DE102004017303A1 - Einspritzdüse - Google Patents

Einspritzdüse Download PDF

Info

Publication number
DE102004017303A1
DE102004017303A1 DE102004017303A DE102004017303A DE102004017303A1 DE 102004017303 A1 DE102004017303 A1 DE 102004017303A1 DE 102004017303 A DE102004017303 A DE 102004017303A DE 102004017303 A DE102004017303 A DE 102004017303A DE 102004017303 A1 DE102004017303 A1 DE 102004017303A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coupling
needle
piston
injection
space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004017303A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Stoecklein
Holger Rapp
Thomas Schwarz
Andreas Gruenberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102004017303A priority Critical patent/DE102004017303A1/de
Priority to CNA2005800120801A priority patent/CN1942667A/zh
Priority to JP2006500135A priority patent/JP2006525456A/ja
Priority to PCT/EP2005/050436 priority patent/WO2005098229A1/de
Priority to US10/593,865 priority patent/US20070221745A1/en
Priority to AT05707910T priority patent/ATE471450T1/de
Priority to EP05707910A priority patent/EP1763628B1/de
Priority to DE502005009762T priority patent/DE502005009762D1/de
Publication of DE102004017303A1 publication Critical patent/DE102004017303A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
    • F02M2200/704Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic with actuator and actuated element moving in different directions, e.g. in opposite directions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Düsennadel zum Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein Spritzloch sowie einen Aktuator zum Antreiben eines Kopplungskolbens (15). Die Düsennadel oder ein die Düsennadel umfassender Nadelverband (10) weist eine Steuerfläche (19) auf, die einen Steuerraum (18) zumindest teilweise begrenzt. Der Steuerraum (18) kommuniziert mit einem Kopplungsraum (16), der zumindest teilweise vom Kopplungskolben (15) begrenzt ist. DOLLAR A Die Einspritzdüse erhält einen vereinfachten Aufbau, wenn die Steuerfläche (19) von dem wenigstens einen Spritzloch abgewandt an der Düsennadel oder am Nadelverband (10) angeordnet ist und der Aktuator den Kopplungskolben (15) zum Öffnen der Düsennadel so antreibt, dass sich ein Volumen des Kopplungsraums (16) vergrößert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Aus der US 6,520,423 B1 ist eine derartige Einspritzdüse bekannt und besitzt eine Düsennadel zum Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein Spritzloch. Des Weiteren umfasst die Einspritzdüse einen piezoelektrischen Aktuator zum Antreiben eines Kopplungskolbens, der in einen Kopplungsraum eintaucht bzw. diesen zumindest teilweise begrenzt. Die Düsennadel bzw. ein die Düsennadel umfassender Nadelverband weist eine Steuerfläche auf, die einen Steuerraum zumindest teilweise begrenzt und die mit dem Kopplungsraum kommuniziert. Bei der bekannten Einspritzdüse ist die Steuerfläche dem wenigstens einem Spritzloch zugewandt an der Düsennadel bzw. am Nadelverband angeordnet. Zum Offnen der Düsennadel treibt der Aktuator bei der bekannten Einspritzdüse den Kopplungskolben so an, dass dieser tiefer in den Kopplungsraum eintaucht und dadurch das Volumen des Kopplungsraums reduziert. Durch die Reduzierung des Kopplungsraumvolumens steigt darin der Druck an, was zu einem entsprechenden Druckanstieg im damit kommunizierenden Steuerraum führt. Dementsprechend wird im Steuerraum die Steuerfläche mit dem erhöhten Druck beaufschlagt, wodurch eine von dem wenigstens einen Spritzloch weggerichtete Kraft in die Düsennadel bzw. in den Nadelverband eingeleitet wird. Dies führt dazu, dass die an der Düsennadel bzw. am Nadelverband angreifenden Öffnungskräfte überwiegen, so dass die Düsennadel aus ihrem Sitz abhebt und eine Kraftstoffeinspritzung durch das wenigstens eine Spritzloch ermöglicht.
  • Bei der bekannten Einspritzdüse erfolgt die Steuerung der Düsennadel daher mit Hilfe eines Überdrucks, der deutlich über dem üblichen im Kopplungsraum und im Steuerraum vorherrschenden Druck liegen kann. Ublicher Weise herrscht bei geschlossener Düsennadel sowohl im Kopplungsraum als auch im Steuerraum ein vergleichsweise hoher Einspritzdruck, so dass relativ enge Herstellungstoleranzen eingehalten werden müssen, um unerwünscht hohe Leckagen zu vermeiden. Enge Herstellungstoleranzen sind jedoch mit vergleichsweise hohen Herstellungskosten verbunden. Des Weiteren ist bei der bekannten Einspritzdüse die Steuerfläche an einem Steuerkolben ausgebildet, der die Düsennadel antreibt bzw. einen Bestandteil des Nadelverbands bildet. Je nach Druckbeaufschlagung des Steuerraums bzw. der Steuerfläche können am Steuerkolben mehr oder weniger stark ausgeprägte Querkräfte angreifen, die sich aufgrund der Kopplung mit der Düsennadel auf diese übertragen können. Dies kann zu einer erhöhten Reibung der Düsennadel in ihrer Nadelführung führen, was die ordnungsgemäße Funktion der Düsennadel beeinträchtigen kann.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Einspritzdüse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Düsennadel direkt mit einem Unterdruck gesteuert werden kann, wodurch es grundsätzlich möglich ist, die Herstellungstoleranzen weniger eng vorzugeben. Ein vergrößertes Führungsspiel reduziert jedoch die Herstellungskosten. Des Weiteren kann bei der erfindungsgemäßen Einspritzdüse die Druckbeaufschlagung bzw. Druckabsenkung der Steuerfläche ohne weiteres so gestaltet werden, dass dabei keine Querkräfte in die Düsennadel bzw. in den Nadelverband eingeleitet werden, was die Funktionsfähigkeit der Einspritzdüse verbessert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Kopplungskolben den Kopplungsraum an einer dem wenigstens einen Spritzloch zugewandten Seite zumindest teilweise begrenzen. Diese Ausführungsform hat zur Folge, dass der Kopplungskolben vom Aktuator auf das wenigstens eine Spritzloch zu angetrieben wird, was einen besonders kompakten Aufbau für die Einspritzdüse ermöglicht.
  • Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei welcher der Kopplungskolben in einem Zylinderraum hubverstellbar gelagert ist, der in einem Einsatzteil ausgebildet ist, das axial zwischen dem Aktuator und der Düsennadel oder dem Nadelverband angeordnet ist. Ein derartiges Einsatzteil kann besonders einfach mit hinreichender Genauigkeit gefertigt werden, was die Herstellungskosten für die Einspritzdüse reduziert.
  • Bei einer Weiterbildung kann im Zylinderraum eine Rückstellfeder angeordnet sein, die sich einenends am Kopplungskolben und anderenends an einem Grund des Zylinderraums abstützt. Mit Hilfe einer derartigen Rückstellfeder kann zum Schließen der Düsennadel der Kopplungskolben mit einer definierten Rückstellkraft in seine Ausgangsstellung vorgespannt werden, was gleichzeitig zu einem definierten Druckanstieg im Kopplungsraum und somit im Steuerraum führt. In der Folge können die in Schließrichtung wirksamen Kräfte an der Düsennadel verstärkt werden. Die vorgeschlagene Rückstellfeder unterstützt somit die Schließbewegung der Düsennadel.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Einspritzdüse ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Zeichnungen
  • Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einspritzdüse ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,
  • 1 einen vereinfachten Längsschnitt durch eine Einspritzdüse nach der Erfindung,
  • 2 eine vergrößerte Detailansicht eines in 1 mit II gekennzeichneten Längsabschnitts der Einspritzdüse.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Entsprechend 1 umfasst eine erfindungsgemäße Einspritzdüse 1 einen Düsenkörper 2, in dem ein Aktuator 3 und eine Düsennadel 4 angeordnet sind. Der Aktuator 3 ist vorzugsweise als piezoelektrischer Aktuator 3 ausgestaltet, also ein Piezo-Aktuator 3, der bei einer Strombeaufschlagung seine axiale Länge vergrößert und bei Wegfall der Strombeaufschlagung wieder reduziert. Die Düsennadel 4 dient zur Steuerung einer Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein Spritzloch 5, das in einer Düsenspitze 6 untergebracht ist. Üblicherweise enthält die Einspritzdüse 1 mehrere Spritzlöcher 5, die quasi sternförmig bezüglich einer Längsmittelachse 7 der Düsennadel 4 bzw. der Einspritzdüse 1 angeordnet sein können. Die Düsennadel 4 arbeitet mit einem Nadelsitz 8 zusammen. Im Schließzustand der Düsennadel 4 sitzt diese in ihrem Nadelsitz 8 und trennt das wenigstens eine Spritzloch 5 von einer hier nicht näher bezeichneten Kraftstoffzuführung ab, in welcher der einzuspritzende Kraftstoff unter einem relativ hohen Einspritzdruck bereitgestellt wird. Im geöffneten Zustand ist die Düsennadel 4 vom Nadelsitz 8 abgehoben, wodurch das wenigstens eine Spritzloch 5 mit der Kraftstoffzuführung verbunden ist. In der Folge kommt es zu einer Eindüsung von Kraftstoff in einen Einspritzraum 9, der ein Brennraum oder ein Gemischbildungsraum sein kann.
  • Die Einspritzdüse 1 dient zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine, die insbesondere in einem Fahrzeug angeordnet sein kann. Dabei ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine eine separate Einspritzdüse 1 zugeordnet. Beim sogenannten „Common-Rail-System" ist für mehrere, insbesondere für sämtliche, Einspritzdüsen 1 der Brennkraftmaschine eine gemeinsame Kraftstoffversorgung vorgesehen, welche den einzudüsenden Kraftstoff auf dem relativen hohen Niveau des Einspritzdrucks bereitstellt.
  • Die Düsennadel 4 bildet hier einen Bestandteil eines Nadelverbands 10, der neben der Düsennadel 4 hier exemplarisch außerdem eine Kopplungsstange 11 sowie einen Steuerkolben 12 aufweisen kann. Die einzelnen Bestandteile des Nadelverbands 10 bilden eine gemeinsam hubverstellbare Einheit, die zumindest zur Übertragung von Druckkräften geeignet ist. Dabei ist es grundsätzlich möglich, dass zwei benachbarte Komponenten des Nadelverbands 10 lediglich lose aneinander anliegen. Ebenso ist es möglich, dass zwei benachbarte Bestandteile des Nadelverbands 10 fest miteinander verbunden sind, z. B. durch eine Schweiß- oder Lötverbindung. Ebenso ist es möglich, dass zumindest zwei Bestandteile des Nadelverbands 10 einteilig aus einem Stück hergestellt sind.
  • Der Aktuator 3 treibt über eine gelenkartige Koppelstelle 13 eine Kolbenstange 14 und über diese einen Kopplungskolben 15 an.
  • Entsprechend 2 begrenzt der Kopplungskolben 15 einen Kopplungsraum 16 zumindest teilweise. Dieser Kopplungsraum 16 kommuniziert über einen Verbindungspfad 17 mit einem Steuerraum 18. Dieser Steuerraum 18 ist vom Steuerkolben 12 bzw. von einer Steuerfläche 19 zumindest teilweise begrenzt. Die Steuerfläche 19 ist hier am Steuerkolben 12 ausgebildet. Ebenso ist es möglich, die Steuerfläche 19 direkt an der Düsennadel 4 oder an einer anderen Komponente des Nadelverbands 10 anzuordnen.
  • Erfindungsgemäß ist die Steuerfläche 19 so an der Düsennadel 4 bzw. am Nadelverband 10 angeordnet, dass sie von dem wenigstens einen Spritzloch 5 abgewandt ist. Das bedeutet, dass ein im Steuerraum 18 herrschender Druck die Steuerfläche 19 so beaufschlagt, dass diese eine in Schließrichtung der Düsennadel 4 wirkende Kraft in die Düsennadel 4 bzw. in den Nadelverband 10 einleiten kann. Des Weiteren ist bei der vorliegenden Erfindung die Anordnung des Kopplungskolbens 15 relativ zum Kopplungsraum 16 so gewählt, dass der Aktuator 3 bei seiner Betätigung zum Offnen der Düsennadel 4 den Kopplungskolben 15 so antreibt, dass sich ein Volumen des Kopplungsraums 16 vergrößert.
  • Bei der hier gezeigten Ausführungsform begrenzt der Kopplungskolben 15 den Kopplungsraum 16 an einer dem wenigstens einen Spritzloch 5 zugewandten Seite 20 zumindest teilweise. In der Folge besitzt der Kopplungskolben 15 eine von dem wenigstens einen Spritzloch 5 abgewandte Kopplungsfläche 21, die im Kopplungsraum 16 angeordnet ist bzw. diesen teilweise begrenzt. Um das Volumen des Kopplungsraums 16 zu vergrößern, treibt der Aktuator 3 den Kopplungskolben 15 somit in Richtung auf das wenigstens eine Spritzloch 5 an.
  • Bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist der Kopplungskolben 15 in einem Zylinderraum 22 hubverstellbar gelagert. In diesem Zylinderraum 22 ist eine Rückstellfeder 23 angeordnet, die im folgenden auch als Kopplungskolben-Rückstellfeder 23 bezeichnet wird. Die Kopplungskolben-Rückstellfeder 23 ist in axialer Richtung einenends am Kopplungskolben 15 und anderenends an einem Grund 24 des Zylinderraums 22 abgestützt. Der Zylinderraum 22 ist außerdem auf hier nicht näher dargestellte Weise an ein Leckagesystem angeschlossen, so dass eine Hubverstellung des Kopplungskolbens 15 das Volumen im Zylinderraum 22 verändern kann, ohne dass es hierbei zu einer signifikanten Druckveränderung im Zylinderraum 22 kommt.
  • Der Zylinderraum 22 ist in einem als separates Bauteil ausgestalten Einsatzteil 25 ausgebildet, das axial zwischen dem Aktuator 3 und der Düsennadel 4 bzw. dem Nadelverband 10 angeordnet ist. Dabei stützt sich das Einsatzteil 25 bei der hier gezeigten Ausführungsform in axialer Richtung einenends an einem Bestandteil des Düsenkörpers 2 und anderenends z. B. an einer Dichtplatte 26 ab. Bei der hier gezeigten Ausführungsform besitzt das Einsatzteil 25 an einer dem Aktuator 3 zugewandten Stirnseite einen axial abstehenden, radial außen angeordneten Ringkragen 27, der sich axial an der Dichtplatte 26 abstützt, wodurch axial zwischen der Dichtplatte 26 und dem Einsatzteil 25 der Kopplungsraum 16 ausgebildet ist. Des Weiteren ist bei der hier gezeigten Ausführungsform der Verbindungspfad 17 in das Einsatzteil 25 integriert. Exemplarisch kann der Verbindungspfad 17 aus zwei miteinander kommunizierenden Bohrungen 28 und 29 gebildet sein, von denen die eine 28 an den Kopplungsraum 16 und die andere 29 an den Steuerraum 18 angeschlossen ist.
  • Bei der hier gezeigten Ausführungsform durchdringt die Kolbenstange 14 die Dichtplatte 26 zentral und stützt sich axial am Kopplungskolben 15 ab. Auch hier ist es grundsätzlich möglich, dass Kolbenstange 14 und Kopplungskolben 15 lediglich lose aneinander anliegen. Ebenso können Kopplungskolben 15 und Kolbenstange 14 fest miteinander verbunden oder einteilig aus einem Stück gefertigt sein. Die Kolbenstange 14 ragt in den Kopplungsraum 16 ein, d. h. die Kolbenstange 14 durchsetzt den Kopplungsraum 16 in axialer Richtung bis zum Kopplungskolben 15. Dabei besitzt die Kolbenstange 14 zumindest innerhalb des Kopplungsraums 16 einen Außenquerschnitt 30, der kleiner ist als ein Außenquerschnitt 31 des Kopplungskolbens 15. Auf diese Weise wird die Kopplungsfläche 21 realisiert bzw. wird dadurch die Abhängigkeit des Kopplungsraumvolumens von der Hubstellung des Kopplungskolbens 15 und der Kolbenstange 14 realisiert. Im vorliegenden Fall ist/sind die Kolbenstange 14 und/oder der Kopplungskolben 15 zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch ausgestaltet.
  • Entsprechend 1 kann zwischen der Dichtplatte 26 und einer axial am Aktuator 3 abgestützten Stützplatte 32 eine weitere Rückstellfeder 33 angeordnet sein, die im folgenden auch als Aktuator-Rückstellfeder 33 bezeichnet wird. Die Aktuator-Rückstellfeder 33 stützt sich in axialer Richtung einerseits an der Abstützplatte 32 und andererseits an der Dichtplatte 26 ab und ist somit über das Einsatzteil 25 am Düsenkörper 2 abgestützt. Der Aktuator 3 ist über die Koppelstelle 13 zentrisch durch die Stützplatte 32 hindurch mit der Kolbenstange 14 verbunden.
  • Entsprechend 2 ist der Steuerraum 18 axial zwischen dem Einsatzteil 25 und dem Steuerkolben 12 ausgebildet, wobei er hier außerdem radial von einer Hülse 34 eingefasst ist. In dieser Hülse 34 ist der Steuerkolben 12 hubverstellbar gelagert. Aus 2 wird hier deutlich, dass die Verlegung des Verbindungspfads 17 innerhalb des Einsatzteils 25 vorteilhaft gezielt so realisiert werden kann, dass der Verbindungspfad 17 hier über die Bohrung 29 zentral in den Steuerraum 18 einmündet. Hierdurch kann ein besonders gleichmäßiger Druckaufbau bzw. Druckabbau im Steuerraum 18 erzielt werden, um Querkräfte am Steuerkolben 12 und somit am Nadelverband 10 zu vermeiden.
  • Zurückkommend auf 1 kann eine weitere Rückstellfeder 35 vorgesehen sein, die im folgenden auch als Nadel-Rückstellfeder 35 bezeichnet wird. Die Nadel-Rückstellfeder 35 ist in axialer Richtung einenends an der Hülse 34 und anderenends an einem Stützring 36 abgestützt, der sich seinerseits am Nadelverband 10 abstützt bzw. einen Bestandteil des Nadelverbands 10 bildet.
  • Die erfindungsgemäße Einspritzdüse 1 arbeitet wie folgt:
    In einem Ausgangszustand ist die Düsennadel 4 geschlossen, d. h. die Düsennadel 4 sitzt im Nadelsitz 8 und sperrt somit die Verbindung der Kraftstoffversorgung zu dem wenigstens einen Spritzloch 5. In diesem Ausgangszustand herrscht im Steuerraum 18 und im Kopplungsraum 16 derselbe Druck, insbesondere der Kraftstoffhochdruck. Dieser Kraftstoffhochdruck kann beispielsweise durch eine gezielte und/oder unvermeidliche Leckage des Kopplungsraums 16 und/oder des Steuerraums 18 und/oder des Verbindungspfads 17 gegenüber der Kraftstoffversorgung eingestellt werden. Der in Steuerraum 18 wirksame Druck erzeugt an der Steuerfläche 19 eine in Schließrichtung der Düsennadel 4 orientierte Kraft. Des Weiteren leitet auch die Nadel-Rückstellfeder 35 eine Schließkraft in den Nadelverband 10 ein. Insgesamt überwiegen am Nadelverband 10 die in Schließrichtung wirksamen Kräfte.
  • Die Aktuator-Rückstellfeder 33 hat den Aktuator 3 in seine verkürzte Ausgangslage vorgespannt. Auch die Kopplungskolben-Rückstellfeder 23 hält den Kopplungskolben 15 entgegen der im Kopplungsraum 16 wirkenden Kraft vorgespannt.
  • Um einen Einspritzvorgang durch das wenigstens eine Spritzloch 5 einzuleiten, wird der Aktuator 3 betätigt bzw. aktiviert, wodurch dieser seine Länge vergrößert und dadurch über die Kolbenstange 14 den Kopplungskolben 15 axial in Richtung des wenigstens einen Spritzlochs 5 antreibt. Hierdurch wird die dem Kopplungsraum 16 ausgesetzte Kopplungsfläche 21 des Kopplungskolbens 15 relativ zum Kopplungsraum 16 so verstellt, dass sich das Volumen des Kopplungsraums 16 vergrößert. Mit der Vergrößerung des Kopplungsraumvolumens geht ein Druckabfall im Kopplungsraum 16 einher, der sich über den Verbindungspfad 17 in den Steuerraum 18 fortpflanzt. Durch den reduzierten Druck im Steuerraum 18 werden die an der Steuerfläche 19 in Schließrichtung wirksamen Kräfte reduziert, derart, dass am Nadelverband 10 nunmehr die in Öffnungsrichtung wirksamen Kräfte überwiegen. Folglich hebt die Düsennadel 4 von ihrem Nadelsitz 8 ab, was das wenigstens eine Spritzloch 5 mit der Kraftstoffversorgung verbindet und den Einspritzvorgang ermöglicht.
  • Zur Beendigung des Einspritzvorganges wird der Aktuator 3 deaktiviert, wodurch sich seine Länge reduziert. Die durch den Öffnungsvorgang gespannten Rückstellfedern 23, 33 und 35 können nun bei deaktiviertem Aktuator 3 ihre Rückstellkräfte entfalten und in der Folge den Aktuator und den Kopplungskolben 15 sowie die Düsennadel 4 in die Ausgangsstellung zurücktreiben. Wichtig für den Schließvorgang der Düsennadel 4 ist dabei, dass der Kopplungskolben 15 angetrieben durch die Kopplungskolben-Rückstellfeder 23 das Volumen des Kopplungsraums 16 wieder reduziert, was mit einem entsprechenden Druckanstieg im Kopplungsraum 16 und somit auch im Steuerraum 18 einhergeht. Der erhöhte Druck im Steuerraum 18 vergrößert in entsprechendem Maße die über die Steuerfläche 19 in den Nadelverband 10 eingeleiteten Schließkräfte. Sobald die Düsennadel 4 wieder in ihren Nadelsitz 8 einfährt, ist die Verbindung des wenigstens einen Spritzlochs 5 mit der Kraftstoffzuführung unterbrochen und der Einspritzvorgang beendet.
  • Die erfindungsgemäße Einspritzdüse 1 ist somit direkt über den Druck bzw. Unterdruck an der Steuerfläche 19 gesteuert, der mit Hilfe des Aktuators 3 variierbar ist. Beachtenswert ist hierbei, dass die hydraulisch arbeitenden Komponenten der Einspritzdüse 1 maximal dem Einspritzdruck ausgesetzt sind, da zur Betätigung der Düsennadel 4 der Druck im Steuerraum 18 abgesenkt wird. In der Folge können die hydraulischen Komponenten herstellungstechnisch mit weniger Aufwand gefertigt werden. Insbesondere können ein geringeres Spiel sowie größere Toleranzen zugelassen werden, was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten auswirkt. Des Weiteren existiert keine unmittelbare Kopplung zwischen der Düsennadel 4 bzw. dem Nadelverband 10 einerseits und dem Kopplungskolben 15 andererseits, was nachteilige Wechselwirkungen zwischen den genannten Bauteilen reduziert bzw. eliminiert.
  • 1
    Einspritzdüse
    2
    Düsenkörper
    3
    Aktuator
    4
    Düsennadel
    5
    Spritzloch
    6
    Düsenspitze
    7
    Düsenlängsmittelachse
    8
    Nadelsitz
    9
    Einspritzraum
    10
    Nadelverband
    11
    Kopplungsstange
    12
    Steuerkolben
    13
    Koppelstelle
    14
    Kolbenstange
    15
    Kopplungskolben
    16
    Kopplungsraum
    17
    Verbindungspfad
    18
    Steuerraum
    19
    Steuerfläche
    20
    Seite von 16
    21
    Kopplungsfläche
    22
    Zylinderraum
    23
    Rückstellfeder
    24
    Grund von 22
    25
    Einsatzteil
    26
    Dichtplatte
    27
    Ringkragen
    28
    Bohrung
    29
    Bohrung
    30
    Außenquerschnitt von 16
    31
    Außenquerschnitt von 15
    32
    Stützplatte
    33
    Rückstellfeder
    34
    Hülse
    35
    Rückstellfeder
    36
    Stützring

Claims (9)

  1. Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, – mit einer Düsennadel (4) zum Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein Spritzloch (5), – mit einem Aktuator (3) zum Antreiben eines Kopplungskolbens (15), – wobei die Düsennadel (4) oder ein die Düsennadel (4) umfassender Nadelverband (10) eine Steuerfläche (19) aufweist, die einen Steuerraum (18) zumindest teilweise begrenzt, – wobei der Steuerraum (18) mit einem Kopplungsraum (16) kommuniziert, – wobei der Kopplungskolben (15) den Kopplungsraum (16) zumindest teilweise begrenzt, dadurch gekennzeichnet, – dass die Steuerfläche (19) von dem wenigstens einen Spritzloch (5) abgewandt an der Düsennadel (4) oder am Nadelverband (10) angeordnet ist, – dass der Aktuator (3) den Kopplungskolben (15) zum Öffnen der Düsennadel (4) so antreibt, dass sich ein Volumen des Kopplungsraums (16) vergrößert.
  2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungskolben (15) den Kopplungsraum (16) an einer dem wenigstens einen Spritzloch (5) zugewandten Seite (20) zumindest teilweise begrenzt.
  3. Einspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass der Kopplungskolben (15) in einem Zylinderraum (22) hubverstellbar gelagert ist, – dass der Zylinderraum (22) in einem Einsatzteil (25) ausgebildet ist, das axial zwischen dem Aktuator (3) und der Düsennadel (4) oder dem Nadelverband (10) angeordnet ist.
  4. Einspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinderraum (22) eine Rückstellfeder (23) angeordnet ist, die sich einenends am Kopplungskolben (15) und anderenends an einem Grund (24) des Zylinderraums (22) abstützt.
  5. Einspritzdüse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Steuerraum (18) mit dem Kopplungsraum (16) kommunizierend verbindender Verbindungspfad (17) im Einsatzteil (25) ausgebildet ist.
  6. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (3) den Kopplungskolben (15) über eine Kolbenstange (14) antreibt, die bis zum Kopplungskolben (15) den Kopplungsraum (16) durchsetzt und deren dem Kopplungsraum (16) ausgesetzter Außenquerschnitt (30) kleiner ist als der dem Kopplungsraum (16) ausgesetzte Außenquerschnitt (31) des Kopplungskolbens (15).
  7. Einspritzdüse nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsraum (16) axial zwischen dem Einsatzteil (25) und einer Dichtplatte (26) ausgebildet ist, die zentral von der Kolbenstange (14) durchsetzt ist.
  8. Einspritzdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, – dass sich die Dichtplatte (26) axial am Einsatzteil (25) abstützt und/oder – dass sich an der Dichtplatte (25) eine weitere Rückstellfeder (33) abstützt, die sich außerdem am Aktuator (3) direkt oder indirekt abstützt.
  9. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Steuerraum (18) mit dem Kopplungsraum (16) kommunizierend verbindender Verbindungspfad (17) axial und zentrisch an den Steuerraum (18) angeschlossen ist.
DE102004017303A 2004-04-08 2004-04-08 Einspritzdüse Withdrawn DE102004017303A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004017303A DE102004017303A1 (de) 2004-04-08 2004-04-08 Einspritzdüse
CNA2005800120801A CN1942667A (zh) 2004-04-08 2005-02-01 喷射器
JP2006500135A JP2006525456A (ja) 2004-04-08 2005-02-01 噴射ノズル
PCT/EP2005/050436 WO2005098229A1 (de) 2004-04-08 2005-02-01 Einspritzdüse
US10/593,865 US20070221745A1 (en) 2004-04-08 2005-02-01 Injection Nozzle
AT05707910T ATE471450T1 (de) 2004-04-08 2005-02-01 Einspritzdüse
EP05707910A EP1763628B1 (de) 2004-04-08 2005-02-01 Einspritzdüse
DE502005009762T DE502005009762D1 (de) 2004-04-08 2005-02-01 Einspritzdüse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004017303A DE102004017303A1 (de) 2004-04-08 2004-04-08 Einspritzdüse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004017303A1 true DE102004017303A1 (de) 2005-10-27

Family

ID=34960325

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004017303A Withdrawn DE102004017303A1 (de) 2004-04-08 2004-04-08 Einspritzdüse
DE502005009762T Active DE502005009762D1 (de) 2004-04-08 2005-02-01 Einspritzdüse

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE502005009762T Active DE502005009762D1 (de) 2004-04-08 2005-02-01 Einspritzdüse

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20070221745A1 (de)
EP (1) EP1763628B1 (de)
JP (1) JP2006525456A (de)
CN (1) CN1942667A (de)
AT (1) ATE471450T1 (de)
DE (2) DE102004017303A1 (de)
WO (1) WO2005098229A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009002554A1 (de) 2008-07-23 2010-01-28 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem
DE102012220610A1 (de) * 2012-11-13 2014-05-15 Continental Automotive Gmbh Injektor
DE102013222504A1 (de) 2013-11-06 2015-05-07 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE102012223934B4 (de) * 2012-12-20 2015-10-15 Continental Automotive Gmbh Piezoinjektor
DE102016220074A1 (de) * 2016-10-14 2018-04-19 Continental Automotive Gmbh Piezo-Common-Rail-Injektor mit hydraulischem Spielausgleich über Bewegung des Ventilsitzes

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005015735A1 (de) * 2005-04-06 2006-10-12 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE102008035087B4 (de) * 2008-07-28 2015-02-12 Continental Automotive Gmbh Einspritzventil
DE102009046582A1 (de) * 2009-11-10 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffeinspritzventils und Kraftstoffeinspritzventil
DE102011081176A1 (de) * 2011-08-18 2013-02-21 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Zumessen eines strömenden Mediums
DE102013212330A1 (de) 2013-06-26 2014-12-31 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Herstellen von Injektoren, insbesondere Kraftstoffinjektoren, sowie Injektor
DE102014211334B3 (de) * 2014-06-13 2015-08-27 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Charakterisierung eines hydraulischen Koppelelementes eines Piezo-Injektors

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4022166A (en) * 1975-04-03 1977-05-10 Teledyne Industries, Inc. Piezoelectric fuel injector valve
JPS601369A (ja) * 1983-06-16 1985-01-07 Nippon Soken Inc 燃料噴射弁
DE19939520C2 (de) * 1999-08-20 2001-06-07 Bosch Gmbh Robert Einspritzsystem und Verfahren zum Betreiben eines Einspritzsystems
ATE353118T1 (de) * 2000-07-18 2007-02-15 Delphi Tech Inc Kraftstoffeinspritzventil

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009002554A1 (de) 2008-07-23 2010-01-28 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem
DE102012220610A1 (de) * 2012-11-13 2014-05-15 Continental Automotive Gmbh Injektor
DE102012220610B4 (de) * 2012-11-13 2015-04-02 Continental Automotive Gmbh Injektor
US10662913B2 (en) 2012-11-13 2020-05-26 Continental Automotive Gmbh Injector
DE102012223934B4 (de) * 2012-12-20 2015-10-15 Continental Automotive Gmbh Piezoinjektor
DE102013222504A1 (de) 2013-11-06 2015-05-07 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP2871354A1 (de) 2013-11-06 2015-05-13 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE102016220074A1 (de) * 2016-10-14 2018-04-19 Continental Automotive Gmbh Piezo-Common-Rail-Injektor mit hydraulischem Spielausgleich über Bewegung des Ventilsitzes
DE102016220074B4 (de) 2016-10-14 2023-02-02 Vitesco Technologies GmbH Piezo-Common-Rail-Injektor mit hydraulischem Spielausgleich über Bewegung des Ventilsitzes

Also Published As

Publication number Publication date
EP1763628B1 (de) 2010-06-16
DE502005009762D1 (de) 2010-07-29
CN1942667A (zh) 2007-04-04
ATE471450T1 (de) 2010-07-15
WO2005098229A1 (de) 2005-10-20
JP2006525456A (ja) 2006-11-09
EP1763628A1 (de) 2007-03-21
US20070221745A1 (en) 2007-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1763628B1 (de) Einspritzdüse
EP1989436B1 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1853813B1 (de) Einspritzdüse
WO2004111433A1 (de) Einspritzdüse für brennkraftmaschinen
DE102007023384A1 (de) Injektor für eine Kraftstoffeinspritzanlage
DE10353045A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil
WO2005040595A1 (de) Kraftstoffinjektor mit mehrteiligem, direktgesteuertem einspritzventilglied
EP1637727B1 (de) Steuerventil für einen Injektor
EP2920452B1 (de) Injektor
EP1703118B1 (de) Einspritzdüse
DE102006029392A1 (de) Injektor
WO2006029933A1 (de) Einspritzdüse
EP1908953B1 (de) Kraftstoffeinspritzanlage
DE10352504A1 (de) Einspritzdüse
DE102006036782B4 (de) Injektor
DE102006035982A1 (de) Injektor
DE102007003216A1 (de) Injektor
EP1825137A1 (de) Kraftstoffeinspritzdüse
DE102006022803A1 (de) Einspritzdüse
DE102004038189A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit direkt ansteuerbaren Düsennadeln
DE102005040914A1 (de) Einspritzdüse
DE10358861A1 (de) Einspritzdüse
EP1898083B1 (de) Injektor für eine Kraftstoffeinspritzanlage
DE102005041667B4 (de) Injektor mit direkter Nadelsteuerung
WO2005038230A1 (de) Einspritzdüse für eine brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee