WO1999018349A1 - Directly controlled injection valve, especially a fuel injection valve - Google Patents

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WO1999018349A1
WO1999018349A1 PCT/EP1998/005940 EP9805940W WO9918349A1 WO 1999018349 A1 WO1999018349 A1 WO 1999018349A1 EP 9805940 W EP9805940 W EP 9805940W WO 9918349 A1 WO9918349 A1 WO 9918349A1
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injection valve
valve
actuator
pressure
control valve
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PCT/EP1998/005940
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Martin DÜSTERHÖFT
Gunter GÜRICH
Hermann Josef Laumen
Karl Joachim SCHMÜCKER
Original Assignee
Fev Motorentechnik Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators

Definitions

  • the fuel to be injected is kept constant under a predetermined pressure by means of a pump in an upstream pressure system.
  • the injection valves of the individual cylinders are directly connected to this pressure system, so that when an injection valve is opened, the fuel under pressure can be injected into the cylinder practically without delay from the pressure system.
  • the injection valves have been controlled via a servo valve. Since a servo valve only switches a partial flow, it can be dimensioned very small, which results in very short switching times.
  • the fuel flow to be injected is then switched by the valve needle, which is controlled by the servo circuit.
  • the disadvantage of this system is that the dynamic behavior of the injection valve is determined less by the fast servo valve than by the dynamic behavior of the servo circuit as a whole, which is generally slower than the servo valve.
  • the dynamics of the injection valve can be significantly improved if the fuel flow to be injected is switched with a valve connected to an actuator.
  • actuate the valve needle directly, for example with a piezoelectric actuator (DE-A-36 21 541; Rumphorst, "A New Electronic High-Pressure Injection System for Diesel Engines", MTZ 56, Haft 3, 1995) .
  • the disadvantage of this proposed solution is that the large pressure-loaded areas on the valve needle at the high injection pressure mean that a very large actuator with corresponding power reserves is required, which is not only expensive but in turn sluggish and which requires high electrical energy to switch in the case of the usually electrically actuated actuators.
  • the invention has for its object to provide an injection valve which enables a direct switching of the fuel flow to be injected, but which, on the other hand, enables the use of actuators, in particular electric actuators, which allow operation with a representable amount of energy.
  • an injection valve in particular a fuel injection valve, with a housing in which a pressure chamber is arranged, into which a supply line for the liquid to be injected under pressure opens and which has at least one outlet opening designed as an injection nozzle a valve needle connected to a piston and displaceably guided against the force of a return spring is also arranged, which closes the outlet opening when the pressure chamber is depressurized, and with a pressure-relieved control valve arranged in the supply line for the liquid and connected to an actuator.
  • This arrangement has the advantage that the fuel flow to be injected can be switched directly, ie as a full flow, via the control valve.
  • control valve If the control valve is opened, the pressure chamber is directly connected to the pressurized liquid supply, in motor vehicles with the common rail, the high fuel pressure against the force of the return spring lifting the valve needle via the piston, so that the fuel flows through the as an injection nozzle trained outlet opening can emerge again from the pressure chamber. If the control valve is closed, the pressure chamber is depressurized so that the return spring can push the valve needle back into the closed position. It is important here that the control valve is designed as a pressure-relieved valve, so that despite the fact that the full current, which is under high pressure, is switched directly via the control valve, only small actuating forces are released via the pressure relief of the valve itself are to be applied.
  • the control valve can either be designed as a slide valve or as a seat valve.
  • control valve can be designed as a 2/2-way valve.
  • control valve is designed as a 3/2-way valve which, depending on the control position, connects the feed line to the high-pressure side or to the low-pressure side of the liquid supply.
  • the pressure chamber is connected to the low pressure in the closed position of the valve needle, so that the pressure chamber is quickly relieved of pressure and thus a quick closing of the valve needle is possible and post-injection is avoided.
  • control valve has an overflow chamber which is connected to the pressure chamber via a nozzle feed line and in which a slide body which is connected to the actuator is movably guided to and fro, which in one end position has the feed line blocks against the overflow space and releases in the other end position and that the feed line opens into an annular space which is delimited at a distance from the slide body by a piston body connected to it and that the pressure-effective area of the slide body and piston body is the same, at least almost the same.
  • This configuration avoids pressure-loaded surfaces which, when pressurized by the liquid flow to be switched, could cause an externally effective force.
  • an additional piston body for the slide body can be used both for the design of the control valve as a slide valve and for the design of the control valve as a seat valve. valve are provided.
  • the slide body itself is designed as a piston, so that the requirement can be met here via the same piston diameter.
  • these requirements can be met in that the sealing edge of the valve seat has the same diameter as the piston, so that the effective pressure-loaded areas are very small.
  • a discharge line is assigned to the overflow space on the side facing away from the mouth of the supply line, which is connected to the nozzle supply line in the blocking position of the slide body.
  • a flow restrictor is arranged in the drain line.
  • the supply line connected to the high pressure is connected via the overflow space to the discharge line, which in turn is connected to the low pressure, so that here direct discharge of high pressure liquid is possible.
  • the arrangement of a flow restrictor in the drain line results in a delay in the liquid outflow and a largely avoidance of a disturbing pressure drop.
  • control valve with its actuator in an axial direction device behind the pressure chamber is assigned to the housing. This arrangement ensures that the line lengths between the outlet opening on the one hand and the control valve on the other hand are reduced to a minimum, so that dead times are practically avoided here.
  • An electromagnetic, magnetostrictive or even a piezoelectric actuator can be used as the actuator, since these actuators have a small space requirement and can accordingly also be integrated into the housing of the control valve. It is expedient here if the actuator is hydraulically operatively connected to the slide body. This offers the possibility of producing relatively large travel ranges on the slide body side with small travel ranges on the actuator side.
  • FIG. 1 in the form of a flow diagram with an arrangement
  • Fig. 5 is an enlarged view of the valve area X in Fig. 3 for another. Embodiment.
  • FIG. 1 shows an injection valve 1 with a housing 2, which has a pressure chamber 3, in which a valve needle 5 connected to a piston 4 counteracts the force of a return spring 6 moved back and forth i-st.
  • the pressure chamber 3 has at least one nozzle opening 7 forming the injection nozzle, which can be closed by the tip 8 of the valve needle 5 via the return spring 6.
  • a nozzle feed line 9.1 for the liquid to be injected opens into the pressure chamber 3 and is connected to a pressure-relieved control valve 13 which is connected to a liquid supply 10 via a feed line 9.
  • the liquid supply 10 is essentially formed by a pressure accumulator 11 and a high-pressure pump 12, the high-pressure pump 12 in the pressure accumulator 11 keeping the liquid constant at a predetermined admission pressure.
  • the control valve 13 can be actuated via an actuator 14.
  • the control valve 13 is designed as a 2/2-way valve.
  • the space 15 of the housing 2 facing away from the nozzle needle 5 is connected via a return line 16 to the low-pressure side 17 of the liquid supply, so that leakage liquid quantities escaping from the pressure space 3 can flow into the space 15.
  • the pressure chamber 3 is connected directly to the pressure accumulator 11, so that the piston 4 is raised against the force of the return spring 6 by the liquid pressure and the nozzle opening 7 is released, so that a for the duration of the opening appropriate amount of liquid injected into the space to be supplied, for example in the cylinder of a piston internal combustion engine becomes.
  • the control valve 13 is moved back into the closed position, the liquid pressure in the pressure chamber 3 drops and the tip of the valve needle 5 closes the opening 7 again.
  • FIG. 2 shows the system described with reference to FIG. 1 with a control valve 13 designed as a 3/2-way valve.
  • the structure otherwise corresponds to the structure according to FIG. Fig. 1, so that the same reference numerals are given for the same components.
  • the only difference is that the pressure chamber 3 is connected to the low-pressure side 17 of the liquid supply 10 via a return line 16.1. If the control valve 13 is switched, then the return line 16.1 is closed and, as previously described, the supply line 9 is connected to the pressure accumulator 11 so that the injection process can take place. If the control valve 13 is then switched back, the connection shown in FIG.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a fuel injection valve with an integrated control valve.
  • the control valve is designed as a 2/2-way valve, so that in terms of structure and function according to the circuit diagram.
  • Fig. 1 can be referenced. Reference numerals used in Fig. 1 are adopted for identical components.
  • the structure of the injection valve itself corresponds to the schematic representation according to FIG. Fig. 1, so that for the same Components here are given the same reference numerals.
  • valve needle 5 provided with the piston 4, which passes through the pressure chamber 3, is guided axially displaceably in the housing 2.
  • the valve needle 5 is held in the closed position by the force of the return spring 6.
  • the supply line 9.1 opens into the pressure chamber 3.
  • control valve 13 is integrated into the injection valve and is assigned to the housing 2 in the axial direction, in the flow direction in front of the pressure chamber 3. Details of the structure are explained in more detail below with the aid of an enlarged illustration in FIG. 4.
  • the control valve 13 essentially consists of an overflow chamber 18 which is connected to the pressure chamber 3 via the nozzle feed line 9.1 and in which a slide body 19 is movably guided to and fro, which is connected to the actuator 14.
  • the slide body is now designed such that, in one end position, as shown here, it blocks the supply line 9 with respect to the overflow space 18 and releases in the other end position as soon as the slide body is moved into the other end position via the actuator 14 and thus the direct connection between the feed line 9 and the nozzle feed line 9.1 is established and the injection process can thus take place. If the actuator 14 is deactivated, then the slide body 19 is pushed back into its locked position by means of a return spring 21.
  • an annular space 22 is provided for pressure relief, which is at a distance from the slide body. is limited by a piston body 23 connected to it.
  • the arrangement here is such that the pressure-effective surfaces of the slide body 19 on the one hand and the piston body 23 on the other hand are the same, or at least almost the same.
  • a pressure relief of the slide body is effected, so that the liquid pressure applied via the pressure accumulator 11 has no or practically no force effect on the slide body in the opening direction or in the closing direction, so that the force of the actuator 14 on the one hand and for moving the slide body into the open position the force of the return spring 21 is sufficient for the return movement.
  • the injection valve can be designed as a slide valve or as a seat valve.
  • a piezo-electric actuator is provided as the actuator 14, the end face 24 of which is closed off by a membrane 25 which delimits a pressure chamber 26.
  • the pressure chamber 26 is connected via a liquid line 27 to the piston 23 on the slide body 19, so that when the actuator is activated and the length change associated therewith, liquid is pressed out of the pressure chamber 23 via the line 27, which then pushes the slide body 19 moves to its open position.
  • Leakage lines 28 ensure that the amount of liquid required for displacement of the slide body 19 is always balanced in the pressure chamber 26.
  • FIG. 4 shows details for the control valve 13 as a 2/2-way seat valve.
  • the overflow chamber 18 has a seat 18.1 at its end positions that define the closed position.
  • the slide body 19 has a correspondingly assigned seat 19.1.
  • the arrangement is now such that the inner surface of the seat surface 18.1 also delimits the guides 29 for the slide body, so that the piston 23 delimiting the annular space 22 also has the same diameter as the inner edge of the seat surfaces.
  • the piezoelectric actuator enables a variable valve lift and thus a variable opening cross section, as a result of which the flow and thus the injection rate can be influenced.
  • Fig. 5 the design of the control valve as a 3/2-way seat valve is also shown on a larger scale. Since the basic structure corresponds to the structure described with reference to FIG. 4, reference can again be made to the previous description. The only difference is that a further annular space 30 is assigned to the slide body 19 on the side facing away from the annular space 22, into which the return line 16.1 opens. This ensures that, in the illustrated blocking position, the pressure chamber 3 is connected via the nozzle feed line 9.1 and the overflow chamber 18 to the return line 16.1 and thus to the low pressure side 17 of the liquid supply 10. If the actuator moves the slide body 19 into its other end position, then the return line 16.1 is closed off from the overflow chamber 18, so that the liquid can only flow into the pressure chamber 3 via the direct connection between the feed line 9 and the nozzle feed line 9.1.
  • control valve 13 can also be structurally integrated in a simple manner into the injection valve, so that there is a narrow injection valve with short flow paths between the pressure chamber 3 and the valve itself.

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Abstract

The invention relates to an injection valve, especially a fuel injection valve, comprising a housing (2) wherein a pressure chamber (3) is located. A supply line (9) for the liquid to be injected under pressure opens into this pressure chamber, said supply line (9) being connected to a liquid supply (10). The pressure chamber (3) also has at least one outlet (7) which is configured as an injection nozzle. A valve needle (5) which is connected to a piston (4) and which is guided in such a way that it can move against the force of a return spring (6) is also arranged in the pressure chamber (3). Said valve needle closes the outlet (7) when the pressure chamber is pressureless. The inventive injection valve also has control valve (13) which is located in the line (9) for the liquid, said control valve being relieved of pressure and being connected to the actuating drive (14).

Description

Bezeichnung: Direktgesteuertes Einspritzventil, insbesondere KraftstoffeinspritzventilName: Directly controlled injection valve, especially fuel injection valve
Beschreibungdescription
Bei Kolbenbrennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung in der sogenannten Common-Rail-Technik wird der einzuspritzende Kraftstoff mit Hilfe einer Pumpe in einem vorgeschalteten Drucksystem konstant unter einem vorgegebenen Druck gehalten. Die Einspritzventile der einzelnen Zylinder stehen mit diesem Drucksystem in unmittelbarer Verbindung, so daß beim jeweiligen Öffnen eines Einspritzventils der unter Druck stehenden Kraftstoff unmittelbar aus dem Drucksystem praktisch verzögerungsfrei in den Zylinder eingespritzt werden kann. Die Steuerung der Einspritzventile erfolgte bisher jeweils über ein Servoventil. Da ein Servoventil nur einen Teilstrom schaltet, kann es sehr klein dimensioniert werden, wodurch sich sehr kleine Schaltzeiten ergeben. Den einzuspritzenden Kraftstoffström schaltet dann die Ventilnadel, die durch den Servokreis gesteuert wird. Nachteilig ist bei diesem System, daß das dynamische Verhalten des Einspritzventils weniger durch das schnelle Servoventil als durch das dynamische Verhalten des Servokreises insgesamt bestimmmt wird, der im allgemeinen langsamer ist als das Servoventil.In piston internal combustion engines with fuel injection in the so-called common rail technology, the fuel to be injected is kept constant under a predetermined pressure by means of a pump in an upstream pressure system. The injection valves of the individual cylinders are directly connected to this pressure system, so that when an injection valve is opened, the fuel under pressure can be injected into the cylinder practically without delay from the pressure system. Up to now, the injection valves have been controlled via a servo valve. Since a servo valve only switches a partial flow, it can be dimensioned very small, which results in very short switching times. The fuel flow to be injected is then switched by the valve needle, which is controlled by the servo circuit. The disadvantage of this system is that the dynamic behavior of the injection valve is determined less by the fast servo valve than by the dynamic behavior of the servo circuit as a whole, which is generally slower than the servo valve.
Die Dynamik des Einspritzventils läßt sich entscheidend verbessern, wenn man mit einem mit Stellantrieb verbundenen Ventil den einzuspritzenden Kraftstoffström schaltet. Zur direkten Steuerung der Einspritzung wurde hierzu vorgeschlagen, die Ventilnadel direkt zu betätigen, beispielsweise mit einem piezo-elektrischen Aktuator (DE-A-36 21 541; Rumphorst, "Ein neues elektronisches Hochdruckeinspritzsystem für Dieselmotoren", MTZ 56, Haft 3, 1995). Nachteilig ist bei diesem Lösungsvorschlag, daß durch die großen druckbelasteten Flächen an der Ventilnadel bei dem hohem Einspritzdruck ein sehr großer Stellantrieb mit entsprechenden Kraftreserven erforderlich ist, der nicht nur teuer, sondern wiederum träge ist und der bei den üblicherweise elektrisch betätigten Stellantrieben eine hohe elektrische Energie zum Schalten benötigt.The dynamics of the injection valve can be significantly improved if the fuel flow to be injected is switched with a valve connected to an actuator. For direct control of the injection, it has been proposed to actuate the valve needle directly, for example with a piezoelectric actuator (DE-A-36 21 541; Rumphorst, "A New Electronic High-Pressure Injection System for Diesel Engines", MTZ 56, Haft 3, 1995) . The disadvantage of this proposed solution is that the large pressure-loaded areas on the valve needle at the high injection pressure mean that a very large actuator with corresponding power reserves is required, which is not only expensive but in turn sluggish and which requires high electrical energy to switch in the case of the usually electrically actuated actuators.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einspritzventil zu schaffen, das eine direkte Schaltung des einzuspritzenden KraftstoffStroms ermöglicht, das andererseits jedoch den Einsatz von Stellantrieben, insbesondere elektrischen Stellantrieben ermöglicht, die einen Betrieb mit darstellbarem Energieaufwand erlauben.The invention has for its object to provide an injection valve which enables a direct switching of the fuel flow to be injected, but which, on the other hand, enables the use of actuators, in particular electric actuators, which allow operation with a representable amount of energy.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Einspritzventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil, mit einem Gehäuse, in dem ein Druckraum angeordnet ist, in den eine mit einer Flüssigkeitsversorgung verbundene Zuleitung für die unter Druck ein- zuspritzende Flüssigkeit einmündet und der wenigstens eine als Einspritzdüse ausgebildete Austrittsoffnung aufweist, in dem ferner eine mit einem Kolben verbundene und gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschiebbar geführte Ventilnadel angeordnet ist, die bei drucklos gesetztem Druckraum die Aus- trittsöffnung verschließt, und mit einem in der Zuleitung für die Flüssigkeit angeordneten druckentlasteten Steuerventil, das mit einem Stellantrieb verbunden ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß über das Steuerventil der einzuspritzende Kraftstoffström direkt, d. h. als Vollstrom geschaltet werden kann. Wird das Steuerventil geöffnet, steht der Druckraum unmittelbar mit der unter Druck stehenden Flüssigkeitsversorgung, bei Kraftfahrzeugen mit dem Common Rail, in Verbindung, wobei der hohe Kraftstoffdruck gegen die Kraft der Rückstellfeder über den Kolben die Ventilnadel abhebt, so daß der Kraftstoff über die als Einspritzdüse ausgebildete Austritts- öffnung wieder aus dem Druckraum austreten kann. Wird das Steuerventil geschlossen, wird der Druckraum drucklos, so daß die Rückstellfeder die Ventilnadel wieder in Schließstellung schieben kann. Von Bedeutung ist hierbei, daß das Steuerven- til als druckentlastetes Ventil ausgebildet ist, so daß trotz der Tatsache, daß über das Steuerventil der unter hohem Druck stehende Vollstrom unmittelbar geschaltet wird, über die Druckentlastung des Ventils selbst nur geringe Stellkräfte aufzubringen sind. Das Steuerventil kann hierbei entweder als Schieberventil oder aber als Sitzventil ausgebildet werden. In der einfachsten Ausführungsform kann das Steuerventil als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Steuerventil als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet ist, das die Zuleitung je nach Steuerstellung mit der Hochdruckseite oder mit der Niederdruckseite der Flüssigkeitsversorgung verbindet. Hierdurch wird in Schließstellung der Ventilnadel der Druckraum mit dem Niederdruck verbunden, so daß der Druckraum schnell entlastet wird und damit ein schnelles Schließen der Ventilnadel möglich und eine Nacheinspritzung vermieden wird.This object is achieved by an injection valve, in particular a fuel injection valve, with a housing in which a pressure chamber is arranged, into which a supply line for the liquid to be injected under pressure opens and which has at least one outlet opening designed as an injection nozzle a valve needle connected to a piston and displaceably guided against the force of a return spring is also arranged, which closes the outlet opening when the pressure chamber is depressurized, and with a pressure-relieved control valve arranged in the supply line for the liquid and connected to an actuator. This arrangement has the advantage that the fuel flow to be injected can be switched directly, ie as a full flow, via the control valve. If the control valve is opened, the pressure chamber is directly connected to the pressurized liquid supply, in motor vehicles with the common rail, the high fuel pressure against the force of the return spring lifting the valve needle via the piston, so that the fuel flows through the as an injection nozzle trained outlet opening can emerge again from the pressure chamber. If the control valve is closed, the pressure chamber is depressurized so that the return spring can push the valve needle back into the closed position. It is important here that the control valve is designed as a pressure-relieved valve, so that despite the fact that the full current, which is under high pressure, is switched directly via the control valve, only small actuating forces are released via the pressure relief of the valve itself are to be applied. The control valve can either be designed as a slide valve or as a seat valve. In the simplest embodiment, the control valve can be designed as a 2/2-way valve. However, it is particularly advantageous if the control valve is designed as a 3/2-way valve which, depending on the control position, connects the feed line to the high-pressure side or to the low-pressure side of the liquid supply. As a result, the pressure chamber is connected to the low pressure in the closed position of the valve needle, so that the pressure chamber is quickly relieved of pressure and thus a quick closing of the valve needle is possible and post-injection is avoided.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuerventil einen Überströmraum aufweist, der über eine Düsenzuleitung mit dem Druckraum verbunden ist und in dem ein mit dem Stellantrieb in Verbindung stehender Schieberkörper hin und her bewegbar geführt ist, der in der einen Endstellung die Zuleitung gegenüber dem Überströmraum sperrt und in der anderen Endstellung freigibt und daß die Zuleitung in einen Ringraum mündet, der mit Abstand zum Schieberkörper durch einen mit diesem verbundenen Kolbenkörper begrenzt wird und daß die druckwirksame Fläche von Schieberkörper und Kolbenkörper gleich, zumindest nahezu gleich ist. Durch diese Ausgestaltung werden druckbelastete Flächen vermieden, die bei einer Druckbeaufschlagung durch den zu schaltenden Flüssigkeitsstrom eine nach außen wirksame Kraft verursachen könnten. Durch die Zuordnung eines zusätzlichen Kolbenkörpers zum Schieberkörper wird ein Kräf- tegleichgewicht der druckbeaufschlagten Flächen bewirkt, so daß für die Bewegung des Schieberkörpers lediglich die Stellkräfte aufzubringen sind, und zwar sowohl für die Bewegung in die Öffnungsstellung als auch für die Rückbewegung und die Sperrstellung, die praktisch nur durch die zu überwindenden Strö ungs-, Massen- und Reibkräfte bestimmt sind. Die Anordnung eines zusätzlichen Kolbenkörpers zum Schieberkörper kann sowohl für die Ausbildung des Steuerventils als Schieberventil als auch für die Ausbildung des Steuerventils als Sitz- ventil vorgesehen werden. Bei einem Schieberventil ist der Schieberkörper selbst als Kolben ausgebildet, so daß hier über gleiche Kolbendurchmesser die Forderung erfüllt werden kann. Bei der Ausbildung als Sitzventil läßt sich diese Vor- gäbe dadurch erfüllen, daß die Dichtkante des Ventilssitzes den gleichen Durchmesser aufweist wie der Kolben, so daß die effektiv druckbelasteten Flächen sehr klein sind.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the control valve has an overflow chamber which is connected to the pressure chamber via a nozzle feed line and in which a slide body which is connected to the actuator is movably guided to and fro, which in one end position has the feed line blocks against the overflow space and releases in the other end position and that the feed line opens into an annular space which is delimited at a distance from the slide body by a piston body connected to it and that the pressure-effective area of the slide body and piston body is the same, at least almost the same. This configuration avoids pressure-loaded surfaces which, when pressurized by the liquid flow to be switched, could cause an externally effective force. By assigning an additional piston body to the slide body, a force equilibrium of the pressurized surfaces is brought about, so that only the actuating forces have to be applied for the movement of the slide body, both for the movement into the open position and for the return movement and the locked position are practically determined only by the flow, mass and friction forces to be overcome. The arrangement of an additional piston body for the slide body can be used both for the design of the control valve as a slide valve and for the design of the control valve as a seat valve. valve are provided. In the case of a slide valve, the slide body itself is designed as a piston, so that the requirement can be met here via the same piston diameter. When designed as a seat valve, these requirements can be met in that the sealing edge of the valve seat has the same diameter as the piston, so that the effective pressure-loaded areas are very small.
Bei der Ausbildung des Steuerventils als 3/2-Wege-Ventil ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß dem Überströmraum auf der der Einmündung der Zuleitung abgekehrten Seite eine Ablaufleitung zugeordnet ist, die in Sperrstellung des Schieberkörpers mit der Düsenzuleitung in Verbindung steht. Hierdurch ist gewährleistet, daß beim Schließen des Steuerventils die sich im Druckraum befindliche Flüssigkeitsmenge durch den mit der Ventilnadel verbundenen Kolben nicht mehr durch die Austrittsoffnung verdrängt werden muß, sondern unmittelbar nach dem Schließen des Steuerventils über die Ablaufleitung abfluten kann. Damit ist gewährleistet, daß über die Rückstell- kraft der Rückstellfeder die Ventilnadel sehr schnell und ohne Nachspritzen in die Schließstellung verschoben werden kann.In the design of the control valve as a 3/2-way valve, it is provided according to the invention that a discharge line is assigned to the overflow space on the side facing away from the mouth of the supply line, which is connected to the nozzle supply line in the blocking position of the slide body. This ensures that when the control valve is closed, the amount of liquid in the pressure chamber no longer has to be displaced through the outlet opening by the piston connected to the valve needle, but can flow out via the drain line immediately after the control valve is closed. This ensures that the restoring force of the return spring allows the valve needle to be moved into the closed position very quickly and without injection.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Ablaufleitung eine Strömungsdrossel angeordnet ist. Während des Schaltvorganges, d. h. in der Zeit, in der der Schieberkörper aus seiner Sperrstellung in die Öffnungsstellung bewegt wird, steht die mit dem Hochdruck in Verbindung stehende Zuleitung über den Überströmraum mit der Ab- laufleitung in Verbindung, die ihrerseits mit dem Niederdruck in Verbindung steht, so daß hier an sich ein direkter Abfluß von Hochdruckflüssigkeit möglich ist. Durch die Anordnung einer Strömungsdrossel in der Ablaufleitung ergibt sich hier eine Verzögerung im Flüssigkeitsabfluß und eine weitgehende Vermeidung eines störenden Druckabfalls.In an expedient embodiment of the invention it is provided that a flow restrictor is arranged in the drain line. During the switching process, i.e. H. during the time in which the slide body is moved from its blocking position into the open position, the supply line connected to the high pressure is connected via the overflow space to the discharge line, which in turn is connected to the low pressure, so that here direct discharge of high pressure liquid is possible. The arrangement of a flow restrictor in the drain line results in a delay in the liquid outflow and a largely avoidance of a disturbing pressure drop.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuerventil mit seinem Stellantrieb in axialer Rieh- tung hinter dem Druckraum dem Gehäuse zugeordnet ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Leitungslängen zwischen der Austrittsoffnung einerseits und dem Steuerventil andererseits auf ein Minimum verkürzt werden, so daß hier Totzeiten praktisch vermieden sind.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the control valve with its actuator in an axial direction device behind the pressure chamber is assigned to the housing. This arrangement ensures that the line lengths between the outlet opening on the one hand and the control valve on the other hand are reduced to a minimum, so that dead times are practically avoided here.
Als Stellantrieb kann ein elektromagnetischer, magnetostrik- tiver oder auch ein piezo-elektrischer Aktuator eingesetzt werden, da diese Aktuatoren einen geringen Raumbedarf besit- zen und dementsprechend auch in das Gehäuse des Steuerventils integriert werden können. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn der Stellantrieb hydraulisch mit dem Schieberkörper in Wirkverbindung steht. Das bietet die Möglichkeit mit geringen Stellwegen auf der Aktuatorseite verhältnismäßig große Stellwege auf der Schieberkörperseite zu erzeugen.An electromagnetic, magnetostrictive or even a piezoelectric actuator can be used as the actuator, since these actuators have a small space requirement and can accordingly also be integrated into the housing of the control valve. It is expedient here if the actuator is hydraulically operatively connected to the slide body. This offers the possibility of producing relatively large travel ranges on the slide body side with small travel ranges on the actuator side.
Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to schematic drawings of exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 in Form eines Fließbildes eine Anordnung mitFig. 1 in the form of a flow diagram with an arrangement
2/2-Wege-Ventil,2/2 way valve,
Fig. 2 in Form eines Fließbildes eine Anordnung mit 3/2-Wege-Ventil,2 in the form of a flow diagram an arrangement with a 3/2-way valve,
Fig. 3 ein Einspritzventil im Längsschnitt,3 shows an injection valve in longitudinal section,
Fig. 4 in einer vergrößerten Darstellung den Ventilbereich X in Fig. 3,4 is an enlarged view of the valve area X in Fig. 3,
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Ventilbereichs X in Fig. 3 für eine andere . Ausführungsform.Fig. 5 is an enlarged view of the valve area X in Fig. 3 for another. Embodiment.
Die schematische Darstellung in Fig. 1 zeigt ein Einspritzventil 1 mit einem Gehäuse 2, das einen Druckraum 3 aufweist, in dem eine mit einem Kolben 4 verbundene Ventilnadel 5 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 6 hin und her bewegbar geführt i-st.The schematic illustration in FIG. 1 shows an injection valve 1 with a housing 2, which has a pressure chamber 3, in which a valve needle 5 connected to a piston 4 counteracts the force of a return spring 6 moved back and forth i-st.
Der Druckraum 3 weist wenigstens eine, die Einspritzdüse bil- dende Düsenöffnung 7 auf, die durch die Spitze 8 der Ventilnadel 5 über die Rückstellfeder 6 verschließbar ist.The pressure chamber 3 has at least one nozzle opening 7 forming the injection nozzle, which can be closed by the tip 8 of the valve needle 5 via the return spring 6.
In den Druckraum 3 mündet eine Düsenzuleitung 9.1 für die einzuspritzende Flüssigkeit ein, die an druckentlastetes Steuerventil 13 angeschlossen ist, das über eine Zuleitung 9 an eine Flüssigkeitsversorgung 10 angeschlossen ist. Die Flüssigkeitsversorgung 10 wird im wesentlichen durch einen Druckspeicher 11 und eine Hochdruckpumpe 12 gebildet, wobei die Hochdruckpumpe 12 im Druckspeicher 11 die Flüssigkeit konstant unter einem vorgegebenen Vordruck hält.A nozzle feed line 9.1 for the liquid to be injected opens into the pressure chamber 3 and is connected to a pressure-relieved control valve 13 which is connected to a liquid supply 10 via a feed line 9. The liquid supply 10 is essentially formed by a pressure accumulator 11 and a high-pressure pump 12, the high-pressure pump 12 in the pressure accumulator 11 keeping the liquid constant at a predetermined admission pressure.
Das Steuerventil 13 ist über einen Stellantrieb 14 betätigbar. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steuerventil 13 als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet.The control valve 13 can be actuated via an actuator 14. In the exemplary embodiment shown here, the control valve 13 is designed as a 2/2-way valve.
Der der Düsennadel 5 abgekehrte Raum 15 des Gehäuses 2 steht über eine Rücklaufleitung 16 mit der Niederdruckseite 17 der Flüssigkeitsversorgung in Verbindung, so daß aus dem Druckraum 3 in den Raum 15 austretende Leckflüssigkeitsmengen ab- fließen können.The space 15 of the housing 2 facing away from the nozzle needle 5 is connected via a return line 16 to the low-pressure side 17 of the liquid supply, so that leakage liquid quantities escaping from the pressure space 3 can flow into the space 15.
In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Steuerventils 13 ist der Druckraum 3 drucklos, so daß durch die Kraft der Rückstellfeder 6 die Ventilnadel 5 mit ihrer Spitze 8 auf ihren Sitz gedrückt wird und die Düsenöffnung 7 verschließt.In the position of the control valve 13 shown in FIG. 1, the pressure chamber 3 is depressurized, so that the force of the return spring 6 presses the valve needle 5 with its tip 8 onto its seat and closes the nozzle opening 7.
Wird das Steuerventil 13 geschaltet, so wird der Druckraum 3 mit dem Druckspeicher 11 unmittelbar verbunden, so daß der Kolben 4 gegen die Kraft der Rückstellfeder 6 vom Flüssig- keitsdruck angehoben wird und die Düsenöffnung 7 freigegeben wird, so daß für die Dauer der Öffnung eine entsprechende Flüssigkeitsmenge in den zu versorgenden Raum, beispielsweise in den Zylinder einer Kolbenbrennkraftmaschine eingespritzt wird. Sobald das Steuerventil 13 wieder in die Schließstellung zurückgefahren wird, fällt der Flüssigkeitsdruck im Druckraum 3 ab und die Spitze der Ventilnadel 5 schließt die Öffnung 7 wieder.If the control valve 13 is switched, the pressure chamber 3 is connected directly to the pressure accumulator 11, so that the piston 4 is raised against the force of the return spring 6 by the liquid pressure and the nozzle opening 7 is released, so that a for the duration of the opening appropriate amount of liquid injected into the space to be supplied, for example in the cylinder of a piston internal combustion engine becomes. As soon as the control valve 13 is moved back into the closed position, the liquid pressure in the pressure chamber 3 drops and the tip of the valve needle 5 closes the opening 7 again.
Das Schaltbild gem. Fig. 2 zeigt das anhand von Fig. 1 beschriebene System mit einem als 3/2-Wege-Ventil ausgebildeten Steuerventil 13. Der Aufbau entspricht im übrigen dem Aufbau gem. Fig. 1, so daß für gleiche Bauelemente gleiche Bezugs- zeichen angegeben sind. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß der Druckraum 3 über eine Rücklaufleitung 16.1 mit dem Niederdruckseite 17 der Flüssigkeitsversorgung 10 in Verbindung steht. Wird das Steuerventil 13 geschaltet, dann wird die Rücklaufleitung 16.1 verschlossen und, wie zuvor be- schrieben, die Zulaufleitung 9 mit dem Druckspeicher 11 verbunden, so daß der Einspritzvorgang erfolgen kann. Wird anschließend das Steuerventil 13 zurückgeschaltet, dann wird die in Fig. 2 dargestellte Verbindung zwischen dem Druckraum 3 über die Zulaufleitung 9 und die Ablaufleitung 16.1 mit der Niederdruckseite 17 hergestellt, so daß auf diese Weise der Druckraum 3 mit dem Schaltvorgang praktisch drucklos gesetzt wird und so die Ventilnadel 5 schneller schließen kann und ein Nachspritzen oder Nachtropfen vermieden ist.The circuit diagram acc. FIG. 2 shows the system described with reference to FIG. 1 with a control valve 13 designed as a 3/2-way valve. The structure otherwise corresponds to the structure according to FIG. Fig. 1, so that the same reference numerals are given for the same components. The only difference is that the pressure chamber 3 is connected to the low-pressure side 17 of the liquid supply 10 via a return line 16.1. If the control valve 13 is switched, then the return line 16.1 is closed and, as previously described, the supply line 9 is connected to the pressure accumulator 11 so that the injection process can take place. If the control valve 13 is then switched back, the connection shown in FIG. 2 between the pressure chamber 3 via the inlet line 9 and the outlet line 16.1 with the low-pressure side 17 is established, so that in this way the pressure chamber 3 is virtually depressurized with the switching process and so the valve needle 5 can close faster and post-spraying or dripping is avoided.
Um nun die Vorteile voll ausnutzen zu können, die eine direkte Schaltung des Flüssigkeiststroms bietet, ist es zweckmäßig, wenn die Länge der Zuleitung 9.1 zwischen dem Steuerventil 13 und dem Druckraum 3 möglichst kurz bemessen wird. In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffeinspritz- ventils mit integriertem Steuerventil dargestellt. Das Steuerventil ist als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet, so daß hinsichtlich Aufbau und Funktion auf das Schaltschema gem. Fig. 1 verwiesen werden kann. In Fig. 1 verwendete Bezugszeichen sind für identische Bauteile übernommen.In order to be able to take full advantage of the advantages offered by direct switching of the liquid stream, it is expedient if the length of the feed line 9.1 between the control valve 13 and the pressure chamber 3 is as short as possible. 3 shows an exemplary embodiment of a fuel injection valve with an integrated control valve. The control valve is designed as a 2/2-way valve, so that in terms of structure and function according to the circuit diagram. Fig. 1 can be referenced. Reference numerals used in Fig. 1 are adopted for identical components.
Das Einspritzventil selbst entspricht in seinem Aufbau der schematischen Darstellung gem. Fig. 1, so daß für gleiche Bauelemente auch hier die gleichen Bezugszeichen angegeben sind.The structure of the injection valve itself corresponds to the schematic representation according to FIG. Fig. 1, so that for the same Components here are given the same reference numerals.
In dem Gehäuse 2 ist die mit dem Kolben 4 versehene Ventilna- del 5 axial verschiebbar geführt, die den Druckraum 3 durchsetzt. Die Ventilnadel 5 wird durch die Kraft der Rückstellfeder 6 in Schließstellung gehalten. In den Druckraum 3 mündet die Zuleitung 9.1 ein.The valve needle 5 provided with the piston 4, which passes through the pressure chamber 3, is guided axially displaceably in the housing 2. The valve needle 5 is held in the closed position by the force of the return spring 6. The supply line 9.1 opens into the pressure chamber 3.
Das Steuerventil 13 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel in das Einspritzventil integriert und in axialer Richtung, in Strömungsrichtung vor dem Druckraum 3, dem Gehäuse 2 zugeordnet. Einzelheiten des Aufbaus werden nachstehend anhand einer vergrößerten Darstellung in Fig. 4 näher erläutert.In the exemplary embodiment shown here, the control valve 13 is integrated into the injection valve and is assigned to the housing 2 in the axial direction, in the flow direction in front of the pressure chamber 3. Details of the structure are explained in more detail below with the aid of an enlarged illustration in FIG. 4.
Das Steuerventil 13 besteht im wesentlichen aus einem Uber- strömraum 18, der über die Düsenzuleitung 9.1 mit dem Druckraum 3 verbunden ist und in dem ein Schieberkörper 19 hin und her bewegbar geführt ist, der mit dem Stellantrieb 14 in Verbindung steht.The control valve 13 essentially consists of an overflow chamber 18 which is connected to the pressure chamber 3 via the nozzle feed line 9.1 and in which a slide body 19 is movably guided to and fro, which is connected to the actuator 14.
Die mit dem Druckspeicher 11 (hier nicht dargestellt) in Verbindung stehende Zuleitung 9 mündet am einen Ende in den Überströmraum 18. Der Schieberkörper ist nun so ausgebildet, daß er in der einen Endstellung, wie hier dargestellt, die Zuleitung 9 gegenüber dem Überströmraum 18 sperrt und in der anderen Endstellung freigibt, sobald der Schieberkörper über den Stellantrieb 14 in die andere Endstellung verschoben ist und damit die direkte Verbindung zwischen der Zuleitung 9 und der Düsenzuleitung 9.1 hergestellt ist und so der Einspritzvorgang erfolgen kann. Wird der Stellantrieb 14 deaktiviert, dann wird der Schieberkörper 19 über eine Rückstellfeder 21 wieder in seine Sperrstellung zurückgeschoben.The supply line 11, which is connected to the pressure accumulator 11 (not shown here), opens into the overflow space 18 at one end. The slide body is now designed such that, in one end position, as shown here, it blocks the supply line 9 with respect to the overflow space 18 and releases in the other end position as soon as the slide body is moved into the other end position via the actuator 14 and thus the direct connection between the feed line 9 and the nozzle feed line 9.1 is established and the injection process can thus take place. If the actuator 14 is deactivated, then the slide body 19 is pushed back into its locked position by means of a return spring 21.
Da über die Zuleitung 9 der Schieberkörper 19 dem vollen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt wird, ist zur Druckentlastung ein Ringraum 22 vorgesehen, der mit Abstand zum Schieberkör- per durch einen mit diesem verbundenen Kolbenkörper 23 begrenzt wird. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß die druckwirksame Flächen des Schieberkörpers 19 einerseits und des Kolbenkörpers 23 andererseits gleich, zumindest nahezu gleich sind. Durch diese Maßnahme wird eine Druckentlastung des Schieberkörpers bewirkt, so daß der über den Druckspeicher 11 anstehende Flüssigkeitsdruck keine oder praktisch keine Kraftwirkung auf den Schieberkörper in Öffnungsrichtung oder in Schließrichtung ausübt, so daß zur Bewegung des Schieberkörpers in die Öffnungsstellung die Kraft des Stellantriebs 14 einerseits und für die Rückbewegung die Kraft der Rückstellfeder 21 ausreicht. Das Einspritzventil kann als Schieberventil oder auch als Sitzventil ausgebildet sein.Since the slide body 19 is exposed to the full liquid pressure via the feed line 9, an annular space 22 is provided for pressure relief, which is at a distance from the slide body. is limited by a piston body 23 connected to it. The arrangement here is such that the pressure-effective surfaces of the slide body 19 on the one hand and the piston body 23 on the other hand are the same, or at least almost the same. By this measure, a pressure relief of the slide body is effected, so that the liquid pressure applied via the pressure accumulator 11 has no or practically no force effect on the slide body in the opening direction or in the closing direction, so that the force of the actuator 14 on the one hand and for moving the slide body into the open position the force of the return spring 21 is sufficient for the return movement. The injection valve can be designed as a slide valve or as a seat valve.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Stellantrieb 14 ein piezo-elektrischer Aktuator vorgesehen, dessen Stirnseite 24 durch eine Membran 25 abgeschlossen ist, die einen Druckraum 26 begrenzt. Der Druckraum 26 steht über eine Flüssigkeitsleitung 27 mit dem Kolben 23 am Schieberkör- per 19 in Verbindung, so daß bei einer Aktivierung des Aktua- tors und der damit verbundenen Längenänderung Flüssigkeit aus dem Druckraum 23 über die Leitung 27 gedrückt wird, die dann den Schieberkörper 19 in seine Öffnungsstellung verschiebt. Über Leckageleitungen 28 ist dafür Sorge getragen, daß die für eine Verschiebung des Schieberkörpers 19 erforderliche Flüssigkeitsmenge im Druckraum 26 immer ausgeglichen wird.In the exemplary embodiment shown here, a piezo-electric actuator is provided as the actuator 14, the end face 24 of which is closed off by a membrane 25 which delimits a pressure chamber 26. The pressure chamber 26 is connected via a liquid line 27 to the piston 23 on the slide body 19, so that when the actuator is activated and the length change associated therewith, liquid is pressed out of the pressure chamber 23 via the line 27, which then pushes the slide body 19 moves to its open position. Leakage lines 28 ensure that the amount of liquid required for displacement of the slide body 19 is always balanced in the pressure chamber 26.
In der vergrößerten Darstellung gem. Fig. 4 sind Einzelheiten für das Steuerventil 13 als 2/2-Wege-Sitzventil dargestellt. Wie die Darstellung erkennen läßt, weist der Überströmraum 18 an seiner die Schließstellung definierenden Endstellungen eine Sitzfläche 18.1 auf. Der Schieberkörper 19 weist eine dementsprechend zugeordnete Sitzfläche 19.1 auf. Die Anordnung ist nun so getroffen, daß die Sitzfläche 18.1 mit ihrer In- nenkante zugleich die Führungen 29 für den Schieberkörper begrenzen, so daß auch der den Ringraum 22 begrenzende Kolben 23 den gleichen Durchmesser aufweist wie die innenliegende Kante der Sitzflächen. Dadurch ist gewährleistet, daß in der hier dargestellten Schließstellung über den hohen Druck, der über die Zuleitung 9 im Ringraum ansteht, sowohl der Schieberkörper 19 in Öffnungsrichtung als auch der Kolben 23 in Schließrichtung beaufschlagt und damit die gewünschte Druk- kentlastung bewirkt wird und somit die Kraft der Rückstellfeder 21 ausreicht, um den Schieberkörper 19 in Schließstellung zu halten bzw. in die Schließstellung zurückzuführen. Der piezoelektrische Aktuator ermöglicht einen variablen Ventilhub und damit einen variablen Öffnungsquerschnitt, wodurch der Durchfluß und damit die Einspritzrate beeinflußt werden kann.In the enlarged representation acc. Fig. 4 shows details for the control valve 13 as a 2/2-way seat valve. As the illustration shows, the overflow chamber 18 has a seat 18.1 at its end positions that define the closed position. The slide body 19 has a correspondingly assigned seat 19.1. The arrangement is now such that the inner surface of the seat surface 18.1 also delimits the guides 29 for the slide body, so that the piston 23 delimiting the annular space 22 also has the same diameter as the inner edge of the seat surfaces. This ensures that in the The closed position shown here, via the high pressure which is present in the annular space via the feed line 9, acts on both the slide body 19 in the opening direction and the piston 23 in the closing direction and thus brings about the desired pressure relief and thus the force of the return spring 21 is sufficient to to keep the slide body 19 in the closed position or to return it to the closed position. The piezoelectric actuator enables a variable valve lift and thus a variable opening cross section, as a result of which the flow and thus the injection rate can be influenced.
In Fig. 5 ist ebenfalls in größerem Maßstab die Ausbildung des Steuerventils als 3/2-Wege-Sitzventil dargestellt. Da der Grundaufbau dem anhand von Fig. 4 beschriebenen Aufbau entspricht, kann wiederum auf die voraufgegangene Beschreibung verwiesen werden. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß dem Schieberkörper 19 auf der dem Ringraum 22 abgekehrten Seite ein weiterer Ringraum 30 zugeordnet ist, in den die Rücklaufleitung 16.1 ausmündet. Hierdurch wird erreicht, daß in der dargestellten Sperrstellung der Druckraum 3 über die Düsenzuleitung 9.1 und den Überströmraum 18 mit der Rücklauf- leitung 16.1 und damit mit der Niederdruckseite 17 der Flüssigkeitsversorgung 10 in Verbindung steht. Wird durch den Stellantrieb der Schieberkörper 19 in seine andere Endstellung verschoben, dann wird die Rücklaufleitung 16.1 gegenüber dem Überströmraum 18 verschlossen, so daß die Flüssigkeit nur über die direkte Verbindung zwischen Zuleitung 9 und Düsenzuleitung 9.1 in den Druckraum 3 strömen kann.In Fig. 5, the design of the control valve as a 3/2-way seat valve is also shown on a larger scale. Since the basic structure corresponds to the structure described with reference to FIG. 4, reference can again be made to the previous description. The only difference is that a further annular space 30 is assigned to the slide body 19 on the side facing away from the annular space 22, into which the return line 16.1 opens. This ensures that, in the illustrated blocking position, the pressure chamber 3 is connected via the nozzle feed line 9.1 and the overflow chamber 18 to the return line 16.1 and thus to the low pressure side 17 of the liquid supply 10. If the actuator moves the slide body 19 into its other end position, then the return line 16.1 is closed off from the overflow chamber 18, so that the liquid can only flow into the pressure chamber 3 via the direct connection between the feed line 9 and the nozzle feed line 9.1.
Da nun während des Schaltvorganges kurzfristig eine unmittelbare Strömungsverbindung zwischen der unter Hochdruck stehenden Zuleitung 9 und der mit der Niederdruckseite 17 in Verbindung stehenden Rücklaufleitung 16.1 hergestellt wird und so aufgrund des Druckgefälles kurzfristig auch hier ein Flüssigkeitsabfluß mit Druckabfall erfolgen würde, ist zweckmäßigerweise in der Ablaufleitung 16.1 eine Drossel 31 vorgese- hen, so daß ein "Kurzschluß" zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite des Systems vermieden ist.Since a direct flow connection between the high-pressure supply line 9 and the return line 16.1 connected to the low-pressure side 17 is now established for a short time during the switching process, and because of the pressure drop, a liquid drain with pressure drop would also take place here briefly, is expedient in the drain line 16.1 a throttle 31 provided hen so that a "short circuit" between the high pressure side and the low pressure side of the system is avoided.
Wie die Fig. 3, 4 und 5 erkennen lassen, läßt sich das Stellventil 13 auch konstruktiv in einfacher Weise in das Einspritzventil integrieren, so daß sich ein schmalbauendes Einspritzventil mit kurzen Strömungswegen zwischen dem Druckraum 3 und dem Ventil selbst ergibt. 3, 4 and 5 can be seen, the control valve 13 can also be structurally integrated in a simple manner into the injection valve, so that there is a narrow injection valve with short flow paths between the pressure chamber 3 and the valve itself.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Einspritzventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil, mit einem Gehäuse ( 2 ) , in dem ein Druckraum ( 3 ) angeordnet ist, in den eine mit einer Flüssigkeitsversorgung (10) verbundene Zuleitung (9) für die unter Druck einzuspritzende Flüssigkeit einmündet und der wenigstens eine als Einspritzdüse ausgebildete Austrittsoffnung (7) aufweist, in dem ferner eine mit einem Kolben (4) verbundene und gegen die Kraft einer Rückstellfeder (6) verschiebbar geführte Ventilnadel1. Injection valve, in particular fuel injection valve, with a housing (2) in which a pressure chamber (3) is arranged, into which a supply line (9) connected to a liquid supply (10) for the liquid to be injected under pressure opens and the at least one as Injection nozzle formed outlet opening (7), in which a valve needle connected to a piston (4) and displaceably guided against the force of a return spring (6)
(5) angeordnet ist, die bei drucklos gesetztem Druckraum (3) die Austrittsoffnung (7) verschließt und mit einem in der Zuleitung (9) für die Flüssigkeit angeordneten druckentlasteten Steuerventil (13), das mit einem Stellantrieb (14) verbunden ist.(5) is arranged, which closes the outlet opening (7) when the pressure chamber (3) is depressurized and with a pressure-relieved control valve (13) arranged in the feed line (9) for the liquid, which is connected to an actuator (14).
2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (13) als Schieberventil ausgebildet ist.2. Injection valve according to claim 1, characterized in that the control valve (13) is designed as a slide valve.
3. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil als Sitzventil ausgebildet ist.3. Injection valve according to claim 1, characterized in that the control valve is designed as a seat valve.
4. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (13) als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet ist.4. Injection valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control valve (13) is designed as a 2/2-way valve.
5. Einspritzventil nach einem der ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (13) als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet ist, daß die Zuleitung (9) je nach Steuerstellung mit der Hochdruckseite (11) oder mit der Niederdruckseite5. Injector according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control valve (13) is designed as a 3/2-way valve that the feed line (9) depending on the control position with the high pressure side (11) or with the low pressure side
(17) der Flüssigkeitsversorgung (10) verbunden ist.(17) the liquid supply (10) is connected.
6. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (13) einen Überströmraum (18) aufweist, der über eine Düsenzuleitung (9.1) mit dem6. Injection valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control valve (13) has an overflow chamber (18) which via a nozzle feed line (9.1) with the
Druckraum (3) verbunden ist und in dem ein mit dem Stellantrieb (14) in Verbindung stehender Schieberkörper (19) hin und her bewegbar geführt ist, der in der einen Endstellung die Zuleitung (9) gegenüber dem Überströmraum (18) sperrt und in der anderen Endstellung die Zuleitung (9) freigibt, daß die Zuleitung (9) in einen Ringraum (22) mündet, der mit Abstand zum Schieberkörper (19) durch einen mit diesem verbun- denen Kolbenkörper (23) begrenzt wird und daß die druckwirksame Fläche von Schieberkörper (19) und Kolbenkörper (23) gleich, zumindest nahezu gleich ist.Pressure chamber (3) is connected and in which a slide body (19) connected to the actuator (14) is movably guided back and forth, which is in one end position the feed line (9) blocks from the overflow space (18) and in the other end position the feed line (9) releases the feed line (9) into an annular space (22) which is at a distance from the slide body (19) by one with it connected piston body (23) is limited and that the pressure-effective area of slide body (19) and piston body (23) is the same, at least almost the same.
7. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Uberstromraum (18) auf der der Einmündung der Zuleitung (9) abgekehrten Seite eine Ablaufleitung (16,1) zugeordnet ist, die in Sperrstellung des Schieberkörpers (19) mit der Düsenzuleitung (9.1) in Verbindung steht.7. Injection valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the overflow space (18) on the side facing away from the confluence of the feed line (9) is assigned a discharge line (16, 1) which, in the locked position of the slide body (19) the nozzle feed line (9.1) is connected.
8. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (16) eine Strömungsdrossel (31) angeordnet ist.8. Injection valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that a flow restrictor (31) is arranged in the return line (16).
9. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (13) mit seinem Stellantrieb (14) in axialer Richtung, in Strömungsrichtung vor hinter dem Druckraum (3), dem Gehäuse (2) zugeordnet ist.9. Injection valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the control valve (13) with its actuator (14) in the axial direction, in the flow direction before the pressure chamber (3), the housing (2) is assigned.
10. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (14) durch einen elektromagnetischen Aktuator gebildet wird.10. Injection valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the actuator (14) is formed by an electromagnetic actuator.
11. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (14) durch einen magne- tostriktiven Aktuator gebildet wird.11. Injection valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the actuator (14) is formed by a magnetostrictive actuator.
12. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (14) durch einen piezo- elektrischen Aktuator gebildet wird. 12. Injection valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the actuator (14) is formed by a piezoelectric actuator.
13. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (14) hydraulisch mit dem Schieberkörper (19) in Wirkverbindung steht. 13. Injection valve according to one of claims 1 to 12, characterized in that the actuator (14) is hydraulically operatively connected to the slide body (19).
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