 16 durch die erste Auslassöffnung 53a, die stromaufwärtige Verbindungspassage 55, die Zwischenkammer 47 und die Niederdruck-Passage 45. Dann verringert sich der Druck in der Drucksteuerkammer 46. Die Düsennadel 50 bewegt sich, um die Einspritzöffnung 44 zu öffnen.If the drive unit 52 the valve needle 54 to be in the drive state, the control panel interrupts 53 a connection between the inflow passage 43 and the pressure control chamber 46 to the inflow passage 43 to block. In this case, the fuel flows in the pressure control chamber 46 to the return passage 16 through the first outlet opening 53a , the upstream communication passage 55, the intermediate chamber 47 and the low-pressure passage 45 , Then the pressure in the pressure control chamber decreases 46 , The nozzle needle 50 moves to the injection port 44 to open.

In einem Ventilschließ-Betriebszustand stoppt die Motorsteuerungsvorrichtung 17 mit der Aufbringung der Ansteuerspannung auf die Ansteuereinheit 52 und die Piezo-Ansteuerung wird abgeschaltet. Die Antriebskraft der Ansteuereinheit 52 verringert sich dann, bis sie geringer als eine Ventilöffnungskraft der Ventilnadel 54 ist. Als ein Ergebnis hieraus verschwindet die Antriebskraft. Mit anderen Worten wird die Antriebskraft gleich Null. Die Ventilnadel 54 bewegt sich in die Ventilschließrichtung aufgrund der elastischen Kraft der Ventilfeder 60 und dem Kraftstoffdruck. Dann gelangt die Ventilnadel 54 in den geschlossenen Zustand, in dem das obere Flächenteil 54c in Kontakt mit dem unteren Sitzabschnitt 47a gelangt. Der Verbindungszustand zwischen der Drucksteuerkammer 46 und der Niederdruck-Passage 45 wird in den Aus-Zustand zwischen der Drucksteuerkammer 46 und der Niederdruck-Passage 45 umgeschaltet. Die Ventilnadel 54 unterbricht die Verbindung zwischen der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 und der Zwischenkammer 47, um die stromabwärtige Verbindungspassage 56 zu schließen. Die stromabwärtige Verbindungspassage 56 gelangt in den geschlossenen Zustand.In a valve closing operation state, the engine control device stops 17 with the application of the drive voltage to the drive unit 52 and the piezo control is switched off. The driving force of the drive unit 52 then decreases until it is less than a valve opening force of the valve needle 54 is. As a result, the driving force disappears. In other words, the driving force becomes zero. The valve needle 54 moves in the valve closing direction due to the elastic force of the valve spring 60 and the fuel pressure. Then the valve needle arrives 54 in the closed state, in which the upper surface part 54c in contact with the lower seat portion 47a arrives. The connection state between the pressure control chamber 46 and the low-pressure passage 45 goes into the off state between the pressure control chamber 46 and the low-pressure passage 45 switched. The valve needle 54 breaks the connection between the downstream communication passage 56 and the intermediate chamber 47 to the downstream connection passage 56 close. The downstream connection passage 56 enters the closed state.

Die Steuerplatte 53 wird durch den Kraftstoffdruck des von der Einström-Passage 43 einströmenden Kraftstoffes unter Druck gesetzt. Der Kraftstoff fließt von der Einström-Passage 43 durch die Haupteinlassöffnung 43a zu der Drucksteuerkammer 46. Die Ventilnadel 54 bewegt sich in die Ventilschließrichtung, um getrennt von dem unteren Sitzabschnitt 47b zu sein, und die Sub-Einlassöffnung 59a der Zwischenpassage 59 wird freigegeben. Dann strömt der Kraftstoff in der Nadel-Aufnahmekammer 58 durch die Zwischenpassage 59, die Zwischenkammer 47, die stromaufwärtige Verbindungspassage 55 und die Drucksteuerkammer 46 in dieser Reihenfolge. Der Kraftstoffdruck in der Zwischenkammer 47 und der Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 56 erhöhen sich daher fortlaufend zu dem hohen Druck.The control plate 53 is pressurized by the fuel pressure of the fuel flowing in from the inflow passage 43. The fuel flows from the inflow passage 43 through the main inlet 43a to the pressure control chamber 46 , The valve needle 54 moves in the valve closing direction to separate from the lower seat portion 47b to be, and the sub-inlet opening 59a the intermediate passage 59 is released. Then the fuel flows in the needle-receiving chamber 58 through the intermediate passage 59 , the intermediate chamber 47 , the upstream connection passage 55 and the pressure control chamber 46 in this order. The fuel pressure in the intermediate chamber 47 and the fuel pressure in the pressure control chamber 56 therefore increase continuously to the high pressure.

In einem fertigen Zustand wird die Düsennadel 50 durch den Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 46 unter Druck gesetzt, um an der Ventilschließposition zu stoppen, in dem das Flächenteil 63 in Kontakt mit dem Sitzabschnitt 41 ist. Wenn die Düsennadel 50 geschlossen ist, wird die Kraftstoffeinspritzung gestoppt. Wenn der Kraftstoffdruck in der Drucksteuerkammer 46 auf den Hochdruck ansteigt, blockiert die Steuerplatte 53 die Haupteinlassöffnung 43a der Einström-Passage 43. Dann gelangt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 in den voreingestellten Zustand.In a finished state, the nozzle needle 50 by the fuel pressure in the pressure control chamber 46 pressurized to stop at the valve closing position in which the surface part 63 in contact with the seat portion 41 is. When the nozzle needle 50 is closed, the fuel injection is stopped. When the fuel pressure in the pressure control chamber 46 rises to the high pressure, blocks the control plate 53 the main inlet opening 43a the inflow passage 43 , Then the fuel injector arrives 100 in the default state.

Wenn die Ansteuereinheit 52 die Ventilnadel 54 antreibt, um in den Haltezustand zu gelangen, ermöglicht die Steuerplatte 53 die Verbindung zwischen der Einström-Passage 43 und der Drucksteuerkammer 46 durch den Druck in der Einström-Passage 43, um die Einström-Passage 43 freizugeben. Dann strömt der Kraftstoff in der Drucksteuerkammer 46 durch die Einström-Passage 43, die Nadel-Aufnahmekammer 58, die Zwischenpassage 59, die Zwischenkammer 47 und die stromaufwärtige Verbindungspassage 55. Der Druck in der Drucksteuerkammer 46 steigt an, und die Düsennadel 50 bewegt sich, um die Einspritzöffnung 44 zu schließen.If the drive unit 52 the valve needle 54 drives to enter the hold state, allows the control plate 53 the connection between the inflow passage 43 and the pressure control chamber 46 by the pressure in the inflow passage 43 to the inflow passage 43 release. Then, the fuel flows in the pressure control chamber 46 through the inflow passage 43 , the needle-receiving chamber 58 , the intermediate passage 59 , the intermediate chamber 47 and the upstream connection passage 55 , The pressure in the pressure control chamber 46 rises, and the nozzle needle 50 moves to the injection port 44 close.

Das obere Flächenteil 54c ist flach. Das untere Flächenteil 54d ist von kugelförmiger Gestalt.The upper surface part 54c is flat. The lower surface part 54d is of spherical shape.

Gemäß der Darstellung in 8 liegt ein Flächenteil in einer kugelförmigen Gestalt wie zum Beispiel das untere Flächenteil 54d vor, und ein Sitzabschnitt hat eine geneigte Oberfläche wie zum Beispiel der untere Sitzabschnitt 47b. In diesem Fall ist die geneigte Oberfläche eine flache Oberfläche, welche relativ zu einer Richtung geneigt ist, in der sich eine Nadel wie die Düsennadel 54 bewegt. In diesem Fall, wenn das Hubmaß konstant ist, variiert die Fläche der Passage entsprechend einem Winkel der geneigten bzw. schräg stehenden Oberfläche. Wenn das Hubmaß als L ausgedrückt wird und der Winkel als α ausgedrückt wird, lässt sich eine Höhe H des Querschnittsbereichs der Passage durch die folgende Gleichung (1) erzielen. $H = L \times sin α$

As shown in 8th is a surface part in a spherical shape such as the lower surface part 54d and a seat portion has an inclined surface such as the lower seat portion 47b , In this case, the inclined surface is a flat surface which is inclined relative to a direction in which a needle such as the nozzle needle 54 emotional. In this case, when the lift amount is constant, the area of the passage varies according to an angle of the inclined surface. When the lift amount is expressed as L and the angle is expressed as α, a height H of the cross-sectional area of the passage can be obtained by the following equation (1).

H = L \times sin α

Wenn das Flächenteil flach ist wie das obere Flächenteil 54c und der Sitzabschnitt flach ist wie der obere Sitzabschnitt 47a, sind das Hubmaß L und die Höhe H gleich.When the surface part is flat like the upper surface part 54c and the seat portion is flat like the upper seat portion 47a , the lift amount L and the height H are the same.

Wenn der Winkel kleiner wird und ein Sitzdurchmesser kleiner wird, wird die Höhe H kleiner, wie in 6 gezeigt ist. Wenn das Hubmaß ein erstes Hubmaß L1 ist, wird das Durchflussvolumen, wenn der Sitzdurchmesser relativ klein ist, kleiner als ein Durchflussvolumen, wenn der Sitzdurchmesser relativ groß ist. Wenn das Hubmaß das erste Hubmaß L1 ist, ist das Durchflussvolumen, wenn das Flächenteil flach ist, ferner größer als das Durchflussvolumen, wenn das Flächenteil eine kugelförmige Gestalt aufweist.As the angle becomes smaller and a seat diameter becomes smaller, the height H becomes smaller, as in FIG 6 is shown. When the lift amount is a first lift amount L1, when the seat diameter is relatively small, the flow volume becomes smaller than a flow volume when the seat diameter is relatively large. Further, when the lift amount is the first lift amount L1, when the surface portion is flat, the flow volume is larger than the flow volume when the surface portion has a spherical shape.

Wenn der Sitzdurchmesser klein ist, ist es gemäß der Darstellung in 7 schwierig, das Durchflussvolumen durch Vergrößerung des Hubmaßes zu erhöhen. Mit anderen Worten kann das Durchflussvolumen nicht vergrößert werden durch eine Erhöhung des Hubmaßes.If the seat diameter is small, it is as shown in FIG 7 difficult to increase the flow volume by increasing the stroke. In other words, the flow volume can not be increased by increasing the lift.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der obere Sitz der Ventilnadel 54 ein flacher Sitz mit dem oberen Flächenteil 54c, welches eine flache Gestalt aufweist, und der obere Sitzabschnitt 47a liegt in einer flachen Gestalt vor. In diesem Fall ist das obere Flächenteil 54c parallel zu dem oberen Sitzabschnitt 47a. Ein unterer Sitz der Ventilnadel 54 ist ein kugelförmiger Sitz mit dem unteren Flächenteil 54d, welcher eine kugelförmige Gestalt aufweist, und dem unteren Sitzabschnitt 47b, welcher eine geneigte Oberfläche aufweist. In diesem Fall ist die geneigte Oberfläche eine flache Oberfläche, welche relativ zu einer Richtung schräg steht, in der sich die Ventilnadel 54 bewegt.According to the present embodiment, the upper seat of the valve needle 54 a flat seat with the upper surface part 54c , which has a flat shape, and the upper seat portion 47a is in a flat shape. In this case, the upper surface part 54c parallel to the upper seat section 47a , A lower seat of the valve needle 54 is a spherical seat with the lower surface part 54d , which has a spherical shape, and the lower seat portion 47b which has a sloped surface. In this case, the inclined surface is a flat surface which is inclined relative to a direction in which the valve needle 54 emotional.

Die Ventilnadel 54 enthält stromabwärts ein blockierendes Teil, welches die stromabwärtige Verbindungspassage 56 blockiert, und liegt in flacher Gestalt vor. Da das stromabwärtige, blockierende Teil eine flache Gestalt aufweist, kann die Öffnungsfläche besser sichergestellt werden in dem Fall, wenn der Sitzdurchmesser verringert wird, als die Öffnungsfläche in einer Konfiguration, in der der stromabwärtige blockierende Teil eine kugelförmige Gestalt aufweist. In dem Haltezustand kann eine Öldruckkraft durch Reduzieren des Sitzdurchmessers verringert werden. Die Ventilnadel 54 kann daher in die Ventilöffnungsrichtung zu der Einspritzöffnung 54 durch eine geringere Antriebskraft bewegt werden, und eine Erhöhung einer Größe der Ansteuereinheit 52 kann verhindert werden.The valve needle 54 contains downstream a blocking part, which is the downstream connection passage 56 blocked, and is in flat shape. Since the downstream blocking part has a flat shape, the opening area can be better ensured in the case where the seat diameter is reduced than the opening area in a configuration in which the downstream blocking part has a spherical shape. In the holding state, an oil pressure force can be reduced by reducing the seat diameter. The valve needle 54 can therefore in the valve opening direction to the injection port 54 be moved by a lower driving force, and an increase of a size of the driving unit 52 can be prevented.

Da der stromabwärtige blockierende Teil eine flache Gestalt aufweist, ist die Öffnungsfläche größer als in der Konfiguration, in der der stromabwärtige blockierende Teil eine kugelförmige Gestalt hat. Das stromabwärtig blockierende Teil, welches in einer flachen Gestalt vorliegt, ist daher robust (stabil) hinsichtlich einer Störung mit einem exzentrischen bzw. außermittigen Zustand der Ventilnadel 54 und einer Variation des Hubmaßes, und hinsichtlich einer Veränderung des Strömungsvolumens, wenn die Ventilnadel in dem Antriebszustand klein ist. Als Ergebnis hieraus kann die Genauigkeit einer Einspritzmenge verbessert werden und eine sich wiederholende Variation kann verringert werden.Since the downstream blocking part has a flat shape, the opening area is larger than in the configuration in which the downstream blocking part has a spherical shape. The downstream blocking part, which is in a flat shape, is therefore robust (stable) in terms of interference with an eccentric state of the valve needle 54 and a variation of the lift amount, and a change in the flow volume when the valve needle is small in the drive state. As a result, the accuracy of an injection amount can be improved, and a repetitive variation can be reduced.

Die Ventilnadel 54 enthält ein dazwischenliegendes blockierendes Teil, welches die Zwischenpassage 59 blockiert und eine kugelförmige Gestalt aufweist. Wenn die Ventilnadel 54 die Zwischenpassage 59 blockiert, stellt die Ventilnadel 54 eine Achse der Ventilnadel 54 selbst ein. Wenn die Ventilnadel 54 eine Verbindung zwischen der Zwischenpassage 59 und der Zwischenkammer 47 zulässt, wird dann eine Variation des Strömungsvolumens des Kraftstoffes, der in die Zwischenkammer 47 fließt, unterdrückt. Eine Variation einer Ventilschließzeit der Düsennadel 50 wird daher verringert und eine Einspritzcharakteristik, bei der die eine Variation der Einspritzmenge klein ist, kann erzielt werden. Da der dazwischen liegende blockierende Teil eine kugelförmige Gestalt aufweist, ist die Öffnungsfläche kleiner in einer Konfiguration, in der das dazwischenliegende blockierende Teil eine flache Oberfläche aufweist. In dem kompletten Zustand gemäß der Darstellung in 5 fließt nicht nur der Kraftstoff, welcher durch die Haupteinlassöffnung 43a der Einström-Passage 43 fließt, sondern auch der Kraftstoff, welcher durch die stromaufwärtige Verbindungspassage 55 strömt, zu der Drucksteuerkammer 46, welche die Steuerplatte 53 aufnimmt. Daher kann das Strömungsvolumen beibehalten werden, welches notwendig ist, um die Düsennadel 50 mit einer hohen Ventilschließrate zu schließen.The valve needle 54 contains an intermediate blocking part, which is the intermediate passage 59 blocked and has a spherical shape. When the valve needle 54 the intermediate passage 59 blocked, puts the valve needle 54 an axis of the valve needle 54 one yourself. When the valve needle 54 a connection between the intermediate passage 59 and the intermediate chamber 47 allows, then, a variation of the flow volume of the fuel entering the intermediate chamber 47 flows, suppressed. A variation of a valve closing time of the nozzle needle 50 is therefore reduced and an injection characteristic in which the variation of the injection amount is small can be achieved. Since the intervening blocking part has a spherical shape, the opening area is smaller in a configuration in which the intervening blocking part has a flat surface. In the complete state as shown in 5 not only does the fuel flow through the main inlet 43a the inflow passage 43 but also the fuel flowing through the upstream communication passage 55 flows, too the pressure control chamber 46 which the control plate 53 receives. Therefore, the flow volume necessary to maintain the nozzle needle can be maintained 50 close with a high valve closing rate.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 eine Antriebsenergie reduziert werden durch eine Verbesserung einer Flächencharakteristik und einer Verringerung des Sitzdurchmessers des oberen Sitzes, wobei die Variation der Einspritzmenge durch einen Einstelleffekt der Achse der Ventilnadel 54 reduziert werden kann, und wobei die Größe der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 und die Herstellungskosten beibehalten werden können.According to the present embodiment, in the fuel injection device 100 a driving power can be reduced by improving a surface characteristic and a reduction in the seat diameter of the upper seat, wherein the variation of the injection amount by a Einstellffekt the axis of the valve needle 54 can be reduced, and wherein the size of the fuel injector 100 and the manufacturing cost can be maintained.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die stromabwärtige Verbindungspassage 56 äquivalent zu einer Abgabepassage, und die Düsennadel 50 ist äquivalent zu einem Ventilteil. Die Düsennadel 54 ist äquivalent zu einem Steuerteil, und die stromaufwärtige Verbindungspassage 55 ist äquivalent zu einer Ableitpassage.According to the present embodiment, the downstream communication passage is 56 equivalent to a discharge passage, and the nozzle needle 50 is equivalent to a valve part. The nozzle needle 54 is equivalent to a control part, and the upstream connection passage 55 is equivalent to a drainage passage.

(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment

Unter Bezugnahme auf 9 wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert. Gemäß der gegenwärtigen Ausführungsform enthält die stromabwärtige Verbindungspassage 56 mehrere Zweigpassagen.With reference to 9 A second embodiment of the present disclosure will be explained. According to the present embodiment, the downstream communication passage includes 56 several branch passages.

Insbesondere enthält die stromabwärtige Verbindungspassage 56 zwei Zweigpassagen 56a, welche von der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 an einer Position abgezweigt sind, in der der Ansteuerstift 71 angeordnet ist. Die Zweigpassagen 56a sind mit der Rückführ-Passage 16 verbunden. Gemäß der Darstellung in 9 sind die Zweigpassagen 56a an Positionen angeordnet, an denen sie aufeinander zuweisen.In particular, the downstream communication passage includes 56 two branch passages 56a coming from the downstream connection passage 56 are branched off at a position in which the drive pin 71 is arranged. The branch passages 56a are with the return passage 16 connected. As shown in 9 are the branch passages 56a arranged at positions where they assign each other.

Wenn der Kraftstoff durch die Zweigpassagen 56a strömt, können die auf die Ventilnadel 54 aufgebrachten Kräfte axialsymmetrisch zueinander sein. Daher wird eine Abweichung einer Gesamtkraft, welche auf die Ventilnadel 54 aufgebracht wird, verringert gegenüber einer Konfiguration, in der eine stromabwärtige Verbindungspassage 56 ohne zwei Zweigpassagen 56a vorgesehen ist, und ein Schrägstehen der Ventilnadel 54 kann unterdrückt werden.When the fuel passes through the branch passages 56a can flow on the valve needle 54 applied forces axially symmetrical to each other. Therefore, a deviation of a total force acting on the valve needle 54 is reduced compared to a configuration in which a downstream communication passage 56 without two branch passages 56a is provided, and a tilting of the valve needle 54 can be suppressed.

Wenn der Ansteuerstift 71 sich schräg stellt, um von einer Referenzposition verschoben zu sein, strömt der Kraftstoff durch eine der zwei Zweigpassagen 56a. Es kann daher verhindert werden, dass die stromabwärtige Verbindungspassage 56 durch den Ansteuerstift 71 blockiert wird. Als ein Ergebnis hieraus, kann die Genauigkeit der Einspritzmenge verbessert werden, und eine wiederholte Variation kann verringert werden.If the drive pin 71 is tilted to be shifted from a reference position, the fuel flows through one of the two branch passages 56a , It can therefore be prevented that the downstream communication passage 56 through the drive pin 71 is blocked. As a result, the accuracy of the injection amount can be improved, and repeated variation can be reduced.

(Dritte Ausführungsform)Third Embodiment

Unter Bezug auf 10 wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert. Gemäß dieser Ausführungsform enthält die stromabwärtige Verbindungspassage 56 zwei Zweigpassagen. Ferner ist ein Vergrößerungsteil 54 an einem Verbindungsteil zwischen den Zweigpassagen 56a und der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 angeordnet. Das Vergrößerungsteil 74 weist eine Passagen-Querschnittsfläche auf, welcher größer als eine Passagen-Querschnittsfläche von jeder der zwei Zweigpassagen 56a ist, und eine Passagen-Querschnittsfläche der stromabwärtigen Verbindungspassage 56.With reference to 10 A third embodiment of the present disclosure will be explained. According to this embodiment, the downstream communication passage includes 56 two branch passages. Further, an enlargement part 54 at a connecting part between the branch passages 56a and the downstream communication passage 56 arranged. The enlargement part 74 has a passage cross-sectional area larger than a passage cross-sectional area of each of the two branch passages 56a and a passage cross-sectional area of the downstream communication passage 56 ,

Die Passagen-Querschnittsfläche kann durch das Vergrößerungsteil 74 vergrößert werden. Daher kann ein Passagen-Widerstand verringert werden, wenn der Kraftstoff von der Zwischenkammer 47 ausströmt. Die Abgabe des Kraftstoffes kann gleichförmig durchgeführt werden.The passage cross-sectional area may be through the enlargement part 74 be enlarged. Therefore, a passage resistance can be reduced when the fuel from the intermediate chamber 47 flows. The delivery of the fuel can be carried out uniformly.

Wenn sich der Ansteuerstift 71 schräg stellt, um aus seiner Referenzlage verschoben zu sein, strömt der Kraftstoff durch das Vergrößerungsteil 74. Es kann daher verhindert werden, dass die stromabwärtige Verbindungspassage 56 durch den Ansteuerstift 71 blockiert wird.When the drive pin 71 inclined to be shifted from its reference position, the fuel flows through the magnification part 74 , It can therefore be prevented that the downstream communication passage 56 through the drive pin 71 is blocked.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält die stromabwärtige Verbindungspassage 56 zwei Zweigpassagen 56a. Eine stromabwärtige Verbindungspassage 56 kann jedoch auch ohne die beiden Zweigpassagen 56a bereitgestellt werden. Wenn eine stromabwärtige Verbindungspassage 56 bereitgestellt wird, ohne dass sie zwei Zweigpassagen 56a aufweist, kann die Passagen-Querschnittsfläche durch das Vergrößerungsteil 74 vergrößert werden. Dabei kann die Genauigkeit der Einspritzmenge verbessert und eine wiederholte Variation kann verringert werden.According to the present embodiment, the downstream communication passage includes 56 two branch passages 56a , A downstream connection passage 56 However, you can do it without the two branch passages 56a to be provided. If a downstream connection passage 56 is provided without having two branch passages 56a has, the passage cross-sectional area through the enlargement part 74 be enlarged. In this case, the accuracy of the injection amount can be improved and repeated variation can be reduced.

(Vierte Ausführungsform)Fourth Embodiment

Anhand von 11 wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert. Gemäß der gegenwärtigen Ausführungsform enthält der Ansteuerstift 71 ein Aussparungsteil 75, welches in einem Teil der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 angeordnet und zur Achse der Ansteuerstifts 71 hin ausgespart ist. Das Aussparungsteil 75 ist in einem Bereich des Ansteuerstifts 71 angeordnet, in dem es auf einen Einlass einer Zweigpassage 56a zuweist.Based on 11 A fourth embodiment of the present disclosure will be explained. According to the present embodiment, the drive pin 71 includes a recess portion 75 which is in a part of the downstream connection passage 56 arranged and to the axis of the drive pin 71 is left out. The recess part 75 is in an area of the drive pin 71 arranged in it on an inlet of a branch passage 56a assigns.

Die stromabwärtige Verbindungspassage 56 enthält die Zweigpassage 56a, welche von einem Teil der stromabwärtigen Verbindungspassage 56 abzweigt, in dem der Ansteuerstift 71 angeordnet ist. Die Zweigpassage 56a ist mit der Rückführ-Passage 16 verbunden. Gleichermaßen wie in der dritten Ausführungsform kann die Passagen-Querschnittsfläche erhöht werden. Der Widerstand in der Passage, wenn der Kraftstoff von der Zwischenkammer 47 ausströmt, kann daher verringert werden, und die Abgabe des Kraftstoffes kann gleichmäßig ausgeführt werden. The downstream connection passage 56 contains the branch passage 56a which is from a part of the downstream communication passage 56 branches, in which the drive pin 71 is arranged. The branch passage 56a is with the return passage 16 connected. Similar to the third embodiment, the passage cross-sectional area can be increased. The resistance in the passage when the fuel from the intermediate chamber 47 can therefore be reduced, and the delivery of the fuel can be carried out evenly.

(Andere Ausführungsformen)Other Embodiments

Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben erläuterten Ausführungsformen begrenzt und kann an verschiedenen Ausgestaltungsweisen angewendet werden, ohne den Grundgedanken und den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.The present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can be applied to various embodiments without departing from the spirit and scope of the present disclosure.

Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die oben erläuterten Ausgestaltungsweisen begrenzt. Die vorliegende Offenbarung kann an verschiedenen Ausführungsformen innerhalb des Grundgedankens und des Umfanges der Ansprüche der vorliegenden Offenbarung angewendet werden.However, the present disclosure is not limited to the above-explained embodiments. The present disclosure may be applied to various embodiments within the spirit and scope of the claims of the present disclosure.

Gemäß der ersten Ausführungsform ist die Ventilnadel 54 durch ein Teil gebildet. Die Ventilnadel 54 ist jedoch nicht auf die oben erläuterte Konfiguration beschränkt. Die Ventilnadel 54 kann aus zwei Teilen ausgebildet sein, welche miteinander verbunden sind. Wenn das Hubmaß der Steuereinheit 52 dann variabel ist, lässt sich eine Ausgestaltung erzielen, in der eine Ventilöffnungsrate variabel ist.According to the first embodiment, the valve needle 54 formed by a part. The valve needle 54 however, it is not limited to the configuration explained above. The valve needle 54 may be formed of two parts, which are interconnected. When the lift amount of the control unit 52 is then variable, can achieve a configuration in which a valve opening rate is variable.

Gemäß der ersten Ausführungsform wird die vorliegende Offenbarung auf die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 angewendet, welches ein Leichtöl als Kraftstoff einspritzt. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch an einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung angewendet werden, welche einen anderen Kraftstoff wie ein Flüssiggaskraftstoff mit einem Di-Methylether angewendet werden.According to the first embodiment, the present disclosure is directed to the fuel injection device 100 applied, which injects a light oil as a fuel. However, the present disclosure can be applied to a fuel injection device that uses another fuel such as a liquid gas fuel with a di-methyl ether.

Gemäß der ersten Ausführungsform kann der Motorsteuerungsvorrichtung 17 ersetzt oder erzielt werden durch Hardware oder Software aus einer Kombination von Hardware und Software. Ferner kann die Motorsteuerungsvorrichtung mit anderen Steuerungsvorrichtungen verbunden sein, welche wenigstens einen Teil der oben erläuterten Betriebsweisen ausführen. Wenn die Motorsteuerungsvorrichtung 17 durch einen elektronischen Schaltkreis erzielt wird, kann der elektronische Schaltkreis ein analoger Schaltkreis oder ein digitaler Schaltkreis mit einer Mehrzahl an logischen Schaltkreisen sein.According to the first embodiment, the engine control device 17 replaced or achieved by hardware or software from a combination of hardware and software. Further, the engine control device may be connected to other control devices that perform at least part of the above-explained operations. When the engine control device 17 is achieved by an electronic circuit, the electronic circuit may be an analog circuit or a digital circuit having a plurality of logic circuits.

Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf deren Ausführungsformen erläutert wurde, ist es ersichtlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungsweisen abdecken. Während die verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen, welche bevorzugt sind, innerhalb des Grundgedankens und des Umfanges der vorliegenden Offenbarung sind, sind dies zudem auch andere Kombinationen und Konfigurationen, welche mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element aufweisen.While the present disclosure has been explained with reference to embodiments thereof, it is to be understood that the disclosure is not limited to the embodiments and constructions. The present disclosure is intended to cover various modifications and equivalent arrangements. Moreover, while the various combinations and configurations that are preferred are within the spirit and scope of the present disclosure, these are other combinations and configurations that include more, less, or only a single element.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10255328 A [0002, 0003]

Claims

A fuel injector which injects a fuel supplied through a fuel passage (15) via an injection port (44) and which discharges a part of the fuel to a return passage (16), the fuel injection device including: a valve body (51) configured to surround the injection port, a high-pressure passage (42) communicating with the fuel passage, a pressure control chamber (46) into which the fuel supplied through the high-pressure passage flows, a receiving chamber (58) into which the fuel supplied through the high-pressure passage flows, an intermediate chamber (47) into which the fuel flows from the pressure control chamber, a discharge passage (55) communicating with the pressure control chamber and the intermediate chamber, an intermediate passage (59) communicating with the receiving chamber and the intermediate chamber and defining a discharge passage (56) which discharges the fuel from the intermediate chamber to the return passage; a valve member configured to be received in the accommodation chamber and to open and close the injection opening by reciprocating movement in accordance with a variation of the pressure in the pressure control chamber; a control part (54) configured to be received in the intermediate chamber and to change the pressure in the pressure control chamber by switching between a drive state and a hold state, wherein in the drive state, the control part allows communication between the discharge passage and the intermediate chamber and interrupts communication between the intermediate chamber and the intermediate passage, wherein in the holding state, the control part interrupts communication between the discharge passage and the intermediate chamber and allows connection between the intermediate chamber and the intermediate passage; a control plate (53) configured to be received in the pressure control chamber and toggle to allow or interrupt communication between the pressure control chamber and the high-pressure passage, the control plate being configured to include a communication passage (53a) which communicates with the discharge passage and the pressure control chamber; and a drive unit (52) configured to push the control part toward the injection port when driven; wherein, when the drive unit drives the control member to be in the drive state, the control plate interrupts the connection between the high-pressure passage and the pressure control chamber to block the high-pressure passage, the fuel in the pressure control chamber through the connection passage, the discharge passage, the intermediate chamber and the discharge passage flow to the return passage, wherein the pressure in the pressure control chamber decreases, and wherein the valve member moves to open the injection port, wherein, when the drive unit drives the control member to be in the holding state, the control plate allows the connection between the high-pressure passage and the pressure control chamber by the pressure in the high-pressure passage to relieve the high-pressure passage, the fuel through the High-pressure passage, the receiving chamber, the intermediate passage, the intermediate chamber and the Ableitpassage flows into the pressure control chamber, wherein the pressure in the pressure control chamber increases, and wherein the valve member moves to close the injection port, the control part is in contact with a partition wall of the intermediate chamber between the control part and the intermediate passage to block the intermediate passage in the driving state, is in contact with a partition wall of the intermediate chamber between the control part and the discharge passage to block the discharge passage in the holding state, and wherein a portion of the control portion blocking the intermediate passage is in a spherical shape, and a portion of the control portion blocking the discharge passage is in a flat shape.

Fuel injector after Claim 1 wherein the drive unit includes a drive pin (71) that moves to the injection port when driven, the drive pin being disposed on a part of the discharge passage, and the discharge passage having a plurality of branch passages (56a) different from the one Dispense discharge passage at a position at which the drive pin is arranged, wherein the plurality of branch passages is connected to the return passage.

Fuel injector after Claim 1 or 2 wherein the drive unit includes a drive pin (71) that moves to the injection port when driven, the drive pin being located at a portion of the discharge passage, and the discharge passage includes a branch passage (56a) leading from the discharge passage branches off a position at which the drive pin is arranged, wherein the branch passage is connected to the return passage, wherein the fuel injection device further includes: an enlargement part (74) configured to be disposed in a connection portion between the branch passage and the discharge passage, and to have a passage cross-sectional area larger than a passage cross-sectional area of the branch passage and a passage cross-sectional area of the discharge passage.

Fuel injection device one of Claims 1 to 3 wherein the drive unit includes a drive pin (71) that moves toward the injection port when driven, the drive pin including a recess portion (75) disposed in a portion of the discharge passage and recessed toward an axis of the drive pin; and wherein the discharge passage includes a branch passage (56a) branched from the discharge passage at a position where the drive pin is located, the branch passage being connected to the return passage.