DE102008000317A1 - Injektor - Google Patents

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DE102008000317A1
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pressure chamber
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Abstract

Ein Injektor (1) hat eine Innenhülse (8) zwischen einer Nadeldruckaufnahmefläche (7f) einer Nadel (7) und einer hinteren Endfläche (6a) eines Ventilkörpers (6). Die Innenhülse (8) ist verschiebbar an einen äußeren Umfang eines mittleren Schaftabschnitts (7a) der Nadel (7) gepasst. Die Innenhülse (8) nimmt eine Reaktionskraft einer Feder (17) auf, die zwischen der Innenhülse (8) und einem Druckbeaufschlagungskolben (4) angeordnet ist, so dass ein axiales Spitzenende (ein Randabschnitt (8a)) der Innenhülse (8) gegen die hintere Endfläche (6a) gedrückt wird, um dazwischen einen engen Kontakt zu erzielen. Somit kann ein Volumen einer Druckkammer (16) verringert werden, so dass eine Ventilöffnungskraft zum Anheben der Nadel (7) wirksam bezogen werden kann. Demgemäß kann durch Erhöhen des Hubbetrags der Nadel (7) die Einspritzung mit einer großen Durchflussrate durchgeführt werden und kann ebenso ein rasches Anheben der Nadel (7) durchgeführt werden.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. BEREICH DER ERFINDUNG:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor, der eine Einspritzzufuhr von Hochdruckkraftstoff zu einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine durchführt.
  • 2. BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDS DER TECHNIK:
  • Ein Injektor, der ein elektromagnetisches Ventil als Stellglied verwendet, befindet sich herkömmlicherweise im Einsatz. Zum Verwirklichen einer großen Durchflussrate und eines guten Ansprechverhaltens wird ein Injektor vorgeschlagen, der ein piezoelektrisches Stellglied mit einer großen Erzeugungskraft und einem guten Ansprechverhalten verwendet. Beispielsweise hat ein in dem Patentdokument 1 ( internationale Offenlegung Nr. 2005/075811 ) beschriebener Injektor unter Anderem ein piezoelektrisches Stellglied 100, das eine Verschiebung vornimmt, wenn auf dieses eine Spannung angelegt wird, einen Druckbeaufschlagungskolben 110, der durch das piezoelektrische Stellglied 100 angetrieben wird, eine Außenhülse 120 zum verschiebbaren Halten eines äußeren Umfangs des Druckbeaufschlagungskolbens 110, eine Druckkammer 130, deren Innendruck (Hydraulikdruck) sich gemäß einer Bewegung des Druckbeaufschlagungskolbens 110 erhöht/verringert, eine Nadel 160, die verschiebbar innerhalb eines Ventilkörpers 140 gehalten ist und die eine Funktion zum Öffnen/Schließen eines Einspritzlochs 150 hat, wie in 6 gezeigt ist.
  • Die Druckkammer 130 ist fluiddicht durch den Druckbeaufschlagungskolben 110, die Außenhülse 120, die Nadel 160 und den Ventilkörper 140 definiert. Wenn die Spannung an das piezoelektrische Stellglied 100 angelegt wird und der Druckbeaufschlagungskolben 110 nach unten in der Zeichnung gedrückt wird, verringert sich das Volumen der Druckkammer 130 und steigt der Innendruck an.
  • Der Innendruck der Drucksteuerkammer 130 wirkt an einer Druckaufnahmefläche 161, die an der Nadel 160 ausgebildet ist, so dass dieser als Ventilöffnungsdruck zum Vorspannen der Nadel 160 in einer Ventilöffnungsrichtung (nach oben in der Zeichnung) funktioniert. Wenn die Ventilöffnungskraft eine Ventilschließkraft (unter Anderem eine Reaktionskraft der Feder 170) übersteigt, die die Nadel 160 in eine Ventilschließrichtung vorspannt, hebt sich die Nadel 160 und öffnet sich das Einspritzloch 150. Somit wird der Hochdruckkraftstoff, der zu dem Inneren des Ventilkörpers 140 zugeführt wird, in eine Brennkammer 180 der Kraftmaschine aus dem Einspritzloch 150 eingespritzt.
  • Zum wirksamen Erzeugen des Hydraulikdrucks (des Innendrucks der Druckkammer 130) zum Antreiben der Nadel 160 sollte ein Kraftstoffaustritt aus der Druckkammer 130 unterbunden werden und sollte das Volumen der Druckkammer 130 klein ausgeführt werden.
  • Bei dem im Patentdokument 1 beschriebenen Injektor weist die Druckkammer 130 einen Raum A (ein schraffierter Bereich in 6) auf, der zwischen der Druckaufnahmefläche 161 der Nadel 160 und einer Endfläche des Ventilkörpers 140 ausgebildet ist. Daher ist es schwierig, die Druckkammer 130 kompakt auszuführen. Zum Unterbinden des Kraftstoffaustritts sind eine strikte Kontrolle eines Zwischenraums an einem Nadelgleitabschnitt S, der in 6 gezeigt ist, und eine präzise Bearbeitung erforderlich. Demgemäß können die Kosten ansteigen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Injektor zu schaffen, der eine Druckkammer mit einem verringerten Volumen hat und der ein Austreten von Kraftstoff aus der Druckkammer ohne das Erfordernis einer präzisen Bearbeitung unterbinden kann.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat ein Injektor ein piezoelektrisches Stellglied, einen Druckbeaufschlagungskolben, eine Druckkammer, einen Ventilkörper, eine Nadel, eine Innenhülse und eine Feder. Das piezoelektrische Stellglied verursacht eine Verschiebung, wenn eine Spannung an dieses angelegt wird. Der Druckbeaufschlagungskolben wird durch das piezoelektrische Stellglied angetrieben, so dass er sich in eine axiale Richtung bewegt. Die Druckkammer speichert innen ein Druckbeaufschlagungsfluid. Ein Druck des Druckbeaufschlagungsfluids ändert sich gemäß der Bewegung des Druckbeaufschlagungskolbens. Der Ventilkörper ist mit einem Führungsloch in der axialen Richtung und mit einem Einspritzloch an einem Spitzenendabschnitt des Führungslochs ausgebildet. Eine axial hintere Endfläche des Ventilkörpers an einer Seite, die entgegengesetzt zu dem Einspritzloch liegt, definiert eine Wandfläche, die die Druckkammer definiert. Die Nadel ist verschiebbar in dem Führungsloch gehalten und öffnet/schließt das Einspritzloch. Die Nadel hat einen mittleren Schaftabschnitt, der von der hinteren Endfläche in einer Richtung vorsteht, die entgegengesetzt zu der Seite des Einspritzlochs ist, und eine Nadeldruckaufnahmefläche, die einen Außendurchmesser hat, der größer als derjenige des mittleren Schaftabschnitts ist und die einen Innendruck der Druckkammer in der axialen Richtung aufnimmt, so dass der Innendruck der Druckkammer, der an der Nadeldruckaufnahmefläche wirkt, als Ventilöffnungskraft zum Vorspannen der Nadel in einer Ventilöffnungsrichtung funktioniert. Die Innenhülse ist innerhalb der Druckkammer gelegen und in der Gestalt eines zylindrischen Körpers ausgebildet, der verschiebbar mit einem äußeren Umfang des mittleren Schaftabschnitts gepasst ist. Die Feder spannt die Innenhülse in Richtung auf die hintere Endfläche vor.
  • Die Innenhülse hat eine Innenumfangsgleitfläche des zylindrischen Körpers, um zu unterbinden, dass das Druckbeaufschlagungsfluid in der Druckkammer zur Seite des Einspritzlochs durch einen Gleitspalt zwischen einer äußeren Umfangswand des mittleren Schaftabschnitts und der Innenhülse ausströmt, und einen axialen Endabschnitt um zu unterbinden, dass das Druckbeaufschlagungsfluid in der Druckkammer in Richtung auf die Einspritzlochseite durch einen Abschnitt der Innenhülse ausströmt, der durch die Feder dicht gegen die hintere Endfläche gedrückt wird.
  • Mit einem solchen Aufbau kann das Volumen der Druckkammer durch Anordnen der Innenhülse innerhalb der Druckkammer klein gemacht werden. Als Folge kann die Ventilöffnungskraft (der Innendruck der Druckkammer, der an der Nadeldruckaufnahmefläche wirkt), die zum Anheben der Nadel notwendig ist, wirksam bezogen werden. Der Innendruck der Druckkammer der vorliegenden Erfindung ist nämlich größer als derjenige eines herkömmlichen Injektors, der keine Innenhülse hat, auch wenn der Bewegungsbetrag des Druckbeaufschlagungskolbens, der durch das piezoelektrische Stellglied angetrieben wird, gleich demjenigen des herkömmlichen Injektors ist. Daher kann die Ventilöffnungskraft, die auf die Nadel aufgebracht wird, entsprechend erhöht werden. Als Folge kann durch Vergrößern des Hubbetrags der Nadel eine Einspritzung mit einer größeren Durchflussrate durchgeführt werden und kann ebenso ein rasches Anheben der Nadel durchgeführt werden. Somit kann ein Injektor zur Verfügung gestellt werden, der ein gutes Ansprechverhalten und eine gute Leistungsfähigkeit erzielt.
  • Wenn die Größe der Ventilöffnungskraft, die zum Anheben der Nadel notwendig ist, dieselbe wie diejenige des herkömmlichen Injektors ist, kann die vorliegende Erfindung die Verringerung einer Antriebsenergie des piezoelektrischen Stellglieds bewirken.
  • Da darüber hinaus die Innenhülse verschiebbar an dem äußeren Umfang des mittleren Schaftabschnitts der Nadel gepasst ist, können die Gleitabschnitte der Innenhülse und des mittleren Schaftabschnitts das Austreten von Kraftstoff aus der Druckkammer unterbinden. Der axiale Endabschnitt der Innenhülse wird dicht gegen die hintere Endfläche des Ventilkörpers gedrückt, aber die Innenhülse ist nicht mit dem Ventilkörper fixiert. Demgemäß kann sich die Innenhülse in der radialen Richtung mit Bezug auf den Ventilkörper bewegen. Daher ist eine präzise Bearbeitung nur bezüglich des Innendurchmessers des zylindrischen Körpers erforderlich, der mit dem mittleren Schaftabschnitt zu passen ist. Es ist nicht notwendig, eine koaxiale Ausrichtung zu dem Führungsloch sicherzustellen, das in dem Ventilkörper ausgebildet ist. Das Führungsloch des Ventilkörpers, das die Nadel hält, muss nicht das Austreten des Kraftstoffs zwischen dem Führungsloch und der Nadel unterbinden. Daher kann eine Kontrolle des Zwischenraums zwischen dem Führungsloch und der Nadel entsprechend einfacher ausgeführt werden. Als Folge kann die Produktivität verbessert werden.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die Innenhülse bei dem vorstehend genannten Injektor einen Randabschnitt an ihrem gesamten Umfang ihres axialen Endabschnitts und wird der Randabschnitt gegen die hintere Endfläche gedrückt.
  • In diesem Fall ist die Fläche des Randabschnitts, der die hintere Endfläche des Ventilkörpers berührt, klein und ist ein Kontaktdruck hoch. Als Folge kann sich eine Abdichtungsleistung verbessern und kann das Austreten von Kraftstoff aus der Druckkammer unterbunden werden.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist bei dem vorstehend genannten Injektor der Randabschnitt der Innenhülse an einem äußersten Umfang des axialen Endabschnitts der Innenhülse ausgebildet.
  • In diesem Fall wird der Innendruck der Druckkammer nicht auf die axiale Endfläche der Innenhülse radial innerhalb des Randabschnitts aufgebracht. Da der Innendruck der Druckkammer nicht als Kraft funktioniert, die die Innenhülse hochschiebt, kann eine geeignete Abdichtungsleistung sichergestellt werden.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat bei dem vorstehend genannten Injektor die Innenhülse einen Federaufnahmeabschnitt, der durch radial nach außen gerichtetes Vergrößern eines äußeren Umfangsabschnitts des zylindrischen Körpers ausgebildet wird in einer Flanschform, und ist ein Ende der Feder im Eingriff mit dem Druckbeaufschlagungskolben und das andere Ende des Kolbens im Eingriff mit dem Federaufnahmeabschnitt.
  • In diesem Fall vergrößert sich die Vorspannkraft der Feder, die an der Innenhülse wirkt, wenn der Innendruck der Druckkammer durch die Bewegung des Druckbeaufschlagungskolbens erhöht wird, da das eine Ende der Feder im Eingriff mit dem Druckbeaufschlagungskolben ist. Als Folge wird der Randabschnitt der Innenhülse stärker gegen die hintere Endfläche des Ventilkörpers gedrückt. Daher verbessert sich die Abdichtungsleistung und kann das Austreten des Kraftstoffs aus der Druckkammer unterbunden werden.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat bei dem vorstehend genannten Injektor die Innenhülse eine Hülsendruckaufnahmefläche, auf die der Innendruck der Druckkammer in eine Richtung zum Vorspannen der Innenhülse in Richtung auf die Ventilkörperseite wirkt. Die Hülsendruckaufnahmefläche hat eine größere Fläche als die Nadeldruckaufnahmefläche.
  • Die Innenhülse ist verschiebbar beziehungsweise gleitfähig mit dem äußeren Umfang des mittleren Schaftabschnitts der Nadel gepasst. Wenn daher der Innendruck der Druckkammer ansteigt und die Nadel sich hebt, besteht die Möglichkeit, dass die Innenhülse sich gemeinsam mit der Nadel aufgrund einer Reibungskraft anhebt, die zwischen der Innenhülse und der Nadel verursacht wird.
  • Dagegen ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Fläche der Hülsendruckaufnahmefläche größer als diejenige der Nadeldruckaufnahmefläche. Demgemäß ist die Kraft des Innendrucks der Druckkammer, der an der Hülsendruckaufnahmefläche wirkt, zum Niederdrücken der Innenhülse größer als die Kraft des Innendrucks der Druckkammer, der an der Nadeldruckaufnahmefläche zum Hochschieben der Nadel wirkt. Daher kann verhindert werden, dass die Innenhülse sich gemeinsam mit der Nadel hebt.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung weist bei dem vorstehend genannten Injektor der Ventilkörper ein Körperhauptelement auf, das mit dem Führungsloch ausgebildet ist, und ein Beabstandungselement auf, das an einer Seite des Körperhauptelements gelegen ist, die entgegengesetzt zu der Seite des Einspritzlochs ist und das mit einem Spielpassungseinsteckloch an dessen radialer Mitte zum lockeren Einstecken der Nadel in dieses ausgebildet ist. Das Körperhauptelement hat an einer Seite, die entgegengesetzt zu der Seite des Einspritzlochs ist eine vergrößerte Kammer, die einen Innendurchmesser hat, der größer als derjenige des Spielpassungseinstecklochs ist. Eine Endfläche des Beabstandungselements, die eine Seite der vergrößerten Kammer definiert, die entgegengesetzt zu der Seite des Einspritzlochs ist und radial innerhalb eines inneren Umfangs der vergrößerten Kammer liegt, funktioniert als Anschlagfläche zum Begrenzen eines Hubbetrags der Nadel. Die Nadel hat einen Flanschabschnitt, der radial nach außen von einem äußeren Umfang eines Abschnitts der Nadel vorsteht, der durch den inneren Umfang der vergrößerten Kammer tritt. Der Flanschabschnitt hat einen Außendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser des Spielpassungseinstecklochs ist. Der Hubbetrag der Nadel wird begrenzt, da der Flanschabschnitt die Anschlagfläche berührt, wenn die Nadel sich um einen vorbestimmten Betrag in der Ventilöffnungsrichtung hebt.
  • Die Spielpassung beziehungsweise das lockere Einstecken bezeichnet einen Zustand, in dem die Nadel in das Spielpassungseinsteckloch, das in dem Beabstandungselement ausgebildet ist, mit einem Spalt eingesteckt wird, insbesondere in einem Zustand, in dem ein räumlicher Abstand zwischen dem innerem Umfang des Spielpassungseinstecklochs und dem äußeren Umfang der Nadel vorhanden ist.
  • Mit einem solchen Aufbau kann eine stabile Einspritzmenge ungeachtet einer Verschiebungsvariation des piezoelektrischen Stellglieds erhalten werden.
  • Gemäß nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat der vorstehend genannte Injektor ferner ein Ventilgehäuse, das einen geschlossenen Raum, der mit einem Hochdruckfluid gefüllt ist, zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilgehäuse definiert, und das zumindest das piezoelektrische Stellglied und den Druckbeaufschlagungskolben in dem geschlossenen Raum aufnimmt, eine Außenhülse, die verschiebbar einen äußeren Umfang des Druckbeaufschlagungskolben hält, und eine weitere Feder, die die Außenhülse in Richtung auf die hintere Endwand vorspannt. Ein Ende der weiteren Feder ist im Eingriff mit einer Stufe, die an einem inneren Umfang des Ventilgehäuses ausgebildet ist, und das andere Ende der weiteren Feder ist im Eingriff mit einer axialen hinteren Endfläche der Außenhülse.
  • Mit einem solchen Aufbau ist eine Last der Feder konstant, die die Außenhülse vorspannt. Daher wird die Handhabung der Last der Feder vereinfacht.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen werden ebenso wie Verfahren zum Betrieb und die Funktion der zugehörigen Teile aus einem Studium der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden.
  • 1 ist eine Schnittansicht, die einen Injektor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt des Injektors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 3 ist eine Schnittansicht, die einen Injektor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ist eine Schnittansicht, die einen Injektor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 ist eine Schnittansicht, die einen Injektor eines abgewandelten Beispiels der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 6 ist eine Schnittansicht, die einen Injektor nach dem Stand der Technik zeigt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Injektor 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Injektor 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist eine Vorrichtung, die an einem jeweiligen Zylinder einer Dieselkraftmaschine angebracht wird und die Hochdruckkraftstoff, der von einer Common-Rail (nicht gezeigt) zugeführt wird, direkt in eine Brennkammer des Zylinders einspritzt. Wie in 1 gezeigt ist, weist der Injektor 1 unter Anderem ein Ventilgehäuse 2, ein piezoelektrisches Stellglied 3, einen Druckbeaufschlagungskolben 4, eine Außenhülse 5, einen Ventilkörper 6, eine Nadel 7, eine Innenhülse 8 auf.
  • Das Ventilgehäuse 2 definiert einen geschlossenen Raum zwischen dem Ventilgehäuse 2 und dem Ventilkörper 6 und ist mit einem Kraftstoffeinlass 2a ausgebildet, der mit der Common-Rail durch ein Kraftstoffrohr (nicht gezeigt) verbunden ist. Der geschlossene Raum ist mit Hochdruckkraftstoff gefüllt, der aus dem Kraftstoffeinlass 2a einströmt.
  • Das piezoelektrische Stellglied 3 ist beispielsweise ein herkömmliches Stellglied, das einen Kondensatoraufbau aus abwechselnd geschichteten piezoelektrischen keramischen Schichten, wie zum Beispiel PZT (Blei-Zirkonat-Titanat), und Elektrodenschichten hat. Wenn eine Spannung angelegt wird, verlängert sich das piezoelektrische Stellglied 3 in die Richtung der Schichtung. Das piezoelektrische Stellglied 3 ist innerhalb des geschlossenen Raums des Ventilgehäuses 2 angeordnet. Ein Ende (ein oberes Ende in 1) des piezoelektrischen Stellglieds 3 in der Richtung der Schichtung ist mit dem Ventilgehäuse 2 fixiert.
  • Der Druckbeaufschlagungskolben 4 ist an der anderen Endseite des piezoelektrischen Stellglieds 3 in dem geschlossenen Raum des Ventilgehäuses 2 angeordnet und bewegt sich in der axialen Richtung (vertikalen Richtung in der Zeichnung) als Reaktion auf eine Verschiebung des piezoelektrischen Stellglieds 3. Der Druckbeaufschlagungskolben 4 besteht aus einem zylindrischen Wandabschnitt 4a und einem Kopfabschnitt 4b, der eine Endseite (obere Seite in der Zeichnung) des zylindrischen Wandabschnitts 4a blockiert. Der Druckbeaufschlagungskolben 4 steht in Kontakt mit dem piezoelektrischen Stellglied 3 in einem Zustand, in dem der Kopfabschnitt 4b gegen die andere Endseite des piezoelektrischen Stellglieds 3 durch eine Reaktionskraft der Feder 9 gedrückt wird, die zwischen dem Flanschabschnitt 4c, der an dem äußeren Umfang des Kopfabschnitts 4b vorgesehen ist, und der Außenhülse 5 gelegen ist. Der Kopfabschnitt 4b ist mit einem Verbindungsloch 4d zum Verbinden eines Inneren und eines Äußeren des Druckbeaufschlagungskolbens 4 ausgebildet.
  • Die Außenhülse 5 ist in der Gestalt eines zylindrischen Körpers ausgebildet, der verschiebbar beziehungsweise gleitfähig mit einem äußeren Umfang des Druckbeaufschlagungskolbens 4 in dem geschlossenen Raum des Ventilgehäuses 2 gepasst ist. Ein axialer Spitzenrandabschnitt 5a der Außenhülse 5 wird gegen eine hintere Endfläche 6a des Ventilkörpers 6 durch die Reaktionskraft der Feder 9 gedrückt (siehe 2). Der axiale Spitzenendabschnitt der Außenhülse 5 ist mit einer abgeschrägten Gestalt mit einem Außendurchmesser ausgebildet, der sich in Richtung auf den Spitzenrandabschnitt 5a graduell verringert. Der Spitzenrandabschnitt 5a ist an dem Abschnitt minimalen Durchmessers der abgeschrägten Gestalt ausgebildet.
  • Der Ventilkörper 6 ist in Kontakt mit einem Öffnungsende des Ventilgehäuses 2 gelegen und mit dem Ventilgehäuse 2 durch einen Haltermutter 10 fixiert. Ein Einspritzloch zum Einspritzen des Kraftstoffs und ein Führungsloch 12 zum Halten der Nadel 7 sind in dem Ventilkörper 6 ausgebildet.
  • Das Einspritzloch 11 ist in einem Spitzenendabschnitt (unteren Endabschnitt in der Zeichnung) des Ventilkörpers 6 ausgebildet, der in die Brennkammer der Dieselkraftmaschine vorsteht. Das Führungsloch 12 ist von der hinteren Endfläche 6a des Ventilkörpers 6 in Richtung auf den Spitzenendabschnitt des Ventilkörpers 6 gebohrt. Eine Sitzfläche 6b mit einer konischen Gestalt ist an einem Spitzenendabschnitt des Führungslochs 12 ausgebildet. Ein hinterer Endabschnitt des Führungslochs 12 (an einer entgegengesetzten Seite zu der Sitzfläche 6b) hat einen Innendurchmesser, der größer als derjenige des Abschnitts ist, der die Nadel 7 hält.
  • Die Nadel 7 hat einen mittleren Schaftabschnitt 7a, der verschiebbar beziehungsweise gleitfähig an dem Führungsloch 12 des Ventilkörpers 6 gehalten wird, einen großdurchmessrigen Abschnitt 7b, der an einer Endseite des mittleren Schaftabschnitts 7a vorgesehen ist, und einen kleindurchmessrigen Schaftabschnitt 7c, der an der anderen Endseite des mittleren Schaftabschnitts 7a vorgesehen ist, nämlich als einen einzigen Körper. Der Abschnitt von dem großdurchmessrigen Abschnitt 7b zu dem mittleren Schaftabschnitt 7a ist hohl ausgebildet, und das Innere des hohlen Abschnitts wird als Kraftstoffdurchgang 13 verwendet.
  • Der großdurchmessrige Abschnitt 7b hat einen größeren Außendurchmesser als der mittlere Schaftabschnitt 7a und wird gleitfähig beziehungsweise verschiebbar an dem inneren Umfang des Druckbeaufschlagungskolbens 4 gehalten. Der kleindurchmessrige Schaftabschnitt 7c hat einen Außendurchmesser, der kleiner als derjenige des mittleren Schaftabschnitts 7a ist. Ein Kraftstoffsumpf 14 ist zwischen dem äußeren Umfang des kleindurchmessrigen Schaftabschnitts 7c und dem inneren Umfang des Führungslochs 12 ausgebildet. Ein Verbindungsloch 7d, das den vorstehend erwähnten Kraftstoffdurchgang 13 und den Kraftstoffsumpf 14 verbindet, ist in dem gestuften Abschnitt zwischen dem mittleren Schaftabschnitt 7a und dem kleindurchmessrigen Schaftabschnitt 7c ausgebildet. Ein Sitzabschnitt 7e ist an dem Spitzenendabschnitt des kleindurchmessrigen Schaftabschnitts 7c vorgesehen und wird beim Schließen des Ventils durch die Nadel 7 an die Sitzfläche 6b des Ventilkörpers 6 gesetzt.
  • An der Nadel 7 ist eine Feder 15 zwischen einer Stufe, die an dem inneren Umfang des großdurchmessrigen Abschnitts 7d ausgebildet ist, und dem Kopfabschnitt 4b des Druckbeaufschlagungskolbens 4 gelegen. Eine Reaktionskraft der Feder 15 funktioniert als Ventilschließkraft zum Vorspannen der Nadel 7 in einer Ventilschließrichtung (nach unten in der Zeichnung). Wie in 2 gezeigt ist, wirkt ein Innendruck einer Druckkammer 16 (später erwähnt), die mit dem Hochdruckkraftstoff gefüllt ist, an einer gestuften Fläche (als Nadeldruckaufnahmefläche 7f bezeichnet), die zwischen dem großdurchmessrigen Abschnitt 7d und dem mittleren Schaftabschnitt 7a ausgebildet ist, um als Ventilöffnungskraft zum Vorspannen der Nadel 7 in einer Ventilöffnungsrichtung zu funktionieren (nach oben in der Zeichnung).
  • Als nächstes werden die Innenhülse 8 und die Druckkammer 16 unter Bezugnahme auf 2 erklärt. Die Innenhülse 8 ist in der Gestalt eines zylindrischen Körpers ausgebildet, der verschiebbar beziehungsweise gleitfähig an den äußeren Umfang des mittleren Schaftabschnitts 7a der Nadel 7 gepasst ist, der von der hinteren Endfläche 6a des Ventilkörpers 6 in einer Richtung vorsteht, die entgegengesetzt zu der Einspritzlochseite ist (nach oben in der Zeichnung). Die Innenhülse 8 nimmt eine Reaktionskraft einer Feder 17 auf, die zwischen der Innenhülse 8 und dem Druckbeaufschlagungskolben 4 gehalten wird, so dass ein Randabschnitt 8a, der an einem axialen Spitzenendabschnitt der Innenhülse 8 vorgesehen ist, dicht gegen die hintere Endfläche 6a des Ventilkörpers 6 gedrückt wird. Der Randabschnitt 8a ist durch einen äußersten Durchmesserabschnitt der Innenhülse 8 vorgesehen. Der Randabschnitt 8a steht im engen Kontakt mit der hinteren Endfläche 6a des Ventilkörpers 6 an seinem gesamten Umfang. Somit wird die Druckkammer 16 durch den Ventilkörper 6, den Druckbeaufschlagungskolben 4 und die Nadel 7 zwischen der Innenhülse 8 und der Außenhülse 5 definiert. Die Druckkammer 16 ist mit dem Hochdruckkraftstoff gefüllt.
  • Eine Innenumfangsgleitfläche der Innenhülse 8, die mit dem äußeren Umfang des mittleren Schaftabschnitts 7a gepasst ist, unterbindet, dass der Hochdruckkraftstoff der Druckkammer 16 zu der Seite des Einspritzlochs durch einen Gleitspalt zwischen der Innenumfangsgleitfläche und der äußeren Umfangsfläche des mittleren Schaftabschnitts 7a ausströmt. Der Gleitspalt, der zwischen der Innenumfangsgleitfläche der Innenhülse 8 und der äußeren Umfangsfläche des mittleren Schaftabschnitts 7a vorgesehen ist, ist nämlich in einem Bereich klein ausgebildet, in dem er den Öffnungs-/Schließvorgang der Nadel 7 nicht beeinträchtigt.
  • Ein Ende der Feder 17 ist im Eingriff mit einer Stufe, die an dem inneren Umfang des zylindrischen Wandabschnitts 4a des Druckbeaufschlagungskolbens 4 ausgebildet ist, und das andere Ende der Feder 17 ist im Eingriff mit einem Federaufnahmeabschnitt 8b, der an der Innenhülse 8 ausgebildet ist. Der Federaufnahmeabschnitt 8b wird durch radial nach außen gerichtetes Vergrößern des äußeren Umfangs der Innenhülse 8 in der Gestalt eines Flanschs ausgebildet.
  • Die Innenhülse 8 hat eine Hülsendruckaufnahmefläche 8c, auf die der Innendruck der Druckkammer 16 in einer Richtung zum Vorspannen der Innenhülse 8 in Richtung auf die Seite des Ventilkörpers 6 wirkt. Die Fläche der Hülsendruckaufnahmefläche 8c ist beispielsweise mit ungefähr dem 1,5-fachen der Fläche der Nadeldruckaufnahmefläche 7f ausgebildet. Die Hülsendruckaufnahmefläche 8c weist eine hintere Endfläche 8c1 der Innenhülse 8, die zu der Nadeldruckaufnahmefläche 7f weist, und eine Sitzfläche 8c2 des Federaufnahmeabschnitts 8b auf, die das andere Ende der Feder 17 aufnimmt, wie in 2 gezeigt ist.
  • Als nächstes wird eine Betriebsweise des Injektors 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erklärt. Wenn die Spannung an das piezoelektrische Stellglied 3 angelegt wird, verursacht das piezoelektrische Stellglied 3 eine Verschiebung (dehnt sich insbesondere aus) und wird der Druckbeaufschlagungskolben 4 nach unten (in der Zeichnung) aufgrund der Verschiebung verschoben. Demgemäß verringert sich das Volumen der Druckkammer 16 und steigt der Innendruck an. Wenn somit der Hydraulikdruck (die Ventilöffnungskraft), der an der Nadelaufnahmefläche 7f wirkt, die Ventilschließkraft übersteigt, hebt sich die Nadel 7 an und stellt die Verbindung zwischen dem Kraftstoffsumpf 14 und dem Einspritzloch 11 her. Demgemäß wird der Hochdruckkraftstoff, der durch den Kraftstoffsumpf 14 zugeführt wird, aus dem Einspritzloch 11 zu der Brennkammer der Dieselkraftmaschine eingespritzt.
  • Wenn dann die Energiebeaufschlagung des piezoelektrischen Stellglieds 3 angehalten und die Verschiebung aufgehoben wird (insbesondere eine Kontraktion auftritt), wird der Druckbeaufschlagungskolben 4 durch die Reaktionskraft der Feder 9 zurückgeschoben. Somit vergrößert sich das Volumen der Druckkammer 16, so dass der Innendruck 16 verringert wird. Wenn somit der Hydraulikdruck (die Ventilöffnungskraft), der an der Nadeldruckaufnahmefläche 7f wirkt, sich verringert und kleiner als die Ventilschließkraft wird, wird die Nadel 7 durch die Reaktionskraft der Feder 15 niedergedrückt, so dass der Sitzabschnitt 7e der Nadel 7 an die Sitzfläche 6b des Ventilkörpers 6 gesetzt wird und die Verbindung zwischen dem Kraftstoffsumpf 14 und dem Einspritzloch 11 unterbrochen wird. Somit endet die Einspritzung.
  • Wenn der Druckbeaufschlagungskolben 4 sich nach unten in der Zeichnung bewegt und das Volumen der Druckkammer 16 sich verringert, tritt ein Teil des Hochdruckkraftstoffs, der in die Druckkammer 16 gefüllt ist, nach außen aus der Druckkammer 16 unter Anderem durch den Gleitspalt zwischen der Außenhülse 5 und dem Druckbeaufschlagungskolben 4, den Gleitspalt zwischen dem Druckbeaufschlagungskolben 4 und den großflächenmessrigen Nadelabschnitt 7b, den Gleitspalt zwischen der Innenhülse 8 und den mittleren Schaftabschnitt 7a der Nadel. Wenn die Energiebeaufschlagung zu dem piezoelektrischen Stellglied 3 angehalten wird und der Druckbeaufschlagungskolben 4 sich nach oben bewegt, ergibt sich ein Spalt zwischen dem Spitzenrandabschnitt 5a der Außenhülse 5 und der hinteren Endfläche 6a des Ventilkörpers 6 und wird die Druckkammer 16 mit Hochdruckkraftstoff aufgefüllt. Wenn nämlich der Druckbeaufschlagungskolben 4 sich nach oben bewegt, verringert sich die Reaktionskraft der Feder 9, die die Außenhülse 5 in Richtung auf die Seite des Ventilkörpers 6 vorspannt. Daher wird die Außenhülse 5 nach oben geschoben, da die Kraft (Kraftstoffdruck, der an der abgeschrägten Spitzenfläche der Außenhülse 5 wirkt), die die Außenhülse 5 nach oben schiebt, die Reaktionskraft der Feder 9 übersteigt. Als Folge ergibt sich ein Spalt zwischen dem Spitzenrandabschnitt 5a der Außenhülse 5 und der hinteren Endfläche 6a des Ventilkörpers 6 und wird die Druckkammer 16 mit dem Hochdruckkraftstoff nachgefüllt, der den geschlossenen Raum füllt.
  • Der Injektor 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat die Innenhülse 8 zwischen der Nadeldruckaufnahmefläche 7f und der hinteren Endwand 6a des Ventilkörpers 6. Demgemäß kann im Vergleich mit dem herkömmlichen Injektor (siehe Patentdokument 1) das Volumen der Druckkammer 16 kompakt ausgeführt werden. Als Folge kann die Ventilöffnungskraft (der Innendruck der Druckkammer 16, der an der Nadeldruckaufnahmefläche 7f wirkt), die zum Anheben der Nadel 7 erforderlich ist, wirksam bezogen werden. Der Innendruck der Druckkammer 16 des Injektors 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist nämlich höher als derjenige des herkömmlichen Injektors, der die Innenhülse 8 nicht hat, auch wenn der Bewegungsabstand des Druckbeaufschlagungskolbens 4, der durch das piezoelektrische Stellglied 3 angetrieben wird, derselbe wie derjenige des herkömmlichen Injektors ist. Daher kann die Ventilöffnungskraft vergrößert werden, die auf die Nadel 7 aufgebracht wird. Als Folge kann durch Erhöhen des Hubbetrags der Nadel 7 eine Einspritzung mit einer größeren Durchflussrate durchgeführt werden und kann ebenso das Anheben der Nadel 7 rasch durchgeführt werden. Somit kann der Injektor 1 zur Verfügung gestellt werden, der ein gutes Ansprechverhalten und eine gute Leistungsfähigkeit erzieht. Anders gesagt hat, wenn die Ventilöffnungskraft, die zum Anheben der Nadel 7 notwendig ist, dieselbe wie diejenige des herkömmlichen Injektors ist, das vorliegende Ausführungsbeispiel die Wirkung der Verringerung der Antriebsenergie des piezoelektrischen Stellglieds 3.
  • Da die Innenhülse 8 verschiebbar beziehungsweise gleitfähig an dem äußeren Umfang des mittleren Schaftabschnitts 7a der Nadel 7 gepasst ist, können die Gleitabschnitte der Innenhülse 8 und des mittleren Schaftabschnitts 7a das Austreten des Kraftstoffs aus der Druckkammer 16 unterbinden. Es wird nämlich unterbunden, dass der Hochdruckkraftstoff aus der Druckkammer 16 in Richtung auf die Seite des Kraftstofflochs durch den Gleitspalt zwischen der inneren Umfangsgleitfläche der Innenhülse 8 und der äußeren Umfangsfläche des mittleren Schaftabschnitts 7a ausströmt.
  • Ferner wird der Randabschnitt 8a, der an dem gesamten Umfang der Innenhülse 8 vorgesehen ist, dicht gegen die hintere Endfläche 6a des Ventilkörpers 6 gedrückt. Demgemäß wird kein Spalt zwischen dem Randabschnitt 8a und der hinteren Endfläche 6a erzeugt, so dass unterbunden werden kann, dass der Hochdruckkraftstoff der Druckkammer 16 in Richtung auf die Seite des Einspritzlochs durch einen Zwischenraum zwischen dem Randabschnitt 8a und der hinteren Endfläche 6a ausströmt.
  • Die Innenhülse 8 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist nicht an den Ventilkörper 6 fixiert, sondern ist lediglich durch die Feder 17 in Richtung auf die Seite des Ventilkörpers 6 vorgespannt. Daher kann die Hülse 8 sich nicht in der radialen Richtung mit Bezug auf den Ventilkörper 6 bewegen. Daher ist eine präzise Bearbeitung nur bezüglich des Innendurchmessers (insbesondere der Innenumfangsgleitfläche) des zylindrischen Körpers notwendig, der mit dem mittleren Schaftabschnitt 7a der Nadel 7 gepasst werden soll. Es ist nicht notwendig, die koaxiale Ausrichtung der Innenhülse 8 mit dem Führungsloch 12 sicherzustellen, das in dem Ventilkörper 6 ausgebildet ist. Das Führungsloch 12 des Ventilkörpers 6, das die Nadel 7 hält, muss das Austreten des Kraftstoffs zwischen dem Führungsloch 12 und der Nadel 7 nicht unterbinden. Daher kann die Kontrolle des Zwischenraums zwischen dem Führungsloch 12 und der Nadel 7 entsprechend einfacher ausgeführt werden. Als Folge kann die Produktivität verbessert werden.
  • Der Randabschnitt 8a ist an dem axialen Endabschnitt der Innenhülse 8 an der Seite des Ventilkörpers 6 ausgebildet und der Randabschnitt 8a wird gegen die hintere Endfläche 6a des Ventilkörpers 6 gedrückt. In diesem Fall wird der Kontaktdruck zwischen der hinteren Endfläche 6a des Ventilköpers 6 und dem Randabschnitt 8a hoch. Daher verbessert sich eine Abdichtungsleistung und kann das Austreten von Kraftstoff aus der Druckkammer 16 unterbunden werden. Da der Randabschnitt 8a an dem äußersten Durchmesserabschnitt der Innenhülse 8 ausgebildet ist, wird der Innendruck der Druckkammer 16 nicht auf die Endfläche der Innenhülse 8 radial innerhalb des Randabschnitts 8a aufgebracht. Da der Innendruck der Druckkammer 16 nicht als diejenige Kraft funktioniert, die die Innenhülse 8 nach oben schiebt, kann eine geeignete Abdichtungsleistung sichergestellt werden.
  • Das eine Ende der Feder 17, das die Innenhülse 8 in Richtung auf die Seite des Ventilkörpers 6 vorspannt, ist im Eingriff mit der Stufe, die an dem inneren Umfang des zylindrischen Wandabschnitts 4a des Druckbeaufschlagungskolbens 4 vorgesehen ist. Wenn daher der Druckbeaufschlagungskolben 4 durch das piezoelektrische Stellglied 3 angetrieben wird und sich nach unten in der 1 bewegt (wenn insbesondere der Innendruck der Druckkammer 16 sich erhöht), erhöht sich die Vorspannkraft der Feder 17, die auf die Innenhülse 8 aufgebracht wird. Als Folge wird der Randabschnitt 8a der Innenhülse 8 stark gegen die hintere Endfläche 6a des Ventilkörpers 6 gedrückt. Daher verbessert sich die Abdichtungsleistung und verbessert sich die Wirkung zur Unterbindung des Austretens von Kraftstoff aus der Druckkammer 16.
  • Die Innenhülse 8 hat die Hülsendruckaufnahmefläche 8c (8c1, 8c2), auf die der Innendruck der Druckkammer 16 in der Richtung zum Vorspannen der Innenhülse 8 in Richtung auf die Seite des Ventilkörpers 6 wirkt. Die Fläche der Hülsendruckaufnahmefläche 8c ist größer als die Fläche der Nadeldruckaufnahmefläche 7f ausgebildet. Demgemäß wird die Kraft des Innendrucks der Druckkammer 16, der auf die Hülsendruckaufnahmefläche 8c zum Niederdrücken der Innenhülse 8 wirkt, größer als die Kraft des Innendrucks der Druckkammer 16, der an der Nadeldruckaufnahmefläche 7f zum Hochschieben der Nadel 7 wirkt. Wenn daher die Nadel 7 sich anhebt, kann verhindert werden, dass die Innenhülse 8 sich gemeinsam mit der Nadel 7 anhebt.
  • Als nächstes wird ein Injektor 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist eine Schnittansicht, die den Injektor 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Der Injektor 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Beispiel, das einen Anschlagaufbau zum Begrenzen des Hubbetrags der Nadel 7 zusätzlich zu dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels hat. Wie in 3 gezeigt ist, besteht der Ventilkörper 6 aus einem Körperhauptelement 6A und einem Beabstandungselement 6B. Das Körperhauptelement 6A ist mit einem Führungsloch 12 ausgebildet. Das Beabstandungselement 6B ist an einer Seite des Körperhauptelements 6A angeordnet, das entgegengesetzt zu dem Einspritzloch 11 liegt (an einer oberen Seite in der Zeichnung), und ist mit einem Spielpassungseinsteckloch 6c an seiner radialen Mitte ausgebildet. Die Nadel 7 ist locker in das Spielpassungseinsteckloch 6c eingesteckt.
  • Eine vergrößerte Kammer 18 ist in dem Führungsloch 12 des Körperhauptelements 6A an einer Seite ausgebildet, die entgegengesetzt zu dem Einspritzloch 11 ist. Die vergrößerte Kammer 18 hat einen Innendurchmesser, der größer als derjenige des Spielpassungseinstecklochs 6c ist.
  • Eine Endfläche des Beabstandungselements 6B, die eine Seite der vergrößerten Kammer 18 definiert, die entgegengesetzt zu dem Einspritzloch 11 und radial innerhalb des inneren Umfangs der vergrößerten Kammer 18 liegt, funktioniert als Anschlagfläche zum Begrenzen des Hubbetrags der Nadel 7.
  • Die Nadel 7 hat einen Flanschabschnitt 7g, der radial nach außen von dem äußeren Umfang des mittleren Schaftabschnitts 7a vorsteht, der durch das Innere der vergrößerten Kammer 18 tritt. Ein Außendurchmesser des Flanschabschnitts 7g ist größer als der Innendurchmesser des Spielpassungseinstecklochs 6c ausgebildet.
  • Wenn mit einem solchen Aufbau die Nadel 7 sich um einen vorbestimmten Betrag hebt, berührt der Flanschabschnitt 7g, der an dem mittleren Schaftabschnitt 7a vorgesehen ist, die Anschlagfläche des Beabstandungselements 6B. Somit wird der Hubbetrag der Nadel 7 begrenzt. Demgemäß kann ungeachtet der Verschiebungsvariation des piezoelektrischen Stellglieds 3 die stabile Einspritzmenge erhalten werden und verbessert sich eine Dosiergenauigkeit der Einspritzmenge. Somit kann der Injektor 1 mit einer guten Leistungsfähigkeit bereitgestellt werden.
  • Als nächstes wird ein Injektor 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ist eine Schnittansicht, die den Injektor 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Der Injektor 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Beispiel, das eine Feder 19 zum Vorspannen der Außenhülse 5 in Richtung auf die Seite des Ventilkörpers 6 vorsieht und eine Eingriffsfläche für die Feder 19 mit dem Ventilgehäuse 2 vorsieht, wie in 4 gezeigt ist. Ein Ende der Feder 19 ist nämlich im Eingriff mit einer Stufe 2b, die an dem inneren Umfang des Ventilgehäuses 2 ausgebildet ist, und das andere Ende der Feder 19 ist im Eingriff mit einer axialen hinteren Endfläche der Außenhülse 5.
  • Eine Feder 20 zum Zurückschieben des Druckbeaufschlagungskolbens 4, wenn die Energiebeaufschlagung zu dem piezoelektrischen Stellglied 3 angehalten wird, ist zwischen dem Druckbeaufschlagungskolben 4 und der hinteren Endfläche 6a des Ventilkörpers 6 gelegen.
  • Bei dem Injektor 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Feder 9 (siehe 1) zwischen dem Flanschabschnitt 4c des Druckbeaufschlagungskolbens 4 und der Außenhülse 5 gelegen. Daher ändert sich die Last der Feder 9 gemäß der Bewegung des Druckbeaufschlagungskolbens 4. Dagegen ist bei dem Aufbau gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Last der Feder 19, die die Außenhülse 5 vorspannt, ungeachtet der Bewegung des Druckbeaufschlagungskolbens 4 konstant. Daher ist die Handhabung der Last der Feder 19 einfach.
  • Die Feder 20 muss die Reaktionskraft lediglich zum Zurückschieben des Druckbeaufschlagungskolbens 4 ausüben, wenn die Energiebeaufschlagung des piezoelektrischen Stellglieds 3 angehalten wird. Demgemäß kann im Vergleich der Feder 9 des ersten Ausführungsbeispiels eine Einstelllast (Anfangslast beim Zusammenbau) verringert werden. Als Folge kann die Belastung des piezoelektrischen Stellglieds 3 verringert werden, wodurch zu der Verbesserung der Effizienz beigetragen wird.
  • Der Injektor 1 gemäß jedem des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels verwendet die Innenhülse 8, die als Körper vorgesehen ist, der getrennt von dem Ventilkörper 6 vorliegt, um das Volumen der Druckkammer 16 zu verringern. Alternativ kann, wie beispielsweise in 5 gezeigt ist, ein vorstehender Abschnitt 6d integral mit dem Ventilkörper 6 anstelle der Innenhülse 8 ausgebildet werden. Somit kann das Volumen der Druckkammer 16 wie bei dem Injektor 1 gemäß jedem des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels kompakt ausgeführt werden.
  • Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern sie kann auf viele andere Arten ohne Abweichen von dem Anwendungsbereich der Erfindung ausgeführt werden, der durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
  • Somit hat der Injektor 1 eine Innenhülse 8 zwischen einer Nadeldruckaufnahmefläche 7f einer Nadel 7 und einer hinteren Endfläche 6a eines Ventilkörpers 6. Die Innenhülse 8 ist verschiebbar an einen äußeren Umfang eines mittleren Schaftabschnitts 7a der Nadel 7 gepasst. Die Innenhülse 8 nimmt eine Reaktionskraft einer Feder 17 auf, die zwischen der Innenhülse 8 und einem Druckbeaufschlagungskolben 4 angeordnet ist, so dass ein axiales Spitzenende (ein Randabschnitt 8a) der Innenhülse 8 gegen die hintere Endfläche 6a gedrückt wird, um dazwischen einen engen Kontakt zu erzielen. Somit kann ein Volumen einer Druckkammer 16 verringert werden, so dass eine Ventilöffnungskraft zum Anheben der Nadel 7 wirksam bezogen werden kann. Demgemäß kann durch Erhöhen des Hubbetrags der Nadel 7 die Einspritzung mit einer großen Durchflussrate durchgeführt werden und kann ebenso ein rasches Anheben der Nadel 7 durchgeführt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 2005/075811 [0002]

Claims (7)

  1. Injektor (1), gekennzeichnet durch: ein piezoelektrisches Stellglied (3), das eine Verschiebung verursacht, wenn eine elektrische Spannung an dieses angelegt wird; einen Druckbeaufschlagungskolben (4), der durch das piezoelektrische Stellglied (3) angetrieben wird, so dass er sich in einer axialen Richtung bewegt; eine Druckkammer (16), die ein Druckbeaufschlagungsfluid innerhalb speichert, so dass ein Druck des Druckbeaufschlagungsfluids sich gemäß der Bewegung des Druckbeaufschlagungskolbens (4) ändert; einen Ventilkörper (6), der mit einem Führungsloch (12) in der axialen Richtung und mit einem Einspritzloch (11) an einem Spitzenendabschnitt des Führungslochs (12) ausgebildet ist, wobei der Ventilkörper (6) so aufgebaut ist, dass eine axiale hintere Endfläche (6a) desselben an einer Seite, die entgegengesetzt zu der Seite des Einspritzlochs (11) ist, eine Wandfläche definiert, die die Druckkammer (16) definiert; eine Nadel (7), die verschiebbar in dem Führungsloch (12) gehalten ist und die das Einspritzloch (11) öffnet und schließt, wobei die Nadel (7) einen mittleren Schaftabschnitt (7a) hat, der von der hinteren Endfläche (6a) in einer Richtung vorsteht, die entgegengesetzt zu der Seite des Einspritzlochs (11) ist, und eine Nadeldruckaufnahmefläche (7f) hat, die einen Außendurchmesser hat, der größer als derjenige des mittleren Schaftabschnitts (7a) ist, und die einen Innendruck der Druckkammer (16) in der axialen Richtung aufnimmt, so dass der Innendruck der Druckkammer (16), der an der Nadeldruckaufnahmefläche (7f) wirkt, als Ventilöffnungskraft zum Vorspannen der Nadel (7) in eine Ventilöffnungsrichtung funktioniert; eine Innenhülse (8), die innerhalb der Druckkammer (16) gelegen ist und die in der Gestalt eines zylindrischen Körpers ausgebildet ist, der verschiebbar mit einem äußeren Umfang des mittleren Schaftabschnitts (7a) gepasst ist; und eine Feder (17), die die Innenhülse (8) in Richtung auf die hintere Endfläche (6a) vorspannt, wobei die Innenhülse (8) eine Innenumfangsgleitfläche des zylindrischen Körpers, um zu unterbinden, dass das Druckbeaufschlagungsfluid in der Druckkammer (16) in Richtung des Einspritzlochs (11) durch einen Gleitspalt zwischen einer äußeren Umfangsfläche des mittleren Schaftabschnitts (7a) und der Innenhülse (8) ausströmt, und einen axialen Endabschnitt hat, um zu unterbinden, dass das Druckbeaufschlagungsfluid in der Druckkammer (16) in Richtung des Einspritzlochs (11) durch einen Abschnitt der Innenhülse (8) ausströmt, der durch die Feder (17) dicht gegen die hintere Endfläche (6a) gedrückt wird.
  2. Injektor (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Innenhülse (8) einen Randabschnitt (8a) an einem gesamten Umfang ihres axialen Endabschnitts hat und der Randabschnitt (8a) gegen die hintere Endfläche (6a) gedrückt wird.
  3. Injektor (1) gemäß Anspruch 2, wobei der Randabschnitt (8a) der Innenhülse (8) an einem äußersten Umfang des axialen Endabschnitts der Innenhülse (8) ausgebildet ist.
  4. Injektor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Innenhülse (8) einen Federaufnahmeabschnitt (8b) hat, der durch radial nach außen gerichtetes Vergrößern eines äußeren Umfangsabschnitts des zylindrischen Körpers in einer Flanschgestalt ausgebildet ist, und wobei ein Ende der Feder (17) im Eingriff mit dem Druckbeaufschlagungskolben (4) ist und das andere Ende der Feder (17) im Eingriff mit dem Federaufnahmeabschnitt (8b) ist.
  5. Injektor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Innenhülse (8) eine Hülsendruckaufnahmefläche (8c) hat, auf die der Innendruck der Druckkammer (16) in einer Richtung zum Vorspannen der Innenhülse (8) in Richtung des Ventilkörpers (6) wirkt, wobei die Hülsendruckaufnahmefläche (8c) einen Flächeninhalt hat, der größer als derjenige der Nadeldruckaufnahmefläche (7f) ist.
  6. Injektor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Ventilkörper (6) ein Körperhauptelement (6A), das mit dem Führungsloch (12) ausgebildet ist, und ein Beabstandungselement (6B) aufweist, das an einer Seite des Körperhauptelements (6A) gelegen ist, die entgegengesetzt zu der Seite des Einspritzlochs (11) ist, und das mit einem Spielpassungseinsteckloch (6c) an seiner radialen Mitte zum lockeren Einstecken der Nadel (7) ausgebildet ist, wobei das Körperhauptelement (6A) an einer Seite, die entgegengesetzt von der Seite des Einspritzlochs (11) ist, eine vergrößerte Kammer (18) hat, die einen Innendurchmesser hat, der größer als derjenige des Spielpassungseinstecklochs (6C) ist, wobei eine Endfläche des Beabstandungselements (6B), die eine Seite der vergrößerten Kammer (18) definiert, die entgegengesetzt zu der Seite des Einspritzlochs (11) ist und radial innerhalb eines inneren Umfangs der vergrößerten Kammer (18) liegt, als Anschlagfläche zum Begrenzen eines Hubbetrags der Nadel (7) funktioniert, wobei die Nadel (7) einen Flanschabschnitt (7g) hat, der radial nach außen von einem äußeren Umfang eines Abschnitts der Nadel (7) vorsteht, der durch den inneren Umfang der vergrößerten Kammer (18) tritt, wobei der Flanschabschnitt (7g) einen Außendurchmesser hat, der größer als der Innendurchmesser des Spielpassungseinstecklochs (6c) ist, und wobei der Hubbetrag der Nadel (7) begrenzt wird, wenn der Flanschabschnitt (7g) die Anschlagfläche berührt, wenn die Nadel (7) sich um einen vorbestimmten Betrag in der Ventilöffnungsrichtung hebt.
  7. Injektor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit: einem Ventilgehäuse (2), das einen geschlossenen Raum, der mit dem Hochdruckfluid gefüllt ist, zwischen dem Ventilkörper (6) und dem Ventilgehäuse (2) definiert und das zumindest das piezoelektrische Stellglied (3) und den Druckbeaufschlagungskolben (4) in dem geschlossenen Raum aufnimmt; einer Außenhülse (5), die einen äußeren Umfang des Druckbeaufschlagungskolbens (4) verschiebbar hält; und einer weiteren Feder (19), die die Außenhülse (5) in Richtung der hinteren Endfläche (6a) vorspannt, wobei ein Ende der weiteren Feder (19) im Eingriff mit einer Stufe (2b) ist, die an dem inneren Umfang des Ventilgehäuses (2) ausgebildet ist, und das andere Ende der weiteren Feder (19) im Eingriff mit einer axialen hinteren Endfläche der Außenhülse (5) ist.
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