DE10257895A1 - Fuel injection valve for internal combustion engine, has piezoelectric or magnetostrictive actuator opening valve body in nozzle tip and has fuel feed tube running parallel to actuator body - Google Patents

Fuel injection valve for internal combustion engine, has piezoelectric or magnetostrictive actuator opening valve body in nozzle tip and has fuel feed tube running parallel to actuator body Download PDF

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Abstract

The fuel injection valve (1) incorporates a piezoelectric or magnetostrictive actuator (2) pressing on a spring- loaded (4) valve needle (10). The spring moves the valve needle up to open a valve body (12) in the nozzle tip (14). The actuator compresses the spring and forces the valve body onto its seating (13). Fuel runs from an inlet connection (17) through a fuel feed tube (16) running parallel to the actuator body to the interior of the nozzle tip.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on one Fuel injection valve according to the type of the main claim.

Aus der DE 35 33 085 A1 ist ein Zumeßventil zur Dosierung von Flüssigkeiten oder Gasen, insbesondere ein Einspritzventil für Kraftstoff-Einspritzsysteme in Brennkraftmaschinen bekannt, welches einen Piezo-Stapelaktor aufweist, dessen Längenänderung bei Anlegen einer Erregerspannung auf eine eine Zumeßöffnung steuernde Ventilnadel übertragen wird und den Hubweg der Ventilnadel bestimmt. Der zuzumessende Stoff wird über eine Zuleitung zugeführt, welche in Form einer Tieflochbohrung im Ventilkörper ausgeführt ist.From the DE 35 33 085 A1 a metering valve for metering liquids or gases, in particular an injection valve for fuel injection systems in internal combustion engines, is known which has a piezo stack actuator, the change in length of which when an excitation voltage is applied is transmitted to a valve needle controlling a metering opening and determines the stroke of the valve needle. The substance to be measured is fed via a feed line, which is designed in the form of a deep hole in the valve body.

Nachteilig an dem aus der Druckschrift DE 35 33 085 A1 bekannten Einspritzventil ist, daß das Gehäuse des Einspritzventils sehr massiv und damit schwer und voluminös ist. Es erfordert einen großen Einbauraum sowie erhöhte Material- und Herstellungskosten.A disadvantage of that from the publication DE 35 33 085 A1 known injection valve is that the housing of the injection valve is very solid and therefore heavy and voluminous. It requires a large installation space and increased material and manufacturing costs.

Weiterhin ist die Bohrung einerseits bedingt durch den Herstellungsprozeß mit Verschmutzungen wie Bohrrückständen versehen, andererseits bedingt durch das Material des Gehäuses sowie der verhältnismäßig rauhen Oberfläche schlecht zu reinigen. Dadurch ist der zuzumessende Stoff einem hohen Verschmutzungsgrad unterworfen, welcher zu Ablagerungen und zu nachfolgenden Fehlfunktionen des Ventils führen kann.Furthermore, the hole is on the one hand provided with contamination such as drilling residues due to the manufacturing process, on the other hand due to the material of the housing and the relatively rough surface difficult to clean. As a result, the substance to be measured has a high degree of contamination subject to deposits and subsequent malfunctions of the valve can.

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das Rohr, welches den Brennstoff von der Zufuhr zur Ventilgruppe führt, separat herstellbar und an dem Brennstoffeinspritzventil anbringbar ist, wodurch bei geeigneter Materialwahl ein höheres Sauberkeitsniveau des Brennstoffs durch eine glatte Oberfläche mit geringerer Benetzung und das Fehlen eines Totvolumens erzielt werden kann.The fuel injector according to the invention in contrast, with the characteristic features of the main claim Advantage that Pipe, which leads the fuel from the supply to the valve group, separately can be manufactured and attached to the fuel injector, whereby with a suitable choice of materials a higher level of cleanliness of the Fuel through a smooth surface with less wetting and the lack of dead volume can be achieved.

Durch die in den 3Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.Through the measures listed in the sub-claims are advantageous developments and improvements of the main claim specified fuel injector possible.

Von Vorteil ist dabei insbesondere die gemeinsame integrierte Anordnung des Brennstoffeinspritzventils und des Rohres in einem gemeinsamen Gehäuse.This is particularly advantageous the common integrated arrangement of the fuel injector and the tube in a common housing.

Vorteilhafterweise ist das Rohr aus Stahl gefertigt und weist einen Innendurchmesser von ca. 3 mm bei einer Wandstärke von ca. 0,4 mm auf.The tube is advantageously made of Made of steel and has an inner diameter of approx. 3 mm a wall thickness of about 0.4 mm.

In einer vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich das Rohr achsparallel zum Brennstoffeinspritzventil unter Berücksichtigung der zentralen Brennstoffzufuhr, indem das Rohr gebogen nach radial außen an das Gehäuse verlegt ist.In an advantageous embodiment the pipe extends axially parallel to the fuel injector considering the central fuel supply by bending the pipe radially Outside to the housing is misplaced.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht eine auf gesamter Länge achsparallele Führung eines geraden Rohres bei einer entsprechenden dezentralen Anordnung des Zulaufstutzens vor. Dies ist besonders vorteilhaft, da leicht herstellbar.A further advantageous embodiment provides one along the entire length axially parallel guidance of a straight pipe with a corresponding decentralized arrangement of the Inlet nozzle before. This is particularly advantageous because it is easy to manufacture.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and in the following Description closer explained. Show it:

1A eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils; 1A a schematic representation of a first embodiment of a fuel injector according to the invention;

1B einen Schnitt durch das in 1A dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils entlang der Linie IB-IB in 1A; und 1B a cut through the in 1A illustrated first embodiment of a fuel injector according to the invention along the line IB-IB in 1A ; and

2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils. 2 a second embodiment of a fuel injector according to the invention.

1A zeigt einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1. 1A shows a schematic section through a first embodiment of a fuel injector designed according to the invention 1 ,

Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfaßt einen Aktor 2, welcher vorzugsweise als piezoelektrischer Aktor 2 ausgebildet ist. Der Aktor 2 ist zum Schutz gegen Zugbelastung in einer Hülse 3 gekapselt. Das aus der Hülse 3, dem Aktor 2 und einer in der Hülse 3 gegen den Aktor 2 verspannten Vorspannfeder 4 bestehende Bauteil kann vormontiert und dann in ein Gehäuse 5 des Brennstoffeinspritzventils 1 eingebracht werden. Das fertig montierte Bauteil ist durch einen Stützring 6 im Gehäuse 5 fixiert.The fuel injector 1 includes an actuator 2 , which is preferably used as a piezoelectric actuator 2 is trained. The actuator 2 is for protection against tensile load in a sleeve 3 capsuled. That from the pod 3 , the actuator 2 and one in the sleeve 3 against the actuator 2 pre-tensioned spring 4 existing component can be pre-assembled and then in a housing 5 of the fuel injector 1 be introduced. The fully assembled component is through a support ring 6 in the housing 5 fixed.

Ein Betätigungselement 7, an welchem sich der Aktor 2 abstützt, durchgreift die Hülse 3 in einer Betätigungsrichtung des Aktors 2. Das Betätigungselement 7 und die Hülse 3 sind mittels einer Wellrohrdichtung 8 gegen den das Brennstoffeinspritzventil 1 durchströmenden Brennstoff abgedichtet. Ein nicht weiter spezifizierter hydraulischer Koppler 9 ist zuströmseitig des Aktors 2 angeordnet.An actuator 7 , on which the actuator 2 supports, reaches through the sleeve 3 in an actuation direction of the actuator 2 , The actuator 7 and the sleeve 3 are by means of a corrugated pipe seal 8th against which the fuel injector 1 flowing fuel sealed. A hydraulic coupler not further specified 9 is upstream of the actuator 2 arranged.

Eine Ventilnadel 10 ist mit dem Betätigungselement 7 kraftschlüssig verbunden und/oder einstöckig ausgebildet. Sie erstreckt sich in Abströmrichtung in eine Ventilgruppe 11, welche in beliebiger, den Anforderungen an das Brennstoffeinspritzventil 1 genügender Art ausgebildet sein kann.A valve pin 10 is with the actuator 7 non-positively connected and / or one-story design. It extends into a valve group in the outflow direction 11 , which in any, the requirements for the fuel injector 1 sufficient type can be formed.

An der Ventilnadel 10 ist ein Ventilschließkörper 12 ausgebildet, welcher mit einer Ventilsitzfläche 13 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Die Vorspannfeder 4 beaufschlagt die Ventilnadel 10 entgegen einer Abströmrichtung, so daß das Brennstoffeinspritzventil 1 im nichterregten Zustand des Aktors 2 geschlossen gehalten wird.On the valve needle 10 is a valve closing body 12 formed which with a valve seat 13 cooperates to form a sealing seat. The preload spring 4 acts on the valve needle 10 against an outflow direction, so that the fuel injection valve 1 in the non-excited state of the actuator 2 is kept closed.

In dem in 1A dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist das Brennstoffeinspritzventil 1 in Form eines nach außen öffnenden Brennstoffeinspritzventils 1 ausgeführt. Die Ventilgruppe 11 befindet sich in einem Düsenkörper 14, der durch eine Dichtung 15 gegen einen nicht dargestellten Zylinderkopf abgedichtet ist. An den Düsenkörper 14 schließt sich zulaufseitig das Gehäuse 5 an.In the in 1A shown first off The fuel injector is a prime example 1 in the form of an outward opening fuel injector 1 executed. The valve group 11 is in a nozzle body 14 by a seal 15 is sealed against a cylinder head, not shown. To the nozzle body 14 the housing closes on the inlet side 5 on.

Erfindungsgemäß weist das Brennstoffeinspritzventil 1 ein parallel zu diesem angeordnetes Rohr 16 auf, welches den über einen Zulaufstutzen 17 zugeführten Brennstoff zur Ventilgruppe 11 leitet. Das Rohr 16 ist dabei in das Gehäuse 5 des Brennstoffeinspritzventils 1 integriert. Es verläuft abströmseitig eines in dem Zulaufstutzen 17 angeordneten Filterelements 18 nach einer ersten Biegung 21 parallel zu einer Längsachse 23 des Brennstoffeinspritzventils 1 an diesem und mündet abströmseitig des Stützrings 6 nach einer zweiten Biegung 22 durch eine Querbohrung 20 in eine Ausnehmung 19 des Düsenkörpers 14 ein. An dieser Stelle ist das Rohr 16 mit dem Düsenkörper 14 dicht verbunden, beispielsweise verlötet oder verschweißt.According to the invention, the fuel injection valve 1 a pipe arranged parallel to this 16 on which the via an inlet connection 17 supplied fuel to the valve group 11 passes. The pipe 16 is in the case 5 of the fuel injector 1 integrated. One runs on the outflow side in the inlet connection 17 arranged filter element 18 after a first bend 21 parallel to a longitudinal axis 23 of the fuel injector 1 at this and opens on the downstream side of the support ring 6 after a second bend 22 through a cross hole 20 into a recess 19 of the nozzle body 14 on. At this point is the pipe 16 with the nozzle body 14 tightly connected, for example soldered or welded.

Das Rohr 16 ist dabei vorzugsweise aus Stahl hergestellt und weist einen Innendurchmesser von ca. 3 mm bei einer Wandstärke von ca. 0,4 mm auf. Das Rohr 16 ist in einfacher Weise herstellbar und billiger als eine herkömmliche Tieflochbohrung, welche zudem hohe Anforderungen an die Wandstärke des Brennstoffeinspritzventils 1 stellt, welches dadurch erheblich größer als das erfindungsgemäß ausgestaltete Brennstoffeinspritzventil 1 ist.The pipe 16 is preferably made of steel and has an inner diameter of approximately 3 mm with a wall thickness of approximately 0.4 mm. The pipe 16 is easy to manufacture and cheaper than a conventional deep hole, which also places high demands on the wall thickness of the fuel injector 1 provides, which is significantly larger than the fuel injector designed according to the invention 1 is.

1B zeigt einen Querschnitt durch das in 1A dargestellte Brennstoffeinspritzventil 1 entlang der Linie IB-IB in 1A. Das parallel zum Brennstoffeinspritzventil 1 verlaufende Rohr 16, welches in das gemeinsame Gehäuse 5 integriert ist, ist auf der rechten Seite erkennbar. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch die Anbringung des Rohres 16 nur geringfügig verdickt und beansprucht in seiner Einbaulage im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine nur unwesentlich mehr Platz als ein Brennstoffeinspritzventil 1 ohne das erfindungsgemäße Rohr 16. 1B shows a cross section through the in 1A Fuel injector shown 1 along the line IB-IB in 1A , That parallel to the fuel injector 1 trending pipe 16 which is in the common housing 5 is integrated, can be seen on the right side. The fuel injector 1 is by attaching the pipe 16 only slightly thickened and, in its installed position in the cylinder head of the internal combustion engine, only insignificantly more space than a fuel injector 1 without the pipe according to the invention 16 ,

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Bereits anhand von 1A erläuterte Bauelemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. 2 shows a second embodiment of a fuel injector according to the invention 1 , Already based on 1A Components explained are given the same reference numerals.

Im Gegensatz zu dem in 1A dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, bei welchem das Rohr 16 unter einer ersten Biegung 21 zunächst aus einer Längsachse 23 des Brennstoffeinspritzventils 1 nach radial außen verlegt wird und dann nach einer zweiten Biegung 22 wieder in den Düsenkörper 14 einmündet, ist das in 2 dargestellte Rohr 16 über seine gesamte axiale Länge geradlinig ausgebildet. Es setzt an einem dezentral angesetzten Zulaufstutzen 17, welcher auf einer zur Längsachse 23 des Brennstoffeinspritzventils 1 parallelen Achse 24 angeordnet ist, an und verläuft auf seiner gesamten axialen Länge achsparallel zur Längsachse 23 des Brennstoffeinspritzventils 1. Im Bereich des Düsenkörpers 14 ist wiederum eine Querbohrung 20 vorgesehen, welche rechtwinklig an das Rohr 16 anschließt und die Verbindung zum Düsenkörper 14 bildet. Vorteil dieser Ausführungsvariante ist die einfachere Herstellbarkeit des Rohres 16, welches gerade und ohne Knicks am Brennstoffeinspritzventil 1 entlang verläuft.In contrast to the one in 1A illustrated first embodiment in which the tube 16 under a first bend 21 initially from a longitudinal axis 23 of the fuel injector 1 is moved radially outwards and then after a second bend 22 back into the nozzle body 14 flows into, that is in 2 tube shown 16 straight across its entire axial length. It is based on a decentralized inlet connection 17 which is on a to the longitudinal axis 23 of the fuel injector 1 parallel axis 24 is arranged on and runs along its entire axial length axially parallel to the longitudinal axis 23 of the fuel injector 1 , In the area of the nozzle body 14 is again a cross hole 20 provided which is perpendicular to the pipe 16 connects and the connection to the nozzle body 14 forms. The advantage of this embodiment variant is that the pipe can be manufactured more easily 16 which is straight and without kinks on the fuel injector 1 runs along.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und auch für beliebige andere Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1 geeignet.The invention is not limited to the exemplary embodiments shown and also for any other construction of fuel injection valves 1 suitable.

Claims (9)

Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (2), der einen in einem Düsenkörper (14) angeordneten Ventilschließkörper (12) betätigt, der mit einer Ventilsitzfläche (13) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Zulaufstutzen (17) und dem Düsenkörper (14) ein vom Aktor (2) separiertes Rohr (16) ausgebildet ist, durch welches über den Zulaufstutzen (17) zugeführter Brennstoff zum Dichtsitz geleitet wird.Fuel injector ( 1 ), especially fuel injector ( 1 ) for fuel injection systems of internal combustion engines, with a piezoelectric or magnetostrictive actuator ( 2 ) one in a nozzle body ( 14 ) arranged valve closing body ( 12 ) actuated with a valve seat surface ( 13 ) cooperates to form a sealing seat, characterized in that between an inlet connection ( 17 ) and the nozzle body ( 14 ) one from the actuator ( 2 ) separated pipe ( 16 ) through which the inlet connection ( 17 ) supplied fuel is directed to the sealing seat. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) in einem Gehäuse (5) des Brennstoffeinspritzventils (1) integriert ist.Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the tube ( 16 ) in a housing ( 5 ) of the fuel injector ( 1 ) is integrated. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) aus Stahl hergestellt ist und einen Innendurchmesser von ca. 3 mm bei einer Wandstärke von ca. 0,4 mm aufweist.Fuel injection valve according to Claim 1 or 2, characterized in that the tube ( 16 ) is made of steel and has an inner diameter of approx. 3 mm with a wall thickness of approx. 0.4 mm. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rohr (16) unter einer ersten Biegung (21) von einer mit einer Längsachse (23) des Brennstoffeinspritzventils (1) zusammenfallenden Linie entfernt und unter einem Abstand achsparallel auf einer Achse (24) am Brennstoffeinspritzventil (1) entlang verläuft.Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the tube ( 16 ) under a first bend ( 21 ) of one with a longitudinal axis ( 23 ) of the fuel injector ( 1 ) coincident line removed and at a distance axially parallel on an axis ( 24 ) on the fuel injector ( 1 ) runs along. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) unter einer zweiten Biegung (22) an den Düsenkörper (14) herangeführt wird.Fuel injection valve according to Claim 4, characterized in that the tube ( 16 ) under a second bend ( 22 ) to the nozzle body ( 14 ) is introduced. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) an einer Querbohrung (20) am Düsenkörper (14) fixiert ist.Fuel injection valve according to Claim 5, characterized in that the tube ( 16 ) at a cross hole ( 20 ) on the nozzle body ( 14 ) is fixed. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) mit dem Düsenkörper (14) verschweißt, verlötet oder eingepreßt ist.Fuel injection valve according to Claim 6, characterized in that the tube ( 16 ) with the nozzle body ( 14 ) is welded, soldered or pressed in. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) über seine axiale Länge geradlinig ausgebildet ist.Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the tube ( 16 ) is rectilinear along its axial length. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufstutzen (17) des Brennstoffeinspritzventils (1) auf einer zu einer Längsachse (23) des Brennstoffeinspritzventils (1) parallelen Achse (24) angeordnet ist.Fuel injection valve according to Claim 8, characterized in that the inlet connection ( 17 ) of the fuel injector ( 1 ) on a to a longitudinal axis ( 23 ) of the fuel injector ( 1 ) parallel axis ( 24 ) is arranged.
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