DE10306327A1 - Fuel injector - Google Patents
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Abstract
Ein Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem piezoelektrischen, magnetostriktiven oder elektrostriktiven Aktor (4), einer mit dem Aktor (4) in Wirkverbindung stehenden Ventilnadel (3), die an einem abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkörper (10) aufweist, der mit einer Ventilsitzfläche (11), die an einem Ventilsitzkörper (12) ausgebildet ist, zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und zumindest einer in dem Ventilsitzkörper (12) vorgesehenen Abspritzöffnung (13) weist eine Hubübersetzungseinrichtung (14) auf, die einen Aktorhub auf einen größeren Ventilnadelhub umsetzt. Ein dem Aktor (4) zugeordneter Aktorkopf (16) und ein der Ventilnadel (3) zugeordneter Ventilnadelkopf (18) weisen an den sich zugewandten Seiten umfänglich eine Aktorkopf-Fase (17) bzw. eine Ventilnadelkopf-Fase (19) auf. Diese stehen unter Zwischenlage von Kugelkörpern (15) in Wirkverbindung. Die Kugelkörper (15) befinden sich in radialer Richtung mit einem sich in Hubrichtung verjüngenden Lager (20) in ständiger Anlage.A fuel injection valve (1), in particular for injecting fuel directly into a combustion chamber of an internal combustion engine, with a piezoelectric, magnetostrictive or electrostrictive actuator (4), a valve needle (3) which is operatively connected to the actuator (4) and which is located at an injection-side end has a valve closing body (10) which cooperates with a valve seat surface (11) which is formed on a valve seat body (12) to form a sealing seat, and at least one spray opening (13) provided in the valve seat body (12) has a stroke transmission device (14) which converts an actuator stroke to a larger valve needle stroke. An actuator head (16) assigned to the actuator (4) and a valve needle head (18) assigned to the valve needle (3) have an actuator head chamfer (17) and a valve needle head chamfer (19) on the sides facing each other. These are operatively connected with the interposition of spherical bodies (15). The spherical bodies (15) are in constant contact with a bearing (20) tapering in the stroke direction in the radial direction.
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.
Beispielsweise ist aus der
Nachteilig bei dem aus der obengenannten Druckschriften bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, daß hydraulisch arbeitende Hubübersetzungseinrichtungen unter hohen Temperaturen, bzw. unter dem Einfluß starker Temperaturschwankungen, nur unzureichend genau und zuverlässig arbeiten. So neigen Hydraulikmedien unter dem Einfluß hoher Temperaturen verstärkt zur Bildung von Dampfblasen, insbesondere im Bereich von Drosselstellen. Außerdem sind Hydraulikmedien selbst mit einem relativ großen Wärmeausdehnungskoeffizienten behaftet, welche durch aufwendige weitere Ausgleichsvorrichtungen kompensiert werden müssen und unterliegen einer alterungsabhängigen Veränderung ihrer hydraulischen Eigenschaften.A disadvantage of that from the above-mentioned publications known fuel injector is in particular that hydraulic working stroke translation devices under high temperatures or under the influence of strong temperature fluctuations, work insufficiently accurately and reliably. So hydraulic media tend under the influence of high Temperatures increased to form vapor bubbles, especially in the area of throttling points. Moreover are hydraulic media even with a relatively large coefficient of thermal expansion afflicted by complex additional compensation devices must be compensated and are subject to an age-dependent change in their hydraulic Characteristics.
Die Abdichtung des Hydraulikmediums, insbesondere die Trennung von Brennstoff und Hydraulikmedium, erfordert aufwendige bauliche Maßnahmen, erhöht das Bauvolumen und vermindert die Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils.The sealing of the hydraulic medium, especially the separation of fuel and hydraulic medium complex building measures, elevated the construction volume and reduces the service life of the fuel injector.
Die Nutzung von Brennstoff als Hydraulikmedium schränkt insbesondere die Möglichkeit zur Optimierung des Hydraulikmediums hinsichtlich gleichbleibender hydraulischer Eigenschaften über ein großes Temperaturband stark ein.The use of fuel as a hydraulic medium restricts especially the possibility to optimize the hydraulic medium with regard to constant hydraulic properties over a big Temperature band strongly on.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die mechanisch arbeitende Hubübersetzungseinrichtung auch unter hohen Temperaturen, bzw. unter dem Einfluß starker Temperaturschwankungen, genau und zuverlässig arbeitet, da die mechanischen Bauelemente der mechanisch arbeitenden Hubübersetzungseinrichtung keine wesentlichen Änderungen ihrer Eigenschaften unter hohen Temperaturen aufweisen. Außerdem ist die Baulänge des Aktors reduziert.The fuel injector according to the invention in contrast, with the characteristic features of the main claim Advantage that the mechanically operating stroke translation device even under high temperatures or under the influence of stronger ones Temperature fluctuations, works accurately and reliably because of the mechanical components the mechanically operating stroke translation device no significant changes to their Have properties at high temperatures. Besides, is the overall length of the actuator reduced.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments of the specified in the main claim Fuel injector possible.
In ersten vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils ist die Ventilnadelkopf-Fase und/oder die Aktorkopf-Fase in mehrere Teile unterteilt, wobei jeder Teil zur Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils mit gleichem Winkel ausgerichtet ist. Dadurch ist es möglich, die Kugelkörper gegen ein Verschieben entlang einer Kreisbahn um die Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils zu sichern und eine gleichmäßige Verteilung der Kugelkörper zwischen der Aktorkopf-Fase und der Ventilnadelkopf-Fase auch während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils sicherzustellen.In the first advantageous developments of the fuel injector according to the invention is the valve needle head chamfer and / or the actuator head chamfer in several Parts divided, each part to the central axis of the fuel injector is aligned at the same angle. This makes it possible to counter the spherical body shifting along a circular path around the central axis of the fuel injector secure and even distribution the spherical body between the actuator head chamfer and the valve needle chamfer also during the Ensure the operation of the fuel injector.
Von Vorteil ist es außerdem, den Ventilnadelkopf, das Lager und/oder die Kugelkörper zumindest teilweise aus Metall, insbesondere aus Stahl, zu fertigen. Dadurch ist es möglich das Brennstoffeinspritzventil, insbesondere die Hubübersetzungseinrichtung, einfach und kostengünstig zu fertigen.It is also an advantage the valve needle head, the bearing and / or the spherical body at least partially to be made of metal, in particular steel. That is it possible the fuel injection valve, in particular the stroke transmission device, simple and inexpensive to manufacture.
Die Verschleißanfälligkeit des Brennstoffeinspritzventils, insbesondere der Hubübersetzungseinrichtung, läßt sich vorteilhafterweise dadurch verringern, daß die Aktorkopf-Fase, die Ventilnadelkopf-Fase und die den Kugelkörpern zugewandte Fläche des Lagers gehärtet sind.The susceptibility to wear of the fuel injector, especially the stroke translation device, let yourself advantageously reduce the fact that the actuator head chamfer, the valve needle head chamfer and the spherical bodies facing surface of the bearing hardened are.
In einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils sind der Aktorkopf und der Ventilnadelkopf kolbenförmig mit einer kreisrunden Grundfläche ausgeführt. Die beiden Bauteile lassen sich so kostengünstig, beispielsweise aus vorgefertigten Halbzeugen, fertigen.In a further development of the fuel injector according to the invention the actuator head and the valve needle head are piston-shaped with one circular base executed. The two components can be inexpensive, for example, from prefabricated Semi-finished products, manufacture.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in simplified form in the drawing and in the following Description closer explained. Show it:
Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft beschrieben. Übereinstimmende Bauteile sind dabei in den Figuren mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.An embodiment of the Invention described by way of example. Matching components are thereby matching in the figures Provide reference numerals.
Ein in
In einem hohlzylinderförmigen Gehäuse
Der kolbenförmige Aktor
Das abspritzferne Ende des Aktors
Zwischen Aktor
Der Aktorkopf
Abspritzseitig des Ventilnadelkopfs
In diesem Ausführungsbeispiel durchgreift die
Ventilnadel
Abspritzseitig des Gehäuses
Die Membran
Wird dem piezoelektrischen Aktor
Da die Kugelkörper
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt
und z. B. auch für nach
innen öffnende
Brennstoffeinspritzventile
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