DE102006055555A1 - Fuel injector for internal combustion engine, has actuator mounted in low pressure area in housing part or retaining body and force-balanced under formation of piston stroke directly or indirectly on valve, where actuator has support - Google Patents

Fuel injector for internal combustion engine, has actuator mounted in low pressure area in housing part or retaining body and force-balanced under formation of piston stroke directly or indirectly on valve, where actuator has support Download PDF

Info

Publication number
DE102006055555A1
DE102006055555A1 DE200610055555 DE102006055555A DE102006055555A1 DE 102006055555 A1 DE102006055555 A1 DE 102006055555A1 DE 200610055555 DE200610055555 DE 200610055555 DE 102006055555 A DE102006055555 A DE 102006055555A DE 102006055555 A1 DE102006055555 A1 DE 102006055555A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel injector
piezoelectric actuator
actuator
valve
sleeve
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Withdrawn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
DE200610055555
Other languages
German (de)
Inventor
Friedrich Boecking
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 DE200610055555 priority Critical patent/DE102006055555A1/en
Publication of DE102006055555A1 publication Critical patent/DE102006055555A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • 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
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators

Abstract

The injector (10) has a control valve (32) for pressure discharge of a control area (50), which is loaded with a fuel that stays under pressure, where the control valve has a valve unit (34). A piezoelectric actuator (16) is mounted in a low pressure area (22) in a housing part or retaining body (14) and is force-balanced under formation of a piston stroke directly or indirectly on the control valve, where the actuator has a support and actuates an injecting valve unit (60). A weakening zone (104) is implemented in the support.

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus EP 1 612 403 A1 ist ein Kraftstoffinjektor für Verbrennungskraftmaschinen bekannt. Der Kraftstoffinjektor umfasst ein Gehäuse, welches in einer Einspritzdüse ausläuft, über die Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird. Mittels des Einspritzventilgliedes wird die Einspritzdüse geschlossen oder geöffnet. Im Gehäuse des Kraftstoffinjektors befindet sich eine Druckstange, die in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist, zur Steuerung der Bewegung des Einspritzventilgliedes. Ein Servosteuerventil ist des Weiteren im Gehäuse aufgenommen. Das Servosteuerungsventil umfasst eine Betätigungsvorrichtung sowie einen Steuerraum, welcher in Fluidverbindung mit einem Kraftstoffeinlass und mit einem Kraftstoffauslassabschnitt, der einen kalibrierten Abschnitt enthält, in Verbindung steht. Der Druck im Steuerraum steuert die axiale Verschiebebewegung der Druckstange, die das Einspritzventilglied betätigt.Out EP 1 612 403 A1 a fuel injector for internal combustion engines is known. The fuel injector comprises a housing which terminates in an injection nozzle, via which fuel is injected into a corresponding cylinder of the internal combustion engine. By means of the injection valve member, the injection nozzle is closed or opened. In the housing of the fuel injector is a push rod which is slidably disposed in the axial direction, for controlling the movement of the injection valve member. A servo control valve is further housed in the housing. The servo control valve includes an actuator and a control chamber in fluid communication with a fuel inlet and with a fuel outlet portion containing a calibrated portion in communication. The pressure in the control chamber controls the axial displacement movement of the push rod, which actuates the injection valve member.

An einem stationär im Kraftstoffinjektor aufgenommenen Kolben ist ein entlang einer Längsachse bewegbares Ventilelement aufgenommen, welches über die Betätigungseinrichtung betätigt wird. Das Ventilelement lässt sich zwischen einer vollständig geschlossenen Position, in welcher es den Auslassabschnitt verschließt, und einer vollständig geöffneten Position, in welcher der Kraftstoffauslass offen steht, bewegen, so dass der Druck innerhalb des Steuerraums zum Öffnen und Schließen der Einspritzdüse verändert wird.At a stationary one in the fuel injector received piston is a along a longitudinal axis accommodated movable valve element, which is actuated via the actuating device. The Valve element leaves between one completely closed position, in which it closes the outlet section, and one complete open Move the position in which the fuel outlet is open, allowing the pressure within the control room to open and close the injection changed becomes.

Der Kraftstoffinjektor umfasst des Weiteren den stationär im Injektorkörper befestigten Kolben, welcher den Auslassabschnitt umfasst und der an einer seitlichen Oberfläche des Kolbens mündet. Das Ventilelement ist derart ausgebildet, dass es auf der Umfangsfläche des Kolbens axial verschiebbar bewegbar ist und in der vollständig geschlossenen Position den Kraftstoffauslassabschnitt verschließt und die resultierende Axialkraft, hervorgerufen durch den Kraftstoffdruck, Null beträgt.Of the The fuel injector further includes the stationary mounted in the injector body Piston, which includes the outlet and the one at a side surface the piston opens. The valve element is designed such that it rests on the peripheral surface of the Piston is axially displaceable and movable in the fully closed Position closes the fuel outlet and the resulting axial force, caused by the fuel pressure, Zero.

Der aus EP 1 612 403 A1 bekannte Kraftstoffinjektor kann in einer Ausführungsvariante mittels eines Magnetventils betätigt werden und in einer anderen Ausführungsvariante über einen Piezoaktor angesteuert werden. Von Nachteil bei Kraftstoffinjektoren betätigenden Magnetventilen ist der Umstand, dass bei diesen oftmals ein Kleben der Ankerplatte der Magnetventilbaugruppe an der Magnetspule des Magnetventils auftritt, welches zu undefinierten und reproduzierbaren Einspritzmengen von Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine führt. Der aus EP 1 612 403 A1 bekannte Piezoaktor baut relativ groß und beeinflusst die Baugröße des Kraftstoffinjektors gemäß EP 1 612 403 A1 in unvorteilhafter Weise.The out EP 1 612 403 A1 known Kraftstoffinjektor can be actuated in a variant by means of a solenoid valve and controlled in another embodiment via a piezoelectric actuator. A disadvantage of solenoid valves actuated by fuel injectors is the fact that in these often gluing of the armature plate of the solenoid valve assembly to the solenoid of the solenoid valve occurs, which leads to undefined and reproducible injection quantities of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine. The out EP 1 612 403 A1 known piezoelectric actuator is relatively large and affects the size of the fuel injector according EP 1 612 403 A1 unfavorably.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der vorliegenden Erfindung folgend wird ein Kraftstoffinjektor vorgeschlagen, der mittels mindestens eines Piezoaktors betätigbar ist, der mit einem kraftausgeglichen gestalteten Schaltventil zur Betätigung des Kraftstoffinjektors zusammenwirkt. Wegen der Kraftausgeglichenheit des Schaltventils kann der Querschnitt des mindestens einen Piezoaktors stark reduziert werden. Zur Verbesserung der mechanischen Stabilität der Piezoschichten in Stapelanordnung wird ein Träger eingesetzt, der die mechanische Stabilität des mindestens einen Piezoaktors erhöht und gleichzeitig einen extrem geringen Querschnitt der Piezoschichten zulässt. Die Betätigungskraft, die an ein Ventilelement des bevorzugt kraftausgeglichen ausgebildeten Schaltventiles übertragen wird, wird der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend nicht über den den mindestens einen Piezoaktor mechanisch stabilisierenden Träger, sondern über den Piezoaktor selbst übertragen.Of the According to the present invention, a fuel injector is proposed, which can be actuated by means of at least one piezoelectric actuator, with a force-balanced designed switching valve for actuation the fuel injector cooperates. Because of the power balance the switching valve, the cross section of the at least one piezoelectric actuator be greatly reduced. To improve the mechanical stability of the piezo layers in stack arrangement becomes a carrier used, the mechanical stability of the at least one piezoelectric actuator elevated and at the same time an extremely small cross section of the piezo layers allows. The operating force, formed on a valve element of the preferred force-balanced Transfer switching valves is, is proposed according to the invention solution not over the mechanically stabilizing the at least one piezoelectric actuator Carrier, but about transfer the piezoelectric actuator itself.

Bei dem den mindestens einen Piezoaktor mechanisch stabilisierenden Träger kann es sich um ein hülsenförmig ausgebildetes Bauteil handeln, welches an seinem Umfang mindestens eine Schwächungszone in Gestalt einer Radialschlitzung aufweist und bevorzugt aus einem Material wie Invar gefertigt wird, oder auch aus gefalztem beziehungsweise gefaltetem Blech hergestellt wird. Der Träger, welcher den mindestens einen Piezoaktor mechanisch stabilisiert, ist in der Lage, einen Hubweg von 20 bis 25 μm, der bei der Kontraktion oder der Längendehnung des mindestens einen Piezoaktors auftritt, sowie den erforderlichen Temperaturausgleich zu leisten.at the mechanically stabilizing the at least one piezoelectric actuator carrier it may be a sleeve-shaped Trade member, which at least one weakening zone on its circumference has in the form of a radial slit and preferably from a Material such as Invar is made, or also from folded or folded sheet metal is produced. The carrier, which the at least mechanically stabilized a piezoactuator, is capable of a Stroke from 20 to 25 μm, that at the time of contraction or elongation of at least a piezoelectric actuator occurs, as well as the required temperature compensation afford to.

Der mindestens eine Piezoaktor kann optional mittels eines als Rohrfeder ausgebildeten Vorspannelementes vorgespannt werden. Der mindestens eine Piezoaktor wird bevorzugt in einem Gehäuse, welches ebenfalls aus Invar hergestellt ist, eingelassen, so dass die Wärmeausdehnungskoeffizienten des mindestens einen Piezoaktors, des diesen mechanisch stabilisierenden Trägers sowie des Gehäuses im Wesentlichen übereinstimmen. Ein even tuell verbleibender Restfehler kann über die Realisierung eines Vorhubs kompensiert werden.Of the At least one piezoelectric actuator can optionally by means of a bourdon tube trained biasing element to be biased. The at least a piezoelectric actuator is preferably in a housing, which is also made Invar is made, recessed, so that the thermal expansion coefficient of the at least one piezoactuator, of this mechanically stabilizing carrier as well as the housing essentially match. Any remaining residual error may be due to the realization of a Vorhubs be compensated.

In einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors kann auf ein Vorspannelement in Gestalt einer Rohrfeder zur Vorspannung des mindestens einen Piezoaktors verzichtet werden, wenn der den mindestens einen Piezoaktor mechanisch stabilisierende Träger gleichzeitig die Vorspannfunktion der Piezokristallschichten, die als horizontal übereinander geschichtete Piezokristallstapel ausgebildet sind, übernimmt.In one embodiment of the inventively proposed fuel injector can be dispensed with a biasing element in the form of a tube spring for biasing the at least one piezoelectric actuator when the at least one piezoelectric actuator mechanically stabilizing carrier simultaneously the biasing function of the piezocrystal layers, which geschich as a horizontal stacked Piezo crystal stack are formed takes over.

In einer weiteren Ausführungsvariante des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens wird im Kraftstoffinjektor zur Betätigung eines bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes ein Piezoaktor eingesetzt, der ein kraftausgeglichen ausgebildetes Schaltventil betätigt. In dieser Ausführungsvariante weist das Schaltventil ein kolbenförmig ausgebildetes Ventilelement auf, dessen Ventilsitz so gestaltet ist, dass dieser in Hubrichtung des kolbenförmig ausgebildeten Schaltventiles öffnet, wobei die Hubrichtung des kolbenförmig ausgebildeten Schaltventils mit der Richtung zusammenfällt, in die sich der mindestens eine Piezoaktor bei Bestromung längt. In dieser Ausführungsvariante stützt sich der mindestens eine Piezoaktor in einem hülsenförmig ausgebildeten Bauteil ab, welches bevorzugt aus Invar gefertigt wird, um dem auftretenden temperaturbedingten Dehnungsunterschied zwischen dem mindestens einen Piezoaktor und dem diesen umschließenden Gehäuse zu gewährleisten. Auch gemäß dieser Ausführungsvariante ist der mindestens eine Piezoaktor schmalbauend ausgeführt und wird über einen Träger mechanisch stabilisiert. Der Träger ist derart konfiguriert, dass er hinsichtlich seiner Axialsteifigkeit in Richtung der Dehnungsrichtung des mindestens einen Piezoaktors in axiale Richtung Rechnung trägt und gleichzeitig eine ausreichende Stützwirkung auf den mindestens einen Piezoaktor ausübt. Der mindestens eine Piezoaktor wird bevorzugt auf den die mechanische Stabilität leistenden Träger geklebt, wobei der Fußbereich des mindestens einen Piezoaktors nicht mit dem Träger verbunden wird. Zwischen diesem und einer dem Fuß des mindestens einen Piezoaktors gegenüberliegenden Stirnseite des kolbenförmig ausgebildeten Schaltventils verbleibt ein Vorhubweg, mittels dessen sich ein Restfehler aufgrund unterschiedlicher temperaturbedingter Längungen des Gehäuses und des mindestens einen Piezoaktors ausgleichen lässt.In a further embodiment the idea underlying the invention is in the fuel injector for operation a preferably acicular trained injection valve member a piezoelectric actuator used, the actuated a force balanced trained switching valve. In this embodiment the switching valve has a piston-shaped valve element on, whose valve seat is designed so that this in the stroke direction of the piston-shaped trained switching valve opens, wherein the stroke direction of the piston-shaped switching valve coincides with the direction in which the at least one piezoelectric actuator lasts when energized. In this embodiment supports the at least one piezoelectric actuator in a sleeve-shaped component which is preferably made of Invar to the occurring temperature-induced strain difference between the at least To ensure a piezoelectric actuator and enclosing this housing. Also according to this variant is the at least one piezoelectric actuator designed to be slim and is about one carrier mechanically stabilized. The carrier is configured to be axial stiff in the direction of the expansion direction of the at least one piezoelectric actuator in the axial direction and at the same time a sufficient support effect on the at least a piezoelectric actuator exerts. The at least one piezoelectric actuator is preferably on the mechanical stability performing carrier glued, with the foot area of the at least one piezoelectric actuator not connected to the carrier becomes. Between this and one of the foot of the at least one piezoelectric actuator opposite end face of the piston-shaped trained switching valve remains a Vorhubweg, by means of which a residual error due to different temperature elongations of the housing and compensate for the at least one piezoelectric actuator.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors wird dieser mittels eines Piezoaktors betätigt, der sich bei Anlegen einer Spannung in axialer Richtung kontrahiert (d31-Effekt). Da auch gemäß dieser Ausführungsvariante der eingesetzte Piezoaktor sehr schmal baut, wird dieser bevorzugt auf einen den mindestens einen Piezoaktor mechanisch stabilisierenden Träger aufgeklebt, der bevorzugt mit einer die Übertragung des Hubweges des Piezoaktors gewährleistenden, in axialer Richtung geringen Steifigkeit ausgebildet. Dies kann zum Beispiel über eine Radialschlitzung oder andersgeartete Schwächungszonen am Umfang des Trägers realisiert werden. Mittels des den Piezoaktor stabilisierenden Trägers und eine mit dem Träger gekoppelte Hülse wird die vom Piezoaktor erzeugte Kraft auf ein Ventilelement eines Schaltventiles übertragen.According to a further embodiment variant of the fuel injector proposed according to the invention, the latter is actuated by means of a piezoactuator, which contracts in the axial direction when a voltage is applied (d 31 effect). Since according to this embodiment of the piezoelectric actuator used is very narrow, this is preferably adhered to a mechanically stabilizing the at least one piezoelectric actuator carrier, which preferably formed with a transmission of the stroke of the piezoelectric actuator ensuring, low in the axial direction stiffness. This can be realized for example via a radial slit or other weakened zones on the circumference of the wearer. By means of the piezoelectric actuator stabilizing carrier and a sleeve coupled to the carrier, the force generated by the piezoelectric actuator is transmitted to a valve element of a switching valve.

Aufgrund des Umstandes, dass der mindestens eine Piezoaktor aus einem Material gefertigt ist, welches einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der vom Wärmeausdehnungskoeffizienten eines Haltekörpers oder eines Gehäuseteils des Kraftstoffinjektors verschieden ist, ist der Piezoaktor über ein hülsenförmiges Bauteil, welches aus Invar gefertigt wird, im Injektorkörper oder im Haltekörper des Kraftstoffinjektors abgestützt. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die gesamte Axiallänge der den Piezoaktor abstützenden Hülse aus Invar gefertigt wird, sondern lediglich ein Teilbereich dieser Hülse.by virtue of the fact that the at least one piezoelectric actuator made of a material is made, which has a thermal expansion coefficient having the coefficient of thermal expansion a holding body or a housing part of the fuel injector is different, the piezoelectric actuator via a sleeve-shaped component, which is made of Invar, in the injector body or in the holding body of the fuel injector supported. It is not necessary that the entire axial length of the supporting the piezoelectric actuator Sleeve off Invar is made, but only a portion of this sleeve.

Ein eventuell verbleibender Restfehler aufgrund unterschiedlicher temperaturbedingter Längsdehnungen des Gehäuses beziehungsweise des Haltekörpers und des Piezoaktors kann über einen Vorhub ausgeglichen werden.One possibly remaining residual error due to different temperature-related longitudinal strains of the housing or the holding body and the piezoelectric actuator can over a preliminary lift are compensated.

Bevorzugt werden sowohl ein Teilbereich der den mindestens einen Piezoaktor im Haltekörper oder im Gehäuse abstützenden Hülse aus Invar als auch der den mindestens einen Piezoaktor in mechanischer Hinsicht stabilisierende Träger aus Invar gefertigt.Prefers Both a portion of the at least one piezoelectric actuator in the holding body or in the case supporting Sleeve off Invar and the at least one piezoelectric actuator in mechanical Respect stabilizing carrier made from Invar.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben. Based In the drawings, the invention will be described below in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors, der mittels eines auf einem Träger beispielsweise aufgeklebten Piezoaktors betätigbar ist und der Piezoaktor ein kraftausgeglichenes Ventil betätigt, 1 a first embodiment of the present invention proposed fuel injector, which is actuated by means of a carrier, for example, glued piezoelectric actuator and the piezoelectric actuator actuates a force-balanced valve,

2 eine Ausführungsvariante des in 1 dargestellten, erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors mit zwei nebeneinanderliegend angeordneten Piezoaktoren, die auf ein kraftausgeglichenes Ventil wirken, 2 an embodiment of the in 1 illustrated fuel injector according to the invention with two juxtaposed piezoelectric actuators acting on a force-balanced valve,

3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors, bei dem das kraftausgeglichene Schaltventil in Hubrichtung des Piezoaktors öffnet, 3 an embodiment of the present invention proposed fuel injector, wherein the force-balanced switching valve opens in the stroke direction of the piezoelectric actuator,

3.1 eine Darstellung der Hülse gemäß 3 in vergrößertem Maßstab und 3.1 an illustration of the sleeve according to 3 on an enlarged scale and

4 eine Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors, der über einen Piezoaktor betätigt ist, der keine Vorspannung benötigt. 4 an embodiment of the present invention proposed fuel injector, which is actuated via a piezoelectric actuator, which requires no bias.

Ausführungsformenembodiments

Der Darstellung gemäß 1 ist ein Kraftstoffinjektor 10 zu entnehmen, der einen Injektorkörper 12 umfasst. Auf den Injektorkörper 12 ist ein Gehäuseteil 14 aufgesetzt, welches mit einer Schraubverbindung 26 am Injektorkörper 12 fixiert ist. Im Inneren des Gehäuseteils 14 ist ein Piezoaktor 16 aufgenommen. Der Piezoaktor 16 ist derart ausgestaltet, dass dieser eine Breite l1 aufweist, die im Vergleich seiner Länge l2 gering ist, wobei dem Piezoaktor 16 ein Träger 18 zugeordnet ist. Über eine elektrische Kontaktierung 20 können die Piezokristalle des Piezoaktors 16 mit einer Spannungsquelle verbunden werden.The representation according to 1 is a fuel injector 10 to be taken, the one injector body 12 includes. On the injector body 12 is a housing part 14 mounted, which with a screw connection 26 on the injector body 12 is fixed. Inside the housing part 14 is a piezoelectric actuator 16 added. The piezo actuator 16 is designed such that it has a width l 1 , which is low in comparison of its length l 2 , wherein the piezoelectric actuator 16 A carrier 18 assigned. About an electrical contact 20 can the piezocrystals of the piezoelectric actuator 16 be connected to a voltage source.

Der Piezoaktor 16 ist in einem vom Gehäuseteil 14 umschlossenen Niederdruckraum 22, von dem aus ein Leckölablauf 24 abzweigt. Das Gehäuseteil 14 ist über die Schraubverbindung 26 auf den Injektorkörper 12 aufgebracht.The piezo actuator 16 is in one of the housing part 14 enclosed low pressure space 22 , from which a leak oil drain 24 branches. The housing part 14 is about the screw connection 26 on the injector body 12 applied.

Der Piezoaktor 16 in der in 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 ist von einer Isolation 28 umschlossen, welche den Piezoaktor, insbesondere dessen Piezokristallschichten, nach außen gegen das im Niederdruckraum 22 bevorratete Medium, bei dem es sich in der Regel um Kraftstoff handelt, abschirmt.The piezo actuator 16 in the in 1 illustrated embodiment of the inventively proposed fuel injector 10 is from an isolation 28 enclosed, which the piezoelectric actuator, in particular its piezocrystal layers, outwardly against that in the low pressure space 22 stockpiled medium, which is usually fuel shields.

Über eine erste Einstellscheibe 30, die von der Schraubverbindung 26 umschlossen zwischen dem Gehäuseteil 14 und dem Injektorkörper 12 angeordnet ist, erfolgt eine genaue Einstellung der Position zwischen dem Gehäuseteil 14 und dem Injektorkörper 12.About a first shim 30 that of the screw connection 26 enclosed between the housing part 14 and the injector body 12 is arranged, there is a precise adjustment of the position between the housing part 14 and the injector body 12 ,

Im Kraftstoffinjektor 10 befindet sich ein kraftausgeglichenes Schaltventil 32, welches ein hülsenförmig beschaffenes Ventilelement 34 aufweist. Das hülsenförmig ausgebildete Ventilelement 34 ist an einer stationären Führung 44 verschiebbar aufgenommen. Die stationäre Führung 44 weist einen Führungsdurchmesser 42 auf, welcher einem Sitzdurchmesser 40 der stationären Führung 44 entspricht. In diesen Sitzdurchmesser 40 der stationären Führung 44 wird das hülsenförmig ausgebildete Ventilelement 34 durch die Wirkung einer Ventilfeder 36 gedrängt, so dass der Sitz des kraftausgeglichen ausgebildeten Schaltventiles 32 bei unbestromtem Piezoaktor 16 aufgrund der Wirkung der Ventilfeder 36 geschlossen ist. Die stationäre Führung 44 weist oberhalb des Sitzdurchmessers 40 eine kopfartige Verbreiterung auf. Unterhalb des Sitzdurchmessers 40 der stationären Führung 44 verläuft eine Einschnürung 35, in die mindestens eine Mündung 66 eines die stationäre Führung 44 in axiale Richtung durchziehenden Ablaufkanales 52 mündet. Der Sitz 38 ist in der Darstellung gemäß 1 aufgrund des unbestromten Piezoaktors 16 und der Wirkung der Ventilfeder 36 verschlossen. Die stationäre Führung 44 ist in einem scheibenförmig ausgebildeten Kolbenträger 112 an einer Fügestelle 114 befestigt. Die Fügestelle 114 kann – wie in 1 angedeutet – als eine Schraubverbindung ausgebildet sein. Der Kolbenträger 112 ist mittels einer Spannschraube 46 im Injektorkörper 12 fixiert. Im Kolbenträger 112 kann eine Ringnut eingelassen sein, in welcher die das hülsenförmig ausgebildete Ventilelement 34 beaufschlagende Ventilfeder 36 eingelassen ist.In the fuel injector 10 there is a force-balanced switching valve 32 , which is a sleeve-shaped valve element 34 having. The sleeve-shaped valve element 34 is at a stationary leadership 44 slidably received. The stationary leadership 44 has a guide diameter 42 on which a seat diameter 40 the stationary leadership 44 equivalent. In this seat diameter 40 the stationary leadership 44 becomes the sleeve-shaped valve element 34 by the action of a valve spring 36 urged so that the seat of the force balanced trained switching valve 32 with no-current piezoelectric actuator 16 due to the action of the valve spring 36 closed is. The stationary leadership 44 points above the seat diameter 40 a head-like broadening on. Below the seat diameter 40 the stationary leadership 44 runs a constriction 35 , in the at least one estuary 66 one the stationary leadership 44 in the axial direction traversing drainage channel 52 empties. The seat 38 is in the illustration according to 1 due to the de-energized piezoelectric actuator 16 and the effect of the valve spring 36 locked. The stationary leadership 44 is in a disk-shaped piston carrier 112 at a joint 114 attached. The joint 114 can - as in 1 indicated - be designed as a screw connection. The piston carrier 112 is by means of a clamping screw 46 in the injector body 12 fixed. In the piston carrier 112 may be recessed an annular groove in which the sleeve-shaped valve element 34 acting valve spring 36 is admitted.

Im Injektorkörper 12 befindet sich unterhalb des Kolbenträgers 112 ein Ventilstück 48. Innerhalb dieses Ventilstückes 48 ist ein Steuerraum 50 ausgebildet. Der Steuerraum 50 ist über eine Ablaufdrossel 54 beim Öffnen des kraftausgeglichen ausgebildeten Schaltventiles 32 druckentlastbar, die Ablaufdrossel 54 mündet in den bereits erwähnten Ablaufkanal 52, der über mindestens eine Mündung 66 in der stationären Führung 44 verfügend unterhalb des Sitzes 38 in die dort ausgebildete Einschnürung 35 übergeht.In the injector body 12 is located below the piston carrier 112 a valve piece 48 , Within this valve piece 48 is a tax room 50 educated. The control room 50 is via an outlet throttle 54 when opening the force balanced trained switching valve 32 relieved of pressure, the outlet throttle 54 flows into the already mentioned drainage channel 52 that has at least one estuary 66 in the stationary leadership 44 located below the seat 38 in the trained there constriction 35 passes.

Der Steuerraum 50 gemäß der Darstellung in 1 wird über eine Zulaufdrossel 58, die im Ventilstück 48 ausgebildet ist, mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff befüllt. Die Zulaufdrossel 58 steht ihrerseits in hydraulischer Verbindung mit einem Hochdruckzulauf 56, der seitlich in den Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 gemäß der Darstellung in 1 mündet. Im Düsenraum 50 befindet sich eine Stirnseite 62 einer Druckstange oder eines, bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 60. Der Hochdruckzulauf 56 beaufschlagt einerseits den im Injektorkörper 12 ausgebildeten Ringraum, der das Ventilstück 48 umschließt, und andererseits einen Düsenzulauf 64, der sich durch den Injektorkörper 12 zum brennraumseitigen des Kraftstoffinjektors 10 zur Beaufschlagung des hier nicht dargestellten Düsenraumes erstreckt.The control room 50 as shown in 1 is via an inlet throttle 58 in the valve piece 48 is formed filled with fuel under system pressure. The inlet throttle 58 in turn is in hydraulic communication with a high-pressure inlet 56 , the side of the injector body 12 of the fuel injector 10 as shown in 1 empties. In the nozzle room 50 there is an end face 62 a push rod or a preferably needle-shaped injection valve member 60 , The high pressure inlet 56 on the one hand acts on the one in the injector body 12 trained annular space, which is the valve piece 48 encloses, and on the other hand, a nozzle inlet 64 passing through the injector body 12 to the combustion chamber side of the fuel injector 10 extends to act on the nozzle space, not shown here.

Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass der Piezoaktor 16 von einem als Rohrfeder ausgebildeten Vorspannelement 100 umgeben ist. Oberhalb des Piezoaktors 16 ist ein bevorzugt aus Aluminium gefertigter Körper 102 zum Ausgleich temperaturbedingter Dehnungen angeordnet. Der parallel zum Piezokristallstapel des Piezoaktors 16 ange ordnete Träger 18 weist mehrere Schwächungszonen 104 auf und ist an einer Platte 110 aufgenommen. Die Platte 110 an der Unterseite des Piezoaktors 16 liegt einer Abstützung 106, die auf das hülsenförmig ausgebildete Ventilelement 34 des kraftausgeglichenen Schaltventiles 32 wirkt, gegenüber. Die Abstützung 106 gibt den verbreitert ausgebildeten Kopf der stationären Führung 44 oberhalb von deren Sitz 38. In der Abstützung 106 ist mindestens ein Durchbruch 108 ausgebildet, über welchen bei geöffnetem Sitz 38 Kraftstoff in den Niederdruckraum 22 und von dort in den Leckölablauf 24 überströmen kann.From the illustration according to 1 shows that the piezoelectric actuator 16 from a biasing element designed as a tube spring 100 is surrounded. Above the piezoelectric actuator 16 is a body preferably made of aluminum 102 arranged to compensate for temperature-induced strains. The parallel to the piezocrystal stack of the piezoelectric actuator 16 arranged carrier 18 has several weakening zones 104 and is on a plate 110 added. The plate 110 at the bottom of the piezo actuator 16 is a support 106 on the sleeve-shaped valve element 34 the force-balanced switching valve 32 works, opposite. The support 106 gives the widened trained head of the stationary guide 44 above their seat 38 , In the support 106 is at least a breakthrough 108 formed over which with the seat open 38 Fuel in the low pressure space 22 and from there into the drain 24 can overflow.

Der Träger 18 kann zum Beispiel aus einem metallischen Material gefertigt werden, wobei die mindestens eine Schwächungszone 104 zum Beispiel als Schlitzung oder als Materialschwächung ausgebildet werden kann. Bevorzugt wird ein metallisches Material, zum Beispiel Invar oder ein gefalztes Blech, eingesetzt. Der Träger 18 ist so ausgebildet, dass er dem Hubweg des Piezoaktors 16 in der Größenordnung von 20 bis 25 μm und dem Temperaturgang des Piezoaktors 16 zu folgen vermag. Eine zusätzliche Vorspannung, die auf dem Piezoaktor 16 aufzubringen ist, wird über das bevorzugt als Rohrfeder ausgebildete Vorspannelement 100 auf diesen aufgebracht. Das Gehäuseteil 14, von welchem der Piezoaktor 16 umschlossen ist, wird bevorzugt ebenfalls aus Invar hergestellt, so dass die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Piezoaktor 16, Träger 18 sowie Gehäuseteil 14 in etwa miteinander übereinstimmen. Ein eventuell verbleibender Restfehler kann über einen Vorhub hv, der in der Darstellung gemäß 1 als Abstand zwischen der Unterseite der Platte 110 und der Oberseite der Abstützung 106 eingezeichnet ist, kompensiert werden.The carrier 18 can be made of a metallic material, for example, wherein the at least one weakening zone 104 For example, can be designed as slotting or weakening material. Preferably, a metallic material, for example Invar or a folded sheet, is used. The carrier 18 is designed so that it is the stroke of the piezoelectric actuator 16 in the order of 20 to 25 microns and the temperature coefficient of the piezoelectric actuator 16 to follow. An additional bias on the piezo actuator 16 is applied is via the preferred trained as a tube spring biasing element 100 applied to this. The housing part 14 of which the piezoelectric actuator 16 is preferably also made of Invar, so that the thermal expansion coefficient of piezoelectric actuator 16 , Carrier 18 as well as housing part 14 roughly agree with each other. Any remaining error can be achieved via a pre-stroke h v , which in the illustration in accordance with 1 as a distance between the bottom of the plate 110 and the top of the support 106 is drawn, be compensated.

Wird der Piezoaktor über die elektrische Kontaktierung 20 bestromt, drückt der Piezoaktor 16 über die Abstützung 106 auf das hülsenförmig ausgebildete Ventilelement 34 nach unten und öffnet somit den Sitz 38 zwischen dem hülsenförmig ausgebildeten Ventilelement 34 und der stationären Führung 44. Die Kraftausgeglichenheit des Schaltventiles 32 wird dadurch erreicht, dass der Sitzdurchmesser 40 und der Führungsdurchmesser 42 einander entsprechen. Bei geöffnetem Sitz 38 erfolgt eine Druckentlastung des Steuerraums 50 über die Ablaufdrossel 54, den Ablaufkanal 52, die Einschnürung 35, die Durchbrüche 108 in den Niederdruckraum 22 und von dort in die Leckölleitung 24. Aufgrund des Druckabfalls im Steuerraum 50 führt die Stirnseite 62 der Druckstange 60 beziehungsweise eines bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes in den Steuerraum 50 ein. Damit werden am in 1 nicht dargestellten brennraumseitigen Ende des Injektorkörpers 12 des Kraftstoffinjektors 10 ausgebildete Einspritzöffnungen freigegeben, so dass Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden kann.Will the piezoelectric actuator via the electrical contact 20 energized, pushes the piezoelectric actuator 16 about the support 106 on the sleeve-shaped valve element 34 down and thus opens the seat 38 between the sleeve-shaped valve element 34 and the stationary leadership 44 , The force balance of the switching valve 32 is achieved by the fact that the seat diameter 40 and the guide diameter 42 correspond to each other. With the seat open 38 there is a pressure relief of the control room 50 over the outlet throttle 54 , the drainage channel 52 , the constriction 35 , the breakthroughs 108 in the low pressure room 22 and from there into the drain line 24 , Due to the pressure drop in the control room 50 leads the front side 62 the push rod 60 or a preferably needle-shaped injection valve member into the control chamber 50 one. This will be on in 1 not shown, the combustion chamber end of the injector body 12 of the fuel injector 10 trained injection openings released so that fuel can be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Ein Schließen des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 60 beziehungsweise einer auf ein Einspritzventilglied einwirkenden Druckstange erfolgt durch Aufhebung der Bestromung des Piezoaktors 16, der im Niederdruckraum 22 des Kraftstoffinjektors 10 aufgenommen ist. Bei Aufhebung der Bestromung des Piezoaktors 16 zieht sich dieser in axiale Richtung gesehen zusammen, so dass die Abstützung 106, die auf der oberen Stirnseite des hülsenförmig ausgebildeten Ventilelementes 34 ruht, mitsamt dem Ventilelement 34 durch die Wirkung der Ventilfeder 36 in Schließrichtung des Sitzes 38 gedrückt wird. Dadurch wird die Druckentlastung des Steuerraumes 50 über die Ablaufdrossel 54 und den Ablaufkanal 52 aufgehoben, so dass es aufgrund der stetigen Befüllung des Steuerraumes 50 über die Zulaufdrossel 58 dort zu einem Druckanstieg auf Systemdruckniveau kommt und die Druckstange 60 beziehungsweise das bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied aufgrund der Druckerhöhung an der Stirnseite 62 wieder in seinen Sitz gestellt wird und mindestens eine am brennraumseitigen Ende des Injektorkörpers 12 des Kraftstoffinjektors 10 ausgebildete Einspritzöffnung verschließt.Closing of the preferably needle-shaped injection valve member 60 or a pressure rod acting on an injection valve member is effected by canceling the energization of the piezoelectric actuator 16 in the low pressure room 22 of the fuel injector 10 is included. When the current supply to the piezo actuator is canceled 16 this pulls together seen in the axial direction, so that the support 106 on the upper end face of the sleeve-shaped valve element 34 rests, together with the valve element 34 by the action of the valve spring 36 in the closing direction of the seat 38 is pressed. This will reduce the pressure of the control room 50 over the outlet throttle 54 and the drainage channel 52 canceled, leaving it due to the constant filling of the control room 50 via the inlet throttle 58 There comes to a pressure rise to system pressure level and the push rod 60 or the preferably needle-shaped injection valve member due to the pressure increase on the front side 62 is placed back in his seat and at least one at the combustion chamber end of the injector body 12 of the fuel injector 10 closed injection port closes.

In besonders vorteilhafter Weise lässt sich der Vorhub hv durch die zwischen dem Gehäuseteil 14, welches bevorzugt aus Invar hergestellt wird, und dem Injektorkörper 12 angeordnete erste Einstellscheibe 30 einstellen. Da der Piezoaktor 16 samt Ausgleichskörper 102 am Gehäuseteil 12 befestigt ist und das kraftausgeglichene Ventil 32 im Injektorkörper 12 befestigt ist, kann über eine entsprechend klassifizierte erste Einstellscheibe 30 der Vorhub hv gezielt eingestellt werden.In a particularly advantageous manner, the pre-stroke h v by the between the housing part 14 , which is preferably made of Invar, and the injector body 12 arranged first shim 30 to adjust. Because the piezoelectric actuator 16 including compensating body 102 on the housing part 12 is attached and the force balanced valve 32 in the injector body 12 attached, may have a correspondingly classified first shim 30 the pre-stroke h v be targeted.

Der Vorteil der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 ist darin zu erblicken, dass einerseits ein preiswerter Piezoaktor 16 eingesetzt werden kann, der sich in fertigungstechnisch einfacher Weise auf einen Träger 18 aufkleben lässt. Wird dieser Piezoaktor 16 mit dem in 1 dargestellten kraftausgeglichen ausgebildeten Schaltventil 32 kombiniert, lässt sich ein bei sehr hohen Drücken schnell schaltender Kraftstoffinjektor 10 darstellen, welches die hohe Dynamik des Piezoaktors 16 – ein entscheidender Vorteil gegenüber Magnetventilen – ausnutzt.The advantage of in 1 shown first embodiment of the present invention proposed fuel injector 10 is to be seen in that on the one hand a cheap piezoelectric actuator 16 can be used, in a simple manufacturing technology on a support 18 stick on. Will this piezoelectric actuator 16 with the in 1 illustrated force balanced trained switching valve 32 combined, can be a very fast switching at very high pressure fuel injector 10 represent the high dynamics of the piezoelectric actuator 16 - a decisive advantage over solenoid valves - exploits.

Aus der Darstellung gemäß 2 geht eine Ausführungsform des in 1 dargestellten Kraftstoffinjektors 10 hervor. Gemäß der Darstellung in 2 ist der Piezoaktor geteilt ausgebildet. Der geteilt ausgebildete Piezoaktor 16 ist ebenfalls im Niederdruckraum 22, welcher vom Gehäuseteil 14 aus Invar umschlossen ist, aufgenommen. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1 sind die beiden Teile des Piezoaktors 16 am Träger 18 ausgebildet, der mit zum Beispiel als Schlitzen ausführbaren Schwächungszonen 104 versehen ist. In der in 2 dargestellten Ausführungsform ist das in der Darstellung gemäß 1 die Vorspannung erzeugende Vorspannelement 100 in Gestalt einer Rohrfeder entfallen, da in der in 2 dargestellten Ausführungsform der Träger 18 die Vorspannung des geteilt ausgebildeten Aktors 16 unmittelbar übernimmt. Der Träger 18 ist in Trägerwi derlagern 200 beziehungsweise 202 einerseits mit dem Gehäuseteil 14, welches bevorzugt aus Invar gefertigt wird, aufgenommen und andererseits in der Abstützung 106 aufgenommen.From the illustration according to 2 is an embodiment of the in 1 illustrated fuel injector 10 out. As shown in 2 the piezoelectric actuator is designed to be split. The shared trained piezoelectric actuator 16 is also in the low pressure room 22 , which from the housing part 14 from Invar is included. In contrast to the embodiment according to 1 are the two parts of the piezoelectric actuator 16 on the carrier 18 formed, which can be executed with, for example, as slits weakening zones 104 is provided. In the in 2 The embodiment shown in the illustration 1 the bias generating biasing element 100 omitted in the form of a bourdon tube, as in the in 2 illustrated embodiment of the carrier 18 the bias of the shared trained actuator 16 immediately takes over. The carrier 18 is derlager in Trägerwi 200 respectively 202 on the one hand with the housing part 14 , which is preferably made of Invar, added and on the other hand in the support 106 added.

Die mindestens zwei Piezoaktoren 16 gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform befinden sich unterhalb eines scheibenförmig ausgebildeten Aktordeckels 204. Zur Gestaltung der zweiten Trägerlager 202 an der Unterseite der Abstützung 106 ist diese von zwei Bohrungen 206 durchsetzt.The at least two piezo actuators 16 according to the in 2 embodiment shown are located below a disk-shaped actuator cover 204 , For the design of the second carrier bearing 202 at the bottom of the support 106 this is from two holes 206 interspersed.

Abgesehen von den obenstehend skizzierten Unterschieden ist die in 2 dargestellte weitere Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 identisch zur in 1 dargestellten Ausführungsform. Auch die Funktion des Piezoaktors 10 gemäß 2 ist identisch zur Funktion des Kraftstoffinjektors 10 gemäß der Darstellung in 1.Apart from the differences outlined above, the in 2 illustrated further embodiment of the present invention proposed fuel injector 10 identical to in 1 illustrated embodiment. Also the function of the piezo actuator 10 according to 2 is identical to the function of the fuel injector 10 as shown in 1 ,

Im Zusammenhang mit der in 2 dargestellten weiteren Ausführungsform des Kraftstoffinjektors 10 soll nicht unerwähnt bleiben, dass auch in dieser Ausführungsform die erste Einstellscheibe 30, die an der Verschraubung 26 zwischen dem Gehäuseteil 14 und dem Injektorkörper 12 eingelegt wird, die Voreinstellung des Vorhubes hv zwischen der Abstützung 106 und dem hülsenförmig ausgebildeten Ventilelement 34 erlaubt.In connection with in 2 illustrated further embodiment of the fuel injector 10 should not go unmentioned, that in this embodiment, the first shim 30 at the screw connection 26 between the housing part 14 and the injector body 12 is inserted, the presetting of the pre-stroke h v between the support 106 and the sleeve-shaped valve element 34 allowed.

3 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors zu entnehmen, bei welchem ein kraftausgeglichen ausgebildetes Schaltventil zum Einsatz kommt, welches in Hubrichtung des eingesetzten Piezoaktors gesehen öffnet. 3 is a further embodiment of the inventively proposed Kraftstoffinjektors refer to, in which a force-balanced trained switching valve is used, which opens seen in the stroke direction of the piezoelectric actuator used.

Der in 3 dargestellten Ausführungsform ist ein Kraftstoffinjektor 10 zu entnehmen, unterhalb von dessen Gehäuseteil 14, welches als Haltekörper dient, eine Ventilplatte aufgenommen ist, die sich auf einer Drosselplatte abstützt. Unterhalb dieser befindet sich ein mit Bezugszeichen 316 bezeichneter Düsenkörper, in welchem das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 60 geführt ist. Der Haltekörper 14, die das kraftausgeglichen ausgebildete Schaltventil 32 aufnehmende Ventilplatte sowie die die Drosselkanäle aufnehmende Drosselplatte und der Düsenkörper 316 werden mittels einer Düsenspannmutter an einer Schraubverbindung 26 gegeneinander verschraubt und aufgrund der sich einstellenden Flächenpressungen an den Kontaktflächen gegeneinander abgedichtet.The in 3 illustrated embodiment is a fuel injector 10 to be seen below the housing part 14 , which serves as a holding body, a valve plate is received, which is supported on a throttle plate. Below this is a with reference numerals 316 designated nozzle body, in which the needle-shaped injection valve member 60 is guided. The holding body 14 that the force balanced trained switching valve 32 receiving valve plate and the throttle channels receiving throttle plate and the nozzle body 316 be by means of a nozzle lock nut on a screw 26 screwed against each other and sealed against each other due to the adjusting surface pressures on the contact surfaces.

Im Unterschied zu den Ausführungsform des Kraftstoffinjektors 10 gemäß der 1 und 2 verläuft der Hochdruckzulauf 56 durch den bevorzugt aus Invar gefertigten Haltekörper 14 über einen entsprechenden in der Ventilplatte ausgebildeten Bohrungsabschnitt, einen dazu korrespondierenden Bohrungsabschnitt, der in der Drosselplatte ausgebildet ist, und mündet in den Hohlraum des Düsenkörpers 316.Unlike the embodiment of the fuel injector 10 according to the 1 and 2 runs the high-pressure inlet 56 by the preferably made of Invar holding body 14 via a corresponding formed in the valve plate bore portion, a corresponding bore portion which is formed in the throttle plate, and opens into the cavity of the nozzle body 316 ,

Im Haltekörper 14 ist der Piezoaktor 16 angeordnet, der in der in 3 dargestellten Ausführungsform des Kraftstoffinjektors 10 von einem z. B. als Rohrfeder ausgebildeten Vorspannelement 100 umschlossen ist. Der Piezoaktor 16 umfasst einen Aktorkopf 306 sowie einen Aktorfuß 308, die ebenfalls aus einem temperaturbedingte Dehnungen ausgleichenden Material wie Invar gefertigt sindIn the holding body 14 is the piezoelectric actuator 16 arranged in the in 3 illustrated embodiment of the fuel injector 10 from a z. B. formed as a tube spring biasing element 100 is enclosed. The piezo actuator 16 includes an actuator head 306 as well as an actuator foot 308 , which are also made of a temperature-exerting straightening material such as Invar

Zwischen dem Aktorkopf 306 und dem Aktorfuß 308 wird das bevorzugt als Rohrfeder ausgebildete Vorspannelement 100 eingespannt. Auch das Vorspannelement 100 wird bevorzugt aus einem Werkstoff wie z. B. Invar gefertigt. Die Spannungsbeaufschlagung des Piezoaktors 16 erfolgt über die elektrischen Kontakte 20, die durch den Aktorkopf 306 geleitet werden. Der Piezoaktor 16 beziehungsweise der Aktorkopf 306 stützen sich an einer Hülse 300 ab, die sich ihrerseits in einer Ausnehmung 304 des Haltekörpers 14 abstützt.Between the actuator head 306 and the actuator foot 308 is preferably formed as a tube spring biasing element 100 clamped. Also the biasing element 100 is preferably made of a material such. B. Invar made. The voltage applied to the piezoelectric actuator 16 takes place via the electrical contacts 20 passing through the actuator head 306 be directed. The piezo actuator 16 or the actuator head 306 rely on a sleeve 300 which, in turn, are in a recess 304 of the holding body 14 supported.

Der Aktorfuß 308 weist einen Vorhubweg hv in Bezug auf die Stirnseite des kraftausgeglichenen Ventilelementes 34 auf. Dieses ist im Unterschied zu den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform nicht hülsenförmig ausgebildet, sondern kolbenförmig und öffnet den Sitz 38 in axiale Richtung nach unten in die gleiche Wirkrichtung, in die sich der Piezoaktor 16 sich an der Hülse 300 abstützend, bei Bestromung über die elektrischen Kontakte 20 ausdehnt. Die Kraftausgeglichenheit des kolbenförmig ausgebildeten Ventilelementes 34 rührt aus der Identität des Sitzdurchmessers 40 mit dem Führungsdurchmesser 42 her. Das Ventilelement 34 ist über die Ventilfeder 36 beaufschlagt, die sich ihrerseits unterhalb des Sitzes 38 in einer Vertiefung der Drosselplatte abstützt.The actuator foot 308 has a Vorhubweg h v with respect to the end face of the force-balanced valve element 34 on. This is unlike the ones in 1 and 2 embodiment illustrated not sleeve-shaped, but piston-shaped and opens the seat 38 in the axial direction downward in the same direction of action, in which the piezoelectric actuator 16 on the sleeve 300 supporting, when energized via the electrical contacts 20 expands. The force balance of the piston-shaped valve element 34 stems from the identity of the seat diameter 40 with the guide diameter 42 ago. The valve element 34 is over the valve spring 36 impinged, in turn, below the seat 38 supported in a recess of the throttle plate.

Vom Steuerraum 50 aus verläuft der Ablaufkanal 52 durch die Drosselplatte, an der zwischen Ablaufkanal 52 und Steuerraum 50 die Ablaufdrossel 54 ausgebildet ist. Über einen weiteren Kanalabschnitt innerhalb der Ventilplatte mündet der Ablaufkanal 52 oberhalb des Sitzes 38 im Bereich der Einschnürung 35, die an der Umfangsfläche des kolbenförmig ausgebildeten Ventilelementes ausgebildet ist.From the control room 50 off the drainage channel runs 52 through the throttle plate, at the between drain channel 52 and control room 50 the outlet throttle 54 is trained. About another channel section within the valve plate opens the drainage channel 52 above the seat 38 in the area of constriction 35 formed on the peripheral surface of the piston-shaped valve element.

Im Unterschied zu den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 ist der Steuerraum 50 nicht in einem Ventilstück 48, wie in den 1 und 2 dargestellt, ausgebildet, sondern durch eine Steuerraumhülse 310 begrenzt, die von einer Anstellfeder 312, die sich an einem Bund des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 60 abstützt, an eine Stirnseite der Dros selplatte angestellt. In der Wand der Steuerraumhülse 310 ist die Zulaufdrossel 58 zur Befüllung des Steuerraumes 50 mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff ausgebildet. Am bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied 60 befindet sich mindestens eine Freifläche 314, über welche unter Systemdruck stehender Kraftstoff aus dem Hohlraum des Düsenkörpers 316 einem Ringkanal 320 zuströmt. In der Darstellung gemäß 3 ist das Einspritzventilglied 60 in seinen Sitz 318 gestellt, so dass die mindestens eine am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 316 ausgebildete Einspritzöffnung 322 verschlossen ist. Wird der in 3 dargestellte Piezoaktor 16 über die elektrische Kontaktierung 20 bestromt, so dehnt er sich aus und betätigt nach Überwinden des Vorhubes hv das in der Ausführungsform gemäß 3 kolbenförmig ausgebildete Ventilelement 34 des kraftausgeglichenen Schaltventiles 32. Dadurch öffnet der Sitz 38, so dass unter Systemdruck stehender Kraftstoff aus dem Steuerraum 50 über die Ablaufdrossel 54 dem Ablaufkanal 52, die Einschnürung 35 nach Passage der Mündung 66 über den geöffneten Sitz 38 in den Leckölablauf 24 abströmt. Bei der Längenausdehnung des Piezoaktors 16 stützt sich dieser an der Hülse 300 ab. Die Hülse 300 wird bevorzugt ebenfalls aus einem Material wie Invar gefertigt, um die Wärmeausdehnungsunterschiede zwischen dem Piezoaktor 16 und dem Haltekörper 14 auszugleichen. Der Piezoaktor 16 gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform ist sehr schmalbauend ausgelegt, so dass er über den Träger 18 abgestützt wird. Der Träger 18 ist derart aufgebaut, dass er den Hubweg des Piezoaktors 16 mit durchlauft und gleichzeitig eine ausreichende Stützwirkung in Bezug auf die mechanische Stabilität des Piezokristallstapels des Piezoaktors 16 bietet. Der Piezoaktor 16 wird bevorzugt mit dem Träger 18 verklebt. Der Aktorfuß 308 des Piezoaktors 16 ist nicht mit dem Träger 18 verbunden. Dieser ist mittels eines Vorspannelementes 100 vorgespannt, welches mit Aktorfuß 308 und mit Aktorkopf 306 des Piezoaktors 16 verbunden ist.Unlike the in 1 and 2 illustrated embodiments of the present invention proposed fuel injector 10 is the control room 50 not in a valve piece 48 as in the 1 and 2 shown, formed, but by a control chamber sleeve 310 limited by a return spring 312 located on a collar of the needle-shaped injection valve member 60 supported, employed on a front side of the Dros selplatte. In the wall of the control chamber sleeve 310 is the inlet throttle 58 for filling the control room 50 with fuel under system pressure forms. At preferably needle-shaped injection valve member 60 there is at least one open space 314 , about which under system pressure fuel from the cavity of the nozzle body 316 a ring channel 320 flows in. In the illustration according to 3 is the injection valve member 60 in his seat 318 placed so that the at least one at the combustion chamber end of the nozzle body 316 trained injection port 322 is closed. Will the in 3 shown piezoelectric actuator 16 via the electrical contact 20 energized, it expands and actuates after overcoming the advance stroke h v in the embodiment according to 3 piston-shaped valve element 34 the force-balanced switching valve 32 , This opens the seat 38 , so that fuel under system pressure from the control room 50 over the outlet throttle 54 the drainage channel 52 , the constriction 35 after passage of the estuary 66 over the open seat 38 in the leak oil drain 24 flows. For the length expansion of the piezo actuator 16 this is supported on the sleeve 300 from. The sleeve 300 is also preferably made of a material such as Invar to the thermal expansion differences between the piezoelectric actuator 16 and the holding body 14 compensate. The piezo actuator 16 according to the in 3 illustrated embodiment is designed very narrow construction, so that he over the carrier 18 is supported. The carrier 18 is constructed such that it the stroke of the piezoelectric actuator 16 with passes through and at the same time a sufficient support effect with respect to the mechanical stability of the piezocrystal stack of the piezoelectric actuator 16 offers. The piezo actuator 16 is preferred with the carrier 18 bonded. The actuator foot 308 of the piezo actuator 16 is not with the carrier 18 connected. This is by means of a biasing element 100 preloaded, which with actuator foot 308 and with actuator head 306 of the piezo actuator 16 connected is.

Über den bereits mehrfach angesprochenen Vorhubweg hv wird ein eventuell verbleibender Restfehler hinsichtlich des Temperaturgangs zwischen dem Haltekörper 14 und dem Piezoaktor selbst ausgeglichen.About the already discussed several Vorhubweg h v is a possibly remaining residual error with respect to the temperature coefficient between the holding body 14 and the piezoelectric actuator itself balanced.

Die in 3 dargestellte Ausführungsform zeichnet sich durch ihre Kompaktheit aus, da der Querschnitt des Piezoaktors 16 samt Träger 18 sehr klein baut.In the 3 illustrated embodiment is characterized by its compactness, since the cross section of the piezoelectric actuator 16 velvet carrier 18 very small builds.

In der Darstellung gemäß 3.1 ist eine vergrößerte Darstellung des Piezoaktors gemäß der in 3 wiedergegebenen Ausführungsform wiedergegeben.In the illustration according to 3.1 is an enlarged view of the piezoelectric actuator according to the in 3 reproduced embodiment reproduced.

3.1 zeigt, dass die Hülse 300 mit ihrem Hülsenfuß 302 sich an einer Ausnehmung 304 des bevorzugt aus Invar gefertigten Haltekörpers 14 des Kraftstoffinjektors 10 abstützt. An der Hülse 300 wiederum stützt sich der Aktorkopf 306 des sehr schmalbauenden Piezo aktors 16 gemäß der Ausführungsform in 3 ab. Der schmalbauende, in Stapelform geschichtet aufgebaute Piezoaktor 16 wird über den Träger 18 abgestützt, der eine Vielzahl von Schwächungszonen 104 aufweist, die z. B. als in horizontaler Richtung verlaufende Schlitze ausgebildet sein können. Der Träger ist in der Lage, einerseits den Piezokristallstapel des Piezoaktors 16 eine ausreichende mechanische Stabilität zu verleihen und andererseits den Hubweg des Piezoaktors 16 bei dessen Bestromung über die elektrischen Kontakte 20 mit auszuführen. 3.1 shows that the sleeve 300 with her sleeve foot 302 at a recess 304 preferably made of Invar holding body 14 of the fuel injector 10 supported. On the sleeve 300 in turn, the actuator head is supported 306 the very narrow piezo actuator 16 according to the embodiment in 3 from. The slimline, stacked piezoelectric actuator 16 is about the carrier 18 supported, a variety of weakening zones 104 has, z. B. may be formed as running in the horizontal direction slots. The carrier is capable, on the one hand, of the piezocrystal stack of the piezoelectric actuator 16 to give sufficient mechanical stability and on the other hand, the stroke of the piezoelectric actuator 16 during its energization via the electrical contacts 20 with execute.

4 schließlich ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors zu entnehmen, der mittels eines Piezoaktors betätigbar ist, dem jedoch kein Vorspannelement zugeordnet ist. 4 Finally, a further embodiment of the present invention proposed fuel injector can be seen, which is actuated by means of a piezoelectric actuator, which, however, is assigned no biasing element.

Analog zur Darstellung der in 3 wiedergegebenen Ausführungsform umfasst der Kraftstoffinjektor 10 gemäß der in 4 wiedergegebenen Variante den Haltekörper 14, die darunterliegend angeordnete Ventilplatte, die unter dieser liegende Drosselplatte sowie die sich daran anschließenden Düsenkörper. Analog zur Darstellung gemäß 3 wird der Steuerraum 50 über eine Steuerraumhülse begrenzt, die über eine Anstellfeder an die Unterseite der Drosselplatte angestellt ist. Im Steuerraum 50 liegt die Stirnfläche 62 des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes, welches innerhalb des Düsenkörpers geführt ist.Analogous to the representation of in 3 reproduced embodiment, the fuel injector 10 according to the in 4 reproduced variant the holding body 14 , the underlying valve plate, the underlying throttle plate and the adjoining nozzle body. Analogous to the representation according to 3 becomes the control room 50 bounded by a control chamber sleeve, which is employed via a positioning spring to the underside of the throttle plate. In the control room 50 lies the face 62 the preferably needle-shaped injection valve member, which is guided within the nozzle body.

Auch in der Variante gemäß 4 verläuft der Hochdruckzulauf 56 durch den Haltekörper 14, geht in einen Bohrungsabschnitt innerhalb der Ventilplatte über und mündet in einen Bohrungsabschnitt, der in der Drosselplatte ausgebildet ist. Der Bohrungsabschnitt der Drosselplatte wiederum mündet in einen Hohlraum des Düsenkörpers, in dem die mittels der Anstellfeder beaufschlagte Steuerraumhülse aufgenommen ist.Also in the variant according to 4 runs the high-pressure inlet 56 through the holding body 14 , merges into a bore portion within the valve plate and opens into a bore portion formed in the throttle plate. The bore portion of the throttle plate in turn opens into a cavity of the nozzle body, in which the acted upon by the adjusting spring control chamber sleeve is received.

Die in 4 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 wird ebenfalls mittels des Piezoaktors 16 betätigt. Der Piezoaktor 16 in der Ausführungsform gemäß 4 ist nicht als geschichteter Kristallstapel, sondern als Ringstruktur aufgebaut. Hülsenförmig ausgebildete Piezokristalle sind konzentrisch zueinander an einem Träger 18 aufgenommen. Der Träger 18 weist eine Anzahl von Schwächungszonen 104 auf und ist mit den einzelnen konzentrisch ausgebildeten hülsenförmigen Piezokristallen verklebt. Der Träger 18 dient der mechanischen Stabilisierung des Piezoaktors 16 und überträgt die vom Piezoaktor 16 erzeugten Kräfte, die in der Größenordnung zwischen 0 und 80 N liegen, an eine Kopplungshülse 400. Die Kopplungshülse 400 umfasst einen Übergriff 402 sowie mindestens einen Durchbruch 404. Die Kopplungshülse 400 umschließt die Ventilfeder 36, die die obere Stirnseite des in der Darstellung gemäß 4 kolbenförmig ausgebildeten Ventilelementes 34 des kraftausgeglichenen Schaltventiles 32 beaufschlagt. Am Umfang des in 4 kolbenförmig ausgebildeten Ventilelementes 34 verläuft eine Ausnehmung, in welche der Überbegriff 402 der Kopplerhülse 400 unter Ausbildung des Vorhubweges hv eingreift.In the 4 illustrated embodiment of the inventively proposed fuel injector 10 is also using the piezoelectric actuator 16 actuated. The piezo actuator 16 in the embodiment according to 4 is not constructed as a layered crystal stack, but as a ring structure. Sleeve-shaped piezo crystals are concentric with one another on a carrier 18 added. The carrier 18 has a number of weakening zones 104 and is glued to the individual concentrically shaped sleeve-shaped piezocrystals. The carrier 18 serves for mechanical stabilization of the piezoactuator 16 and transmits those from the piezo actuator 16 generated forces, which are in the order of 0 to 80 N, to a coupling sleeve 400 , The coupling sleeve 400 includes an attack 402 and at least one breakthrough 404 , The coupling sleeve 400 encloses the valve spring 36 , the upper end of the in the illustration according to 4 piston-shaped valve element 34 the force-balanced switching valve 32 applied. On the circumference of in 4 piston-shaped valve element 34 runs a recess, in which the umbrella term 402 the coupler sleeve 400 engages training the Vorhubweges h v .

Der Träger 18 des Piezoaktors 16 ist in der Ausführungsform gemäß 4 in einer Lagerung 406 aufgenommen, durch welche auch die elektrische Kontaktierung 20 verläuft. Wie bereits erwähnt, umfasst der Träger 18 eine Anzahl von Schwächungszonen 104, wobei das Lager 406 des Trägers 18 in der Ausführungsform gemäß 4 auf einer Stützhülse 408 ruht. Da der Piezoaktor 16 einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat verglichen zum Wärmeausdehnungskoeffizienten des Haltekörpers 14, wird der Piezoaktor 16 über die Stützhülse 408 abgestützt. Die Stützhülse 408 ist z. B. zweiteilig ausgebildet und umfasst einen ersten Hülsenabschnitt 414 und einen zweiten Hülsenabschnitt 416, die an einer Fügestelle 412 miteinander gefügt sind. In der Stützhülse 408 befindet sich ein Durchbruch 410, um ein Abströmen von abgesteuerter Steuermenge aus dem von der Stützhülse 408 umschlossenen Hohlraum bei Öffnen des Sitzes 38 in den Leckölablauf 24 zu ermöglichen.The carrier 18 of the piezo actuator 16 is in the embodiment according to 4 in a storage 406 received, by which also the electrical contact 20 runs. As already mentioned, the carrier comprises 18 a number of weakening zones 104 , where the bearing 406 of the carrier 18 in the embodiment according to 4 on a support sleeve 408 rests. Because the piezoelectric actuator 16 has a different thermal expansion coefficient compared to the thermal expansion coefficient of the holding body 14 , becomes the piezo actuator 16 over the support sleeve 408 supported. The support sleeve 408 is z. B. formed in two parts and includes a first sleeve portion 414 and a second sleeve portion 416 at a joint 412 are joined together. In the support sleeve 408 there is a breakthrough 410 to a flow of taxed control amount from that of the support sleeve 408 enclosed cavity when opening the seat 38 in the leak oil drain 24 to enable.

Zum Ausgleich der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Haltekörper 14 und dem Piezoaktor 16 ist die Stützhülse 408 vorgesehen, von der lediglich einer der Hülsenabschnitte 414 beziehungsweise 416 aus einem Material wie Invar gefertigt wird, um die temperaturbedingten Dehnungen auszugleichen. Ein eventuell verbleibender Restfehler, der thermisch bedingt ist, wird über den Vorhub hv zwischen dem kolbenförmig ausgebildeten Ventilelement 34 des kraftausgeglichenen Schaltventils 32 und dem Übergriff 402 der Kopplungshülse 400 ausgeglichen.To compensate for the different thermal expansion coefficients between the holding body 14 and the piezo actuator 16 is the support sleeve 408 provided, of the only one of the sleeve sections 414 respectively 416 made of a material such as Invar to compensate for the temperature-induced strains. A possibly remaining residual error, which is thermally induced, is the advance stroke h v between the piston-shaped valve element 34 the force-balanced switching valve 32 and the attack 402 the coupling sleeve 400 balanced.

Der in der Ausführungsform gemäß 4 dargestellte Piezoaktor 16 umfasst kein Vorspannelement. Wird der Piezoaktor 16 über die elektrische Kontaktierung 20 mit einer Spannung beaufschlagt, dehnt sich dieser in radiale Richtung aus und zieht sich in axiale Richtung zusammen. Dadurch erfolgt eine vertikal gerichtete Hubbewegung der Kopplungshülse 400, wodurch das in 4 dargestellte, kolbenförmig ausgebildete Ventilelement 34 aus dem Sitz 38 gezogen wird. Bei geöffnetem Sitz 38 strömt aus dem Steuerraum 50 über die Ablaufdrossel 54 in den Ablaufkanal 52 Steuermenge der Einschnürstelle 35 des kolbenförmig ausgebildeten Ventilelementes 34 zu. Über den geöffneten Sitz 38 strömt die aus dem Steuerraum 50 abgesteuerte Steuermenge in das Innere der Stützhülse 408 ein und von dort über den mindestens einen Durchbruch 410 in den Leckölablauf 24. Bei einer Druckentlastung des Steuerraumes 50 fährt das bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 60 in diesen ein und öffnet demzufolge am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors – in 4 jedoch nicht dargestellt – Einspritzöffnungen, über die Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird.In the embodiment according to 4 shown piezoelectric actuator 16 does not include a biasing element. Will the piezo actuator 16 via the electrical contact 20 subjected to a voltage, this expands in the radial direction and contracts in the axial direction. This results in a vertically directed lifting movement of the coupling sleeve 400 , which makes the in 4 shown, piston-shaped valve element 34 from the seat 38 is pulled. With the seat open 38 flows out of the control room 50 over the outlet throttle 54 into the drainage channel 52 Control quantity of constriction point 35 the piston-shaped valve element 34 to. Over the open seat 38 that flows out of the control room 50 controlled amount of tax in the interior of the support sleeve 408 on and off the at least one breakthrough 410 in the leak oil drain 24 , At a pressure relief of the control room 50 moves the preferred needle-shaped injection valve member 60 in this one and therefore opens at the combustion chamber end of the fuel injector - in 4 not shown, however - injection ports through which fuel is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Wird hingegen die Bestromung des Piezoaktors 16 über die elektrischen Kontakte 20 aufgehoben, langen sich die hülsenförmig ausgebildeten, konzentrisch am Träger 18 angeordneten Piezokristalle, und der Piezoaktor nimmt seine ursprüngliche, in axiale Richtung verlaufende Längenausdehnung an. Dadurch wird das kolbenförmig ausgebildete Ventilelement 34 des kraftausgeglichenen Schaltventiles 32 wieder in seinen Sitz 38 gestellt. Die Kraftausgeglichenheit des Schaltventiles 32 rührt daher, dass der Sitzdurchmesser 40 am Sitz 38 dem Führungsdurchmesser 42 des kolbenförmig ausgebildeten Ventilelementes 34 in der Ventilplatte des Kraftstoffinjektors 10 entspricht.If, however, the current supply of the piezoelectric actuator 16 over the electrical contacts 20 lifted, the sleeve-shaped trained, concentric on the carrier 18 arranged piezoelectric crystals, and the piezoelectric actuator assumes its original, extending in the axial direction of elongation. As a result, the piston-shaped valve element 34 the force-balanced switching valve 32 back in his seat 38 posed. The force balance of the switching valve 32 Stems, therefore, that the seat diameter 40 at the seat 38 the guide diameter 42 the piston-shaped valve element 34 in the valve plate of the fuel injector 10 equivalent.

Ist der Sitz 38 verschlossen, so ist die Druckentlastung des Steuerraumes 50 über den Ablaufkanal 52 in den Leckölablauf 24 unterbunden und der Druck im Steuerraum 50 steigt aufgrund des an der Zulaufdrossel 58 über den Hochdruckzulauf 56 anstehenden Systemdruck an, so dass das bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 60 in seinen am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 10 ausgebildeten Sitz gestellt wird und die mindestens eine in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine mündende Einspritzöffnung wieder verschlossen wird.Is the seat 38 closed, so is the pressure relief of the control room 50 over the drainage channel 52 in the leak oil drain 24 stopped and the pressure in the control room 50 increases due to the at the inlet throttle 58 over the high pressure inlet 56 pending system pressure, so that the preferred needle-shaped injection valve member 60 in its at the combustion chamber end of the fuel injector 10 trained seat is placed and the at least one opening into the combustion chamber of the internal combustion engine injection port is closed again.

Claims (12)

Kraftstoffinjektor (10) mit einem Injektorkörper (12) und einem Gehäuseteil (14) oder Haltekörper (14), in welchem mindestens ein Aktor (16) zur Betätigung eines Einspritzventilgliedes (60) aufgenommen ist, mit einem Schaltventil (32) zur Druckentlastung eines Steuerraumes (50), der mit unter einem Systemdruck stehenden Kraftstoff beaufschlagt ist, und wobei das Schaltventil (32) ein Ventilelement (34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aktor (16) in einem Niederdruckraum (22) im Gehäuseteil (14) oder Haltekörper (14) aufgenommen ist und unter Ausbildung eines Hubweges hv mittelbar oder unmittelbar auf das Schaltventil (32) einwirkt, das kraftausgeglichen ausgelegt ist.Fuel injector ( 10 ) with an injector body ( 12 ) and a housing part ( 14 ) or holding body ( 14 ), in which at least one actuator ( 16 ) for actuating an injection valve member ( 60 ), with a switching valve ( 32 ) for pressure relief of a control room ( 50 ) subjected to fuel under system pressure, and wherein the switching valve ( 32 ) a valve element ( 34 ), characterized in that the at least one actuator ( 16 ) in a low-pressure space ( 22 ) in the housing part ( 14 ) or holding body ( 14 ) is received and forming a stroke h v indirectly or directly on the switching valve ( 32 ), which is designed to be balanced. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aktor als Piezoaktor (16) ausgeführt ist und einen Träger (18) zur mechanischen Stabilisierung aufweist, an dem mindestens eine Schwächungszone (104) ausgeführt ist.Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the at least one actuator as a piezoelectric actuator ( 16 ) and a carrier ( 18 ) for mechanical stabilization, at the at least one weakening zone ( 104 ) is executed. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Spannungsbeaufschlagung des mindestens einen Piezoaktors (16) sich das Ventilelement (34), einen Sitz (38) des Schaltventiles (32) öffnend, in Längungsrichtung des mindestens einen Piezoaktors (16) bewegt.Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that when voltage is applied to the at least one piezoelectric actuator ( 16 ) the valve element ( 34 ), a seat ( 38 ) of the switching valve ( 32 ), in the direction of elongation of the at least one piezoelectric actuator ( 16 ) emotional. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Spannungsbeaufschlagung des mindestens einen Piezoaktors (16) sich das Ventilelement (34), einen Sitz (38) des Schaltventiles (32) öffnend, in Kontraktionsrichtung des mindestens einen Piezoaktors (16) bewegt.Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that when voltage is applied to the at least one piezoelectric actuator ( 16 ) the valve element ( 34 ), a seat ( 38 ) of the switching valve ( 32 ), in the direction of contraction of the at least one piezoelectric actuator ( 16 ) emotional. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (18) aus Invar gefertigt ist und sich an einem Temperaturausgleichskörper (102, 204) oder einer Hülse (300, 408) abstützt, der oder die im Niederdruckraum (22) eines Gehäuseteiles (14) oder eines Haltekörper (14) des Kraftstoffinjektors (10) angeordnet ist.Fuel injector ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the carrier ( 18 ) is made of Invar and is attached to a temperature compensation body ( 102 . 204 ) or a sleeve ( 300 . 408 ), which in the low-pressure space ( 22 ) of a housing part ( 14 ) or a holding body ( 14 ) of the fuel injector ( 10 ) is arranged. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (300, 408) zumindest teilweise aus Invar gefertigt ist und entweder einstückig (300) oder mehrteilig (414, 416) ausgeführt ist, wobei bei mehrteiliger Ausführung einer der Hülsenabschnitte (414, 416) aus Invar gefertigt ist.Fuel injector according to claim 5, characterized in that the sleeve ( 300 . 408 ) is at least partially made of Invar and either in one piece ( 300 ) or multiple parts ( 414 . 416 ) is executed, wherein in multi-part execution of the sleeve sections ( 414 . 416 ) is made of Invar. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorhubweg hv zwischen einer Platte (110) am Fuße des mindestens einen Piezoaktors (16) und einem Abstützkörper (106), der auf das Ventilelement (34) wirkt, oder zwischen einem Aktorfuß (308) des mindestens einen Piezoaktors (16) und einer Stirnseite des Ventilelementes (34) oder zwischen einer Kopplungshülse (400, 402) und dem Ventilelement (34) ausgebildet ist.Fuel injector according to claim 5, characterized in that the Vorhubweg h v between a plate ( 110 ) at the foot of the at least one piezoelectric actuator ( 16 ) and a support body ( 106 ) acting on the valve element ( 34 ), or between an actuator base ( 308 ) of the at least one piezoelectric actuator ( 16 ) and an end face of the valve element ( 34 ) or between a coupling sleeve ( 400 . 402 ) and the valve element ( 34 ) is trained. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorhubweg hv durch eine Einstellscheibe (30) zwischen dem Gehäuseteil (14) oder dem Haltekörper (14) und dem Injektorkörper (12) definiert ist und das Gehäuseteil (14) oder der Haltekörper (14) aus Invar gefertigt sind.Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the Vorhubweg h v by a shim ( 30 ) between the housing part ( 14 ) or the holding body ( 14 ) and the injector body ( 12 ) is defined and the housing part ( 14 ) or the holding body ( 14 ) are made of Invar. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den mindestens einen Piezoaktor (16) aufnehmende Träger (18) mit dem mindestens einen Piezoaktor (16) stoffschlüssig verbunden ist.Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the at least one piezoelectric actuator ( 16 ) receiving carriers ( 18 ) with the at least one piezoelectric actuator ( 16 ) is integrally connected. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Piezoaktor (16) als konzentrische Ringstruktur von Piezoelementen ausgeführt ist, die vorspannnungselementfrei an dem Träger (18) mit mindestens einer Schwächungszone (104) aufgenommen sind, mit dem die Kopplungshülse (400) verbunden ist.Fuel injector ( 10 ) according to claim 7, characterized in that the at least one piezoelectric actuator ( 16 ) is designed as a concentric ring structure of piezoelectric elements, the biasing element free on the carrier ( 18 ) with at least one zone of weakness ( 104 ) are received, with which the coupling sleeve ( 400 ) connected is. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Kopplungshülse (400) eine das Ventilelement (34) des Schaltventiles (32) beaufschlagende Ventilfeder (36) aufgenommen ist.Fuel injector ( 10 ) according to claim 7, characterized in that within the coupling sleeve ( 400 ) a the valve element ( 34 ) of the switching valve ( 32 ) acting valve spring ( 36 ) is recorded. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (408) den Niederdruckraum (22) begrenzt und mindestens eine hydraulische Verbindung (410) zu einem Leckölablauf (24) aufweist.Fuel injector ( 10 ) according to claim 7, characterized in that the sleeve ( 408 ) the low-pressure space ( 22 ) and at least one hydraulic connection ( 410 ) to a leakage oil drain ( 24 ) having.
DE200610055555 2006-11-24 2006-11-24 Fuel injector for internal combustion engine, has actuator mounted in low pressure area in housing part or retaining body and force-balanced under formation of piston stroke directly or indirectly on valve, where actuator has support Withdrawn DE102006055555A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610055555 DE102006055555A1 (en) 2006-11-24 2006-11-24 Fuel injector for internal combustion engine, has actuator mounted in low pressure area in housing part or retaining body and force-balanced under formation of piston stroke directly or indirectly on valve, where actuator has support

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610055555 DE102006055555A1 (en) 2006-11-24 2006-11-24 Fuel injector for internal combustion engine, has actuator mounted in low pressure area in housing part or retaining body and force-balanced under formation of piston stroke directly or indirectly on valve, where actuator has support

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006055555A1 true DE102006055555A1 (en) 2008-05-29

Family

ID=39326302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610055555 Withdrawn DE102006055555A1 (en) 2006-11-24 2006-11-24 Fuel injector for internal combustion engine, has actuator mounted in low pressure area in housing part or retaining body and force-balanced under formation of piston stroke directly or indirectly on valve, where actuator has support

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006055555A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009039647A1 (en) * 2009-09-01 2011-03-24 Continental Automotive Gmbh Fuel injector, particularly common rail fuel injector, for injecting fuel into combustion chamber of internal combustion engine, has servo valve that is controlled by piezoelectric actuator
EP2366887A1 (en) * 2010-03-08 2011-09-21 Robert Bosch GmbH Fuel injector
EP2400144A3 (en) * 2010-06-23 2014-07-30 Robert Bosch GmbH Fuel injector

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009039647A1 (en) * 2009-09-01 2011-03-24 Continental Automotive Gmbh Fuel injector, particularly common rail fuel injector, for injecting fuel into combustion chamber of internal combustion engine, has servo valve that is controlled by piezoelectric actuator
EP2366887A1 (en) * 2010-03-08 2011-09-21 Robert Bosch GmbH Fuel injector
EP2400144A3 (en) * 2010-06-23 2014-07-30 Robert Bosch GmbH Fuel injector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1714025B1 (en) Fuel injector with a direct controlled injection valve member
EP2052148B1 (en) Fuel injector with direct needle control and servo valve assistance
DE19946828C1 (en) Valve for controlling liquids
EP1856403B1 (en) Fuel injector comprising a directly controlled injection valve member with a double-seat
EP1379775B1 (en) Valve for controlling liquids
DE19946827C1 (en) Valve for controlling liquids
EP1705365B1 (en) Fuel injector with a direct control of the injection needle and a variable stroke amplifier
EP1135594B1 (en) Valve for controlling liquids
EP2310662B1 (en) Fuel injector
DE102009039647A1 (en) Fuel injector, particularly common rail fuel injector, for injecting fuel into combustion chamber of internal combustion engine, has servo valve that is controlled by piezoelectric actuator
EP1682769B1 (en) Fuel injector with a multipart, directly controlled injection valve element
DE102006019736A1 (en) Fuel injector for combustion chamber of internal combustion engine, has actuator arranged in low-pressure area and surrounded by fuel, and compensation unit e.g. housing part, formed in low-pressure area
DE102006055555A1 (en) Fuel injector for internal combustion engine, has actuator mounted in low pressure area in housing part or retaining body and force-balanced under formation of piston stroke directly or indirectly on valve, where actuator has support
DE19954288A1 (en) Fuel injection valve for fitting to internal combustion engines has an injection valve element to control injection openings, a control valve to affect movement in injection valve elements and a valve element for regulating pressure
DE102012220027A1 (en) Switching valve for common-rail fuel injector for injecting diesel into combustion chamber of internal combustion engine, has control space filled with fuel via hole, and closing element closing hole in position for pressure relief of space
EP2166218A2 (en) Fuel injector valve
EP1999363B1 (en) Fuel injection valves for internal combustion engines
EP1916414A2 (en) Fuel injector with piezo actuator
DE19858476B4 (en) Device for transmitting an Aktorauslenkung on an actuator and injector with such a device
DE10007735A1 (en) Fuel injection valve for IC engines has pressure-reducing throttle between high-pressure fuel in fuel chamber/line and lower pressure fuel in valve needle actuator area
EP2138709B1 (en) Directly actuated fuel injector
EP2412965A2 (en) Fuel injector valve
WO2002020978A1 (en) Hydraulically translated valve
EP2003325A1 (en) Control valve, in particular for a fuel injector of a combustion engine
WO2007098989A1 (en) Fuel injector having directly actuable nozzle needle and variable actuator lift transmission

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130909

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee