DE102008003851A1

DE102008003851A1 - Fuel injector

Info

Publication number: DE102008003851A1
Application number: DE200810003851
Authority: DE
Inventors: Cetin Irmak
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2009-07-16
Also published as: CN101910607A; EP2232045A1; WO2009086997A1; EP2232045B1

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) ist vorzugsweise als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen ausgestaltet. Das Brennstoffeinspritzventil (1) weist einen piezoelektrischen Aktor (2) und eine von dem Aktor (2) mittelbar betätigbare Ventilnadel (14) auf. Ferner ist eine Drosselplatte (7) mit einer Zulaufdrossel (8) und einer Ablaufdrossel (24) vorgesehen, die in einen Steuerraum (9) münden. Der Steuerraum (9) ist von einer Stirnfläche (13) der Ventilnadel (14) und einer ersten Seite (10) der Drosselplatte (7) begrenzt. Ferner ist zum Steuern der Ablaufdrossel (24) auf einer von der ersten Seite (10) der Drosselplatte (7) abgewandten zweiten Seite (11) der Drosselplatte (7) eine Ventilhülse (21) vorgesehen, die von dem Aktor (2) zum Freigeben der Ablaufdrossel (24) gegen eine Federkraft eines ersten Federelements (40) betätigbar ist, wobei der Aktor (2) gegen eine Federkraft eines zweiten Federelements (41) betätigbar ist. Beim Freigeben der Ablaufdrossel (24) sinkt der Druck im Steuerraum (9), so dass die Ventilnadel (14) betätigt wird.A fuel injection valve (1) is preferably designed as an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines. The fuel injection valve (1) has a piezoelectric actuator (2) and one of the actuator (2) indirectly actuated valve needle (14). Further, a throttle plate (7) with an inlet throttle (8) and an outlet throttle (24) are provided, which open into a control chamber (9). The control chamber (9) is delimited by an end face (13) of the valve needle (14) and a first side (10) of the throttle plate (7). Further, for controlling the discharge throttle (24) on a side facing away from the first side (10) of the throttle plate (7) second side (11) of the throttle plate (7), a valve sleeve (21) provided by the actuator (2) for releasing the outlet throttle (24) is actuatable against a spring force of a first spring element (40), wherein the actuator (2) is actuatable against a spring force of a second spring element (41). When releasing the outlet throttle (24), the pressure in the control chamber (9) decreases, so that the valve needle (14) is actuated.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil mit einem piezoelektrischen Aktor. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Injektoren für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.The The invention relates to a fuel injection valve with a piezoelectric Actuator. Specifically, the invention relates to the field of injectors for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting Internal combustion engines.

Aus der DE 103 26 259 A1 ist ein Injektor für Brennstoffeinspritzsysteme von Brennkraftmaschinen, insbesondere direkteinspritzenden Dieselmotoren, bekannt. Dabei ist ein in einem Injektorkörper angeordneter Piezoaktor vorgesehen, der über erste Federmittel einerseits mit dem Injektorkörper und andererseits mit einem hülsenartigen Übersetzerkolben in Anlage gehalten wird. Ferner ist ein mit dem Injektorkörper verbundener, eine Düsenaustriebsöffnung aufweisender Düsenkörper vorgesehen, in dem eine abgestufte Düsennadel axial verschieblich geführt ist. Außerdem sind innerhalb des Übersetzerkolbens zweite Federmittel angeordnet, die zusammen mit dem rückseitig auf die Düsennadel einwirkenden Einspritzdruck die Düsennadel in Schließstellung halten. Ein an einem düsennadelseitigen Ende des Übersetzerkolbens ausgebildeter Steuerraum steht mit einer unter Einspritzdruck stehenden Kraftstoffzuführung über einen Leckspalt in Verbindung, wobei die Düsennadel durch den im Steuerraum befindlichen Kraftstoff in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist. Dadurch kann eine Steuerung der Düsennadel durch den Piezoaktor erzielt werden.From the DE 103 26 259 A1 is an injector for fuel injection systems of internal combustion engines, in particular direct injection diesel engines known. Here, a arranged in an injector piezoelectric actuator is provided, which is held on first spring means on the one hand with the injector body and on the other hand with a sleeve-like booster piston in abutment. Furthermore, a nozzle body connected to the injector body and having a nozzle discharge opening is provided, in which a graduated nozzle needle is guided in an axially displaceable manner. In addition, second spring means are arranged within the booster piston, which hold the nozzle needle in the closed position together with the injection pressure acting on the back of the nozzle needle. A control chamber formed at a nozzle needle-side end of the booster piston communicates with a fuel supply under injection pressure via a leakage gap, wherein the nozzle needle is acted upon in the opening direction by the fuel located in the control chamber. As a result, a control of the nozzle needle can be achieved by the piezoelectric actuator.

Der aus der DE 103 26 259 A1 bekannte Injektor hat den Nachteil, dass gasförmige Bestandteile, insbesondere Luft, die im Bereich des Übersetzerkolbens beispielsweise beim Start der Brennkraftmaschine vorgesehen sein können, das Betriebsverhalten zumindest für eine gewisse Startzeit beeinträchtigen. Dies kann besonders nach längeren Standzeiten zu Problemen beim Starten der Brennkraftmaschine führen.The from the DE 103 26 259 A1 known injector has the disadvantage that gaseous components, in particular air, which may be provided in the region of the booster piston, for example when starting the internal combustion engine, affect the performance for at least a certain start time. This can lead to problems when starting the internal combustion engine, especially after longer periods.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein zuverlässiger Betrieb auch in einer Startphase oder nach längeren Standzeiten ermöglicht ist. Speziell kann die Zuverlässigkeit des Brennstoffeinspritzventils und somit einer Brennkraftmaschine mit solch einem Brennstoffeinspritzventil verbessert werden.The inventive fuel injection valve with the features of claim 1 has the advantage over that a reliable operation even in a starting phase or after a longer service life is possible. Specifically, the reliability of the fuel injection valve and thus an internal combustion engine with such a fuel injection valve be improved.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the dependent claims are advantageous developments of specified in claim 1 Fuel injection valve possible.

Vorteilhaft ist es, dass die Ventilhülse eine Stützkappe aufweist und dass der Aktor innerhalb der Ventilhülse angeordnet ist und sich von innen an der Stützkappe abstützt. Dadurch ist eine kompakte Ausgestaltung möglich, wobei der Aktor bezüglich einer Achse des Brennstoffeinspritzventils axial ausgerichtet werden kann.Advantageous it is that the valve sleeve has a support cap and that the actuator is located inside the valve sleeve is and is supported on the inside of the support cap. As a result, a compact design is possible, wherein the actuator with respect to an axis of the fuel injection valve can be axially aligned.

Ferner ist es vorteilhaft, dass ein Ventilstück vorgesehen ist, das an der zweiten Seite der Drosselplatte anliegt, und dass das Ventilstück abschnittsweise umfänglich von der Ventilhülse umschlossen ist. Dabei ist es ferner vorteilhaft, dass zwischen dem Ventilstück und der Ventilhülse ein ringförmiger zweiter Steuerraum ausgebildet ist, in den die durch das Ventilstück verlängerte Ablaufdrossel mündet. Durch eine Betätigung der Ventilhülse mittels des piezoelektrischen Aktors kann eine teilweise oder vollständige Verbindung des zweiten Steuerraums mit einem Aktorraum, in dem der mit der Ventilhülse umgebene Aktor angeordnet ist, erfolgen, so dass die Ablaufdrossel teilweise oder ganz freigegeben wird. Dadurch verringert sich der Druck im Steuerraum, der auf die Stirnfläche der Ventilnadel einwirkt, was eine Betätigung der Ventilnadel und somit ein Abspritzen von Brennstoff aus dem Brennstoffeinspritzventil zur Folge hat.Further it is advantageous that a valve piece is provided, which abuts against the second side of the throttle plate, and that the Part of the valve in sections circumferentially of the Valve sleeve is enclosed. It is also advantageous that between the valve piece and the valve sleeve an annular second control space is formed, in the extended through the valve piece outlet throttle empties. By actuating the valve sleeve By means of the piezoelectric actuator, a partial or complete Connection of the second control room with an actuator room in which the arranged with the valve sleeve surrounded actuator, take place, so that the outlet throttle is partially or completely released. This reduces the pressure in the control room, which is on the face the valve needle acts, causing an actuation of the valve needle and thus a spray of fuel from the fuel injection valve entails.

Außerdem ist es vorteilhaft, dass das zweite Federelement zusammen mit dem piezoelektrischen Aktor innerhalb der Ventilhülse angeordnet ist, wobei sich das zweite Federelement einerseits an dem Ventilstück abstützt und andererseits zumindest mittelbar an dem Aktor anliegt. Temperatur- und somit Längenänderungen von Bauteilen des Brennstoffeinspritzventils können dabei durch das erste Federelement und das zweite Federelement ausgeglichen werden. Ferner ist es vorteilhaft, dass das zweite Federelement relativ hart ausgestaltet ist, während das erste Federelement relativ weich ausgestaltet ist, das heißt, dass eine Federkonstante des ersten Federelements kleiner, insbesondere deutlich kleiner, ist als eine Federkonstante des zweiten Federelements. Dadurch werden Hubverluste bezüglich einer Betätigung des piezoelektrischen Aktors möglichst gering gehalten, da ein Zusammendrücken des zweiten Federelements einen Hubverlust des Aktors bedeuten kann. Der Hub des piezoelektrischen Aktors bedingt dadurch zumindest im Wesentlichen ein Zusammendrücken des ersten Federelements.Furthermore it is advantageous that the second spring element together with the piezoelectric actuator disposed within the valve sleeve is, wherein the second spring element on the one hand on the valve piece supported and on the other hand, at least indirectly to the actuator is applied. Temperature and thus length changes of components of the fuel injection valve can thereby balanced by the first spring element and the second spring element become. Furthermore, it is advantageous that the second spring element is relatively hard, while the first spring element is relatively soft, that is, that a spring constant of the first spring element smaller, in particular significantly smaller, is as a spring constant of the second spring element. This will be Hubverluste with respect to an actuation of the piezoelectric Actors kept as low as possible, as a squeezing of the second spring element can mean a stroke loss of the actuator. The stroke of the piezoelectric actuator thereby caused at least in Essentially, a compression of the first spring element.

Die Federelemente sind vorzugsweise als Rohrfedern ausgestaltet, wodurch insbesondere ein axialsymmetrische Einfederung und eine axialsymmetrische Kraftausübung der Federelemente erreicht ist. Ferner ist die Ventilhülse vorzugsweise mit einer oder mehreren Bohrungen ausgestattet, die Öffnungen bilden, um den Innenraum der Ventilhülse mit dem Aktorraum zu verbinden, so dass der Austausch eines Mediums, insbesondere ein Entweichen von gasförmigen Bestandteilen, speziell Luft, ermöglicht ist.The spring elements are preferably designed as a tube springs, whereby in particular an axially symmetric deflection and an axially symmetrical application of force of the spring elements is achieved. Furthermore, the valve sleeve is preferably equipped with one or more holes, the Öffnun form gene to connect the interior of the valve sleeve with the actuator chamber, so that the exchange of a medium, in particular an escape of gaseous components, especially air, is possible.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:preferred Embodiments of the invention are in the following Description with reference to the accompanying drawings closer explained. It shows:

1 ein Brennstoffeinspritzventil mit einem piezoelektrischen Aktor in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 a fuel injection valve with a piezoelectric actuator in a schematic sectional view according to an embodiment of the invention.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

1 zeigt ein Brennstoffeinspritzventil 1 mit einem piezoelektrischen Aktor 2 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Brennstoffeinspritzventil 1 kann insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. Ein bevorzugter Einsatz des Brennstoffeinspritzventils 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das Dieselbrennstoff unter hohem Druck zu mehreren Brennstoffeinspritzventilen 1 führt. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle. 1 shows a fuel injector 1 with a piezoelectric actuator 2 according to an embodiment of the invention. The fuel injector 1 can be used in particular as an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines. A preferred use of the fuel injection valve 1 consists of a fuel injection system with a common rail, the diesel fuel under high pressure to several fuel injection valves 1 leads. The fuel injection valve according to the invention 1 However, it is also suitable for other applications.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist ein Ventilgehäuse 3 auf. In dem Ventilgehäuse 3 ist eine Hochdruckbohrung 4 ausgestaltet, über die unter hohem Druck stehender Brennstoff in einen Brennstoffraum 5 im Inneren des Ventilgehäuses 3 führbar ist. Ein Abschnitt 6 der Hochdruckbohrung 4 führt dabei durch eine Drosselplatte 7, die auf geeignete Weise mit dem Ventilgehäuse 3 verbunden ist. Von der Hochdruckbohrung 4 zweigt eine Zulaufdrossel 8 ab, die in der Drosselplatte 7 ausgestaltet ist. Die Zulaufdrossel 8 führt Brennstoff in einen Steuerraum 9, der durch eine erste Seite 10 der Drosselplatte 7, eine Steuerraumhülse 12 und eine Stirnfläche 13 einer Ventilnadel 14 begrenzt ist. Im Ausgangszustand befindet sich somit im Steuerraum 9 unter hohem Druck stehender Brennstoff, so dass die Ventilnadel 14 in Richtung eines Ventilsitzkörpers 15 gepresst wird. An dem Ventilsitzkörper 15 ist eine Ventilsitzfläche 16 ausgebildet, die mit der Ventilnadel 14 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt.The fuel injector 1 has a valve housing 3 on. In the valve housing 3 is a high pressure bore 4 configured via the high pressure fuel into a fuel space 5 inside the valve body 3 is feasible. A section 6 the high pressure bore 4 leads through a throttle plate 7 in a suitable way with the valve body 3 connected is. From the high pressure bore 4 branches an inlet throttle 8th off in the throttle plate 7 is designed. The inlet throttle 8th leads fuel into a control room 9 by a first page 10 the throttle plate 7 , a control chamber sleeve 12 and an end face 13 a valve needle 14 is limited. In the initial state is thus in the control room 9 high pressure fuel, leaving the valve needle 14 in the direction of a valve seat body 15 is pressed. On the valve seat body 15 is a valve seat surface 16 formed with the valve needle 14 cooperates to a sealing seat.

Innerhalb des Ventilgehäuses 3 ist außerdem ein Aktorraum 20 ausgebildet. Der Aktorraum 20 befindet sich dabei auf einer der ersten Seite 10 abgewandten zweiten Seite 11 der Drosselplatte 7. In dem Aktorraum 20 sind eine Ventilhülse 21 und ein Ventilstück 22 angeordnet, wobei sich das Ventilstück 22 unmittelbar auf der zweiten Seite 11 der Drosselplatte 7 befindet. In dem Ventilstück 22 ist ein Bohrungsabschnitt 23 ausgebildet, der eine in der Drosselplatte 7 ausgebildete Ablaufdrossel 24 verlängert. Die Ablaufdrossel 24 verbindet dadurch den Steuerraum 9 mit einem ringförmigen zweiten Steuerraum 25, der zwischen dem Ventilstück 22 und der Ventilhülse 21 ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist zur Ausgestaltung des zweiten Steuerraums 25 eine ringförmige Nut an einer zylindermantelförmigen Außenseite 26 des Ventilstücks 22 ausgebildet. Ferner weist das Ventilstück 22 einen Absatz 27 auf, der einen Ventilsitz in Bezug auf die Ventilhülse 21 bildet, so dass in der in der 1 dargestellten Ausgangsstellung der zweite Steuerraum 25 von dem übrigen Aktorraum 20 getrennt ist.Inside the valve housing 3 is also an actuator room 20 educated. The actuator room 20 is located on one of the first page 10 remote second side 11 the throttle plate 7 , In the actor room 20 are a valve sleeve 21 and a valve piece 22 arranged, with the valve piece 22 immediately on the second page 11 the throttle plate 7 located. In the valve piece 22 is a bore section 23 formed, one in the throttle plate 7 trained outlet throttle 24 extended. The outlet throttle 24 connects thereby the control room 9 with an annular second control chamber 25 that is between the valve piece 22 and the valve sleeve 21 is trained. In this embodiment, the embodiment of the second control space 25 an annular groove on a cylindrical outer surface 26 of the valve piece 22 educated. Furthermore, the valve piece 22 a paragraph 27 on which a valve seat with respect to the valve sleeve 21 forms so in the in the 1 illustrated starting position of the second control room 25 from the remaining actuator room 20 is disconnected.

Der Aktorraum 20 ist über eine Rücklaufbohrung 28 mit einem Tank der Brennstoffeinspritzanlage verbunden, so dass an der Rücklaufbohrung 28 ein relativ niedriger Druck herrscht. Somit befindet sich der im Aktorraum 20 vorgesehene Brennstoff unter Niederdruck. Allerdings steht der zweite Steuerraum 25 in der Ausgangsstellung unter Hochdruck.The actuator room 20 is via a return bore 28 connected to a tank of the fuel injection system, so that at the return bore 28 a relatively low pressure prevails. Thus, it is located in the actuator room 20 provided fuel under low pressure. However, the second control room is available 25 in the starting position under high pressure.

Die Ventilhülse 21 weist einen Innenraum 30 auf, der einerseits durch das Ventilstück 22 und andererseits durch eine Stützkappe 31 der Ventilhülse 21 sowie umfänglich durch eine Wand 32 der Ventilhülse 21 begrenzt ist. In der Ventilhülse 21 sind Bohrungen 33, 34 vorgesehen, so dass eine Verbindung zwischen dem Innenraum 30 der Ventilhülse 21 und dem Aktorraum 20 besteht. Speziell bildet die Bohrung 34 eine Öffnung 35 in dem Ventilstück 22, über die ein Ausgleich zwischen dem Innenraum 30 der Ventilhülse 21 und dem Aktorraum 20 besteht.The valve sleeve 21 has an interior 30 on, on the one hand by the valve piece 22 and on the other hand by a support cap 31 the valve sleeve 21 as well as circumferentially by a wall 32 the valve sleeve 21 is limited. In the valve sleeve 21 are holes 33 . 34 provided so that a connection between the interior 30 the valve sleeve 21 and the actuator room 20 consists. Specifically, the hole forms 34 an opening 35 in the valve piece 22 about balancing the interior 30 the valve sleeve 21 and the actuator room 20 consists.

In dem Aktorraum 20 ist außerdem ein erstes Federelement 40 angeordnet, das als Rohrfeder ausgestaltet ist. Das erste Federelement 40 stützt sich einerseits an dem Ventilgehäuse 3 und andererseits an der Stützkappe 31 der Ventilhülse 21 ab.In the actor room 20 is also a first spring element 40 arranged, which is designed as a tube spring. The first spring element 40 is supported on the one hand on the valve housing 3 and on the other hand on the support cap 31 the valve sleeve 21 from.

Das erste Federelement 40 weist eine gewisse Vorspannung auf, so dass die Ventilhülse 21 gegen den Absatz 27 des Ventilstückes 22 gepresst ist, so dass der zwischen dem Ventilstück 22 und der Ventilhülse 21 gebildete Ventilsitz geschlossen ist.The first spring element 40 has a certain bias, so that the valve sleeve 21 against the paragraph 27 of the valve piece 22 is pressed, so that between the valve piece 22 and the valve sleeve 21 formed valve seat is closed.

Ferner sind in dem Innenraum 30 der Ventilhülse 21 der piezoelektrische Aktor 2 und ein zweites Federelement 41 angeordnet. Dabei stützt sich der piezoelektrische Aktor 2 an der Stützkappe 31 der Ventilhülse 21 ab, während sich das zweite Federelement 41 einerseits an dem Ventilstück 22 abstützt und andererseits an dem piezoelektrischen Aktor 2 anliegt. Das zweite Federelement 41 weist eine gewisse Vorspannung auf, so dass der piezoelektrische Aktor 2 vorgespannt ist.Furthermore, in the interior 30 the valve sleeve 21 the piezoelectric actuator 2 and a second spring element 41 arranged. In this case, the piezoelectric actuator is supported 2 on the support cap 31 the valve sleeve 21 while the second spring element 41 on the one hand on the valve piece 22 supported and on the other hand on the piezoelectric actuator 2 is applied. The second spring element 41 has a certain bias, so that the piezoelectric actuator 2 is biased.

Die Federelemente 40, 41 sind vorzugsweise unterschiedlich ausgestaltet. Vorzugsweise ist das erste Federelement 40 weich, während das zweite Federelement 41 hart ausgestaltet ist. Das heißt, dass das erste Federelement 40 vorzugsweise eine kleinere Federkonstante aufweist als das zweite Federelement 41. Speziell besteht ein relativ großer Unterschied in den Federkonstanten der Federelemente 40, 41. Dies hat den Vorteil, dass bei einer Betätigung des piezoelektrischen Aktors 2 der von dem Aktor 2 erzeugte Hub zumindest im Wesentlichen zur Verkürzung, das heißt Einfederung, des ersten Federelements 40 führt, während das zweite Federelement 41 möglichst nicht verkürzt wird. Dadurch wird der Hub des piezoelektrischen Aktors 2 zumindest im Wesentlichen zur Öffnung des zwischen der Ventilhülse 21 und des Absatz 27 des Ventilstückes 22 gebildeten Ventilsitzes verwendet, um den zweiten Steuerraum 25 teilweise oder ganz freizugeben. Ferner weist das erste Federelement 40 im unbestromten und somit unbetätigten Zustand des piezoelektrischen Aktors 2 eine höhere Federkraft auf als das zweite Federelement 41.The spring elements 40 . 41 are preferably configured differently. Preferably, the first spring element 40 soft, while the second spring element 41 is designed hard. That is, the first spring element 40 preferably has a smaller spring constant than the second spring element 41 , Specifically, there is a relatively large difference in the spring constants of the spring elements 40 . 41 , This has the advantage that upon actuation of the piezoelectric actuator 2 that of the actor 2 generated stroke at least substantially to the shortening, that is deflection, of the first spring element 40 leads, while the second spring element 41 preferably not shortened. This will cause the stroke of the piezoelectric actuator 2 at least substantially to the opening of the between the valve sleeve 21 and the paragraph 27 of the valve piece 22 formed valve seat used to the second control room 25 partially or completely free. Furthermore, the first spring element 40 in the de-energized and thus unactuated state of the piezoelectric actuator 2 a higher spring force than the second spring element 41 ,

Bei einer Betätigung des piezoelektrischen Aktors 2 wird zunächst das zweite Federelement 41 verkürzt, bis die Vorspannkraft des ersten Federelements 40 erreicht ist. Dann wird das erste Federelement 40 zusammengedrückt und somit verkürzt, so dass die Ventilhülse 21 aus dem an dem Absatz 27 gebildeten Ventilsitz gehoben wird. Wenn dann die Federkraft des ersten Federelements 40 wieder größer ist als die Federkraft des zweiten Federelements 41, wird wieder das zweite Federelement 41 zusammengedrückt, bis dieses wieder die Federkraft des ersten Federelements 40 überschreitet. Also wird das erste Federelement 40 nach und nach zusammengedrückt. Somit wird also auch die Ventilhülse 21 nach und nach angehoben. Somit wird der zweite Stauraum 25 zum Aktorraum 20 geöffnet, so dass die Ablaufdrossel 24 freigegeben wird und der Druck des Brennstoffes im Steuerraum 9 sinkt. Die effektiv auf die Ventilnadel 14 einwirkende Kraft ist dann zu dem Steuerraum 9 hingerichtet, so dass die Ventilnadel 14 aus ihrem Ventilsitz an der Ventilsitzfläche 16 gehoben wird und Brennstoff aus dem Brennstoffraum 5 über den geöffneten Dichtsitz und die Düsenöffnung 42 abgespritzt wird.Upon actuation of the piezoelectric actuator 2 initially the second spring element 41 shortened until the biasing force of the first spring element 40 is reached. Then the first spring element 40 compressed and thus shortened, leaving the valve sleeve 21 from the at the paragraph 27 formed valve seat is lifted. If then the spring force of the first spring element 40 again greater than the spring force of the second spring element 41 , is again the second spring element 41 compressed until this again the spring force of the first spring element 40 exceeds. So, the first spring element 40 gradually compressed. Thus, so also the valve sleeve 21 gradually raised. Thus, the second storage space 25 to the actuator room 20 opened so that the drain throttle 24 is released and the pressure of the fuel in the control room 9 sinks. The effective on the valve needle 14 acting force is then to the control room 9 executed, leaving the valve needle 14 from its valve seat to the valve seat surface 16 is lifted and fuel from the fuel room 5 over the opened sealing seat and the nozzle opening 42 is hosed.

Durch Entladen des piezoelektrischen Aktors 2 wird das Brennstoffeinspritzventil 1 wieder geschlossen. Dabei erfolgt durch das erste Federelement 40 eine Rückstellung der Ventilhülse 21 in die in der 1 gezeigte Ausgangsstellung, in der die Ventilhülse 21 wieder an dem durch den Absatz 27 des Ventilstückes 22 gebildeten Ventilsitz anliegt. Dabei wird der zweite Steuerraum 25 geschlossen, so dass der Druck im Steuerraum 9 wieder auf den Hochdruck ansteigt und eine effektive Kraft zum Schließen der Ventilnadel 14 in die in der 1 dargestellte Ausgangsstellung erzeugt wird.By discharging the piezoelectric actuator 2 becomes the fuel injection valve 1 closed again. This is done by the first spring element 40 a provision of the valve sleeve 21 in the in the 1 shown starting position in which the valve sleeve 21 again by the paragraph 27 of the valve piece 22 formed valve seat is applied. This is the second control room 25 closed, so the pressure in the control room 9 again increases to the high pressure and an effective force to close the valve needle 14 in the in the 1 shown starting position is generated.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist eine Achse 45 auf. Durch die beschriebene Ausgestaltung kann der piezoelektrische Aktor 2 bezüglich der Achse 45 des Brennstoffeinspritzventils 1 zentriert werden. Ferner können die Federelemente 40, 41 bezüglich der Achse 45 ausgerichtet werden, wobei durch die Ausgestaltung der Federelemente 40, 41 als Rohrfedern eine symmetrische Kraftentfaltung der Federelemente 40, 41 erzielt ist. Somit ergibt sich ein kompakter Aufbau und eine hohe Zuverlässigkeit des Brennstoffeinspritzventils 1. Ferner können gasförmige Bestandteile, insbesondere Luft, die insbesondere in einer Startphase des Brennstoffeinspritzventils in dem Ventilgehäuse 3 vorhanden sind, in vorteilhafter Weise entfernt werden. Speziell wird bei der Inbetriebnahme des Brennstoffeinspritzventils 1 über die Zulaufdrossel 8 zunächst der Steuerraum 9 und somit auch über die Ablaufdrossel 24 der zweite Steuerraum 25 mit unter hohem Druck stehenden Brennstoff gefüllt. Gasförmige Bestandteile werden dabei aus den Steuerräumen 9, 25 verdrängt. Dadurch ist von Anfang an die Funktionsfähigkeit des Brennstoffeinspritzventils 1 gewährleistet. Probleme beim Starten der Brennkraftmaschine werden dadurch verhindert.The fuel injector 1 has an axis 45 on. Due to the described embodiment, the piezoelectric actuator 2 with respect to the axis 45 of the fuel injection valve 1 be centered. Furthermore, the spring elements 40 . 41 with respect to the axis 45 be aligned, wherein the design of the spring elements 40 . 41 as a tube springs a symmetrical power development of the spring elements 40 . 41 achieved. This results in a compact design and high reliability of the fuel injection valve 1 , Further, gaseous components, in particular air, in particular in a starting phase of the fuel injection valve in the valve housing 3 are present, be removed in an advantageous manner. Specifically, when commissioning the fuel injection valve 1 via the inlet throttle 8th first the control room 9 and thus also over the outlet throttle 24 the second control room 25 filled with high pressure fuel. Gaseous components are thereby removed from the control chambers 9 . 25 repressed. This is the functionality of the fuel injection valve from the beginning 1 guaranteed. Problems when starting the internal combustion engine are prevented.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The Invention is not limited to the described embodiments limited.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10326259 A1 [0002, 0003]

Claims

Fuel Injector ( 1 ), in particular injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines, with a piezoelectric actuator ( 2 ) and one of the actor ( 2 ) indirectly operable valve needle ( 14 ), characterized in that a throttle plate ( 7 ) with at least one outlet throttle ( 24 ) is provided that a control room ( 9 ) provided by an end face ( 13 ) of the valve needle ( 14 ) and a first page ( 10 ) of the throttle plate ( 7 ), wherein the outlet throttle ( 24 ) the control room ( 9 ) is assigned to control the flow restrictor ( 24 ) on one of the first page ( 10 ) of the throttle plate ( 7 ) facing away from the second side ( 11 ) of the throttle plate ( 7 ) a valve sleeve ( 21 ) provided by the actuator ( 2 ) for at least partially releasing the outlet throttle ( 24 ) against a spring force of a first spring element ( 40 ) and that the actuator ( 2 ) against a spring force of a second spring element ( 41 ) is operable.

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the valve sleeve ( 21 ) a supporting cap ( 31 ) and that the actuator ( 2 ) within the valve sleeve ( 21 ) is arranged and on the support cap ( 31 ) is supported.

Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that a valve piece ( 22 ) provided on the second side ( 11 ) of the throttle plate ( 7 ) is applied, and that the valve piece ( 22 ) at least partially circumferentially of the valve sleeve ( 21 ) is enclosed.

Fuel injection valve according to claim 3, characterized in that between the valve piece ( 22 ) and the valve sleeve ( 21 ) an annular second control space ( 25 ), in which the through the valve piece ( 22 ) extended outlet throttle ( 24 ) opens.

Fuel injection valve according to claim 4, characterized in that the second spring element ( 41 ) within. the valve sleeve ( 21 ) is arranged.

Fuel injection valve according to claim 5, characterized in that the second spring element ( 41 ) on the one hand on the valve piece ( 22 ) and on the other hand at least indirectly to the actuator ( 2 ) is present.

Fuel injection valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first spring element ( 40 ) is designed as a tube spring and / or that the second spring element ( 41 ) Is designed as a tube spring.

Fuel injection valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the valve sleeve ( 21 ) in an actuator room ( 20 ) is arranged and that the valve sleeve ( 21 ) at least one opening ( 35 ), over which an interior ( 30 ) of the valve sleeve ( 21 ) with the actuator space ( 20 ) connected is.

Fuel injection valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the spring force of the first spring element ( 40 ) in the initial state is greater than the spring force of the second spring element ( 41 ).

Fuel injection valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that a spring constant of the first spring element ( 40 ) is smaller than a spring constant of the second spring element ( 41 ).