DE10042570A1 - Fuel injector for internal combustion engine has injector opening stroke controlled by piezo actuator - Google Patents
Fuel injector for internal combustion engine has injector opening stroke controlled by piezo actuatorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector for internal combustion engines according to the Preamble of claim 1.
Aus der DE-OS 27 49 378 ist eine solche Kraftstoffeinspritzdüse bekannt, die ein von Zeit zu Zeit auftretendes Verkoken von außenliegenden Spritzlöchern verhindern soll. Die Kraftstoffeinspritzdüse besitzt eine entgegen der Strömungsrichtung öffnende Düsennadel, an der ein im Bereich des Kraftstoffaustritts in einem Düsenkörper radial dichtend geführter, einen der Kraftstoffleitung dienender Kanal aufnehmender Kolben angeordnet ist, bei dessen Hubbewegung eine Aufsteueröffnung mindestens eine Spritzöffnung aufsteuert. Die Kraftstoffeinspritzdüse ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzöffnung in der Düsennadel und die Aufsteueröffnung im Düsenkörper angeordnet ist. Die Öffnungsbewegung der Düsennadel erfolgt durch den Kraftstoff, der an einer Druckschulter an der Düsennadel angreift. Der Verschluß der Spritzöffnungen erfolgt durch Abdecken der Spritzöffnungen mittels der Zylinderwand, in der die Aufsteueröffnung vorgesehen ist.Such a fuel injector is known from DE-OS 27 49 378, which from time to time Preventing coking of external spray holes that occurs over time. The Fuel injection nozzle has a nozzle needle that opens against the direction of flow which is guided radially sealingly in the area of the fuel outlet in a nozzle body, one the fuel line serving channel receiving piston is arranged at the Lift movement opens a control opening at least one spray opening. The Fuel injection nozzle is characterized in that the spray opening in the nozzle needle and the control opening is arranged in the nozzle body. The opening movement of the nozzle needle is done by the fuel, which acts on a pressure shoulder on the nozzle needle. The The spray openings are closed by covering the spray openings by means of the Cylinder wall in which the control opening is provided.
Diese Art Kraftstoffeinspritzdüse ist für hohen Kraftstoffdrücken nicht geeignet, da der Verschluß nicht ausreichend dicht ist.This type of fuel injector is not suitable for high fuel pressures because of the Closure is not tight enough.
Aus der DE 42 28 359 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bekannt, die einen den Druckraum axial begrenzenden vom Kraftstoff beaufschlagten Kolben aufweist, mit einer die Düsennadel mit der Dichtfläche des Schließkopfes entgegen der Kraftstoffströmung gegen den Ventilsitz spannenden Schließfeder, und mit nadelhubabhängig steuerbaren Spritzöffnungen im Kolben der Düsennadel. Der Kolben weist eine axial zum Druckraum hin offene, von einem Mantel umfangsseitig begrenzte Ausnehmung auf. Die Spritzöffnungen sind Teil von den Mantel durchsetzenden Durchbrüchen, die axial versetzt von der Dichtfläche des Schließkopfes im Umfang des Mantels münden.From DE 42 28 359 A1 a fuel injection nozzle is known, which the pressure chamber has axially limiting pistons acted upon by the fuel, with a the nozzle needle with the sealing surface of the closing head against the fuel flow against the valve seat exciting closing spring, and with spray openings that can be controlled depending on the needle stroke in the piston of the Nozzle needle. The piston has a jacket that is open axially towards the pressure chamber recess limited on the circumference. The spray openings are part of the jacket penetrating breakthroughs that are axially offset from the sealing surface of the closing head in The circumference of the jacket opens.
Aus der DE 44 44 363 A1 ist eine mehrstrahlige Kraftstoffeinspritzdüse bekannt. Diese besitzt in der Düsennadel mindestens eine weitere in Hubrichtung der Düsennadel mit Axialabstand zu einer anderen angeordnete Spritzlochreihe. Eine zugehörige Federschließvorrichtung ist so ausgebildet, daß die Düsennadel jeweils eine stabile Hublage einnimmt, wenn der volle Lochquerschnitt der Spritzlöcher jeweils einer Spritzlochreihe von der Steuerkante freigegeben ist.A multi-jet fuel injection nozzle is known from DE 44 44 363 A1. This has in the nozzle needle at least one further in the stroke direction of the nozzle needle with an axial distance another row of spray holes arranged. An associated spring closing device is like this trained that the nozzle needle each assumes a stable stroke position when the full Hole cross section of the spray holes one spray hole row released from the control edge is.
Nachteilig ist, daß die Einstellung der Hublage von der Federkennlinie der Einzelfedern abhängig ist, wodurch sich kein variabler Hub einstellen läßt.It is disadvantageous that the adjustment of the stroke position from the spring characteristic of the individual springs is dependent, which means that no variable stroke can be set.
Aus der DE 196 23 211 A1 ist weiterhin ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei der insbesondere die Ausbildung einer definierten Dichtkante angestrebt wird, die durch unterschiedliche Konuswinkel von Ventildichtfläche und Ventilsitzfläche erreicht werden soll. Zudem sind auch hier Reihen von Spritzlochreihen vorgesehen, die nacheinander aufsteuerbar sind.A fuel injection valve is also known from DE 196 23 211 A1, in which in particular the formation of a defined sealing edge is aimed for by different cone angles of the valve sealing surface and the valve seat surface are to be achieved. In addition, rows of rows of spray holes are also provided here, which can be opened one after the other are.
In der DE 198 34 867 A1 ist eine Einspritzdüse für eine direkt einspritzende Brennkraftmaschine beschrieben. Die Einspritzdüse weist eine Hohlnadel mit einer konzentrisch angeordneten Innennadel auf. Durch den Kraftstoffdruckes wird vermittels eines die Hohlnadel umgebenden Druckraum diese angehoben und erste Gruppe von Spritzöffnungen freigegeben. Danach ist es möglich, durch Anheben der Innennadel eine zweite Gruppe von Einspritzöffnungen freizugeben. Nachteilig ist die Ausführung in Hohlnadel und Innennadel.DE 198 34 867 A1 describes an injection nozzle for a direct injection internal combustion engine described. The injection nozzle has a hollow needle with a concentrically arranged one Inner needle on. Due to the fuel pressure, one surrounds the hollow needle Pressure chamber raised this and released the first group of spray openings. After that it is possible by lifting the inner needle a second group of injection openings release. The disadvantage is the execution in hollow needle and inner needle.
Aus der DE 199 05 152 C1 ist noch eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen bekannt. Eine zentrische Bohrung in der Düsennadel bildet mit dem Düsenkörper einen Druckraum, der seinerseits durch eine Bohrung in der Düsennadel (5) ständig mit einem Hochdruckzulauf verbunden ist. Eine Schulter am brennraumseitigen Ende der Düsennadel liegt an einer Dichtkante zwischen Düsenkörper und Düsennadel den Druckraum abdichtend an. Ein Piezoaktor ist zur Betätigung der Düsennadel durch eine hydraulische Koppelung mit dieser verbunden, wobei durch das Einschalten des Piezoaktors die Düsennadel definierte Hublagen einnimmt und Spritzöffnungen gegenüber der Aufsteueröffnung in Überdeckung gelangen, so daß Kraftstoff aus dem Hochdruckzulauf in den Brennraum einströmen kann. Von Nachteil ist der sich aufbauende Druckraum zum Heben der Düsennadel.A fuel injection nozzle for internal combustion engines is also known from DE 199 05 152 C1. A central bore in the nozzle needle forms a pressure chamber with the nozzle body, which in turn is permanently connected to a high-pressure inlet through a bore in the nozzle needle ( 5 ). A shoulder at the end of the nozzle needle on the combustion chamber lies against the sealing space between the nozzle body and the nozzle needle and seals the pressure chamber. A piezo actuator is connected to actuate the nozzle needle by means of a hydraulic coupling, the nozzle needle assuming defined stroke positions when the piezo actuator is switched on, and spray openings overlap with the control opening, so that fuel can flow into the combustion chamber from the high-pressure inlet. A disadvantage is the pressure chamber that builds up for lifting the nozzle needle.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen anzugeben, deren Düsennadel variabel unterschiedliche Hublagen einnimmt, um verschiedene Reihen von Spritzlöchern freizugeben und eine flexible Einspritzverlaufsformung zu erhalten. The object of the invention is to provide a fuel injector for Specify internal combustion engines, the nozzle needle variable stroke positions adopts to expose different rows of spray holes and a flexible Get injection history shaping.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß die Düsennadel einen an ihren beiden Enden verschlossen Kanal aufweist, eine Feder zwischen Düsenkörper und einem Anschlag an der Düsennadel die Düsennadel mit der Schulter auf der Dichtkante zwischen Düsenkörper und Düsennadel gegen den Druck des Kraftstoff in der Bohrung abdichtend hält, wobei durch das Einschalten des Piezoaktors die Düsennadel entgegen der Kraft der Feder definierte Hublagen einnimmt und Spritzöffnungen gegenüber der Aufsteueröffnung in Überdeckung gelangen, so daß Kraftstoff aus dem Hochdruckzulauf in den Brennraum einströmen kann.This object is in connection with those mentioned in the preamble of claim 1 Features solved in that the nozzle needle a channel closed at both ends has a spring between the nozzle body and a stop on the nozzle needle Counter the nozzle needle with the shoulder on the sealing edge between the nozzle body and the nozzle needle keeps the pressure of the fuel in the bore sealing, by switching on the Piezo actuator takes the nozzle needle against the force of the spring defined stroke positions and Spray orifices overlap with the pilot port, so that fuel can flow into the combustion chamber from the high pressure inlet.
Der Piezoaktor schiebt die Düsennadel entgegen den wirkenden Kräften (hydraulische Kraft Fhydr, Federkraft FF, Dämpfungskraft Fdämpf und Trägheitskraft der Düsennadel) nach unten. Durch den beidseitig verschlossenen Kanal in der Düsennadel baut sich im Kanal kein Druck auf, der zu einem damit bewirkten Heben oder Senken der Düsennadel führt. Für das Schließen der Düsennadel ist allein der Federdruck verantwortlich. Das Öffnen der Aufsteueröffnungen bewirkt der Piezoaktor.The piezoelectric actuator pushes the nozzle needle against the acting forces (F hydr hydraulic force, spring force F F, F atten damping force and inertial force of the nozzle needle) down. Due to the channel in the nozzle needle which is closed on both sides, no pressure builds up in the channel, which leads to the nozzle needle being raised or lowered thereby. Only the spring pressure is responsible for closing the nozzle needle. The piezo actuator opens the control openings.
Durch die genaue Positionierbarkeit des Piezoaktors ist es dabei möglich, die Düsennadel so zu positionieren, daß die gewünschten Spritzlochquerschnitte freigegeben werden. Geschlossen werden die Spritzlöcher wiederum durch die Kraft der Feder. Somit ist die Freigabe der Spritzlöcher vorteilhaft unabhängig vom vorherrschenden Einspritzdruck im Druckspeicher.The precise positioning of the piezo actuator makes it possible to close the nozzle needle in this way position that the required spray hole cross sections are released. Closed the spray holes become in turn by the force of the spring. Thus the release of the Spray holes are advantageous regardless of the prevailing injection pressure in the pressure accumulator.
Die Feder ist vorteilhaft in einer Einlassung im Düsenkörper vorgesehen, die auf einen Anschlag am oberen Ende der Düsennadel drückt, um die Düsennadel sicher gegen sich im Düsenkörper aufbauende Drücke sicher zu schließen. Durch den Verschluß des Kanals am oberen und unteren Ende baut sich kein bedeutender Druck auf, der die Düsennadel in einer axialen Richtung verschiebt, so daß die Federkraft nicht am Druck des Druckspeichers bemessen werden muß.The spring is advantageously provided in an opening in the nozzle body, which stops at a stop at the top of the nozzle needle presses to secure the nozzle needle against itself in the nozzle body closing pressures safely. By closing the channel at the top and bottom In the end, no significant pressure builds up that pushes the nozzle needle in an axial direction moves so that the spring force does not have to be measured by the pressure of the pressure accumulator.
Zur Verhinderung eines seitlichen Druck vom Hochdruckzulauf auf die Düsennadel ist im Düsenkörper in Höhe der Bohrung in der Düsennadel eine ringförmige Nut zum Druckausgleich vorgesehen. Vorteilhaft sind mehrere Bohrungen in der Düsennadel in Höhe der ringförmigen Nut zur Verbindung mit dem Kanal vorgesehen.To prevent side pressure from the high pressure inlet on the nozzle needle is in Nozzle body at the level of the hole in the nozzle needle an annular groove for pressure equalization intended. Several holes in the nozzle needle at the level of the annular are advantageous Groove intended for connection to the duct.
Es ist vorteilhaft, zwischen einer Bohrung im Düsenkörper und der Düsennadel eine Hülse vorzusehen, die bis an eine erste Aufsteueröffnung im Düsenkörper reicht, wobei bei einer derartigen Ausführung der über die Hülse überstehende Teil der Düsennadel eine Schulter zum Abdichten bildet. Die Hülse bildet ihrerseits einen Dichtkante für die Schulter an der Düsennadel, wodurch Spritzlöcher und Aufsteueröffnungen im ausgeschalteten Zustand des Piezoaktors von der Feder verschlossen gehalten werden.It is advantageous to have a sleeve between a bore in the nozzle body and the nozzle needle provide that extends to a first opening in the nozzle body, with one such a design of the part of the nozzle needle projecting over the sleeve is a shoulder Sealing forms. The sleeve in turn forms a sealing edge for the shoulder on the nozzle needle, whereby spray holes and control openings when the piezo actuator is switched off the spring are kept closed.
Vorteilhaft befinden sich in der Düsennadel zum Kanal verlaufende Spritzlöcher, die in Reihe übereinander angeordnet sind. Es ist dabei vorteilhaft, für eine Vor- oder eine Nachspritzeinrichtung jeweils nur die untere reihe Spritzlöcher zu öffnen. Für größere Einspritzmengen während einer Haupteinspritzung können mehrere Reihen von Spritzlöchern geöffnet werden. Es lassen sich mit der vom Piezoaktor erzeugten Höhe des Hubes mit derselben Düsennadel unterschiedliche Querschnittsgrößen öffnen und mit der Einschaltzeit die Einspritzdauer bestimmen, wodurch der Einspitzverlauf modulierbar ist.There are advantageously spray holes running in the nozzle needle to the channel, which are in series are arranged one above the other. It is advantageous for a pre or a Post-injection device only to open the lower row of spray holes. For bigger ones Injection volumes during a main injection can be multiple rows of spray holes be opened. It can be used with the height of the stroke generated by the piezo actuator Open the nozzle needle in different cross-sectional sizes and switch on with the switch-on time Determine the injection duration, whereby the injection pattern can be modulated.
Die Gestaltung der Spritzlochquerschnitte erfolgt vorteilhaft entsprechend dem Prinzip der Registerdüse nach Potz, D.; Kreh, A.; Warga, J.: Variable Orifice Geometry Verified on the Two-phase Nozzle (VRD).The spray hole cross sections are advantageously designed in accordance with the principle of Register nozzle according to Potz, D .; Kreh, A .; Warga, J .: Variable Orifice Geometry Verified on the Two-phase nozzle (VRD).
Für eine genaue Bestimmung der Hublage wird der Piezoaktor vorteilhaft mit einem Wegmeßsystem versehen, das mit der Ansteuerung des Piezoaktors verbunden und auswertbar ist.For a precise determination of the stroke position, the piezo actuator is advantageously used with a Provide position measuring system, which is connected to the control of the piezo actuator and can be evaluated is.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. In the Drawings show:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse mit Piezoaktor, Fig. 1 a fuel injector with piezoelectric actuator according to the invention,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung zu Fig. 1, Fig. 2 is an enlarged view of FIG. 1,
Fig. 3 eine zu Fig. 1 gehörige Detaildarstellung; geschlossener Zustand, FIG. 3 shows a detailed representation belonging to FIG. 1; closed state,
Fig. 4 eine zu Fig. 1 gehörige Detaildarstellung; offener Zustand, FIG. 4 shows a detailed representation belonging to FIG. 1; open condition,
Fig. 5 eine zu Fig. 1 gehörige Detaildarstellung; teiloffener Zustand, FIG. 5 shows a detailed representation belonging to FIG. 1; partially open condition,
Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung einer Formung eines Einspritzverlaufs. Fig. 6 is a diagram showing a shaping of an injection curve.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse, bestehend aus Piezoaktor 1, Ausgleichsbehälter 2, hydraulischer Koppelung 3, Düsenkörper 4 und Düsennadel 5. Der Piezoaktor 1 in Stapelbauweise ist mit einem Ende festgelegt und steht mit dem anderen Ende mit der Düsennadel 5 über eine hydraulische Koppelung 3 in Verbindung. Zur Versorgung der hydraulischen Kopplung 3 mit Hydraulikflüssigkeit ist ein Ausgleichsbehälter 2 über eine Drossel 7 angeschlossen. Die Düsennadel 5 ist axial verschiebbar im Düsenkörper 4 eingelassen. Die Düsennadel 5 weist einen zentrisch verlaufenden Kanal 10 auf, der mit einem Hochdruckzulauf 8 über eine Bohrung 13 in Verbindung steht. Die Kanal 10 ist am oberen und am unteren Ende der Düsennadel 5 verschlossen. Am unteren Ende sind die Mantelfläche durchstoßende Spritzlöcher vorgesehen, die mit dem Kanal 10 verbunden sind. In einer Aussparung im Düsenkörper 4 ist eine Feder 6 eingesetzt, die gegen einen Anschlag an der Düsennadel 5 drückt. Die Feder 6 ist in Bewegungsrichtung des Piezoaktors vorgespannt. Fig. 1 shows a fuel injector according to the invention, consisting of the piezoelectric actuator 1, the expansion tank 2, hydraulic coupling 3, nozzle body 4 and the nozzle needle 5. The stacked piezo actuator 1 is fixed at one end and is connected at the other end to the nozzle needle 5 via a hydraulic coupling 3 . To supply the hydraulic coupling 3 with hydraulic fluid, an expansion tank 2 is connected via a throttle 7 . The nozzle needle 5 is axially displaceable in the nozzle body 4 . The nozzle needle 5 has a central channel 10 which is connected to a high-pressure inlet 8 via a bore 13 . The channel 10 is closed at the upper and lower ends of the nozzle needle 5 . At the lower end, piercing spray holes are provided which are connected to the channel 10 . In a recess in the nozzle body 4 , a spring 6 is used, which presses against a stop on the nozzle needle 5 . The spring 6 is biased in the direction of movement of the piezo actuator.
Zwischen dem unteren Ende der Düsennadel 5 und dem Boden in der Bohrung des Düsenkörpers 4 besteht ein kleiner Zwischenraum in der Größe, dass die Düsennadel 5, infolge einer Betätigung des Piezoaktors 1, eine axiale Verschiebung ausführen kann.Between the lower end of the nozzle needle 5 and the bottom in the bore of the nozzle body 4 there is a small space in the size that the nozzle needle 5 can perform an axial displacement as a result of actuation of the piezo actuator 1 .
In der Fig. 2 ist wird eine vergrößerte Darstellung zu der Fig. 1 gezeigt. Dargestellt ist der Düsenkörper 4 mit der Düsennadel 5 und weiteren Teilen. Die Düsennadel 5 ist entlang der Mittellinie gebrochen dargestellt, wobei die linke Seite bezogen auf die Mittellinie einen offenen Zustand und die rechte Seite einen geschlossenen Zustand der Aufsteueröffnung 12 zeigt.An enlarged representation of FIG. 1 is shown in FIG. 2. The nozzle body 4 is shown with the nozzle needle 5 and other parts. The nozzle needle 5 is shown broken along the center line, the left side showing an open state with respect to the center line and the right side showing a closed state of the opening 12 .
Zwischen Düsennadel 5 und der Bohrung im Düsenkörper 4 ist eine Hülse 9 vorgesehen, die bis an eine erste Aufsteueröffnung 12 im Düsenkörper 4 reicht. Das Ende der Hülse 9 bildet dort eine Dichtkante. Die Düsennadel 5 ist ihrerseits entsprechend der Länge der Hülse 9 in ihrem Durchmesser um den Betrag der Dicke der Hülse 9 reduziert. Der Teil der Düsennadel 5 mit dem größeren Durchmesser bildet eine Schulter 16. Die Schulter 16 schlägt an der Dichtkante der Hülse 9 an und verschließt die Aufsteueröffnung 12 zum Brennraum 14.Between the nozzle needle 5 and the bore in the nozzle body 4 , a sleeve 9 is provided which extends to a first opening 12 in the nozzle body 4 . The end of the sleeve 9 forms a sealing edge there. The nozzle needle 5 is in turn reduced in diameter according to the length of the sleeve 9 by the amount of the thickness of the sleeve 9 . The part of the nozzle needle 5 with the larger diameter forms a shoulder 16 . The shoulder 16 abuts the sealing edge of the sleeve 9 and closes the opening 12 to the combustion chamber 14 .
Ohne Beaufschlagung des Piezoaktors 1 wird der Kanal 10 in der Düsennadel 5, vom Hochdruckzulauf 8 her, über die Bohrung 13 mit dem unter Druck stehenden Kraftstoff 14 versorgt. Die Schulter 16 der Düsennadel 5 liegt an der Dichtkante der Hülse 9 an. Die Aufsteueröffnung 12 zum Brennraum ist geschlossen.Without the piezo actuator 1 being acted upon, the channel 10 in the nozzle needle 5 is supplied with the pressurized fuel 14 from the high-pressure inlet 8 via the bore 13 . The shoulder 16 of the nozzle needle 5 lies against the sealing edge of the sleeve 9 . The control opening 12 to the combustion chamber is closed.
Sobald der Piezoaktor 1 beaufschlagt wird, werden die auf die Düsennadel 5 wirkenden Kräfte (ggf. eine hydraulische Kraft Fhydr, Federkraft FF, Dämpfungskraft Fdämpf und Trägheitskraft der Düsennadel 5) überwunden und die Düsennadel 5 in Richtung zum Brennraum 13 verschoben. Die Schulter 16 hebt von der Dichtkante an der Hülse 9 ab. Augenblicklich entsteht eine Verbindung zwischen der Aufsteueröffnung 12 und dem Kanal 10 in der Düsennadel 5 über in der Düsennadel 5 befindliche Spritzlöcher 11, so daß Kraftstoff 15 in den Brennraum 14 einströmen kann. Bei einem geringen Hub wird nur ein erstes oder eine erste Reihe von Spritzlöchern 11 frei gegeben.When the piezoelectric actuator is applied to 1, the force acting on the nozzle needle 5 forces (if necessary, a hydraulic force F hydr, spring force F F, damping force F atten and inertia force of the nozzle needle 5) overcome and the nozzle needle moved in the direction of the combustion chamber 13. 5 The shoulder 16 lifts off the sealing edge on the sleeve 9 . A connection is immediately established between the control opening 12 and the channel 10 in the nozzle needle 5 via spray holes 11 located in the nozzle needle 5 , so that fuel 15 can flow into the combustion chamber 14 . With a small stroke, only a first or a first row of spray holes 11 is exposed.
Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen jeweils ein zu Fig. 1 gehöriges Detail. Fig. 3 gibt einen geschlossenen, Fig. 4 einen offenen und Fig. 5 einen teiloffenen Zustand wieder. Entsprechend der in Fig. 3 gezeigten Darstellung sind beide Spritzlöcher 11 verschlossen. In Fig. 5 ist ein Spritzloch und in Fig. 4 sind beide Spritzlöcher frei. Damit läßt sich eine flexible Einspritzverlaufsformung des Kraftstoffs 15 im Brennraum 14 erzielen. FIGS. 3, 4 and 5 each show a due to FIG. 1 detail. Fig. 3 is a closed, Fig. 4 in an open and Fig. 5 is a partially open state. According to the illustration shown in Fig. 3, both spray holes 11 are closed. In Fig. 5 there is a spray hole and in Fig. 4 both spray holes are free. A flexible injection curve shaping of the fuel 15 in the combustion chamber 14 can thus be achieved.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm für eine variable Einspritzverlaufsformung. Im oberen Teil ist ein Arbeitsspiel über der Zeit aufgetragen. Dargestellt ist die Hubhöhe über der Zeit. Das Arbeitsspiel beginnt mit geschlossener Aufsteueröffnung 12. Bei Einstellung der ersten Hublage h vermittels der Ansteuerung des Piezoaktors 1 wird beispielsweise nur eine erste Reihe Spritzlöcher 11 freigegeben. Ohne Schaltpause t des Piezoaktors 1 wird nach bestimmter Zeit t der Hub erhöht, wodurch eine zweite Reihe von Einspritzvolumen 11 freigegeben werden kann. Nachdem der Piezoaktor 1 in die Ausgangsstellung (Hublage Null) gebracht wurde, werden zwei, zeitlich voneinander getrennte kurze Hübe ausgelöst. Der Hub läßt sich noch erhöhen, womit beispielsweise eine dritten Reihe Einspritzlöcher freigegeben werden kann. Fig. 6 is a diagram showing a variable injection rate. In the upper part, a work cycle is plotted over time. The lifting height is shown over time. The working cycle begins with the control opening 12 closed. When the first stroke position h is set by activating the piezo actuator 1 , for example only a first row of spray holes 11 is released. Without switching pause t of the piezo actuator 1 , the stroke is increased after a certain time t, as a result of which a second row of injection volumes 11 can be released. After the piezo actuator 1 has been brought into the initial position (zero stroke position), two short strokes, separated in time, are triggered. The stroke can be increased, which can be used to open a third row of injection holes, for example.
Im unteren Teil des Diagramms ist der während des Arbeitsspiels variabel geöffnete Querschnitt dargestellt. Die Querschnittsöffnung ergibt sich aus der Hublage und der Querschnittsform sowie der Anordnung der Spritzlöcher in Reihe oder einzeln. Damit läßt sich leicht eine Voreinspritzung mit unmittelbar anschließender Haupteinspritzung sowie zeitlich abgesetzter Nacheinspritzung formen. Alle Einspritzungen lassen sich unabhängig vom Kraftstoffdruck z. B. durch Veränderung der Zeit dynamisch anpassen. In the lower part of the diagram is the cross section that is variably open during the work cycle shown. The cross-sectional opening results from the stroke position and the cross-sectional shape as well the arrangement of the spray holes in rows or individually. This makes it easy to get one Pre-injection with immediately following main injection as well as at different times Shape post-injection. All injections can be made independently of the fuel pressure, e.g. B. adapt dynamically by changing the time.
11
Piezoaktor
piezo actuator
22
Ausgleichsbehälter
surge tank
33
hydraulische Koppelung
hydraulic coupling
44
Düsenkörper
nozzle body
55
Düsennadel
nozzle needle
66
Feder
feather
77
Drossel
throttle
88th
Hochdruckzulauf
High-pressure inlet
99
Hülse
shell
1010
Kanal
channel
1111
Spritzloch
spiracle
1212
Aufsteueröffnung
Gating opening
1313
Bohrung
drilling
1414
Brennraum
combustion chamber
1515
Kraftstoff
fuel
1616
Schulter
shoulder
1717
Anschlag
attack
Claims (8)
mit einem Düsenkörper (4), in dem eine eine zentrische Bohrung aufweisende Düsennadel (5) geführt ist,
die Düsennadel (5) eine Schulter (16) am brennraumseitigen Ende aufweist, die an einer zwischen Düsenkörper (4) und Düsennadel (5) befindlichen Dichtkante die Spritzöffnungen (11) abdichtend anlegbar ist,
mit am brennraumseitigen Ende nadelhubabhängig steuerbaren Spritzöffnungen (11) in der Düsennadel (5) und Aufsteueröffnungen (12) im Düsenkörper (4), und
einem Piezoaktor (1) zur Betätigung der Düsennadel (5),
dadurch gekennzeichnet, daß
die zentrische Bohrung in der Düsennadel zu einem an beiden Enden verschlossenen Kanal (10) ausgebildet ist,
zumindest eine Bohrung (13) in der Düsennadel (5) zum Kanal (10) vorgesehen ist, die ständig mit einem Hochdruckzulauf (8) verbunden ist,
eine Feder (6) vorgesehen ist, mit der die Schulter (16) auf der Dichtkante die Aufsteueröffnung (12) abdichtend gehalten wird,
und mittels einer Steuereinheit der Piezoaktors (1) die Düsennadel (5) entgegen der Kraft der Feder (6) in definierte Hublagen zeitlich variabel verbringt, womit die Spritzöffnungen (11) gegenüber der Aufsteueröffnung (12) in Überdeckung gelangen, so daß Kraftstoff (15) aus dem Hochdruckzulauf (8) in den Brennraum (14) einströmen kann.1. fuel injection nozzle for internal combustion engines, the injection system of which has a pressure accumulator,
with a nozzle body ( 4 ) in which a nozzle needle ( 5 ) having a central bore is guided,
the nozzle needle ( 5 ) has a shoulder ( 16 ) at the end on the combustion chamber side which can be sealingly applied to the spray openings ( 11 ) on a sealing edge located between the nozzle body ( 4 ) and the nozzle needle ( 5 ),
with spray openings ( 11 ) in the nozzle needle ( 5 ) and control openings ( 12 ) in the nozzle body ( 4 ), which can be controlled as a function of the needle stroke at the end of the combustion chamber, and
a piezo actuator ( 1 ) for actuating the nozzle needle ( 5 ),
characterized in that
the central bore is formed in the nozzle needle to form a channel ( 10 ) closed at both ends,
at least one bore ( 13 ) is provided in the nozzle needle ( 5 ) to the channel ( 10 ), which is constantly connected to a high-pressure inlet ( 8 ),
a spring ( 6 ) is provided with which the shoulder ( 16 ) is held on the sealing edge to seal the opening ( 12 ),
and by means of a control unit of the piezo actuator ( 1 ) spends the nozzle needle ( 5 ) at different times against the force of the spring ( 6 ) in defined stroke positions, so that the spray openings ( 11 ) overlap with the control opening ( 12 ) so that fuel ( 15 ) can flow into the combustion chamber ( 14 ) from the high pressure inlet ( 8 ).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000142570 DE10042570A1 (en) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | Fuel injector for internal combustion engine has injector opening stroke controlled by piezo actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000142570 DE10042570A1 (en) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | Fuel injector for internal combustion engine has injector opening stroke controlled by piezo actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10042570A1 true DE10042570A1 (en) | 2002-03-14 |
Family
ID=7654297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2000142570 Ceased DE10042570A1 (en) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | Fuel injector for internal combustion engine has injector opening stroke controlled by piezo actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10042570A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004007944A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-22 | Daimlerchrysler Ag | Method for operating an internal combustion engine |
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| DE102008059865A1 (en) * | 2008-12-01 | 2010-06-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Injector for liquid or gaseous media, has jet needle guided in housing, where valve is formed at far end of housing and needle, and valve is operated by lifting movements of jet needle relative to housing |
-
2000
- 2000-08-25 DE DE2000142570 patent/DE10042570A1/en not_active Ceased
Cited By (4)
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