DE10140122A1 - Einspritzdüse mit variablem Strömungsspalt - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil mit variablem Strömungsspalt, insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem. DOLLAR A Aufgabe ist es hierbei, ein derartiges Ventil zu schaffen, dessen Strahlmuster auf einfache Weise einzustellen ist. Dies wird durch ein Einspritzventil mit variablem Strömungsspalt gelöst, das ein Ventilgehäuse aufweist, in dem eine Ventilnadel bewegbar angeordnet ist, um einen durch die Ventilnadel (1) und das Ventilgehäuse (2) ausgebildeten Strömungsspalt (4) zu öffnen und zu schließen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ventilnadel (1) durch mindestens ein Aktuatorelement (6, 7, 8; 13a, 13b; 16; 22, 23, 24, 25) derart angeregt wird, dass die Ventilnadel (1) eine oszillierende Bewegung in mindestens eine Raumrichtung durchführt, so dass die Geometrie des Stömungsspaltes (4) steuerbar und das Strahlmuster (S) des Einspritzventils einstellbar ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzdüse mit variablem Strömungsspalt gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere zur Verwendung in Kraftstoffeinspritzsystemen.
• Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Bewegung einer in einer Einspritzdüse angeordneten Ventilnadel beispielsweise mit Hilfe von piezoelektrischen Elementen zu steuern. In der DE 195 19 191 C2 ist ein Einspritzventil mit einer in einem Ventilgehäuse angeordneten Düsennadel, einem Kraftstoffzulauf und einer piezoelektrischen, hydraulisch übersetzten Ansteuereinrichtung beschrieben. Um ein schnelles Schalten des Ventils zu ermöglichen, ist die Anordnung so ausgebildet, dass die Düsennadel über einen Stößel durch einen Sekundärkolben direkt steuerbar ist, der durch den Primärkolben der Piezosteuereinrichtung antreibbar ist. Ein derartiges Einspritzventil ist beispielsweise bei Dieselkraftstoffeinspritzsystemen einsetzbar. Nachteilig dabei ist jedoch, dass bei der hydraulischen Weg-Übersetzung die Betätigungskraft für die Düsennadel zurückgeht.
• Ferner ist aus der DE 195 00 706 A1 ein Zumessventil, insbesondere ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen bekannt, welches einen hydraulischen Wegverstärker zur Umsetzung eines Stellweges eines piezoelektrischen Aktuators aufweist. Bei diesem Ventil sind fluidzuführende und fluidabführende Kanäle voneinander getrennt, wobei das Fluid durch einen in dem Ventilgehäuse angeordneten Kanal in einen Ringraum geführt wird. Hierbei ist jedoch von Nachteil, dass der Kanal das Kraftstoffeinspritzventil während der Zuführung von Kraftstoff in den Ringraum einer Biegespannung unterwirft.
• Ein weiteres Zumessventil zur Dosierung von Flüssigkeiten oder Gasen mit einem piezoelektrischen Stellglied ist in EP 0 218 895 B1 beschrieben. Auf das piezoelektrische Stellglied wirkt dabei direkt der Druck, mit welchem das Ventil beaufschlagt wird. Nachteilig ist, dass nach dem Abheben der Ventilnadel aus dem Ventilsitz der Kraftstoff durch den entstehenden Spalt unkontrollierbar in den Brennraum einspritzt.
• Aus der DE 43 06 073 C1 ist ferner ein Zumessvorrichtung für Fluide bekannt, bei der innerhalb eines Ventilkörpers eine Druckkammer ausgebildet ist, in der ein Druckkolben angeordnet ist. Der Druckkolben weist eine Öffnung auf, in der ein Hubkolben der Düsennadel axial beweglich aufgenommen ist. Hier wird also ein Führungszylinder durch die Öffnung im Druckkolben gebildet. Eine gleichmäßige axiale Bewegung der Düsennadel kann hierbei aber nicht unbedingt gewährleistet werden, da der Hubkolben in dem Druckkolben axial verschiebbar ist, so dass Verkantungen dort auftreten können, die eine axiale Bewegung behindern können.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einspritzventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Strahlbild der von dem Einspritzventil ausgegebenen Flüssigkeit in gewünschter Weise angepasst und variiert werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch ein Einspritzventil mit variablem Strömungsspalt gelöst, das ein Ventilgehäuse aufweist, in dem eine Ventilnadel bewegbar angeordnet ist, um einen durch Ventilnadel und Ventilgehäuse ausgebildeten Strömungsspalt zu öffnen und zu schließen, und ist erfindungsgemäß dadurch ausgezeichnet, dass die Ventilnadel durch mindestens ein Aktuatorelement derart angeregt wird, dass die Ventilnadel eine oszillierende Bewegung in mindestens eine Raumrichtung durchführt, so dass die Geometrie des Strömungsspaltes steuerbar und das Strahlmuster des Einspritzventils einstellbar ist.
• Zweckmäßigerweise wird eine derartige oszillierende Bewegung der Ventilnadel dadurch erreicht, dass die Ventilnadel durch das mindestens eine Aktuatorelement in mechanische Resonanz versetzt wird, wobei ein Auslenkung bei der Verwendung eines einzigen Aktuatorelements in nur eine Raumrichtung erfolgt.
• Vorzugsweise wird die oszillierende Bewegung der Ventilnadel dadurch erreicht, dass die Ventilnadel durch mindestens zwei Aktuatorelemente in mechanische Resonanz versetzt wird, so dass der Ventilnadel überlagerte Vibrationsmoden aufgezwungen werden. Die Vibrationsmoden sind dabei vorteilhafterweise Biege- und/oder Rotationsmoden.
• Eine derartige Überlagerung von erzwungenen Vibrationsmoden entspricht prinzipiell einer sinusförmigen Bewegung oder einer Überlagerung einer sinus- sowie einer cosinusförmigen Bewegung, so dass auf diese Weise eine oszillierende bzw. Pendelbewegung der Ventilnadel erzielt wird. Durch die Schwingungsbewegung der Ventilnadel wird wiederum die strömungstechnisch wirksame Geometrie des Strömungsspalts gesteuert, was auf einfache Weise die Realisierung eines variablen Ventilspalts erlaubt. Dieser Mechanismus ist sehr wirksam, da die Strömungsverhältnisse bei sehr kleinen Spalten und hohen Drücken sehr empfindlich von den geometrischen Verhältnissen abhängen. Folglich hat die erfindungsgemäße Ausgestaltung den Vorteil, dass das Strahlbild aufgrund der Steuerung des Strömungsspaltes eingestellt werden kann. Gleichzeitig kann dadurch eine gezielte Steuerung bzw. Beeinflussung der Durchflussmenge eingestellt werden, was zur Optimierung des Verbrauchs- und/oder Emissionsverhaltens von Verbrennungsmotoren erforderlich bzw. von Nutzen ist.
• Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den sich daran anschließenden Unteransprüchen zu entnehmen.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Abbildungen in näheren Einzelheiten erläutert. In denen zeigt:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung des Auslassbereiches eines nach außen öffnenden Einspritzventils;
• Fig. 2a-e verschiedene Anordnungen von Aktuatorelementen entlang des Umfanges der Ventilnadel;
• Fig. 3 beispielhaftes Strahlmuster des in Fig. 1 dargestellten Einspritzventils;
• Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einspritzventils;
• Fig. 5 eine Ventilnadel mit vertieft angeordnetem Aktuator;
• Fig. 6 eine Ventilnadel mit integriertem, ringförmigem Aktuator;
• Fig. 7 eine schematische Darstellung des in Fig. 6 dargestellten ringförmigen Aktuators;
• Fig. 8 ein spiralförmiges Strahlmuster des in Fig. 4 dargestellten Einspritzventils;
• Fig. 9 ein Erregungssystem mit Spulenanordnung für die erfindungsgemäß oszillierende Ventilnadel;
• Fig. 10 Aktuatoranordnung aus magnetostriktivem Material; und
• Fig. 11 eine Aktuatoranordnung aus zwei ringförmigen, magnetostriktiven Aktuatoren, die um 90° verdreht angeordnet sind.
• Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einspritzventils, das ein nach außen öffnendes Ventil ist. Fig. 1 zeigt der Einfachheit halber in schematischer Darstellung lediglich den Auslassbereich des Einspritzventils. Die Ventilnadel 1 ist innerhalb des Ventilgehäuses 2 bewegbar angeordnet. Die Ventilnadel 1 ist von der Innenwand des Ventilgehäuses 2 durch einen Kanal 5 beabstandet angeordnet. Der Kanal 5 dient dem Transport der durch den Ventilauslass auszustoßenden Flüssigkeit. Der Ventilauslass ist durch eine spaltförmige Öffnung 4 ausgebildet, die zwischen der Ventilnadel 1 und einem geeignet ausgebildeten Ventilsitz 3 am Auslassende des Ventilgehäuses 2 besteht. Durch die geeignete Ausbildung des Ventilsitzes 3 und die bewegbare Anordnung der Ventilnadel 1 kann der Strömungsspalt 4 durch Bewegung der Ventilnadel geöffnet bzw. geschlossen werden.
• Im Gegensatz zum Stand der Technik zeichnet sich die Ventilnadel 1 des erfindungsgemäßen Einspritzventils dadurch aus, dass sie nicht nur - wie üblicherweise mit Hilfe von Druck- bzw. Kraftübertragungsmitteln - in axialer Richtung verschiebbar ist, sondern eine oszillierende Bewegung in eine oder mehrere Raumrichtungen durchführt. Zu diesem Zweck ist an der Ventilnadel 1 mindestens ein Aktuatorelement vorgesehen, um eine Bewegung in mindestens eine Raumrichtung zu bewirken. In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind zwei Aktuatorelemente 6 und 7 vorgesehen. Die Aktuatorelemente bestehen vorzugsweise aus piezoelektrischem oder magnetostriktiven Material. Daneben können auch andere geeignete Aktuatoren verwendet werden, die aus dem Stand der Technik bekannt. Die Aktuatorelemente werden durch ein in Fig. 1 nicht dargestelltes Erregungssystem gesteuert. Durch eine Ansteuerung der Aktuatoren 6, 7 wird die Ventilnadel 1 in mechanische Resonanz versetzt. Durch eine derartige Erregung werden der Ventilnadel 1 überlagerte Vibrationsmoden aufgezwungen, was wiederum zur Oszillationsbewegung der Ventilnadel 1 führt. Die Aktuatoren sind dabei derart ausgelegt, dass die Vibrationsmoden Biege- und/oder Rotationsmoden sind. Die Biegemoden entsprechen dabei einer Bewegung der Ventilnadel 1 entlang der in Fig. 1 mit Pfeil B angedeuteten Richtung. Entsprechend ist eine Drehbewegung der Ventilnadel in Fig. 1 durch Pfeil A schematisch angedeutet. Eine Überlagerung derartiger Biege- und Rotationsmoden wird zur Steuerung einer pendelartigen bzw. oszillierenden Bewegung der Ventilnadel ausgenutzt. Aufgrund einer entsprechenden Anordnung sowie Ansteuerung kann der Grad der Biegung eingestellt und variiert werden. Selbiges gilt für die Rotationsbewegung. Somit kann durch eine geeignete Anordnung und Ansteuerung der Aktuatorelemente der zwischen Ventilsitz 3 und Ventilnadel 1 gebildete Strömungsspalt 4 auf beliebige Art und Weise variiert werden, so dass dadurch wiederum die Auslassmenge bzw. der Auslasszeitpunkt beeinflußt wird.
• In Fig. 2a bis 2e sind einige Anordnungsmöglichkeiten der Aktuatorelemente entlang des Umfangs der Ventilnadel 1 dargestellt. In den Abbildungen ist der Umfang der Ventilnadel jeweils durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die Abbildungen stellen lediglich beispielhafte, nicht einschränkende Möglichkeiten dar. In Fig. 2a sind zwei Aktuatoren gezeigt, die einen Winkel von 180° einschließen. Eine derartige Konfiguration ist beispielsweise für die Erregung einer Biegebewegung geeignet. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass die Erregung einer derartigen Biegemode auch mit lediglich einem Aktuator möglich ist (Fig. 2e). Andererseits kann bei einer Anordnung gemäß Fig. 2a bei gleicher Ansteuerung der beiden Aktuatoren ein Bewegung ausschließlich in Längsrichtung der Ventilnadel, also eine Streckung oder Stauchung der Ventilnadel in axialer Richtung erzeugt werde. In Fig. 2b ist eine Anordnung von zwei Aktuatoren entlang des Außenumfangs der Ventilnadel 1 dargestellt, bei der die Aktuatoren nicht symmetrisch angeordnet sind, sondern einen Winkeln von 45° einschließen. Selbstverständlich können auch mehrere Aktuatoren entlang des Außenumfangs der Ventilnadel angeordnet sein, wie das schematisch in Fig. 2c dargestellt ist. Hierbei ist es vorzuziehen, die Aktuatoren symmetrisch anzuordnen, wie das beispielsweise für drei bzw. sechs Aktuatoren in Fig. 2c dargestellt ist. Daneben kann auch eine segmentartige Aufteilung bzw. Anordnung gewählt werden, wie in Fig. 2d zu sehen ist. Dabei stellen die schraffierten Bereiche 8 die aktiven Aktuatorelemente dar, die durch dazwischen liegend angeordnete passive Bereiche 9 voneinander getrennt sind. Die Strukturierung in passive und aktive Bereiche lässt sich bei piezoelektrischen Aktuatoren einfach durch Anordnung der Elektrodenflächen realisieren. Durch wechselseitige Polung können zudem auf einfache Weise wechselsinnig dehnende Bereiche realisiert werden.
• Ferner sei angemerkt, daß die in Fig. 2a-e angeordneten Aktuatorelemente in der Regel jeweils separat angesteuert werden. Die Aktuatorelemente sind beispielsweise auf der Außenseite der Ventilnadel 1 mittels Kleben angebracht. Um eine Aufwölbung bzw. Verdickung der Ventilnadel im Aktuatorbereich zu verhindern, können die Aktuatoren in entsprechenden (nicht dargestellten) Vertiefungen angeordnet sein, um so eine weiterhin plane Außenseite der Ventilnadel 1 zu gewährleisten. Alternativ können insbesondere piezoelektrische und magnetostriktive Materialien auch auf der Außenseite der Ventilnadel aufgesputtert sein. Selbstverständlich können auch andere geeignete Techniken zum Aufbringen der Aktuatoren verwendet werden. Die genannten Beispiele dienen lediglich der Erläuterung und stellen keine Einschränkung dar.
• Fig. 3 zeigt in Querschnittsansicht schematisch ein Strahlmuster 5 des in Fig. 1 dargestellten Einspritzventils. In den meisten bekannten Systemen wird ein symmetrisches Strahlmuster erzeugt, das in Fig. 3 durchgezogen dargestellt ist. Aufgrund der oszillierenden Anordnung der Ventilnadel kann das in Fig. 1 dargestellte Einspritzventil jedoch auch ein asymmetrisches Strahlprofil (gestrichelt dargestellt) erzeugen. Selbstverständlich ist das durch das erfindungsgemäße Einspritzventil erzeugte Strahlmuster nicht auf die in Fig. 3 dargestellten Muster beschränkt, sondern es kann aufgrund einer geeigneten Anordnung und Ansteuerung der Aktuatoren in beliebiger Weise die Geometrie des Spaltes 4 verändert werden, so dass die von dem Einspritzventil ausgegebene Flüssigkeit mit beliebigen Vorzugsrichtungen ausgegeben wird.
• Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einspritzventils. Wie in Fig. 1 ist die Ventilnadel 1 bewegbar innerhalb eines Ventilgehäuses 2 angeordnet. Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 weist jedoch in Auslassrichtung eine nahezu geschlossene Form auf. Mit anderen Worten, das Ventilgehäuse 1 ist im Auslassbereich der Form der Ventilnadelspitze im wesentlichen nachgebildet. Dieser Bereich ist in Fig. 4 mit Bezugsziffer 10 bezeichnet. Somit wird in der Ausführungsform gemäß Fig. 4 der Strömungsspalt 4 durch den Raum zwischen der Spitze der Ventilnadel 1 und dem Auslassbereich 10 gebildet. Der Auslassbereich 10 weist ferner mehrere Auslassöffnungen 11 zum Ausstoß der durch den Kanal 5 strömenden Flüssigkeit auf. Im Übrigen kann das Einspritzventil gemäß Fig. 4 im Hinblick auf die Flüssigkeitstankzuführung und weitere technischen Einzelheiten genauso wie das in Fig. 1 dargestellte Ventil ausgestaltet sein. Da derartige Ausgestaltungen keinen Einfluss auf die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Einspritzventils haben und übliche technische Ausgestaltungen darstellen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, ist auf eine detaillierte Beschreibung der Einzelheiten verzichtet worden.
• Ebenso wie die Ventilnadel 1 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 weist die Ventilnadel 1 in Fig. 4 auch mindestens ein Aktuatorelement auf, das zur oszillatorischen Anregung der Ventilnadel 1 erforderlich sind. Die Aktuatorelemente sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet. Die Anordnung der Aktuatoren kann dabei wie im Fall der ersten Ausführungsform sein; d. h. entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Möglichkeiten. Eine weitere Möglichkeit die Aktuatorelemente anzuordnen ist in Fig. 5 dargestellt.
• Fig. 5 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer Ventilnadel 1, die z. B. in der Ausführungsform gemäß Fig. 4 verwendet wird. Die in Fig. 5 dargestellte Ventilnadel 1 weist eine Vertiefung 12 auf, in der ein Aktuator 13 angeordnet ist. Dieser Aktuator 13 besteht aus zwei einzelnen Aktuatorelementen, die zueinander verkippt sind. Die Oberflächenseiten der verkippt angeordneten Aktuatorelemente sind dabei mit Bezugsziffern 13a und 13b bezeichnet. Diese Art der Anordnung stellt eine besonders einfache bzw. kompakte Ausgestaltung dar. Andererseits muss die Ventilnadel 1 vorher entsprechend bearbeitet werden.
• Eine weitere Anordnungsmöglichkeit der Aktuatorelemente ist in den Fig. 6 und 7 gezeigt. Wie aus Fig. 6 zu sehen ist, sind mehrere Aktuatorelemente ringförmig, die Längsachse der Ventilnadel 1 umgebend, vorgesehen. Auf diese Weise entsteht ein ringförmiger Aktuator 14. Vorzugsweise ist der Umfangsdurchmesser des ringförmigen Aktuators 14 kleiner oder gleich dem Umfangsdurchmesser der Ventilnadel 1, um somit eine ebene, gleichmäßige Außenseite der Ventilnadel 1 zu schaffen. Eine derartige Anordnung ist insbesondere für Aktuatorelemente aus piezoelektrischem oder magnetostriktiven Material geeignet.
• Fig. 7 zeigt den Aufbau des ringförmigen Aktuators 14 in näheren Einzelheiten. Der ringförmige Aktuator ist derart stapelförmig ausgebildet, dass sich Elektrodenschichten 15 mit Aktuatorschichten 16 abwechseln. Über die Elektroden 15 werden die Aktuatorschichten 16 in gewünschter Weise angesteuert, um eine gezielte oszillatorische Bewegung der Ventilnadel hervorzurufen. Ein derartiger in Fig. 7 dargestellter ringförmiger, stapelförmiger Aktuator 14 weist beispielsweise einen Innendurchmesser von 2, 2 ± 0,1 mm auf, einen Außendurchmesser von 4 ± 0,2 mm auf und eine Tiefe von typischerweise 1 mm.
• Fig. 8 zeigt in dreidimensionaler Darstellung ein Beispiel für ein Strahlmuster S des in Fig. 4 dargestellten Einspritzventils. Aus den im Ventilauslass 10 in geeigneter Weise angeordneten Löchern 11 wird die Flüssigkeit derart ausgesprüht, dass diese beispielsweise spiralförmig ausströmt. Aufgrund einer geeigneten Anordnung der Öffnungslöcher 11 sowie der oszillierenden Bewegung der in Fig. 8 nicht zu sehenden Ventilnadeln 1 wird ein derartiges spiralförmiges Aussprühen realisiert.
• Abschließend sei angemerkt, dass die Aktuatorelemente durch ein vorzugsweise im Ventilgehäuse 2 angeordnetes Erregungssystem (nicht dargestellt) angesteuert werden. Zu diesem Zweck sind die Aktuatorelemente über elektrische Leitungen mit dem Erregungssystem verbunden. Dies bedeutet allerdings, dass der Bereich zwischen Ventilnadel 1 und Ventilgehäuse 2 - d. h. der Kanal 5 - mit elektrischen Leitungen überbrückt werden muss (vgl. z. B. Fig. 1 und 4). Dies bringt aufgrund der oszillierenden Bewegung der Ventilnadel innerhalb des Kanals die Gefahr einer Beschädigung der Leitungen mit sich. Ein Ersetzen der Zuleitung ist aufgrund der geringen Abmessungen des Einspritzventils und des somit nur gering zur Verfügung stehenden Platzes sehr schwierig. Aus gleichem Grund ist ein Auswechseln der Ventilnadel problematisch. Um diesem Problem entgegenzuwirken, ist es vorteilhaft, magnetostriktive Aktuatorelemente zusammen mit einem eine Spulenanordnung aufweisenden Erregungssystem zu verwenden. Hierzu ist zweckmäßigerweise, wie in Fig. 9 gezeigt, im Ventilgehäuse auf Höhe der in bzw. an der Ventilnadel 1 angeordneten Aktuatorelemente 6, 7 eine Spulenanordnung 20, 21 vorgesehen. Die durch die Spulenanordnung erzeugte Feldverteilung ist durch entsprechende, mit Pfeilen versehene Feldlinien schematisch angedeutet. Die Feldlinien laufen hierbei durch entsprechende Flußleitstücke- bzw. Ringe 200, 201, 210 und 211. Somit werden die magnetostriktiven Aktuatorelemente berührungslos, durch induktive Energieübertragung angeregt. Um die induktive Kopplung zu verstärken, kann die Ventilnadel ferner z. B. im Bereich der Aktuatorelemente aus einem weich-magnetischem Material bestehen. Eine derartige Anordnung erfordert keine Leitungen und Kontaktierungen für die Aktuatorelemente, was sowohl die Herstellung als auch ein Auswechseln der Ventilnadel wesentlich vereinfacht.
• Die Aktuatorelemente 6, 7 können in Form von Ringelementen ausgebildet sein, die über den Umfang unterschiedlich polarisiert sind. Dies ist schematisch in Fig. 10 dargestellt, wobei das Ringelement 30 aus unterschiedlichen Segmenten 22, 23, 24, 25 besteht. Hierbei sind die gegenüberliegenden Segmente 23 und 25 in unterschiedliche Richtungen polarisiert (vgl. Pfeilrichtung P). Eine weitere vorteilhafte Anordnung besteht aus zwei Aktuatorringen 31, 32, deren Polarisationsanordnung um 90° gedreht sind. Die beiden Aktuatorringe sind wiederum segmentartig ausgebildet, wobei die Segmente 23a und 25a des oberen Ringes 31 in unterschiedliche Richtungen polarisiert sind, ebenso die Segmente 22b und 24b des unteren Ringes 32.

Claims (14)

1. Einspritzventil mit variablem Strömungsspalt, insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem, mit einem Ventilgehäuse (2), in dem eine Ventilnadel (1) bewegbar angeordnet ist, um einen durch Ventilnadel (1) und Ventilgehäuse (2) ausgebildeten Strömungsspalt (4) zu öffnen und zu schließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (1) durch mindestens ein Aktuatorelement (6, 7; 8; 13a, 13b; 16; 22, 23, 24, 25) derart angeregt wird, dass die Ventilnadel (1) eine oszillierende Bewegung in mindestens eine Raumrichtung durchführt, so dass die Geometrie des Strömungsspaltes (4) steuerbar und das Strahlmuster (S) des Einspritzventils einstellbar ist.

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (1) durch das mindestens eine Aktuatorelement (6, 7; 8; 13a, 13b; 16; 22, 23, 24, 25) in mechanische Resonanz versetzt wird.

3. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilnadel (1) überlagerte Vibrationsmoden aufgezwungen werden, um die Oszillationsbewegung durchzuführen, wobei die Vibrationsmoden Biege- und/oder Rotationsmoden sind.

4. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillationsbewegung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung erfolgt, wobei mindestens ein Aktuatorelement (6, 7; 8; 13a, 13b; 16; 22, 23, 24, 25) zur Anregung der Bewegung in eine Raumrichtung erforderlich ist.

5. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlmuster (S) eine symmetrische, spiralförmige oder eine andere geeignete, asymmetrische Form aufweist.

6. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Aktuatorelementen (6, 7; 8) in Umfangsrichtung symmetrisch verteilt an der Außenseite der Ventilnadel (1) angeordnet sind.

7. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Aktuatorelementen (6, 7; 8) in Umfangsrichtung derart angeordnet sind, dass zwischen den einzelnen Aktuatorelementen (6, 7; 8) ein Winkel von 45° besteht.

8. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilnadel (1) mindestens eine Einkerbung (12) vorgesehen ist, in der ein Aktuator (13) angeordnet ist, der aus zwei zueinander verkippt angeordneten Aktuatorelementen (13a, 13b) besteht.

9. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Aktuatorelementen (16) ringförmig, die Längsachse der Ventilnadel (1) umgebend angeordnet sind, so dass ein ringförmiger Aktuator (14) entsteht, wobei der ringförmige Aktuator (14) derart schichtweise ausgebildet ist, dass zwischen den Aktuatorelementen (16) jeweils eine Elektrodenschicht (15) angeordnet ist.

10. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Aktuatorelementen (6, 7; 8; 13a, 13b; 16) aus einem piezoelektrischen oder magnetostriktivem Material bestehen.

11. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von segmentförmigen, magnetostriktiven Aktuatorelementen (22, 23, 24, 25) unterschiedlich polarisiert sind und zu einem ringförmigen Aktuatorelement (30) ausgebildet sind.

12. Einspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Aktuatorelement aus zwei Aktuatorringen (31, 32) besteht, die bezüglich ihrer jeweiligen Polarisationsanordnung um 90° gegeneinander verdreht sind.

13. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Ventilgehäuses (2) ein Erregungssystem angeordnet ist, das das mindestens eine (6; 7; 8; 13a, 13b; 16) elektrisch ansteuert.

14. Einspritzventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Ventilgehäuses (2) ein eine Spulenanordnung (20, 21) umfassendes Erregungssystem angeordnet ist, so dass die Vielzahl von segmentförmigen Aktuatorelementen (22, 23, 24, 25) berührungslos durch induktive Energieübertragung ansteuert werden.