DE102005020597A1

DE102005020597A1 - Kraftstoffinjektor mit direkt steuerbarem Einspritzventilglied und Temperaturausgleichselement

Info

Publication number: DE102005020597A1
Application number: DE200510020597
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2006-11-09

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor (10) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine. Der Kraftstoffinjektor (10) umfasst einen invers ansteuerbaren Aktor (28) zur Betätigung eines Einspritzventilglieds (16), welches mit dem Aktor (28) über einen mechanischen Mitnehmer (46) eines Kolbens (44) und über einen hydraulischen Übersetzer (44, 52) gekoppelt ist. Der Aktor (28) beaufschlagt den Kolben (44) direkt. Dem Aktor (28) ist ein Temperaturausgleichselement (34, 68) zugeordnet, welches aus einem Werkstoff gefertigt ist, dessen Temperaturausdehnungskoeffizient den Temperaturausdehnungskoeffizienten des Aktors (28) ausgleicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor, insbesondere auf einen Kraftstoffinjektor mit einem direkt ansteuerbaren Einspritzventilglied und einem Temperaturausgleichselement gemäß des Oberbegriffes des Anspruchs 1.

Aus EP 1 174 615 A2 ist ein Kraftstoffinjektor bekannt, welcher ein Ventilglied umfasst. Das Ventilglied ist in einen Ventilsitz stellbar, wodurch die Kraftstoffabgabe vom Kraftstoffinjektor gesteuert wird. Es sind eine Aktoranordnung und eine hydraulische Übersetzungseinrichtung vorgesehen zur Übertragung der Bewegung der Aktoranordnung an das Ventilglied. Die hydraulische Übersetzeranordnung umfasst einen Kolben und eine Steuerkammer für Fluid, wobei die Aktoranordnung mit dem Kolben zusammenwirkt und auf diesen eine Rückzugskraft ausübt. Die Übersetzeranordnung ist derart angeordnet, dass bei Einwirken einer ersten Rückzugskraft auf den Kolben das Ventilglied sich zusammen mit dem Kolben aus dem Sitz bewegt. Dabei ist die Bewegung des Ventilglieds von der Bewegung des Kolbens entkoppelt, die sich während der Initialbewegung des Ventilgliedes aus dem Sitz einstellt. Daher ist eine weitere Bewegung des Ventilglieds von der Aktoranordnung an dieses mittels Fluid übertragbar, welches in der Steuerkammer aufgenommen ist. Die Übersetzeranordnung sorgt für eine variable Übersetzung der Bewegung der Aktoranordnung auf das Ventilglied.

Bei der Lösung gemäß EP 1 174 615 A2 handelt es sich um eine solche mit einer inversen Ansteuerung der Aktoranordnung, bei der Aktor im geschlossenen Zustand des Einspritzventilglieds bestromt ist. Zum Öffnen des Einspritzventilglieds wird der Aktor in einen stromlosen Zustand geschaltet, so dass sich die Länge des Aktors reduziert. Aufgrund einer Druckabsenkung in einem Kopplerraum erfolgt ein Öffnen des Einspritzventilglieds. Nachteilig bei der Lösung gemäß EP 1 174 615 A2 ist der Umstand, dass die Übersetzermimik aufwendig aufgebaut ist, wobei jedoch eine direkte Ansteuerung des Einspritzventilglieds ermöglicht wird.

Ein weiterer Nachteil der aus EP 1 174 615 A2 bekannten Lösung ist darin zu erblicken, dass der dort vorgeschlagene Kraftstoffinjektor zwei hydraulische Übersetzer umfasst, von denen einer ausschließlich zur Nutzung als Temperaturausgleichselement eingesetzt ist, was einen erheblichen Aufwand nicht nur in fertigungstechnischer Hinsicht, sondern auch im Hinblick auf die Bauhöhe des dort vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors darstellt.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird eine Übersetzeranordnung mit einem Temperaturausgleichselement kombiniert, so dass ein kompakter Aufbau eines Kraftstoffinjektors erreicht werden kann.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Kraftstoffinjektor wird mit einem Aktor betätigt, der bevorzugt invers betrieben ist. Mittels der Übersetzeranordnung wird der Aktorhub verstärkt und somit die erforderliche Hubbewegung des nadelförmig ausbildbaren Einspritzventilglieds erzeugt. Da der Aktor invers angesteuert ist, wird dieser im geschlossenen Zustand des nadelförmig ausbildbaren Einspritzventilglieds bestromt. Zum Öffnen des bevorzugt als Düsennadel ausgebildeten Einspritzventilglieds wird der Aktor hingegen in einen stromlosen Zustand geschaltet, so dass sich die Länge des Aktors reduziert. Dieser zieht in diesem Falle das Einspritzventilglied bei Überführung in einen stromlosen Zustand auf. Dadurch erfolgt eine Druckabsenkung in einem Übersetzerraum, die zum Öffnen des Einspritzventilglieds führt.

Die Übersetzeranordnung umfasst einen Übersetzerkolben, der an dem Einspritzventilglied mittels eines mechanischen Mitnehmers direkt angreift. Zwischen dem mechanischen Mitnehmer des Übersetzerkolbens und dem Einspritzventilglied ist dabei ein Vorhubweg vorgesehen, um etwaige Fehlertoleranzen eines Temperaturausgleichselements auszugleichen. Das Temperaturausgleichselement wird bevorzugt aus einem Material gefertigt, welches einen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweist, welches den Dehnungsunterschied bei Temperaturanstieg zwischen dem im Allgemeinen aus Stahl gefertigten Injektorkörper und dem Material des Aktors ausgleicht. Bevorzugt wird ein Material mit einem hohen Temperaturausdehnungskoeffizienten wie etwa Aluminium eingesetzt.

Der Aktor wird in vorteilhafter Weise mittels eines zum Beispiel als Rohrfeder ausbildbaren Vorspannelementes vorgespannt und umfasst das Temperaturausgleichselement.

Das Temperaturausgleichselement kann dabei gemäß den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sowohl auf der dem brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors zuweisenden Seite des Aktors als auch auf der dem brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors abgewandten Seite des Aktors angeordnet werden. Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels ist es zudem denkbar, das Temperaturausgleichselement zu teilen und an beiden Seiten des Aktors anzubringen. Der Aktor befindet sich bevorzugt innerhalb eines Hohlraums des Kraftstoffinjektors und wird von außen mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt. Der Hohlraum innerhalb des Kraftstoffinjektors steht mit einem Hochdruckzulauf von einem Hochdrucksammelraum (Common Rail) in Verbindung, wobei der Kraftstoff unter Systemdruck, d.h. dem im Hochdrucksammelraum herrschenden Druckniveau steht.

Mit der vorgeschlagenen Übersetzeranordnung kann beim Zurückziehen des Übersetzerkolbens bei Aufhebung der Bestromung des Aktors der Druck in einem Übersetzerraum abgesenkt werden. Sobald der Vorhubweg h₁ überwunden ist, wird das bevorzugt als Düsennadel ausbildbare Einspritzventilglied über den Übersetzerkolben aufgezogen. Gleich nach Überwindung des Vorhubweges, welcher eine erste Übersetzungsstufe markiert, erfolgt über einen im Einspritzventilglied ausgebildeten, eine Drossel enthaltenden Kanal ein zeitverzögerter Druckabbau innerhalb eines Rückraums des Einspritzventilglieds. Bei weiterer Druckentlastung im Rückraum des Einspritzventilglieds hebt dieses vom mechanischen Mitnehmer des Übersetzerkolbens ab und öffnet weiter, wozu keine weitere Bewegung des Aktors mehr erforderlich ist. Demnach wird die zweite Übersetzungsstufe auf hydraulischem Wege realisiert.

Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors mit einem an der Rückseite des Aktors angebrachten Temperaturausgleichselement,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors mit einem dem Übersetzerkolben zugeordneten Temperaturausgleichselement und
3 einen Kraftstoffinjektor mit einem geteilt ausgebildeten Temperaturausgleichselement, dessen Teile beiden Stirnseiten des Aktors zugeordnet sind.
Der Darstellung gemäß 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors mit Temperaturausgleichselement zu entnehmen.
Ein Kraftstoffinjektor 10 umfasst einen Haltekörper 12 sowie einen Düsenkörper 14. Im Düsenkörper 14 ist ein bevorzugt als Düsennadel ausbildbares Einspritzventilglied 16 aufgenommen. Das Einspritzventilglied 16 verschließt mit seiner brennraumseitigen Spitze einen Sitz 18, unterhalb dessen mit Bezugszeichen 58 angedeutete Einspritzöffnungen vorgesehen sind, über welche der Kraftstoff in den hier nicht dargestellten Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird.
Das bevorzugt als Düsennadel ausgebildete Einspritzventilglied 16 ist teilweise von einem Düsenraum 20 umschlossen, der über einen Zulauf 22 von einem Hohlraum 24 innerhalb des Haltekörpers 12 mit unter Systemdruck p_CR stehenden Kraftstoff beaufschlagt wird. Der Hohlraum 24 im Haltekörper 12 seinerseits wird über einen Systemdruckzulauf 26 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Der Systemdruck p_CR entspricht dem Druckniveau eines Hochdrucksammelraums (Common Rail), der seinerseits über eine Kraftstoffpumpe auf diesem Druckniveau gehalten wird. Im Hohlraum 24 des Haltekörpers 12 befindet sich ein Aktor 28, der zum Beispiel als ein Piezoaktor ausgebildet sein kann. Der Aktor 28 wird über eine an Anschlussstellen 30 mit dem Aktor 28 elektrisch verbundene Spannungsversorgung mit einer steuerbaren Versorgungsspannung U angesteuert. Der Aktor 28 wird invers betrieben, d.h. im geschlossenen Zustand des bevorzugt als Düsennadel ausbildbaren Einspritzventilglieds 16 ist der Aktor 28 bestromt. Zum Öffnen des Einspritzventilglieds 16 wird der Aktor 28 in einen stromlosen Zustand geschaltet, so dass sich im Falle des Einsatzes eines Piezoaktors als Aktor 28 die Länge des Piezostapels reduziert. Aufgrund einer durch die Verringerung der Länge des Aktors 28 hervorgerufenen Druckminderung erfolgt ein Öffnen des bevorzugt als Düsennadel ausbildbaren Einspritzventilglieds 16.
Der Aktor 28 weist eine erste Stirnseite 38 sowie eine zweite Stirnseite 40 auf. Die zweite Stirnseite 40 des Aktors 28 beaufschlagt eine Stirnfläche 60 eines Übersetzerkolbens 44. Am Kolben 44 ist ein Federelement, welches zum Beispiel als Rohrfeder 32 ausgestaltet sein kann, aufgenommen, welches den Aktor 28 beaufschlagt und eine Öffnungsbewegung, d.h. ein Aufziehen des Kolbens 44 bei Abschaltung der Spannungsversorgung des Aktors 28 ermöglicht.
Der durch den Aktor 28 beaufschlagte Kolben 44 beaufschlagt mit einer einem Brennraum zuweisenden, ringförmig ausgebildeten Stirnfläche einen Steuerraum 52. Der Kolben 44 weist einen mechanischen Mitnehmer 46 auf, der das bevorzugt als Düsennadel ausbildbare Einspritzventilglied 16 unterhalb eines pilzförmigen Ansatzes 47 umschließt. Das Einspritzventilglied 16 weist einen Drosselkanal 62 auf, der einerseits an einer Mündungsstelle 64 in einen Rückraum 48 innerhalb des Kolbens 44 mündet und andererseits mit dem im Steuerraum 52 enthaltenen Kraftstoffvolumen in Verbindung steht. Innerhalb des Rückraums 48 des Kolbens 44 befindet sich ein Schließfederelement 50, welches sich einerseits am Kolben 44 abstützt und andererseits die Stirnfläche 56 des bevorzugt als Düsennadel ausbildbaren Einspritzventilglieds 16 beaufschlagt.
Der Drosselkanal 62, über welchen der Rückraum 48 und der Steuerraum 52 hydraulisch miteinander in Verbindung stehen, mündet an einer Mündungsstelle 64 der Stirnseite 56 in den Rückraum 48.
Zwischen einem pilzförmigen Ansatz 47 am Einspritzventilglied 16 und dem mechanischen Mitnehmer 46 des Kolbens 44 ist ein Vorhubweg h₁ eingestellt. Dieser dient dem Ausgleich eines Restfehlers bei thermisch bedingten Ausgleichsbewegungen des Kraftstoffinjektors 10. Zum Ausgleich thermisch bedingter Längenausdehnungen ist im Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors gemäß 1 ein Temperaturausgleichselement 34 vorgesehen, welches im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Zylinder ausgebildet ist. Die Mantelfläche des Temperaturausgleichselements 34 ist mit Bezugszeichen 36 gekennzeichnet, eine erste Stirnseite 39 liegt am Aktor 28 an, eine zweite Stirnseite 41 des Temperaturausgleichselements 34 weist vom Aktor 28 weg.
In der Darstellung gemäß 1 umfasst das Temperaturausgleichselement 34 Durchgangsöffnungen 42, durch welche die zur Spannungsbeaufschlagung des Aktors 28 erforderlichen elektrischen Leitungen hindurchgeführt sind. An die Leitungen wird eine Ansteuerspannung U angelegt. Die elektrischen Leitungen sind an Anschlussstellen 30 an der zweiten Stirnfläche 38 des Aktors 28 angeschlossen.
Das Temperaturausgleichselement 34 wird bevorzugt aus einem Werkstoff mit einem hohen Ausdehnungskoeffizienten wie zum Beispiel Aluminium gefertigt. Idealerweise ist das Temperaturausgleichselement 34 Teil des Aktors 28, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 dargestellt. Mittels des Temperaturausgleichselements 34 lässt sich die ther misch bedingte Ausdehnung des Aktors 28 gegenüber dem im allgemeinen aus Stahl gefertigten Haltekörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 ausgleichen.
Der Aktor 28 wird invers angesteuert. Dies bedeutet, dass der Aktor 28 im geschlossenen Zustand des Einspritzventilglieds 16 bestromt ist. Zum Öffnen des Einspritzventilglieds 16 wird der Aktor 28 in einen stromlosen Zustand geschaltet, so dass sich die Länge des den Aktor 28 bildenden Piezokristallstapels reduziert. Bei vollständiger oder teilweiser Aufhebung der Spannungsbeaufschlagung des Aktors 28 und sich daraufhin einstellender Längenreduzierung des Piezokristallstapels des Aktors 28 wird der Kolben 44 aufgezogen. Aufgrund der Aufwärtsbewegung des Kolbens 44 innerhalb des Hohlraums 24 erfolgt eine Druckentlastung im Steuerraum 52. Bei Anlegen des mechanischen Mitnehmers 46 an der Unterseite des Kolbens 44 am pilzförmigen Ansatz 47 des Einspritzventilglieds 16 wird dieses aus seinem Sitz 18 bewegt und die Einspritzöffnungen 58 am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 10 werden freigegeben.
Eine weitere Öffnungsbewegung des Einspritzventilglieds 16 erfolgt bei einer weiteren Druckentlastung des Rückraums 48 über den Drosselkanal 62 und die Drosselstelle 54 in den Steuerraum 52. Bei einer weiteren Druckentlastung des Rückraums 48 hebt das Einspritzventilglied 16 vom mechanischen Mitnehmer 46 des Kolbens 44 ab und bewegt sich entgegen der Wirkung der Schließfeder 50 in den Rückraum 48, wodurch die am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 10 ausgebildeten Einspritzöffnungen 58 freigegeben werden.
Über das Temperaturausgleichselement 34 einerseits und den Vorhubweg h₁ zwischen dem mechanischen Mitnehmer 46 des Kolbens 44 und dem Einspritzventilglied 16 lassen sich thermisch bedingte Längenänderungen der Komponenten des Kraftstoffinjektors 10 kompensieren, ohne dass diese Auswirkungen auf den jeweiligen Öffnungsgrad des bevorzugt als Düsennadel ausbildbaren Einspritzventilglieds 16 haben und die über die Einspritzöffnungen 58 in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge negativ beeinflussen.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors gemäß der vorgeschlagenen Erfindung.
Im in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors 10 befindet sich der Aktor 28 im oberen Bereich des Hohlraums 24 und ist von dem bevorzugt als Rohrfeder ausgebildeten Federelement 32 umschlossen. An einer ersten Stirnfläche 38 des Aktors 28 sind an Anschlussstellen 66 die elektrischen Ansteuerleitungen vorgesehen, die mit der veränderbaren Ansteuerspannung U beaufschlagbar sind. An der zweiten Stirnfläche 40 des Aktors 28 befindet sich das Temperaturausgleichselement 34 und liegt mit seiner ersten Stirnseite 39 an der zweiten Stirnfläche 40 des Aktors 28 an. Die zweite Stirnseite 41 des Temperaturausgleichselements 34 liegt wiederum an der Stirnfläche 60 des Übersetzerkolbens 44 an. Analog zum Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors 10 gemäß 1 wird der Hohlraum 24 im Inneren des Haltekörpers 12 über den Systemdruckzulauf 26 mit unter Systemdruck p_CR stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Der Aufbau des Kolbens 44 des Ausführungsbeispiels gemäß 2 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau des Kolbens 44 gemäß der Darstellung in 1. Gleiches gilt für das bevorzugt als Düsennadel ausbildbare Einspritzventilglied 16 und den in diesem ausgebildeten Drosselkanal 62 mit Drosselstelle 54, über welchen der Steuerraum 52 und der Rückraum 48, in dem das Schließfederelement 50 aufgenommen sind, hydraulisch miteinander in Verbindung stehen. Auch im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist zwischen dem mechanischen Mitnehmer 46 des Kolbens 44 und einem pilzförmig konfigurierten Ansatz 47 des Einspritzventilglieds 16 ein Vorhubweg h₁ vorgesehen.
Das im Ausführungsbeispiel gemäß 2 mit dem Aktor 28 verbundene Temperaturausgleichselement 34 wird ebenfalls bevorzugt aus einem Werkstoff mit einem hohen Temperaturausdehnungskoeffizienten wie zum Beispiel Aluminium gefertigt. Sowohl der Aktor 28 als auch das Temperaturausgleichselement 34 sind von dem als Rohrfeder konfigurierten Vorspannelement 32 umschlossen.
Auch im Ausführungsbeispiel gemäß 2 erfolgt ein Ausgleich von thermisch bedingten Längenänderungen der Komponenten des Kraftstoffinjektors 10 sowohl durch das Temperaturausgleichselement 34, welches im Hohlraum 24 aufgenommen ist, sowie dem Vorhubweg h₁ zwischen dem Einspritzventilglied 16 und dem mechanischen Mitnehmer 46 des Kolbens 44.
Den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen des Kraftstoffinjektors 10 ist gemeinsam, dass der Rückraum 48 des Einspritzventilglieds 16 sowie der Steuerraum 52 über einen Drosselkanal 62 mit Drosselstelle 54 hydraulisch miteinander in Verbindung stehen. Entsprechend der Dimensionierung der Drosselstelle 54 des Drosselkanals 62 kann ein verzögerter Druckabbau im Rückraum 48 erreicht werden, so dass das bevorzugt als Düsennadel ausbildbare Einspritzventilglied 16 vom mechanischen Mitnehmer 46 abhebt und innerhalb einer zweiten Öffnungsphase, die sich an die Initialöffnungsphase des Einspritzventilglieds 16 anschließt, lediglich ein kleiner Hub des Aktors 28 notwendig ist.
3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors mit mehrteiligem Temperaturausgleichselement.
Der in 3 schematisch wiedergegebenen Darstellung des Kraftstoffinjektors 10 ist ein Aktor 28 zu entnehmen, an dessen Stirnflächen 38 beziehungsweise 40 jeweils ein Zylinderteil 70 oder 72 eines mehrteiligen Temperaturausgleichselements 68 zugeordnet sind. Die Anordnung aus Aktor 28 sowie erstem Zylinderteil 70 und zweitem Zylinderteil 72 ist in dem Hohlraum 24 des Kraftstoffinjektors 10 enthalten und von dem in diesem aufgenommenen, unter Systemdruck p_CR stehenden Kraftstoffvolumen umschlossen. Zur Ansteuerung des Aktors 28 befinden sich im ersten Zylinderteil 70 des mehrteiligen Temperaturausgleichselements 68 die Durchgangsöffnungen 42, durch welche die elektrischen Leitungen, über welche die Ansteuerspannung U dem Aktor 28 aufgegeben wird. In der Darstellung gemäß 3 ist das erste Zylinderteil 70 in einer ersten Zylinderhöhe 78 ausgebildet, während das zweite Zylinderteil 72 in einer zweiten Zylinderhöhe 80 ausgebildet sein kann. Die Zylinderhöhen 78 beziehungsweise 80 können einander entsprechen, es ist jedoch – je nach Erfordernis – auch möglich, das erste Zylinderteil 70 und das zweite Zylinderteil 72 des mehrteilig ausgebildeten Temperaturausgleichselements 68 in unterschiedlichen Zylinderhöhen auszubilden.
Dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner zu entnehmen, dass das an der zweiten Stirnfläche 40 des Aktors 28 angeordnete zweite Zylinderteil 72 unmittelbar die Stirnfläche 60 des Kolbens 44 beaufschlagt. Analog zu den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen des Kraftstoffinjektors 10 umfasst der Kolben 44 den mechanischen Mitnehmer 46, welcher unterhalb eines pilzförmigen Ansatzes 47 des Einspritzventilglieds 16 anliegt sowie den Rückraum 48, der über den im Einspritzventilglied 16 ausgebildeten Drosselkanal 62 mit Drosselstelle 54 mit dem Steuerraum 52 hydraulisch in Verbindung steht. Der Drosselkanal 62 mündet an der Mündungsstelle 64 in den Rückraum 48. Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors 10 stellt eine weitere Ausführungsvariante eines Kraftstoffinjektors 10 dar, innerhalb dessen thermisch bedingte Längenausdehnungen sowohl über das mehrteilig ausgebildete Temperaturausgleichselement 68 sowie den Vorhubweg h₁ ausgeglichen werden können, ohne das Öffnungsverhalten des Einspritzventilglieds 16 nachteilig zu beeinflussen und infolge dessen auch eine Streuung von in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmengen zu vermeiden. Das mehrteilig ausgebildete Temperaturausgleichselement 68 ist ebenfalls bevorzugt aus einem einen hohen Ausdehnungskoeffizienten aufweisenden Werkstoff, wie zum Beispiel Aluminium gefertigt. Aufgrund der Ausgestaltung des mehrteilig ausgebildeten Temperaturausgleichselements 68, einen ersten Zylinderteil 70 und einen zweiten Zylinderteil 72 umfassend kann der Bauhöhe des Aktors 28 hinsichtlich der Länge des Piezokristallstapels flexibel Rechnung getragen werden, sollten zum Beispiel höhere Initialbewegungen des Einspritzventilglieds 16 erforderlich sein, um das Einspritzventilglied 16 in einem größeren Maße aus dem Sitz 18 zu ziehen, um zum Beispiel größere Voreinspritzmengen zu ermöglichen.
Zur Montage des vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 ist der Haltekörper 12 geteilt ausgebildet. Der Hohlraum 24 des Kraftstoffinjektors 10 ist durch ein Deckelelement verschlossen, in welchem Durchgangsöffnungen ausgebildet sind, durch welche die elektrischen Ansteuerleitungen des Aktors 28 hindurchgeführt werden. Der Kolben 44, in welchem das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 16 geführt ist, wird ebenfalls zweiteilig ausgebildet, um eine Montage zu ermöglichen. Mittels des Temperaturausgleichselements 34 in einteiliger Ausführung beziehungsweise mittels des mehrteilig ausgebildeten Temperaturausgleichselements 68 lässt sich die Dehnung des Aktors 28 gegenüber dem Haltekörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 kompensieren.

10: Kraftstoffinjektor
12: Haltekörper
14: Düsenkörper
16: Einspritzventilglied
18: Sitz
20: Düsenraum
22: Zulauf
24: Hohlraum
26: Systemdruckzulauf (p_CR)
28: Aktor
30: Anschlussstellenspannungs
: versorgung
32: Rohrfeder
34: Temperaturausgleichselement
36: Mantelfläche
38: erste Stirnseite Aktor
39: erste Stirnfläche Temperatur
: ausgleichselement
40: zweite Stirnseite Aktor
41: zweite Stirnfläche Tempera
: turausgleichselement
42: Durchgangsöffnungen
44: Kolben
46: mechanischer Mitnehmer
47: pilzförmiger Ansatz
48: Rückraum
50: Schließfeder
52: Steuerraum
54: Drosselstelle
56: Stirnseite Einspritzventilglied
: h₁ Vorhubweg
58: Einspritzöffnung
60: Stirnfläche Kolben 44
62: Drosselkanal
64: Mündung
66: Anschlussstellen
68: mehrteiliges
: Temperaturausgleichselement
70: erstes Zylinderteil
72: zweites Zylinderteil
78: erste Zylinderhöhe
80: zweite Zylinderhöhe

Claims

Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine mit einem invers ansteuerbaren Aktor (28) zur Betätigung eines Einspritzventilglieds (16), welches mit dem Aktor (28) über einen mechanischen Mitnehmer (46) eines Kolbens (44) und über einen hydraulischen Übersetzer (44, 52) gekoppelt ist und der Aktor (28) den Kolben (44) direkt beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Aktor (28) ein Temperaturausgleichselement (34, 68) zugeordnet ist, welches aus einem Werkstoff gefertigt ist, dessen Temperaturausdehnungskoeffizient den Temperaturausdehnungskoeffizienten des Aktors (28) ausgleicht.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Temperaturausgleichselements (34, 68) einen hohen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweist.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturausgleichselement (34, 68) aus Aluminium gefertigt ist.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturausgleichselement (34) einteilig ausgeführt ist und entweder an der dem Einspritzventilglied (16) zugewandten Stirnseite (40) des Aktors (28) oder an der dem Einspritzventilglied (16) abgewandten Stirnseite (38) des Aktors (28) angeordnet ist.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturausgleichselement (34) zylinderförmig ausgeführt ist und Durchgangsöffnungen (42) für elektrische Leiter umfasst, über die der Aktor (28) mit einer variablen Ansteuerspannung U beaufschlagbar ist.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturausgleichselement (68) mehrteilig ausgeführt ist.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Zylinderteil (70) an der ersten Stirnfläche (38) des Aktors (28) und ein zweites Zylinderteil (72) an der zweiten Stirnfläche (40) des Aktors (28) aufgenommen ist.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zylinderteil (70) und das zweite Zylinderteil (72) in identischen oder in voneinander abweichenden Zylinderhöhen (78, 80) ausgeführt sind.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventilglied (16), welches innerhalb des Kolbens (44) geführt ist, vom mechanischen Mitnehmer (46) untergriffen ist und einen Drosselkanal (62) mit Drosselstelle (54) aufweist, über die ein Rückraum (48) des Einspritzventilglieds (16) und ein Steuerraum (52) hydraulisch miteinander verbunden sind.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mechanischen Mitnehmer (46) und dem Einspritzventilglied (16) ein Vorhubweg h₁ zum Ausgleich von Restfehlern vorgesehen ist.