DE10309885A1

DE10309885A1 - Fuel injection equipment for internal combustion engine, has valve accommodated inside cylinder, where area of valve at seal portions and cylinder contact portion are set to same range

Info

Publication number: DE10309885A1
Application number: DE2003109885
Authority: DE
Inventors: Masataka Nishikori; Fumiaki Arikawa; Shuichi Matsumoto
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2003-10-16
Also published as: JP3897158B2; JP2003262169A

Abstract

A valve (60) is accommodated inside a cylinder (14), where area of the valve at seal portions (65,66) and the cylinder contact portion are set to same range.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (im Folgenden als "Verbrennungsmotor" bezeichnet). The invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine (hereinafter referred to as an "internal combustion engine" designated).

Eine Bauart der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine Düsennadel hydraulisch antreibt, die Einspritzlöcher öffnet und schließt, ist bekannt. Beispielsweise wird bei einer solchen Kraftstoffeinspritzvorrichtung die Düsennadel durch Ändern einer Vorspannkraft zum Vorspannen einer Düsennadel durch eine Steuerung beziehungsweise eine Regelung eines Druckes in einer Steuerungskammer angetrieben, in welche Kraftstoff zum Vorspannen der Düsennadel eingeführt wird. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die den Hydraulikdruck in der Steuerungskammer durch die Verwendung einer Expansion und einer Kontraktion eines elektrostatischen Elementes, wie zum Beispiel eines piezoelektrischen Elements steuert, wurde in der Vergangenheit vorgeschlagen. Das elektrostatische Element zeigt ein rasches Ansprechen auf eine Antriebsanweisung, so dass ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb der Düsennadel möglich ist. One type of fuel injector, the one Hydraulically drives the nozzle needle, opens the injection holes and closes, is known. For example, such Fuel injector change the nozzle needle by changing one Pretensioning force for pretensioning a nozzle needle by a Control or regulation of a pressure in one Control chamber driven, in which fuel for Preloading the nozzle needle is inserted. A Fuel injector that measures the hydraulic pressure in the Control chamber through the use of an expansion and one Contraction of an electrostatic element, such as of a piezoelectric element was controlled in the Past proposed. The electrostatic element shows a quick response to a drive instruction so that a High speed operation of the nozzle needle is possible.

Beispielsweise wird für den Fall der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wie in der japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-140727 offenbart ist, ein Hochdruck, der der gleiche wie der Hochdruck in dem Inneren einer gemeinsamen Leitung (Common-Rail) ist, auf ein Kolbenelement, das durch ein Betätigungsglied angetrieben ist, und einen Ventilkörper aufgebracht. Eine Fläche (Flächeninhalt) des Kolbenelementes, die den Hochdruck aufnimmt, ist im Wesentlichen die gleiche wie eine Fläche (Flächeninhalt) des Ventilelementes, die den Hochdruck aufnimmt, so dass eine Kraft, die an dem Kolbenelement wirkt, und eine Kraft, die an dem Ventilelement wirkt, im Gleichgewicht stehen. Auf diese Weise wird die Energie, die zum Antreiben der Kraftstoffeinspritzvorrichtung erforderlich ist, verringert. For example, in the case of Fuel injection device, as in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-140727 is a high pressure that is the same as the high pressure in that Inside a common line (common rail) is on a Piston element which is driven by an actuator, and applied a valve body. An area (area) the piston element, which receives the high pressure, is in Essentially the same as an area of the Valve element which absorbs the high pressure so that a force which acts on the piston element, and a force which acts on the Valve element works, be in balance. In this way becomes the energy that drives the Fuel injector required is reduced.

Jedoch wird für den Fall der japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-140727, bei der der Hochdruck von der gemeinsamen Leitung auf eine Verdrängungssteigerungskammer eingeführt wird, die die Antriebskraft des Betätigungsgliedes zu dem Kolbenelement leitet, wenn der Druck in der gemeinsamen Leitung rasch erhöht wird, der Hydraulikdruck in der Verdrängungssteigerungskammer ebenso erhöht. Wenn der Hydraulikdruck in der Verdrängungssteigerungskammer erhöht wird, werden das Kolbenelement und der Ventilkörper angetrieben und wird somit Kraftstoff von der Steuerungskammer zu der Niederdruckseite abgelassen. Somit wird der Hydraulikdruck in der Steuerungskammer zum Vorspannen der Düsennadel verringert und könnten die Einspritzlöcher fehlerhaft geöffnet werden. Des Weiteren muss für den Fall des Einführens des Hochdrucks in der Verdrängungsvergrößerungskammer eine Festigkeit einer Einfassung beziehungsweise eines Gehäuses der Verdrängungsvergrößerungskammer erhöht werden, was eine Vergrößerung einer Abmessung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung ergibt. However, in the case of the Japanese unchecked Patent Laid-Open No. 2001-140727, in which the high pressure from the joint management to one Displacement Booster Chamber is introduced, which the Driving force of the actuator to the piston element conducts when the pressure in the common line increases rapidly the hydraulic pressure in the displacement increasing chamber increased as well. If the hydraulic pressure in the Displacement Booster Chamber will be increased Piston element and the valve body is driven and thus Fuel from the control chamber to the low pressure side drained. Thus the hydraulic pressure in the Control chamber for biasing the nozzle needle reduced and the injection holes could be opened incorrectly. Of Furthermore, in the event of the introduction of the high pressure in the Displacement enlargement a strength of an enclosure or a housing of Displacement enlargement chamber can be increased, which is a Enlargement of a dimension of the fuel injection device results.

Alternativ ist es möglich, kleine Löcher vorzusehen, die zwischen der Verdrängungsvergrößerungskammer und einem entsprechenden Hochdruckdurchgang in Verbindung stehen, um Einflüsse der Druckschwankungen des Kraftstoffes zu verringern, der von der gemeinsamen Leitung zu der Verdrängungsvergrößerungskammer eingeführt wird. Jedoch muss ein Innendurchmesser des kleinen Loches auf ungefähr 15 µm gesteuert werden, so dass die Anzahl der Fertigungsschritte nachteilig erhöht wird. Alternatively, it is possible to provide small holes that between the displacement enlargement chamber and one corresponding high pressure passage to Reduce influences of the pressure fluctuations of the fuel, from the common management to the Displacement enlargement chamber is introduced. However, one must Internal diameter of the small hole controlled to approximately 15 microns be so that the number of manufacturing steps disadvantageous is increased.

Wenn des Weiteren der Hochdruckkraftstoff der Verdrängungsvergrößerungskammer zugeführt wird, wird der Druck in der Verdrängungsvergrößerungskammer höher als der Druck in den umgebenden Bereichen, die um die Verdrängungsvergrößerungskammer gelegen sind. Als Folge wird der Kraftstoff, der der Verdrängungsvergrößerungskammer zugeführt wird, aus der Verdrängungsvergrößerungskammer zu der Niederdruckseite durch einen Zwischenraum abgeleitet, der zwischen dem Kolbenelement und dem Gehäuse ausgebildet ist, die die Verdrängungsvergrößerungskammer definieren. Als Folge wird die Kraftstoffmenge, die bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung erforderlich ist, nachteilig erhöht und wird eine Abmessung der Hochdruckpumpe, die den Kraftstoff der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zuführt, nachteilig erhöht. Furthermore, if the high pressure fuel is the Displacement enlargement chamber is supplied, the pressure in the displacement enlargement chamber is higher than the pressure in the surrounding areas surrounding the Displacement enlargement chamber are located. As a result, the Fuel supplied to the displacement enlargement chamber becomes from the displacement enlargement chamber to the Low-pressure side derived through a space that is formed between the piston element and the housing, the define the displacement enlargement chamber. As a result the amount of fuel in the fuel injector is disadvantageously increased and becomes a dimension of High pressure pump that uses the fuel of the Fuel injector supplies, disadvantageously increased.

Wenn des Weiteren die Temperatur erhöht wird, wird der Zwischenraum zwischen dem Kolbenelement und dem Gehäuse erhöht, und somit wird die Kraftstoffmenge, die von der Verdrängungsvergrößerungskammer abgeführt wird, erhöht. Wenn die Temperatur erhöht wird, muss das Betätigungsglied als Folge eine größere Antriebskraft haben. Das ergibt eine Erhöhung der Abmessung des Betätigungsgliedes. Furthermore, if the temperature is raised, the Gap between the piston element and the housing increased, and thus the amount of fuel that is from the Displacement enlargement chamber is discharged, increased. If the Temperature is increased, the actuator must be a consequence have greater driving force. This results in an increase in Dimension of the actuator.

Die vorliegende Erfindung ist auf die vorstehend genannten, Nachteile gerichtet. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, die eine Verringerung des Kraftstoffaustrittes und eine Verringerung von Fertigungsschritten ohne Vergrößerung einer Abmessung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gestattet, und die eine hohe Zuverlässigkeit hat. The present invention is based on the above, Disadvantages addressed. It is therefore an object of the present Invention to provide a fuel injector that a reduction in fuel leakage and a decrease of manufacturing steps without enlarging a dimension of the Fuel injector allowed, and the high Has reliability.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, die eine Verringerung eines Kraftstoffaustrittes und eine Verringerung von Fertigungsschritten gestattet, und die eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Betriebsgeschwindigkeit hat. It is another object of the present invention, one Fuel injector to create a Reduction in fuel leakage and reduction of manufacturing steps allowed, and the high Reliability and high operating speed.

Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen, die eine Einfassung, eine Düsennadel, ein Ventilelement und ein Betätigungsglied aufweist. Die Einfassung weist einen Düsenkörper auf. Der Düsenkörper ist an einem entfernten Ende der Einfassung gelegen und weist ein Kraftstoffeinspritzloch auf, das durch den Düsenkörper hindurchdringt. Die Düsennadel ist hin- und herbewegbar in dem Gehäuse aufgenommen. Die Düsennadel öffnet und schließt das Kraftstoffeinspritzloch. Die Einfassung weist des Weiteren eine Steuerungskammer, einen Niederdruckdurchgang, eine Steuerungsdurchgang, einen Zylinder, einen Verbindungsanschluss und einen nächstgelegenen Sitz auf. Der Steuerungskammer wird Kraftstoff von einer äußeren Druckkraftstoffquelle zugeführt. Kraftstoff in der Steuerungskammer ist in der Lage, einen Hydraulikdruck zum Vorspannen der Düsennadel in eine Einspritzlochschließrichtung zum Schließen des Kraftstoffeinspritzloches auszuüben. Der Niederdruckdurchgang leitet Kraftstoff aus der Einfassung ab. Der Steuerungsdurchgang ist mit der Steuerungskammer an einem Ende verbunden. Der Zylinder weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Das erste Ende des Zylinders ist mit dem anderen Ende des Steuerungsdurchgangs verbunden. Das zweite Ende des Zylinders ist mit dem Niederdruckdurchgang zum Aufnehmen von Kraftstoff aus dem Niederdruckdurchgang verbunden. Der Verbindungsanschluss verbindet zwischen dem ersten Ende des Zylinder und dem Niederdruckdurchgang. Der nächstgelegene Sitz ist um eine Öffnung des Verbindungsanschlusses ausgebildet, die angrenzend an das erste Ende des Zylinders gelegen ist. Das Ventilelement ist hin- und herbewegbar in dem Zylinder aufgenommen und weist einen nächstgelegenen Abdichtungsabschnitt an einem ersten Ende des Ventilelementes auf, das angrenzend an dem ersten Ende des Zylinders gelegen ist. Der nächstgelegene Abdichtungsabschnitt ist an den nächstgelegenen Sitz ansetzbar. Das Betätigungsglied ist in der Einfassung aufgenommen. Das Betätigungsglied weist eine elektrische Antriebsanordnung, eine Hydraulikkammer und ein bewegbares Element auf. Die elektrische Antriebsanordnung wird elektrische betätigt und ändert ihre Betriebsposition in Abhängigkeit von der Elektrizität, die der elektrischen Antriebsanordnung zugeführt wird. Die Hydraulikkammer ist mit dem Niederdruckdurchgang zum Aufnehmen von Kraftstoff von dem Niederdruckdurchgang verbunden. Ein Hydraulikdruck des Kraftstoffes in der Hydraulikkammer ändert sich in Abhängigkeit von der Betriebsposition der elektrischen Antriebsanordnung. Das bewegbare Element wird durch den Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer zum Antreiben des Ventilelementes angetrieben. Wenn der nächstgelegene Abdichtungsabschnitt des Ventilelementes von dem nächstgelegenen Sitz abgehoben wird, sind der Verbindungsanschluss und der Steuerungsdurchgang miteinander durch das erste Ende des Zylinders zum Abführen von Kraftstoff aus der Steuerungskammer zu dem Niederdruckdurchgang verbunden. Wenn der nächstgelegene Abdichtungsabschnitt des Ventilelementes an den nächstgelegenen Sitz angesetzt ist, sind der Verbindungsanschluss und der Steuerungsdurchgang voneinander zum Anhalten der Abfuhr des Kraftstoffes aus der Steuerungskammer zu dem Niederdruckdurchgang getrennt. Eine Gesamtendfläche (Gesamtflächeninhalt) des ersten Endes des Ventilelementes ist im Wesentlichen die gleiche wie die Gesamtendfläche (Gesamtendflächeninhalt) eines zweiten Endes des Ventilelementes, das von dem ersten Ende des Ventilelementes entgegengesetzt ist. To achieve the object of the present invention, one is Fuel injector is provided which has an enclosure, a nozzle needle, a valve element and an actuator having. The bezel has a nozzle body. The Nozzle body is located at a distal end of the skirt and has a fuel injection hole through the Penetrates the nozzle body. The nozzle needle is back and forth movably received in the housing. The nozzle needle opens and closes the fuel injection hole. The edging points a control chamber, a low pressure passage, a control passage, a cylinder, a Connection port and a nearest seat. The Control chamber gets fuel from an outside Pressurized fuel source supplied. Fuel in the Control chamber is able to apply hydraulic pressure Biasing the nozzle needle in an injection hole closing direction to close the fuel injection hole. The Low pressure passage drains fuel from the bezel. The control passage is in one with the control chamber End connected. The cylinder has a first end and a second end on. The first end of the cylinder is with the connected to the other end of the control passage. The second end of the cylinder is with the low pressure passage for receiving Fuel connected from the low pressure passage. The Connection connector connects between the first end of the Cylinder and the low pressure passage. The closest seat is formed around an opening of the connection terminal which is located adjacent to the first end of the cylinder. The Valve element is reciprocable in the cylinder recorded and has a closest sealing section at a first end of the valve element that is adjacent to the first end of the cylinder. The closest one Sealing section can be attached to the nearest seat. The actuator is included in the bezel. The Actuator has an electric drive arrangement, a Hydraulic chamber and a movable element. The electrical Drive arrangement is operated electrically and changes their Operating position depending on the electricity that the electrical drive assembly is supplied. The Hydraulic chamber is with the low pressure passage for receiving of fuel from the low pressure passage. On Hydraulic pressure of the fuel in the hydraulic chamber changes itself depending on the operating position of the electrical Drive arrangement. The movable element is the Hydraulic pressure in the hydraulic chamber to drive the Valve element driven. If the closest Sealing section of the valve element from the closest The connection port and the Control passage with each other through the first end of the Cylinder for removing fuel from the control chamber connected to the low pressure passage. If the closest Sealing section of the valve element to the closest The connection is and the Control passage from each other to stop the removal of the Fuel from the control chamber to the Low pressure passage separated. A total end area (Total area) of the first end of the valve element essentially the same as the total end face (Total end face) of a second end of the Valve element from the first end of the valve element is opposite.

Die Erfindung gemeinsam mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und ihren Vorteilen wird am besten aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den zugehörigen Zeichnungen verstanden. The invention together with additional tasks, features and their benefits are best seen from the description below, the appended claims and the accompanying drawings Roger that.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of an injection device according to a first embodiment of the present invention.

Fig. 2 ist eine schematische vergrößerte Querschnittsansicht von Fig. 1, die Hauptbauteile der Einspritzvorrichtung zeigt; FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of FIG. 1 showing main components of the injector;

Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Kraftstoffeinspritzzustand der Einspritzvorrichtung zeigt; Fig. 3 is a schematic cross-sectional view showing a fuel injection state of the injector;

Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 is a schematic cross-sectional view of an injection apparatus according to a second embodiment of the present invention;

Fig. 5 ist eine schematische vergrößerte Querschnittsansicht der Einspritzvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die einen Betriebszustand zeigt; Fig. 5 is a schematic enlarged cross-sectional view of the injector according to the second embodiment of the present invention showing an operating state;

Fig. 6 ist eine schematische vergrößerte Querschnittsansicht der Einspritzvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, die einen weiteren Betriebszustand zeigt; und Fig. 6 is a schematic enlarged cross-sectional view of the injector according to the second embodiment, showing another operating condition; and

Fig. 7 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of an injection device according to a third embodiment of the present invention.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Various embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings described.

First embodiment

Fig. 1 zeigt eine Einspritzvorrichtung, die als eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung dient, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise spritzt die Einspritzvorrichtung 1 einen Hochdruckkraftstoff, der mit Druck beaufschlagt ist und in einer gemeinsamen Leitung (Common-Rail) (äußere Druckkraftstoffquelle) gespeichert ist, in einen entsprechenden Zylinder eines Dieselverbrennungsmotors ein. Fig. 1 shows an injection device, which serves as a fuel injection device according to a first embodiment of the present invention. For example, the injection device 1 injects a high-pressure fuel, which is pressurized and stored in a common line (common rail) (external pressure fuel source), into a corresponding cylinder of a diesel internal combustion engine.

Die Einspritzvorrichtung 1 weist eine Einfassung 10, eine Düsennadel 30, ein Ventilelement 40 und ein Betätigungsglied 50auf. Die Einfassung 10 hat einen Einfassungshauptkörper 11 und einen Düsenkörper 20. Der Düsenkörper 20 hat eine zylindrische Gestalt und weist Kraftstoffeinspritzlöcher 21 an einem entfernten Ende des Düsenkörpers 20 an der Seite entgegengesetzt zu dem Einfassungshauptkörper 11 auf. Die Einspritzlöcher 21 verbinden zwischen einer Innenwand und einer Außenwand des Düsenkörpers 20. Ein Kraftstoffspeicher (Kraftstoffpool) 22 ist mit der gemeinsamen Leitung durch einen Kraftstoffdurchgang 23 und einen Hochdruckdurchgang 12 in Verbindung gebracht, der in dem Einfassungshauptkörper 11 ausgebildet ist (der Kraftstoffdurchgang 23 und der Hochdruckdurchgang 12 können gemeinsam als "ein Hochdruckdurchgang" bezeichnet werden). Daher hat der Kraftstoff, der dem Hochdruckdurchgang 12 zugeführt wird, und der Kraftstoff, der dem Kraftstoffspeicher 22 zugeführt wird, einen Kraftstoffdruck, der im Wesentlichen der gleiche wie der Kraftstoffdruck in dem Inneren der gemeinsamen Leitung ist. Ein Sitz 24 ist an der Einlassseite der Einspritzlöcher 21 an dem Düsenkörper 20 ausgebildet. The injection device 1 has a casing 10 , a nozzle needle 30 , a valve element 40 and an actuating member 50 . The case 10 has a case main body 11 and a nozzle body 20 . The nozzle body 20 has a cylindrical shape and has fuel injection holes 21 at a distal end of the nozzle body 20 on the side opposite to the case main body 11 . The injection holes 21 connect between an inner wall and an outer wall of the nozzle body 20 . A fuel reservoir (fuel pool) 22 is connected to the common line through a fuel passage 23 and a high pressure passage 12 formed in the casing main body 11 (the fuel passage 23 and the high pressure passage 12 may be collectively referred to as "a high pressure passage"). Therefore, the fuel that is supplied to the high-pressure passage 12 and the fuel that is supplied to the fuel accumulator 22 have a fuel pressure that is substantially the same as the fuel pressure inside the common line. A seat 24 is formed on the inlet side of the injection holes 21 on the nozzle body 20 .

Die Düsennadel 30 ist in der Einfassung 10 auf eine Art aufgenommen, die eine Hin- und Herbewegung der Düsennadel 30 gestattet. Die Düsennadel 30 hat einen Abdichtungsabschnitt 31, der an den Sitz 24 ansetzbar ist. Wenn der Abdichtungsabschnitt 31 von dem Sitz 24 abgehoben ist, wird Kraftstoff durch die Einspritzlöcher 21 eingespritzt. The nozzle needle 30 is received in the skirt 10 in a manner that allows the nozzle needle 30 to move back and forth. The nozzle needle 30 has a sealing section 31 which can be attached to the seat 24 . When the sealing portion 31 is lifted off the seat 24 , fuel is injected through the injection holes 21 .

Der Einfassungshauptkörper 11 weist eine Steuerungskammer 13, einen Zylinder 14, einen Verbindungsanschluss 15 und einen Steuerungszylinder 16 auf. Die Steuerungskammer 13 ist an dem Ende der Düsennadel 30 an der Seite entgegengesetzt von den Einspritzlöchern 21 ausgebildet. Die Steuerungskammer 13 steht in Verbindung mit einem Kraftstoffdurchgang 131 und Hochdruckkraftstoff wird der Steuerungskammer 13 von dem Hochdruckdurchgang 12 und dem Kraftstoffdurchgang 131 durch eine Öffnung 132 zugeführt. Eine Feder (Vorspanneinrichtung) 133 ist in der Steuerungskammer 13 aufgenommen. Die Feder 133, die in der Steuerungskammer 13 aufgenommen ist und der Kraftstoff, der in die Steuerungskammer 13 eingeführt wird, spannen die Düsennadel 30 in Richtung auf den Sitz 24, insbesondere in eine Einspritzlochschließrichtung vor. The casing main body 11 has a control chamber 13 , a cylinder 14 , a connection port 15, and a control cylinder 16 . The control chamber 13 is formed at the end of the nozzle needle 30 on the side opposite to the injection holes 21 . The control chamber 13 communicates with a fuel passage 131 and high pressure fuel is supplied to the control chamber 13 from the high pressure passage 12 and the fuel passage 131 through an opening 132 . A spring (biasing device) 133 is received in the control chamber 13 . The spring 133 , which is received in the control chamber 13 and the fuel which is introduced into the control chamber 13 , bias the nozzle needle 30 in the direction of the seat 24 , in particular in an injection hole closing direction.

Der Zylinder 14 nimmt ein Ventilelement 40 auf eine Weise auf, die eine Hin- und Herbewegung des Ventilelementes 40 gestattet. Ein Steuerungsdurchgang 17 ist in Verbindung mit dem Zylinder 14 an einem Ende und ist in Verbindung mit der Steuerungskammer 13 an dem anderen Ende. Eine Öffnung 171 ist in dem Steuerungsdurchgang 17 ausgebildet und ist mit dem Zylinder 14 verbunden. Der Verbindungsdurchgang 15 steht in Verbindung mit dem Ende (erstes Ende) des Zylinders 14 an der Seite des Steuerungszylinders 16 des Zylinders 14. Ein Ende (zweites Ende) des Zylinders 14 entgegengesetzt zu dem Verbindungsanschluss 15 steht in Verbindung mit einem Niederdruckdurchgang 18 durch einen Kraftstoffdurchgang 141. The cylinder 14 receives a valve element 40 in a manner that allows the valve element 40 to reciprocate. A control passage 17 is in communication with the cylinder 14 at one end and in communication with the control chamber 13 at the other end. An opening 171 is formed in the control passage 17 and is connected to the cylinder 14 . The communication passage 15 communicates with the end (first end) of the cylinder 14 on the control cylinder 16 side of the cylinder 14 . One end (second end) of the cylinder 14 opposite to the connection port 15 is in communication with a low pressure passage 18 through a fuel passage 141 .

Der Verbindungsanschluss 15 ist in dem Einfassungshauptkörper 11 ausgebildet und verbindet zwischen dem Zylinder 14 und dem Niederdruckdurchgang 18. Der Steuerungszylinder 16 steht in Verbindung mit dem Niederdruckdurchgang 18. Der Niederdruckdurchgang 18 erstreckt sich aus dem Einfassungshauptkörper 11 heraus und steht in Verbindung mit beispielsweise einem Kraftstofftank, der außerhalb von der Einspritzvorrichtung 1 gelegen ist. Überschüssiger Kraftstoff, der nicht bei der Einspritzvorrichtung 1 benötigt wird, wird abgeführt und wird zu dem Kraftstofftank durch den Niederdruckdurchgang 18 zurückgeführt. Da das Ende des Niederdruckdurchgangs 18 entgegengesetzt zu der Einspritzvorrichtung 1 mit dem Kraftstofftank verbunden ist, wird ebenso der Druck des Niederdruckdurchgangs 18 im Wesentlichen der gleiche wie der Umgebungsdruck. The connection port 15 is formed in the case main body 11 and connects between the cylinder 14 and the low pressure passage 18 . The control cylinder 16 is in communication with the low pressure passage 18 . The low pressure passage 18 extends out of the casing main body 11 and is in communication with, for example, a fuel tank located outside of the injector 1 . Excess fuel that is not needed in the injector 1 is discharged and is returned to the fuel tank through the low pressure passage 18 . Also, since the end of the low pressure passage 18 is connected to the fuel tank opposite to the injector 1 , the pressure of the low pressure passage 18 becomes substantially the same as the ambient pressure.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein Sitz (ebenso als ein nächstgelegener Sitz) 142 um eine Öffnung des Verbindungsanschlusses 15 ausgebildet, der an der Seite des Zylinders 14 des Verbindungsanschlusses 15 gelegen ist. Ein Abdichtungsabschnitt (ebenso als ein nächstgelegener Abdichtungsabschnitt) 41 ist an einem Ende (erstes Ende) des Ventilelementes 40 an der Seite des Sitzes 142 ausgebildet und ist an den Sitz 142 ansetzbar. Das Ventilelement 40 ist als ein zylindrisches Element ausgebildet und gleitet in dem Zylinder 14 hin und her. Das Ventilelement 40 ist durch eine Feder (Vorspanneinrichtung) 143 vorgespannt, die in dem Zylinder 14 aufgenommen ist, so dass der Abdichtungsabschnitt 41 durch die Feder 143 zum Ansetzen an den Sitz 142 vorgespannt wird. Wenn der Abdichtungsabschnitt 41 des Ventilelementes 40 an den Sitz 142 angesetzt wird, wird der Verbindungsanschluss 15 geschlossen. Somit werden der Steuerungsdurchgang 17 an der Hochdruckseite und der Niederdruckdurchgang 18 an der Niederdruckseite voneinander getrennt (insbesondere unterbrochen). As shown in FIG. 2, a seat (also as a closest seat) 142 is formed around an opening of the connection port 15 , which is located on the cylinder 14 side of the connection port 15 . A sealing portion (also as a closest sealing portion) 41 is formed at one end (first end) of the valve member 40 on the side of the seat 142 and is attachable to the seat 142 . The valve element 40 is designed as a cylindrical element and slides back and forth in the cylinder 14 . The valve member 40 is biased by a spring (biasing means) 143 received in the cylinder 14 so that the sealing portion 41 is biased by the spring 143 to be fitted to the seat 142 . When the sealing portion 41 of the valve element 40 is attached to the seat 142 , the connection port 15 is closed. Thus, the control passage 17 on the high pressure side and the low pressure passage 18 on the low pressure side are separated from each other (in particular interrupted).

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist an einem nahen Ende der Einfassung 10 das Betätigungsglied 50 in dem Einfassungshauptkörper 11 an einer Seite des Zylinders 14 entgegengesetzt zu dem Düsenkörper 20 aufgenommen. Das Betätigungsglied 50 weist einen piezoelektrischen Stapel (als ein Teil einer elektrischen Antriebsanordnung dienend) 51, eine Hydraulikkammer 52 und einen Steuerungskolben (als ein bewegbares Element dienend) 53 auf. Der piezoelektrische Stapel 51 weist eine Vielzahl von kapazitiven piezoelektrischen Elementen auf, die aufeinander gestapelt sind, und werden durch Laden und Entladen des piezoelektrischen Stapels 51 ausgedehnt und zusammengezogen beziehungsweise expandiert und kontrahiert. Der piezoelektrische Stapel 51 dehnt sich in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1 aus, wenn der piezoelektrische Stapel 51 mit elektrischer Energie bei einer Abgabe einer entsprechenden Anweisung von einer (nicht gezeigten) ECU geladen wird. Dagegen zieht sich der piezoelektrische Stapel 51 in die nach oben weisende Richtung in Fig. 1 zusammen, wenn die elektrische Energie von dem piezoelektrischen Stapel 51 entladen wird. As shown in FIG. 1, at a near end of the case 10, the actuator 50 is received in the case main body 11 on a side of the cylinder 14 opposite to the nozzle body 20 . The actuator 50 has a piezoelectric stack (serving as part of an electric drive assembly) 51 , a hydraulic chamber 52 and a control piston (serving as a movable member) 53 . The piezoelectric stack 51 has a plurality of capacitive piezoelectric elements stacked on top of one another and is expanded and contracted or expanded or contracted by loading and unloading the piezoelectric stack 51 . The piezoelectric stack 51 expands in the downward direction in FIG. 1 when the piezoelectric stack 51 is charged with electrical energy upon being instructed to do so by an ECU (not shown). On the other hand, the piezoelectric stack 51 contracts in the upward direction in FIG. 1 when the electric energy is discharged from the piezoelectric stack 51 .

Ein piezoelektrischer Kolben 54 ist an einem Ende des piezoelektrischen Stapels 51 vorgesehen. Der piezoelektrische Kolben 54 bildet die elektrische Antriebsanordnung im Zusammenwirken mit dem piezoelektrischen Stapel 51. Der piezoelektrische Kolben 54 kann in dem piezoelektrischen Zylinder 55 hin- und hergleiten, der in dem Einfassungshauptkörper 11 ausgebildet ist. Der piezoelektrische Kolben 54 bewegt sich in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1, wenn sich der piezoelektrische Stapel 51 ausdehnt. Eine Federaufnahmekammer 56 ist in dem piezoelektrischen Zylinder 55 an der Seite des piezoelektrischen Stapels 51 ausgebildet. Eine Feder (Vorspanneinrichtung) 57 ist in der Federaufnahmekammer 56 vorgesehen und der piezoelektrische Kolben 54 wird durch die Feder 57 in Richtung auf den piezoelektrischen Stapel 51 vorgespannt. Die Feder 57 spannt den piezoelektrischen Stapel 51 durch den piezoelektrischen Kolben 54 in die Kontraktionsrichtung des piezoelektrischen Stapels 51 zum Aufbringen einer voreingestellten Last (vorbestimmte Last) auf den piezoelektrischen Stapel 51 vor. Ein Kraftstoffdurchgang 561, der in Verbindung mit dem Niederdruckdurchgang 18 an einem Ende steht, steht in Verbindung mit der Federaufnahmekammer 56 an dem anderen Ende. Ein Kraftstoffdurchgang 541 ist in dem piezoelektrischen Kolben 54 ausgebildet. Der Kraftstoffdurchgang 541 verbindet zwischen der Federaufnahmekammer 56 und der Hydraulikkammer 52. Kraftstoff, der dem Kraftstoffdurchgang 541 von dem Niederdruckdurchgang 18 durch den Kraftstoffdurchgang 561 und die Federaufnahmekammer 56 zugeführt wird, wird der Hydraulikkammer 52 entlang einer äußeren Umfangswand des Rückschlagventils 58 zugeführt, das an dem Ende des piezoelektrischen Kolbens 54 vorgesehen ist, das an der Seite der Hydraulikkammer 52 gelegen ist. A piezoelectric piston 54 is provided at one end of the piezoelectric stack 51 . The piezoelectric piston 54 forms the electrical drive arrangement in cooperation with the piezoelectric stack 51 . The piezoelectric piston 54 can slide back and forth in the piezoelectric cylinder 55 formed in the case main body 11 . The piezoelectric piston 54 moves in the downward direction in FIG. 1 as the piezoelectric stack 51 expands. A spring accommodating chamber 56 is formed in the piezoelectric cylinder 55 on the side of the piezoelectric stack 51 . A spring (biasing device) 57 is provided in the spring receiving chamber 56 , and the piezoelectric piston 54 is biased by the spring 57 toward the piezoelectric stack 51 . The spring 57 biases the piezoelectric stack 51 through the piezoelectric piston 54 in the contraction direction of the piezoelectric stack 51 to apply a preset load (predetermined load) to the piezoelectric stack 51 . A fuel passage 561 that communicates with the low pressure passage 18 at one end communicates with the spring receiving chamber 56 at the other end. A fuel passage 541 is formed in the piezoelectric piston 54 . The fuel passage 541 connects between the spring receiving chamber 56 and the hydraulic chamber 52 . Fuel that is supplied to the fuel passage 541 from the low pressure passage 18 through the fuel passage 561 and the spring accommodating chamber 56 is supplied to the hydraulic chamber 52 along an outer peripheral wall of the check valve 58 provided at the end of the piezoelectric piston 54 that is on the side of the Hydraulic chamber 52 is located.

An dem Einfassungshauptkörper 11 ist ein Steuerungszylinder 16 an der Seite des Düsenkörpers 20 des piezoelektrischen Zylinders 55 ausgebildet. Ein Steuerungskolben 53 ist in dem Steuerungszylinder 16 aufgenommen. Der Steuerungskolben 53 kann innerhalb des Steuerungszylinders 16 hin- und hergleiten. Das Ende des Steuerungszylinders 16 an der Seite des Ventilelementes 40 ist mit dem Ventilelement 40 in Eingriff bringbar. Wenn sich der Steuerungskolben 53 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1 bewegt, wird das Ventilelement 40 durch den Steuerungskolben 53 geschoben und bewegt sich somit in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1. A control cylinder 16 is formed on the case main body 11 on the nozzle body 20 side of the piezoelectric cylinder 55 . A control piston 53 is received in the control cylinder 16 . The control piston 53 can slide to and fro within the control cylinder sixteenth The end of the control cylinder 16 on the side of the valve element 40 can be brought into engagement with the valve element 40 . When the control piston 53 moves in the downward direction in FIG. 1, the valve member is pushed by the control piston 53 and 40 thus moves in the downward direction in FIG. 1.

Die Hydraulikkammer 52 ist durch den piezoelektrischen Zylinder 55, den piezoelektrischen Kolben 54, das Rückschlagventil 58, den Steuerungszylinder 16 und den Steuerungskolben 53 definiert. Wie vorstehend erwähnt ist, wird Kraftstoff der Hydraulikkammer 52 von dem Niederdruckdurchgang 18 durch den Kraftstoffdurchgang 541 an dem piezoelektrischen Kolben 54 zugeführt. Wenn der piezoelektrische Stapel 51 sich zusammenzieht und den piezoelektrischen Kolben 54 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1 antreibt, wird der Kraftstoff in der Hydraulikkammer 52 mit Druck beaufschlagt. Wenn der Kraftstoff in der Hydraulikkammer 52 mit Druck beaufschlagt wird, sieht der Kraftstoffdruck in der Hydraulikkammer 52 eine Vorspannkraft gegen den Steuerungskolben 53 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1 vor. Das treibt den Steuerungskolben 53 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1 und treibt ebenso das Ventilelement 40, das im Eingriff mit dem Steuerungskolben 53 ist, in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1. Das heißt, dass die Verschiebung des piezoelektrischen Stapels 51, die auf den piezoelektrischen Kolben 54 übertragen wird, in einen Hydraulikdruck durch den Kraftstoff in der Hydraulikkammer 52 umgewandelt wird und auf den Steuerungskolben 53 übertragen wird. Eine Feder (Vorspanneinrichtung) 59 ist in der Hydraulikkammer 52 vorgesehen. Die Feder 59 spannt das Rückschlagventil 58 und den piezoelektrischen Kolben 54 in Richtung auf den piezoelektrischen Stapel 51 vor. The hydraulic chamber 52 is defined by the piezoelectric cylinder 55 , the piezoelectric piston 54 , the check valve 58 , the control cylinder 16 and the control piston 53 . As mentioned above, fuel is supplied to the hydraulic chamber 52 from the low pressure passage 18 through the fuel passage 541 on the piezoelectric piston 54 . When the piezoelectric stack 51 contracts and drives the piezoelectric piston 54 in the downward direction in FIG. 1, the fuel in the hydraulic chamber 52 is pressurized. When the fuel in the hydraulic chamber 52 is pressurized, the fuel pressure in the hydraulic chamber 52 provides a biasing force against the control piston 53 in the downward direction in FIG. 1. This drives the control piston 53 in the downward direction in Fig. 1 and also drives the valve element 40 , which is engaged with the control piston 53 , in the downward direction in Fig. 1. That is, the displacement of the piezoelectric Stack 51 , which is transmitted to the piezoelectric piston 54 , is converted into a hydraulic pressure by the fuel in the hydraulic chamber 52 , and is transmitted to the control piston 53 . A spring (biasing device) 59 is provided in the hydraulic chamber 52 . The spring 59 biases the check valve 58 and the piezoelectric piston 54 in the direction of the piezoelectric stack 51 .

Nachstehend wird das Ventilelement 40 genau beschrieben. The valve element 40 will be described in detail below.

Das Ventilelement 40 ist mit einer zylindrischen Gestalt ausgebildet, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Der Steuerungsdurchgang 17 und der Niederdruckdurchgang 18 stehen miteinander in Verbindung, wenn der Abdichtungsabschnitt 41 des Ventilelementes 40 von dem Sitz 142 abgehoben ist. Der Steuerungsdurchgang 17 und der Niederdruckdurchgang 18 werden voneinander getrennt, wenn der Abdichtungsabschnitt 41 des Ventilelements 40 an den Sitz 142 angesetzt wird. Ein rohrförmiger Abschnitt 42, der eine Feder 143 aufnimmt, ist an dem Ende (zweites Ende) des Ventilelementes 40 an der Seite entgegengesetzt zu dem Abdichtungsabschnitt 41 ausgebildet. Der Außendurchmesser D1 des Endes des Ventilelementes 40 an der Seite des Abdichtungsabschnitts 41 ist im Wesentlichen der gleiche wie der Außendurchmesser D2 des Endes des Ventilelementes 40 an der Seite entgegengesetzt zu dem Abdichtungsabschnitt 41, insbesondere des Endes des Ventilelementes 40 an der Seite des rohrförmigen Abschnittes 42. Da das Ventilelement 40 eine zylindrische Gestalt hat, ist die Gesamtfläche (Gesamtflächeninhalt) der Endfläche 40a an der Seite des Abdichtungsabschnitts 41 im Wesentlichen die gleiche wie die Gesamtfläche (Gesamtflächeninhalt) der Endfläche 40b des rohrförmigen Abschnitts 42. Der Hydraulikdruck des Kraftstoffes in dem Verbindungsanschluss 15 wird auf die Seite des Abdichtungsabschnitts 41 des Ventilelementes 40 aufgebracht und der Hydraulikdruck des Kraftstoffes an dem zweiten Ende des Zylinders 14 wird auf die Seite des rohrförmigen Abschnitts 42 des Ventilelementes 40 aufgebracht. Da der Verbindungsanschluss 15 und der Zylinder 14 (insbesondere das zweite Ende des Zylinders 14) beide in Verbindung mit dem Niederdruckdurchgang 18 stehen, wird der Kraftstoffdruck in dem Verbindungsanschluss 15 im Wesentlichen der gleiche wie der Kraftstoffdruck in dem Zylinder 14 sein (insbesondere der Kraftstoffdruck an dem zweiten Ende des Zylinders 14). The valve element 40 is formed in a cylindrical shape as shown in FIG. 2. The control passage 17 and the low pressure passage 18 communicate with each other when the sealing portion 41 of the valve element 40 is lifted from the seat 142 . The control passage 17 and the low pressure passage 18 are separated from each other when the sealing portion 41 of the valve element 40 is attached to the seat 142 . A tubular portion 42 that receives a spring 143 is formed at the end (second end) of the valve element 40 on the side opposite to the sealing portion 41 . The outer diameter D1 of the end of the valve element 40 on the side of the sealing section 41 is essentially the same as the outer diameter D2 of the end of the valve element 40 on the side opposite to the sealing section 41 , in particular the end of the valve element 40 on the side of the tubular section 42 , Since the valve member 40 has a cylindrical shape, the total area (total area) of the end face 40 a on the side of the sealing portion 41 is substantially the same as the total area (total area) of the end face 40 b of the tubular portion 42 . The hydraulic pressure of the fuel in the connection port 15 is applied to the sealing portion 41 side of the valve member 40 , and the hydraulic pressure of the fuel at the second end of the cylinder 14 is applied to the tubular portion 42 side of the valve member 40 . Since the connection port 15 and the cylinder 14 (particularly the second end of the cylinder 14 ) are both in communication with the low pressure passage 18 , the fuel pressure in the connection port 15 will be substantially the same as the fuel pressure in the cylinder 14 (especially the fuel pressure on) the second end of the cylinder 14 ).

Daher wird im Wesentlichen die gleiche Kraft durch den niederdruckseitigen Kraftstoff auf beide axiale Enden des Ventilelementes 40 ausgeübt. Das heißt, dass die Kräfte, die an dem Ventilelement 40 wirken, an den entgegengesetzten Enden des Ventilelementes 40 in die axiale Richtung im Gleichgewicht stehen, wobei sie sich gegeneinander aufheben. Daher ist die einzige Kraft, die das Ventilelement 40 betätigt, im Hinblick auf die Erscheinung die Vorspannkraft der Feder 143. Daher kann das Ventilelement 40 mit einem kleinen Betrag einer Kraft angetrieben werden. Therefore, essentially the same force is exerted by the low-pressure side fuel on both axial ends of the valve element 40 . That is, the forces acting on the valve member 40 are balanced at the opposite ends of the valve member 40 in the axial direction, canceling each other out. Therefore, the only force that actuates the valve element 40 in view of the appearance is the biasing force of the spring 143 . Therefore, the valve element 40 can be driven with a small amount of force.

Nachstehend wird ein Betrieb der Einspritzvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. An operation of the injector 1 according to the first embodiment will be described below.

Wenn der piezoelektrische Stapel 51 nicht elektrisch geladen ist, wird der piezoelektrische Stapel 51 zusammengezogen und befindet sich somit in dem zusammengezogenen Zustand. Daher ist der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 52 im Wesentlichen der gleiche wie der Hydraulikdruck in dem Niederdruckdurchgang 18. Wie vorstehend erwähnt ist, ist die Fläche beziehungsweise der Flächeninhalt der Endfläche 40a des Ventilelements 40 an der Seite des Abdichtungsabschnittes 41 im Wesentlichen die gleiche wie die Gesamtfläche beziehungsweise der Gesamtflächeninhalt der Endfläche 40b des Ventilelements 40 an der Seite des rohrförmigen Abschnittes 42 und wird der Hydraulikdruck des Niederdruckdurchgangs 18 sowohl dem Verbindungsanschluss 15 als auch dem Zylinder 14 zugeführt (insbesondere dem zweiten Ende des Zylinders 14). Somit sind die Kräfte, die durch den Hydraulikdruck auf das Ventilelement 40 ausgeübt werden, im Gleichgewicht und heben einander auf. Obwohl des Weiteren der Hydraulikhochdruck der Steuerungskammer 13 auf den Zylinder 14 durch den Steuerungsdurchgang 17 zugeführt wird, wird der Hydraulikhochdruck zu dem äußeren Umfang des Ventilelements 40in die Umfangsrichtung eingeführt. Daher haben die Kräfte, die durch den Hydraulikhochdruck auf das Ventilelement 40 ausgeübt werden, keinen wesentlichen Einfluss auf die Bewegung des Ventilelements 40. Als Folge ist die einzige Kraft, die an dem Ventilelement 40 wirkt, im Hinblick auf deren Erscheinung, die Vorspannkraft der Feder 143. Somit wird das Ventilelement 40 durch die Vorspannkraft der Feder 143 in die nach oben weisende Richtung in Fig. 1 bewegt und wird der Abdichtungsabschnitt 41 an den Sitz 142 angesetzt. When the piezoelectric stack 51 is not electrically charged, the piezoelectric stack 51 is contracted and is thus in the contracted state. Therefore, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 52 is substantially the same as the hydraulic pressure in the low pressure passage 18 . As mentioned above, the area of the end surface 40 a of the valve element 40 on the side of the sealing portion 41 is substantially the same as the total area or the total area of the end surface 40 b of the valve element 40 on the side of the tubular portion 42 and will the hydraulic pressure of the low pressure passage 18 is supplied to both the connection port 15 and the cylinder 14 (particularly the second end of the cylinder 14 ). Thus, the forces exerted by the hydraulic pressure on the valve element 40 are balanced and cancel each other out. Furthermore, although the hydraulic high pressure of the control chamber 13 is supplied to the cylinder 14 through the control passage 17 , the hydraulic high pressure is introduced to the outer circumference of the valve element 40 in the circumferential direction. Therefore, the forces exerted on the valve element 40 by the high hydraulic pressure have no significant influence on the movement of the valve element 40 . As a result, the only force acting on the valve element 40 in view of its appearance is the biasing force of the spring 143 . Thus, the valve member 40 is moved by the biasing force of the spring 143 in the upward direction in FIG. 1, and the sealing portion 41 is attached to the seat 142 .

Wenn der Abdichtungsabschnitt 41 des Ventilelements 40 an den Sitz 142 angesetzt ist, werden der Steuerungsdurchgang 17 und der Niederdruckdurchgang 18 voneinander durch das Ventilelement 40 getrennt. Somit wird Kraftstoff nicht von der Steuerungskammer 13 abgeführt und wird der Druck in dem Steuerungsdurchgang 17 und der Druck in der Steuerungskammer 13 identisch mit dem Druck in dem Hochdruckdurchgang 12, insbesondere identisch mit dem Druck des Inneren der gemeinsamen Leitung. In ähnlicher Weise wird Kraftstoff, der den Druck hat, der im Wesentlichen der gleiche wie derjenige des Inneren der gemeinsamen Leitung ist, dem Kraftstoffspeicher 22 von dem Hochdruckdurchgang 12 zugeführt. Als Folge werden die Kräfte, die auf die Düsennadel 30 aufgebracht werden, wie folgt sein. Der Druck nämlich, der auf die Düsennadel 30 von dem Kraftstoff in der Steuerungskammer 13 und der Feder 133 in die Ansetzrichtung des Abdichtungsabschnitts 31 an den Sitz 24, insbesondere in die Einspritzlochschließrichtung aufgebracht ist, ist größer als der Druck, der auf die Düsennadel 30 von dem Kraftstoff in dem Kraftstoffspeicher 22 in die Hubrichtung des Abdichtungsabschnitts 31 von dem Sitz 24, insbesondere in die Einspritzlochöffnungsrichtung aufgebracht wird. Wenn somit der piezoelektrische Stapel 51 nicht elektrisch geladen ist, setzt sich der Abdichtungsabschnitt 31 an den Sitz 24 und wird die Kraftstoffeinspritzung aus den Einspritzlöchern 21 angehalten. When the sealing portion 41 of the valve member 40 is fitted to the seat 142 , the control passage 17 and the low pressure passage 18 are separated from each other by the valve member 40 . Thus, fuel is not discharged from the control chamber 13 and the pressure in the control passage 17 and the pressure in the control chamber 13 become identical to the pressure in the high-pressure passage 12 , in particular identical to the pressure of the interior of the common line. Similarly, fuel having the pressure substantially the same as that of the inside of the common line is supplied to the fuel accumulator 22 from the high pressure passage 12 . As a result, the forces applied to the nozzle needle 30 will be as follows. That is, the pressure that is applied to the nozzle needle 30 by the fuel in the control chamber 13 and the spring 133 in the attachment direction of the sealing portion 31 to the seat 24 , particularly in the injection hole closing direction, is greater than the pressure that is applied to the nozzle needle 30 by the fuel in the fuel accumulator 22 is applied in the stroke direction of the sealing section 31 from the seat 24 , in particular in the injection hole opening direction. Thus, when the piezoelectric stack 51 is not electrically charged, the sealing portion 31 sits on the seat 24 and the fuel injection from the injection holes 21 is stopped.

Wenn das Laden des piezoelektrischen Stapels 51 beginnt, dehnt sich der piezoelektrische Stapel 51 aus, wie in Fig. 3 gezeigt ist, und bewegt sich der piezoelektrische Kolben 54 in Richtung auf die Hydraulikkammer 52 gegen die Vorspannkraft der Feder 57 und die Vorspannkraft der Feder 59. Wenn sich der piezoelektrische Kolben 54 bewegt, wird der Kraftstoff in der Hydraulikkammer 52 mit Druck beaufschlagt. Somit wird die Schubkraft zum Schieben des Ventilelements 40 durch den Steuerungskolben 53 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1 erhöht. Wenn die Schubkraft zum Schieben des Ventilelements 40 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1 die Vorspannkraft der Feder 143 übersteigt, bewegt sich das Ventilelement 40 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1 und wird der Abdichtungsabschnitt 41 von dem Sitz 142 abgehoben. Auf diese Weise wird der Verbindungsanschluss 15 geöffnet und der Kraftstoff in dem Steuerungsdurchgang 17 in den Niederdruckdurchgang 18 durch den Verbindungsanschluss 15 abgeleitet. Wenn der Kraftstoff von dem Steuerungsdurchgang 17 abgeleitet wird, wird der Druck in der Steuerungskammer 13 verringert. Als Folge wird die Vorspannkraft zum Vorspannen der Düsennadel 30 in die Einspritzlochschließrichtung verringert. Wenn die Vorspannkraft zum Vorspannen der Düsennadel 30 in die Einspritzlochschließrichtung kleiner als die Vorspannkraft zum Vorspannen der Düsennadel 30 in die Einspritzlochöffnungsrichtung wird, wird die Düsennadel 30 in die nach oben weisende Richtung in Fig. 1 angehoben und wird der Abdichtungsabschnitt 31 von dem Sitz 24 abgehoben, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn somit der piezoelektrische Stapel 51 elektrisch geladen wird, werden die Einspritzlöcher 21 geöffnet und wird der Kraftstoff aus den Einspritzlöchern 21 ausgestoßen. Bei der Beendigung des Ladens des piezoelektrischen Stapels 51 wird der piezoelektrische Stapel 51 zusammengezogen, wenn die Entladung der Elektrizität von dem piezoelektrischen Stapel 51 beginnt. Wenn der piezoelektrische Stapel 51 zusammengezogen ist, werden der piezoelektrische Kolben 54 und der piezoelektrische Stapel 51 durch die Vorspannkraft der Feder 57 und durch die Vorspannkraft der Feder 59 in die nach oben weisende Richtung in Fig. 1 bewegt. Wenn der piezoelektrische Kolben 54 in die nach oben weisende Richtung in Fig. 1 bewegt wird, verringert sich der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 52 und wird die Schubkraft zum Schieben des Ventilelements 40 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1 durch den Steuerungskolben 53 verringert. Wenn die Schubkraft zum Schieben des Ventilelements 40 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1 durch den Steuerungskolben 53 verringert. Wenn die Schubkraft zum Schieben des Ventilelements 40 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 1 wenig geringer als die Vorspannkraft der Feder 143 wird, bewegt sich das Ventilelement 40 in die nach oben weisende Richtung in Fig. 1. Somit wird der Abdichtungsabschnitt 41 an den Sitz 142 noch einmal angesetzt. Auf diese Weise wird der Verbindungsanschluss 15 geschlossen und wird der Ausfluss des Kraftstoffs aus dem Steuerungsdurchgang 17 zu dem Niederdruckdurchgang 18 angehalten. Somit wird der Druck des Kraftstoffs in der Steuerungskammer 13 noch einmal erhöht, um die Vorspannkraft zum Vorspannen der Düsennadel 30 in die Einspritzlochschließrichtung zu erhöhen. Als Folge wird der Abdichtungsabschnitt 31 der Düsennadel 30 an den Sitz 24 angesetzt und wird die Kraftstoffeinspritzung aus den Einspritzlöchern 21 angehalten. When the charging of the piezoelectric stack 51 starts, the piezoelectric stack 51 expands as shown in FIG. 3, and 57 and the biasing force moves the piezoelectric piston 54 toward the hydraulic chamber 52 against the biasing force of the spring of the spring 59 , When the piezoelectric piston 54 moves, the fuel in the hydraulic chamber 52 is pressurized. Thus, the thrust for pushing the valve member 40 is increased by the control piston 53 in the downward direction in FIG. 1. When the pushing force to push the valve member 40 in the downward direction in FIG. 1 exceeds the biasing force of the spring 143 , the valve member 40 moves in the downward direction in FIG. 1 and the sealing portion 41 is lifted off the seat 142 , In this way, the connection port 15 is opened and the fuel in the control passage 17 is discharged into the low pressure passage 18 through the connection port 15 . When the fuel is discharged from the control passage 17 , the pressure in the control chamber 13 is reduced. As a result, the biasing force for biasing the nozzle needle 30 in the injection hole closing direction is reduced. When the biasing force for biasing the nozzle needle 30 in the injection hole closing direction becomes smaller than the biasing force for biasing the nozzle needle 30 in the injection hole opening direction, the nozzle needle 30 is raised in the upward direction in FIG. 1, and the sealing portion 31 is lifted off the seat 24 , as shown in Fig. 3. Thus, when the piezoelectric stack 51 is electrically charged, the injection holes 21 are opened and the fuel is ejected from the injection holes 21 . Upon completion of charging the piezoelectric stack 51 , the piezoelectric stack 51 is contracted when the discharge of electricity from the piezoelectric stack 51 begins. When the piezoelectric stack 51 is contracted, the piezoelectric piston 54 and the piezoelectric stack 51 are moved in the upward direction in FIG. 1 by the biasing force of the spring 57 and the biasing force of the spring 59 . When the piezoelectric piston 54 is moved in the upward direction in FIG. 1, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 52 decreases and the pushing force for pushing the valve element 40 in the downward direction in FIG. 1 is reduced by the control piston 53 , When the thrust for pushing the valve member 40 in the downward direction in FIG. 1 is reduced by the control piston 53 . When the pushing force for pushing the valve member 40 in the downward direction in FIG. 1 becomes little less than the biasing force of the spring 143 , the valve member 40 moves in the upward direction in FIG. 1. Thus, the sealing portion 41 becomes on the seat 142 reattached. In this way, the connection port 15 is closed and the outflow of the fuel from the control passage 17 to the low pressure passage 18 is stopped. Thus, the pressure of the fuel in the control chamber 13 is increased again to increase the biasing force for biasing the nozzle needle 30 in the injection hole closing direction. As a result, the sealing portion 31 of the nozzle needle 30 is attached to the seat 24 and the fuel injection from the injection holes 21 is stopped.

Wie vorstehend beschrieben ist, ist bei der Einspritzvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung die Fläche beziehungsweise der Flächeninhalt der Endfläche 40a des Ventilelements 40 an der Seite des Abdichtungsabschnitts 41 im Wesentlichen die gleiche wie die Gesamtfläche beziehungsweise der Gesamtflächeninhalt der Endfläche 40b des Ventilelements 40 an der Seite des rohrförmigen Abschnitts 42. Mit dieser Anordnung stehen der Hydraulikdruck, der an dem Ventilelement 40 in dem Verbindungsanschluss 15 aufgebracht ist, und der Hydraulikdruck, der an dem Ventilelement 40 in dem Zylinder 14 aufgebracht ist, im Gleichgewicht und heben einander auf. Somit kann das Ventilelement 40 durch die relativ kleine Antriebskraft angetrieben werden. Als Folge kann das Betätigungsglied 50, das die Antriebskraft zum Antreiben des Ventilelements 40 erzeugt, klein ausgeführt werden. Des Weiteren werden der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 52, der Hydraulikdruck in dem Steuerungszylinder 16, der Hydraulikdruck in dem Verbindungsanschluss 15 und der Hydraulikdruck in dem Zylinder 14 im Wesentlichen identisch zueinander. Somit tritt der Kraftstoff in der Hydraulikkammer 52 nicht in den umgebenden Bereich aus. Als Folge wird ein Antriebsleistungsübertragungsverlust, der durch den Kraftstoffaustritt aus der Hydraulikkammer 52 verursacht wird, auch bei dem Temperaturanstieg minimiert. Daher ist es möglich, die Antriebskraft, die durch das Betätigungsglied 50 erzeugt wird, zu verringern und eine Abmessung einer (nicht gezeigten) Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff der Einspritzvorrichtung 1 zuführt, klein gemacht werden kann. As described above, in the injector 1 according to the first embodiment of this invention, the area of the end face 40 a of the valve member 40 on the side of the sealing portion 41 is substantially the same as the total area of the end face 40 b of the valve member 40 on the side of the tubular section 42 . With this arrangement, the hydraulic pressure applied to the valve element 40 in the connection port 15 and the hydraulic pressure applied to the valve element 40 in the cylinder 14 are balanced and cancel each other. Thus, the valve element 40 can be driven by the relatively small driving force. As a result, the actuator 50 that generates the driving force for driving the valve element 40 can be made small. Furthermore, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 52 , the hydraulic pressure in the control cylinder 16 , the hydraulic pressure in the connection port 15, and the hydraulic pressure in the cylinder 14 become substantially identical to each other. Thus, the fuel in the hydraulic chamber 52 does not leak into the surrounding area. As a result, drive power transmission loss caused by fuel leakage from the hydraulic chamber 52 is minimized even with the temperature rise. Therefore, it is possible to reduce the driving force generated by the actuator 50 , and a dimension of a fuel pump (not shown) that supplies the fuel to the injector 1 can be made small.

In dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Kraftstoff von dem Niederdruckdurchgang 18 der Hydraulikkammer 52 zugeführt. Somit kann ohne die Aufnahme von Einflüssen der Druckschwankungen in der gemeinsamen Leitung eine Fehlfunktion des Ventilelements 40 verhindert werden. Als Folge wird die Zuverlässigkeit der Einspritzvorrichtung 1 verbessert. Des Weiteren ist es nicht erforderlich, beispielsweise kleine Löcher zum Verringern der Einflüsse der Druckschwankungen in der gemeinsamen Leitung vorzusehen. Somit kann die Anzahl von Fertigungsschritten zum Fertigen der Einspritzvorrichtung 1 verringert werden. In the first embodiment, the fuel is supplied from the low pressure passage 18 to the hydraulic chamber 52 . A malfunction of the valve element 40 can thus be prevented without the influence of the pressure fluctuations in the common line. As a result, the reliability of the injector 1 is improved. Furthermore, it is not necessary to provide small holes, for example, to reduce the effects of the pressure fluctuations in the common line. Thus, the number of manufacturing steps for manufacturing the injection device 1 can be reduced.

Second embodiment

Fig. 4 zeigt die Einspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Bauteile, die denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht weitergehend beschrieben. Fig. 4 shows the injector according to a second embodiment. Components that are similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and will not be described further.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind eine Gestalt eines Ventilelements 60 und ein Aufbau eines Kraftstoffdurchgangs von denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels verschieden. Der Einfassungshauptkörper 11 weist einen Hochdruckanschluss 19 auf. Der Hochdruckanschluss 19 verbindet zwischen dem Hochdruckdurchgang 12 und dem Zylinder 14. Der Kraftstoff in dem Hochdruckdurchgang 12 wird nämlich dem Zylinder 14 durch den Hochdruckanschluss 19 zugeführt. Der Hochdruckanschluss 19 ist zu der Einfassung 14 an einer Position entfernt von der Öffnung 171 geöffnet. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist ein erster Sitz (auch als ein nächstgelegener Sitz) 71 um die Öffnung des Verbindungsanschlusses 15 an der Seite des Zylinders 14 ausgebildet (angrenzend an das erste Ende des Zylinders 14 gelegen). Der zweite Sitz (auch als einen entfernten Sitz bezeichnet) 72 ist entfernt von dem ersten Sitz 71 positioniert und ist an einer Kraftstoffauslassseite des Hochdruckanschlusses 19 ausgebildet. Der zweite Sitz 72 hat eine ringförmige Gestalt, die an einer Innenwand des Zylinders 14 gelegen ist, die an der Kraftstoffauslassseite des Hochdruckanschlusses 19 gelegen ist. In the second embodiment, a shape of a valve element 60 and a structure of a fuel passage are different from those of the first embodiment. The bezel main body 11 has a high pressure port 19 . The high pressure port 19 connects between the high pressure passage 12 and the cylinder 14 . That is, the fuel in the high pressure passage 12 is supplied to the cylinder 14 through the high pressure port 19 . The high pressure port 19 is open to the bezel 14 at a position remote from the opening 171 . As shown in FIG. 5, a first seat (also as a closest seat) 71 is formed around the opening of the connection port 15 on the side of the cylinder 14 (located adjacent to the first end of the cylinder 14 ). The second seat (also referred to as a remote seat) 72 is positioned away from the first seat 71 and is formed on a fuel outlet side of the high pressure port 19 . The second seat 72 has an annular shape that is located on an inner wall of the cylinder 14 that is located on the fuel outlet side of the high pressure port 19 .

Das Ventilelement 60 weist einen Kopf 61, einen Kragen 62, einen Körper 63 und einen rohrförmigen Abschnitt 64 auf. Ein erster Abdichtungsabschnitt (ebenso als ein nächstgelegener Abdichtungsabschnitt) 65, der an den ersten Sitz 71 ansetzbar ist, ist an den Kopf 61 an einem ersten Ende des Ventilelements 60 ausgebildet. Des Weiteren ist ein zweiter Abdichtungsabschnitt (auch als ein entfernter Abdichtungsabschnitt bezeichnet) 66, der an den zweiten Sitz 72 ansetzbar ist, entfernt von dem ersten Sitz 65 positioniert und an dem Kopf 61 an der Seite des Kragens 62 ausgebildet. Der rohrförmige Abschnitt 64 ist an dem Ende des Körpers 63 (insbesondere einem zweiten Ende des Ventilelements 60) an der Seite entgegengesetzt von dem Kragen 62 ausgebildet. Die Feder 143 ist in dem rohrförmigen Abschnitt 64 aufgenommen. The valve element 60 has a head 61 , a collar 62 , a body 63 and a tubular section 64 . A first sealing portion (also as a closest sealing portion) 65 that is attachable to the first seat 71 is formed on the head 61 at a first end of the valve element 60 . Furthermore, a second sealing portion (also referred to as a removed sealing portion) 66 , which is attachable to the second seat 72 , is positioned away from the first seat 65 and is formed on the head 61 on the side of the collar 62 . The tubular portion 64 is formed on the end of the body 63 (particularly a second end of the valve element 60 ) on the side opposite to the collar 62 . The spring 143 is received in the tubular section 64 .

Das Ventilelement 60 kann in dem Inneren des Zylinders 14 hin- und hergehen. Eine Außenwand des Körpers 63 und eine Innenwand des Zylinders 14 dienen als Gleitabschnitte. Das Ventilelement 60 wird zwischen einer ersten Position, die in Fig. 5 gezeigt ist, und einer zweiten Position, die in Fig. 6 gezeigt ist, angetrieben. In der ersten Position ist der erste Abdichtungsabschnitt 65 an den ersten Sitz 71 angesetzt und ist der zweite Abdichtungsabschnitt 66 von dem zweiten Sitz 72 abgehoben, wie in Fig. 5 dargestellt ist. In der zweiten Position ist der erste Abdichtungsabschnitt 65 von dem ersten Sitz 71 abgehoben und ist der zweite Abdichtungsabschnitt 66 an den zweiten Sitz 72 angesetzt, wie in Fig. 6 gezeigt ist. The valve element 60 can reciprocate inside the cylinder 14 . An outer wall of the body 63 and an inner wall of the cylinder 14 serve as sliding portions. The valve element 60 is driven between a first position shown in FIG. 5 and a second position shown in FIG. 6. In the first position, the first sealing section 65 is attached to the first seat 71 and the second sealing section 66 is lifted off the second seat 72 , as shown in FIG. 5. In the second position, the first sealing section 65 is lifted from the first seat 71 and the second sealing section 66 is attached to the second seat 72 , as shown in FIG. 6.

Wenn das Ventilelement 60 sich auf der ersten Position befindet, ist der erste Abdichtungsabschnitt 65 an den ersten Sitz 71 angesetzt. Somit ist der Verbindungsanschluss 15 geschlossen und sind der Steuerungsdurchgang 17 und der Niederdruckdurchgang 18 voneinander getrennt. Andererseits ist zu diesem Zeitpunkt der zweite Abdichtungsabschnitt 66 von dem zweiten Sitz 72 abgehoben, so dass der Hochdruckanschluss 19 geöffnet ist und der Hochdruckanschluss 19 und der Steuerungsdurchgang 17 miteinander in Verbindung stehen. When the valve element 60 is in the first position, the first sealing section 65 is attached to the first seat 71 . Thus, the connection port 15 is closed and the control passage 17 and the low pressure passage 18 are separated from each other. On the other hand, at this time, the second sealing portion 66 is raised from the second seat 72 , so that the high pressure port 19 is opened and the high pressure port 19 and the control passage 17 communicate with each other.

Wenn das Ventilelement 60 sich auf der zweiten Position befindet, ist der erste Abdichtungsabschnitt 65 von dem ersten Sitz 71 abgehoben, so dass der Verbindungsanschluss 15 geöffnet ist und der Steuerungsdurchgang 17 und der Niederdruckdurchgang 18 miteinander in Verbindung stehen. Andererseits ist zu diesem Zeitpunkt der zweite Abdichtungsabschnitt 66 an den zweiten Sitz 72 angesetzt, so dass der Hochdruckanschluss 19 und der Steuerungsdurchgang 17 voneinander getrennt sind. When the valve element 60 is in the second position, the first sealing portion 65 is lifted off the first seat 71 so that the connection port 15 is opened and the control passage 17 and the low pressure passage 18 communicate with each other. On the other hand, at this time, the second sealing portion 66 is attached to the second seat 72 , so that the high pressure port 19 and the control passage 17 are separated from each other.

Wie vorstehend beschrieben ist, dient das Ventilelement 60 als ein Dreiwegeventil, das wie folgt betrieben wird. Das Ventilelement 60 bewegt sich nämlich in dem Inneren des Zylinders 14, um die Verbindung zwischen dem Steuerungsdurchgang 17 und dem Niederdruckdurchgang 18 zu ermöglichen und aufzuheben und um die Verbindung zwischen dem Hochdruckanschluss 19 und dem Steuerungsdurchgang 17 zu ermöglichen und aufzuheben. Wenn das Ventilelement 60 sich auf der ersten Position befindet, wird nämlich Kraftstoff in dem Hochdruckdurchgang 12 der Steuerungskammer 13 durch den Hochdruckanschluss 19 und den Steuerungsdurchgang 17 zugeführt. Wenn andererseits das Ventilelement 60 sich auf der zweiten Position befindet, wird der Kraftstoff in der Steuerungskammer 13 in den Niederdruckdurchgang 18 durch den Steuerungsdurchgang 17 und den Verbindungsanschluss 15 abgelassen. As described above, the valve element 60 serves as a three-way valve that operates as follows. That is, the valve element 60 moves inside the cylinder 14 to enable and to disconnect the control passage 17 and the low pressure passage 18 and to enable and to disconnect the high pressure port 19 and the control passage 17 . That is, when the valve member 60 is in the first position, fuel in the high pressure passage 12 is supplied to the control chamber 13 through the high pressure port 19 and the control passage 17 . On the other hand, when the valve element 60 is in the second position, the fuel in the control chamber 13 is discharged into the low pressure passage 18 through the control passage 17 and the connection port 15 .

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist der Außendurchmesser D3 des Endes des Ventilelements 60 an der Seite des ersten Abdichtungsabschnitts 65 im Wesentlichen der gleiche wie der Außendurchmesser D4 des Endes des Ventilelements 60 an der Seite des rohrförmigen Abschnitts 64. Die Gesamtfläche beziehungsweise der Gesamtflächeninhalt der Endfläche 60a des Ventilelements 60 an der Seite des ersten Abdichtungsabschnitts 65 ist nämlich im Wesentlichen der gleiche wie die Gesamtfläche beziehungsweise der Gesamtflächeninhalt der Endfläche 60b des Ventilelements 60 an der Seite des rohrförmigen Abschnitts 64 (angrenzend an das zweite Ende des Zylinders 14 gelegen). As shown in FIG. 5, the outer diameter D3 of the end of the valve element 60 on the first sealing portion 65 side is substantially the same as the outer diameter D4 of the end of the valve element 60 on the tubular portion 64 side . The total area or the total area of the end surface 60 a of the valve element 60 on the side of the first sealing section 65 is namely essentially the same as the total area or the total area of the end surface 60 b of the valve element 60 on the side of the tubular section 64 (adjacent to the second Located at the end of the cylinder 14 ).

Somit ist aufgrund des Kraftstoffdrucks in dem Niederdruckdurchgang 18 die Kraft, die auf die Endfläche 60a des Ventilelements 60 an der Seite des ersten Abdichtungsabschnitts 65 aufgebracht wird, im Wesentlichen die gleiche wie die Kraft, die auf die Endfläche 60b des Ventilelements 60 an der Seite des rohrförmigen Abschnitts 64 aufgebracht wird. Ebenso wird der Hochdruckkraftstoff aus dem Hochdruckdurchgang 12 dem Zylinder 14 durch den Hochdruckanschluss 19 zugeführt. Jedoch wird der Kraftstoff, der von dem Hochdruckanschluss 19 dem Zylinder 14 zugeführt wird, zu dem äußeren Umfang des Ventilelements 60 in die Umfangsrichtung geleitet und ist der Außendurchmesser des zweiten Abdichtungsabschnitts 66 im Wesentlichen der gleiche wie der Außendurchmesser des Körpers 63. Somit ist die Fläche beziehungsweise der Flächeninhalt des Endes des Kopfes 61 an der Seite des Kragens 62 im Wesentlichen der gleiche wie die Fläche beziehungsweise der Flächeninhalt des Endes des Körpers 63 an der Seite des Kragens 62. Als Folge stehen die Kräfte, die auf das Ventilelement 60 durch den Hydraulikhochdruck aufgebracht werden, im Gleichgewicht und heben einander in der axiale Richtung des Ventilelements 60 auf, so dass es keinen wesentlichen Einfluss auf die axiale Bewegung des Ventilelements 60 gibt. Thus, due to the fuel pressure in the low pressure passage 18, the force applied to the end face 60 a of the valve element 60 on the side of the first sealing portion 65 is substantially the same as the force applied to the end face 60 b of the valve element 60 at the Side of the tubular portion 64 is applied. Likewise, the high pressure fuel from the high pressure passage 12 is supplied to the cylinder 14 through the high pressure port 19 . However, the fuel supplied from the high pressure port 19 to the cylinder 14 is directed to the outer periphery of the valve member 60 in the circumferential direction, and the outer diameter of the second sealing portion 66 is substantially the same as the outer diameter of the body 63 . Thus, the area of the end of the head 61 on the side of the collar 62 is substantially the same as the area of the end of the body 63 on the side of the collar 62 . As a result, the forces applied to the valve element 60 by the high pressure hydraulic balance and cancel each other in the axial direction of the valve element 60 , so that there is no significant influence on the axial movement of the valve element 60 .

Nachstehend wird ein Betrieb der Einspritzvorrichtung 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. An operation of the injector 2 according to the second embodiment will be described below.

Wenn der piezoelektrische Stapel 51 nicht elektrisch geladen ist, wird der piezoelektrische Stapel 51 zusammengezogen. Daher ist der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 52 im Wesentlichen der gleiche wie der Hydraulikdruck in dem Niederdruckdurchgang 18. Wie vorstehend genannt ist, ist die Fläche beziehungsweise der Flächeninhalt der Endfläche 60a des Ventilkörpers 60 an der Seite des ersten Sitzes 71 im Wesentlichen der gleiche wie die Gesamtfläche beziehungsweise der Gesamtflächeninhalt der Endfläche 60b des Ventilkörpers 60 an der Seite des rohrförmigen Abschnitts 64. Der Hydraulikdruck in dem Niederdruckdurchgang 18 wird dem Verbindungsanschluss 15 und dem Zylinder 14 zugeführt (insbesondere dem zweiten Ende des Zylinders 14). Somit stehen die Kräfte, die auf das Ventilelement 60 aufgebracht werden, im Gleichgewicht und heben einander auf. Daher ist die Vorspannkraft der Feder 143 die einzige wirksame Kraft, die das Ventilelement 60 scheinbar betätigt. Somit wird das Ventilelement 60 durch die Vorspannkraft der Feder 143 in die nach oben weisende Richtung in Fig. 4 bewegt und setzt sich der erste Abdichtungsabschnitt 65 an den ersten Sitz 71, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Anders gesagt wird das Ventilelement 60 auf die erste Position positioniert. When the piezoelectric stack 51 is not electrically charged, the piezoelectric stack 51 is contracted. Therefore, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 52 is substantially the same as the hydraulic pressure in the low pressure passage 18 . As mentioned above, the surface area of the end surface 60 a of the valve body 60 on the side of the first seat 71 is essentially the same as the total surface area or the total surface area of the end surface 60 b of the valve body 60 on the side of the tubular section 64 . The hydraulic pressure in the low pressure passage 18 is supplied to the connection port 15 and the cylinder 14 (particularly the second end of the cylinder 14 ). Thus, the forces applied to the valve element 60 are balanced and cancel each other out. Therefore, the biasing force of the spring 143 is the only effective force that the valve element 60 appears to operate. Thus, the valve member 60 is moved in the upward direction in FIG. 4 by the biasing force of the spring 143 , and the first sealing portion 65 sits on the first seat 71 as shown in FIG. 5. In other words, the valve element 60 is positioned in the first position.

Wenn der erste Abdichtungsabschnitt 65 des Ventilelements 60 an den ersten Sitz 71 angesetzt wird, werden der Steuerungsdurchgang 17 und der Niederdruckdurchgang 18 voneinander getrennt. Daher wird der Druck in dem Steuerungsdurchgang 17 und der Druck in der Steuerungskammer 13 im Wesentlichen der gleiche wie der Druck in dem Hochdruckdurchgang 12, insbesondere der Druck in dem Inneren der gemeinsamen Leitung. Wenn somit der piezoelektrische Stapel 51 nicht elektrisch geladen ist, wird der Sitz 31 der Düsennadel 30 an den Sitz 24 des Düsenkörpers 20 angesetzt und wird die Kraftstoffeinspritzung aus den Einspritzlöchern 21 angehalten. When the first sealing portion 65 of the valve member 60 is fitted to the first seat 71 , the control passage 17 and the low pressure passage 18 are separated from each other. Therefore, the pressure in the control passage 17 and the pressure in the control chamber 13 become substantially the same as the pressure in the high pressure passage 12 , particularly the pressure inside the common line. Thus, when the piezoelectric stack 51 is not electrically charged, the seat 31 of the nozzle needle 30 is attached to the seat 24 of the nozzle body 20, and the fuel injection from the injection holes 21 is stopped.

Wenn das elektrische Laden des piezoelektrischen Stapels 51 beginnt, dehnt sich der piezoelektrische Stapel 51 aus und wird der piezoelektrische Kolben 54 in Richtung auf die Hydraulikkammer 52 gegen die Vorspannkraft der Feder 57 und gegen die Vorspannkraft der Feder 59 bewegt. Mit dieser Bewegung des piezoelektrischen Kolbens 54 wird Kraftstoff in der Hydraulikkammer 52 mit Druck beaufschlagt und wird die Kraft, die das Ventilelement 60 durch den Steuerungskolben 53 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 4 schiebt, erhöht. Wenn die Kraft, die das Ventilelement 60 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 4 schiebt, dann die Vorspannkraft der Feder 143 übersteigt, bewegt sich das Ventilelement 60 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 4 und wird der erste Abdichtungsabschnitt 65 von dem ersten Sitz 71 abgehoben. Das öffnet den Verbindungsanschluss 15 und Kraftstoff strömt in dem Steuerungsdurchgang 17 in den Niederdruckdurchgang 18 durch den Verbindungsanschluss 15. Wenn der Kraftstoff in dem Steuerungsdurchgang 17 ausströmt, verringert sich der Druck in der Steuerungskammer 13. When the electric charging of the piezoelectric stack 51 begins, the piezoelectric stack expands 51 and the piezoelectric piston moves toward the hydraulic chamber 52. 54 against the biasing force of the spring 57 and against the biasing force of the spring 59th With this movement of the piezoelectric piston 54 , fuel is pressurized in the hydraulic chamber 52 and the force that pushes the valve element 60 through the control piston 53 in the downward direction in FIG. 4 is increased. If the force pushing the valve element 60 in the downward direction in FIG. 4 then exceeds the biasing force of the spring 143 , the valve element 60 moves in the downward direction in FIG. 4 and becomes the first sealing portion 65 of FIG lifted the first seat 71 . This opens the connection port 15 and fuel flows in the control passage 17 into the low pressure passage 18 through the connection port 15 . When the fuel flows out in the control passage 17 , the pressure in the control chamber 13 decreases.

Wenn die Verschiebung des piezoelektrischen Stapels 51 sich erhöht, wird ebenso der zweite Abdichtungsabschnitt 66 des Ventilelements 60, der durch den Steuerungskolben 53 angetrieben ist, an den zweiten Sitz 72 angesetzt, wie in Fig. 6 gezeigt ist, um die Verbindung zwischen dem Hochdruckanschluss 19 und dem Steuerungsdurchgang 17 zu unterbrechen. Anders gesagt wird das Ventilelement 60 auf die zweite Position positioniert. Somit wird die Zufuhr des Kraftstoffs zu der Steuerungskammer 13 durch den Steuerungsdurchgang 17 angehalten und wird der Druck in der Steuerungskammer 13 verringert. Somit wird die Vorspannkraft, die die Düsennadel 30 in die Einspritzlochschließrichtung vorspannt, verringert. Wenn der piezoelektrische Stapel 51 elektrisch geladen wird, wird als Folge der Abdichtungsabschnitt 31 der Düsennadel 30 von dem Sitz 24 des Düsenkörpers 20 abgehoben und werden die Einspritzlöcher 21 geöffnet. Daher wird Kraftstoff aus den Einspritzlöchern 21 eingespritzt. Also, as the displacement of the piezoelectric stack 51 increases, the second sealing portion 66 of the valve element 60 , which is driven by the control piston 53 , is fitted to the second seat 72 , as shown in FIG. 6, around the connection between the high pressure connection 19 and interrupt the control passage 17 . In other words, the valve element 60 is positioned in the second position. Thus, the supply of fuel to the control chamber 13 through the control passage 17 is stopped, and the pressure in the control chamber 13 is reduced. Thus, the biasing force that biases the nozzle needle 30 in the injection hole closing direction is reduced. As a result, when the piezoelectric stack 51 is electrically charged, the sealing portion 31 of the nozzle needle 30 is lifted from the seat 24 of the nozzle body 20, and the injection holes 21 are opened. Therefore, fuel is injected from the injection holes 21 .

Bei der Beendigung des elektrischen Ladens des piezoelektrischen Stapels 51 wird der piezoelektrische Stapel 51 noch einmal zusammengezogen, wenn das Entladen des piezoelektrischen Stapels 51 eingeleitet wird. Wenn der piezoelektrische Stapel 51 zusammengezogen ist, werden der piezoelektrische Kolben 54 und der piezoelektrische Stapel 51 in die nach oben weisende Richtung in Fig. 4 durch die Vorspannkraft der Feder 57 und durch die Vorspannkraft der Feder 59 bewegt. Wenn der piezoelektrische Kolben 54 in die nach oben weisende Richtung in Fig. 4 bewegt wird, wird der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 52 verringert und wird die Kraft, die das Ventilelement 60 durch den Steuerungskolben 53 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 4 schiebt, verringert. Wenn die Kraft, die das Ventilelement 60 in die nach unten weisende Richtung in Fig. 4 schiebt, kleiner als die Vorspannkraft der Feder 143 wird, wird das Ventilelement 60 in die nach oben weisende Richtung in Fig. 4 bewegt und wird der erste Abdichtungsabschnitt 65 an den ersten Sitz 71 noch einmal angesetzt. Das heißt, dass das Ventilelement 60 noch einmal auf die erste Position positioniert wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Auf diese Art wird der Verbindungsanschluss 15 geschlossen und wird der Ausfluss von Kraftstoff aus dem Steuerungsdurchgang 17 zu dem Niederdruckdurchgang 18 angehalten. Zu diesem Zeitpunkt ist der zweite Abdichtungsabschnitt 66 des Ventilelements 60 von dem zweiten Sitz 72 abgehoben und wird Kraftstoff, der dem Zylinder 14 von dem Hochdruckanschluss 19 zugeführt wird, der Steuerungskammer 13 durch den Steuerungsdurchgang 17 zugeführt. Somit wird der Kraftstoffdruck in der Steuerungskammer 13 noch einmal erhöht. Als Folge wird der Abdichtungsabschnitt 31 der Düsennadel 30 an den Sitz 24 des Düsenkörpers 20 angesetzt und wird die Kraftstoffeinspritzung aus den Einspritzlöchern 21 beendet. Upon completion of the electrical charging of the piezoelectric stack 51 , the piezoelectric stack 51 is contracted again when the discharge of the piezoelectric stack 51 is initiated. When the piezoelectric stack 51 is contracted, the piezoelectric piston 54 and the piezoelectric stack 51 are moved in the upward direction in FIG. 4 by the biasing force of the spring 57 and by the biasing force of the spring 59 . When the piezoelectric piston 54 is moved in the upward direction in FIG. 4, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 52 is reduced and the force that pushes the valve element 60 through the control piston 53 in the downward direction in FIG. 4 , reduced. When the force that pushes in the downward direction in FIG. 4, the valve element 60 becomes smaller than the biasing force of the spring 143, the valve member 60 is moved in the upwardly facing direction in FIG. 4 and the first sealing portion 65 reattached to the first seat 71 . That is, the valve member 60 is repositioned to the first position as shown in FIG. 5. In this way, the connection port 15 is closed and the outflow of fuel from the control passage 17 to the low pressure passage 18 is stopped. At this time, the second sealing portion 66 of the valve member 60 is lifted from the second seat 72, and fuel that is supplied to the cylinder 14 from the high pressure port 19 is supplied to the control chamber 13 through the control passage 17 . Thus, the fuel pressure in the control chamber 13 is increased again. As a result, the sealing portion 31 of the nozzle needle 30 is attached to the seat 24 of the nozzle body 20, and the fuel injection from the injection holes 21 is stopped.

Wie vorstehend beschrieben ist, öffnet und schließt das Ventilelement gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht nur den Verbindungsanschluss 15, sondern es öffnet und schließt auch die Verbindung zwischen dem Hochdruckanschluss 19 und dem Steuerungsdurchgang 17. Wenn somit das Ventilelement 60 von der zweiten Position zu der ersten Position bewegt wird, wird Kraftstoff der Steuerungskammer 13 nicht nur aus dem Hochdruckdurchgang 12 sondern auch aus dem Hochdruckanschluss 19 und dem Steuerungsdurchgang 17 zugeführt. Wenn somit das Ventilelement 60 von der zweiten Position zu der ersten Position bewegt wird, insbesondere wenn die Kraftstoffeinspritzung aus der Einspritzvorrichtung 2 angehalten wird, wird der Hydraulikdruck in der Steuerungskammer 13 rasch erhöht. Als Folge wird die Betriebsgeschwindigkeit beziehungsweise die Betätigungsgeschwindigkeit der Düsennadel 30 erhöht und kann somit das Ansprechverhalten der Einspritzvorrichtung 2 verbessert werden. As described above, the valve element according to the second embodiment not only opens and closes the connection port 15 , but also opens and closes the connection between the high pressure port 19 and the control passage 17 . Thus, when the valve member 60 is moved from the second position to the first position, fuel is supplied to the control chamber 13 not only from the high pressure passage 12 but also from the high pressure port 19 and the control passage 17 . Thus, when the valve member 60 is moved from the second position to the first position, particularly when the fuel injection from the injector 2 is stopped, the hydraulic pressure in the control chamber 13 is rapidly increased. As a result, the operating speed or the operating speed of the nozzle needle 30 is increased and the response behavior of the injection device 2 can thus be improved.

Third embodiment

Eine Einspritzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben. Bauteile, die denjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels ähnlich sind, werden durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht weitergehend beschrieben. An injection device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. Components that are similar to those of the second embodiment are denoted by similar reference numerals and will not be described further.

In dem dritten Ausführungsbeispiel ist ein Rückschlagventil 80 in dem Niederdruckdurchgang 18 angeordnet. Das Rückschlagventil 80 öffnet sich, wenn der Kraftstoffdruck in dem Niederdruckdurchgang 18 sich erhöht hat, um einen vorbestimmten Wert zu übersteigen, um zwischen dem Niederdruckdurchgang 18 und der Außenseite der Einspritzvorrichtung 3 zu verbinden, wobei Kraftstoff aus dem Niederdruckdurchgang 18 abläuft. In the third embodiment, a check valve 80 is arranged in the low pressure passage 18 . The check valve 80 opens when the fuel pressure in the low pressure passage 18 has increased to exceed a predetermined value to connect between the low pressure passage 18 and the outside of the injector 3 , fuel flowing out of the low pressure passage 18 .

Wenn der piezoelektrische Stapel 51 zusammengezogen ist, wird der Druck in der Hydraulikkammer 52 im Allgemeinen auf einen Umgebungsdruck verringert. Wenn das Rückschlagventil 80 eingebaut ist, um einen vorbestimmten Druck in dem Niederdruckdurchgang 18 aufrechtzuerhalten, wird der Kraftstoffdruck in dem Niederdruckdurchgang 18 höher als der Umgebungsdruck. Wenn somit der piezoelektrische Stapel 51 zusammengezogen ist, wird eine Druckdifferenz zwischen der Hydraulikkammer 52 und dem Niederdruckdurchgang 18 entwickelt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kraftstoffdruck des Niederdruckdurchgangs 18, der höher als der Druck der Hydraulikkammer 52 ist, auf das Ventilelement 60 und den Steuerungskolben 53 aufgebracht. Somit wird zu dem Zeitpunkt der Kontraktion des piezoelektrischen Stapels 51 die Vorspannkraft auf das Ventilelement 60 und den Steuerungskolben 53 in Richtung auf die Hydraulikkammer 52 aufgebracht. Als Folge wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Ventilelements 60 in die nach oben weisende Richtung in Fig. 7 zu dem Zeitpunkt der Kontraktion des piezoelektrischen Stapels 51 verbessert. Daher wird das Ansprechverhalten des Ventilelements 60 zum Zeitpunkt der Kontraktion des piezoelektrischen Stapels 51 verbessert. When the piezoelectric stack 51 is contracted, the pressure in the hydraulic chamber 52 is generally reduced to an ambient pressure. If the check valve 80 is installed to maintain a predetermined pressure in the low-pressure passage 18, the fuel pressure in the low pressure passageway 18 becomes higher than the ambient pressure. Thus, when the piezoelectric stack 51 is contracted, a pressure difference between the hydraulic chamber 52 and the low pressure passage 18 is developed. At this time, the fuel pressure of the low pressure passage 18 , which is higher than the pressure of the hydraulic chamber 52, is applied to the valve element 60 and the control piston 53 . Thus, at the time of the contraction of the piezoelectric stack 51, the biasing force is applied to the valve element 60 and the control piston 53 toward the hydraulic chamber 52 . As a result, the moving speed of the valve element 60 in the upward direction in FIG. 7 is improved at the time of contraction of the piezoelectric stack 51 . Therefore, the response of the valve element 60 at the time of contraction of the piezoelectric stack 51 is improved.

Des Weiteren werden der Hydraulikdruck in der Federaufnahmekammer 56 und der Hydraulikdruck in dem Verbindungsanschluss 15 höher als der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 52, so dass Kraftstoff von der Federaufnahmekammer 52 und dem Verbindungsanschluss 15 zu der Hydraulikkammer 52 strömt. Diese Kraftstoffströmung wird zwischen der Außenwand des piezoelektrischen Kolbens 54 und der Innenwand des piezoelektrischen Zylinders 55 und ebenso zwischen der Außenwand des Steuerungskolbens 53 und der Innenwand des Steuerungszylinders 16 ausgebildet. Auf diese Weise werden die Gleitabschnitte zwischen dem piezoelektrischen Kolben 54 und dem piezoelektrischen Zylinder 55 sowie die Gleitabschnitte zwischen dem Steuerungskolben 53 und dem Steuerungszylinder 16 wirksam geschmiert. Somit kann eine Abnutzung des piezoelektrischen Kolbens 54, des Steuerungskolbens 53, des piezoelektrischen Zylinders 54 und des Steuerungszylinders 16 verringert werden, um die Haltbarkeit zu verbessern. Further, the hydraulic pressure in the spring receiving chamber 56 and the hydraulic pressure in the connection port 15 become higher than the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 52 , so that fuel flows from the spring receiving chamber 52 and the connection port 15 to the hydraulic chamber 52 . This fuel flow is formed between the outer wall of the piezoelectric piston 54 and the inner wall of the piezoelectric cylinder 55 and also between the outer wall of the control piston 53 and the inner wall of the control cylinder 16 . In this way, the sliding portions between the piezoelectric piston 54 and the piezoelectric cylinder 55 and the sliding portions between the control piston 53 and the control cylinder 16 are effectively lubricated. Thus, wear of the piezoelectric piston 54 , the control piston 53 , the piezoelectric cylinder 54, and the control cylinder 16 can be reduced to improve durability.

Des Weiteren wird der Ventilöffnungsdruck des Rückschlagventils 80, insbesondere der Druck in dem Niederdruckdurchgang 18, auf dem vorbestimmten Druck aufrechterhalten, so dass der Druck des Kraftstoffs, der von dem Niederdruckdurchgang 18 zu der Federaufnahmekammer 56 geleitet wird, auf den vorbestimmten Druck gesetzt werden kann. Der piezoelektrische Stapel 51 ist aus piezoelektrischen Elementen ausgebildet, die aufeinander beziehungsweise aneinander gestapelt sind, so dass eine vorbestimmte Last auf den piezoelektrischen Stapel 51 in die Kontraktionsrichtung aufgebracht werden muss. Daher wird der Kraftstoff des vorbestimmten Drucks von dem Niederdruckdurchgang 18 der Federaufnahmekammer 56 zugeführt, so dass die vorbestimmte Last auf den piezoelektrischen Stapel 51 durch den Kraftstoff aufgebracht werden kann, der in die Federaufnahmekammer 56 eingeführt wird. Somit kann die Feder, die die vorbestimmte Last auf den piezoelektrischen Stapel 51 aufbringt, weggelassen werden. Als Folge wird der Aufbau der Einspritzvorrichtung 3 vereinfacht. Furthermore, the valve opening pressure of the check valve 80 , particularly the pressure in the low pressure passage 18 , is maintained at the predetermined pressure so that the pressure of the fuel supplied from the low pressure passage 18 to the spring accommodating chamber 56 can be set to the predetermined pressure. The piezoelectric stack 51 is formed from piezoelectric elements which are stacked on one another or on one another, so that a predetermined load has to be applied to the piezoelectric stack 51 in the contraction direction. Therefore, the fuel of the predetermined pressure is supplied from the low pressure passage 18 to the spring accommodating chamber 56 , so that the predetermined load can be applied to the piezoelectric stack 51 by the fuel that is introduced into the spring accommodating chamber 56 . Thus, the spring that applies the predetermined load to the piezoelectric stack 51 can be omitted. As a result, the structure of the injector 3 is simplified.

Bei jedem der vorstehend genannten Ausführungsbeispiele wird die Einspritzvorrichtung der vorliegenden Erfindung auf den Dieselverbrennungsmotor der Bauart mit gemeinsamer Leitung beziehungsweise den Common-Rail-Dieselverbrennungsmotor angewandt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Bauart mit gemeinsamer Leitung beschränkt und kann auf jede andere Bauart eines Dieselverbrennungsmotors oder eines Benzinverbrennungsmotors angewandt werden. Obwohl des Weiteren bei den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen der piezoelektrische Stapel als die elektrische Antriebsanordnung verwendet wird, kann jedes andere elektrostatische beziehungsweise elektrostriktive Element, jedes magnetostriktive Element oder jeder Linearsolenoid verwendet werden, der seine Verschiebung gemäß der zugeführten elektrischen Leistung ändert, verwendet werden. In each of the above embodiments, the Injector of the present invention to the Diesel engine of the common line design or the common rail diesel combustion engine applied. However, the present invention is not limited to that Design with a common line is limited and can be used on any another type of diesel internal combustion engine or one Gasoline internal combustion engine are applied. Although further in the above-mentioned embodiments of piezoelectric stack as the electric drive assembly Any other electrostatic can be used or electrostrictive element, any magnetostrictive Element or any linear solenoid used to be its Displacement changes according to the electrical power supplied, be used.

Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen werden dem Fachmann offensichtlich sein. Die Erfindung mit ihrer breiteren Bedeutung ist daher nicht auf die spezifischen Details, darstellende Vorrichtungen und illustrative Beispiele beschränkt, die beschrieben und gezeigt sind. Additional advantages and modifications will become apparent to those skilled in the art be obvious. The invention with its broader meaning is therefore not descriptive of the specific details Devices and illustrative examples are limited are described and shown.

Somit wird der Niederdruckkraftstoff von einem Niederdruckdurchgang 18 in den Zylinder 14, den Verbindungsanschluss 15 und die Hydraulikkammer 52 eingeführt. Das verhindert einen Kraftstoffaustritt aus der Hydraulikkammer 52 in den umgebenden Bereich und verringert somit den Antriebskraftübertragungsverlust. Ein Gesamtflächeninhalt von einem Ende eines Ventilelements 40, das in dem Zylinder 14 aufgenommen ist, ist im Wesentlichen der gleiche wie ein Gesamtflächeninhalt des anderen Endes des Ventilelements 40. Da der gleiche Hydraulikdruck von dem Niederdruckdurchgang 18 in den Verbindungsdurchgang 15 und den Zylinder 14 eingeführt wird, sind die Kräfte, die an dem Ventilelement 40 wirken, an den entgegengesetzten Enden des Ventilelements 40 in die axiale Richtung identisch und heben sich die Kräfte gegenseitig auf. Als Folge kann die Antriebskraft zum Antreiben des Ventilelements 40 verringert werden. Thus, the low pressure fuel is introduced from a low pressure passage 18 into the cylinder 14 , the connection port 15 and the hydraulic chamber 52 . This prevents fuel leakage from the hydraulic chamber 52 into the surrounding area, and thus reduces the driving force transmission loss. A total area of one end of a valve element 40 received in the cylinder 14 is substantially the same as a total area of the other end of the valve element 40 . Since the same hydraulic pressure is introduced from the low-pressure passage 18 into the connection passage 15 and the cylinder 14 , the forces acting on the valve element 40 are identical at the opposite ends of the valve element 40 in the axial direction and the forces cancel each other out. As a result, the driving force for driving the valve element 40 can be reduced.

Claims

1. Fuel injection device with:
an enclosure ( 10 ) having a nozzle body ( 20 ), the nozzle body ( 20 ) being located at a distal end of the enclosure ( 10 ) and having a fuel injection hole ( 21 ) penetrating the nozzle body ( 20 ); and
a nozzle needle ( 30 ) which is accommodated in the casing ( 10 ) so as to be able to move back and forth, the nozzle needle ( 30 ) opening and closing the fuel injection hole ( 21 ),
characterized in that
the bezel ( 10 ) further comprises:
a control chamber ( 13 ) that is supplied with fuel from an external pressurized fuel source, the fuel in the control chamber ( 13 ) being able to apply hydraulic pressure to bias the nozzle needle ( 30 ) in an injection hole closing direction to close the fuel injection hole ( 21 );
a low pressure passage ( 18 ) that discharges fuel from the enclosure ( 10 );
a control passage ( 17 ) having the one cylinder ( 14 ) comprising:
a first end connected to the other end of the control passage ( 17 ); and
a second end connected to the low pressure passage ( 18 ) for receiving fuel from the low pressure passage ( 18 );
a connection port ( 15 ) connecting between the first end of the cylinder ( 14 ) and the low pressure passage ( 18 ); and
a closest seat ( 71 , 142 ) formed around an opening of the connection port ( 15 ) located adjacent the first end of the cylinder ( 14 ); and
the fuel injection device further comprising:
a valve member ( 40 , 60 ) reciprocably received in the cylinder and having a closest seal portion ( 41 , 65 ) at a first end of the valve member ( 40 , 60 ) adjacent the first end of the cylinder ( 14 ) is located, the closest sealing section ( 41 , 65 ) being attachable to the closest seat ( 71 , 142 ); and
an actuator ( 50 ) received in the bezel ( 10 ) and comprising:
an electric drive assembly ( 51 , 54 ) that is electrically operated and changes its operating position in response to electricity supplied to the electric drive assembly ( 51 , 54 );
a hydraulic chamber ( 52 ) connected to the low pressure passage ( 18 ) for receiving fuel from the low pressure passage ( 18 ), a hydraulic pressure of the fuel in the hydraulic chamber ( 52 ) depending on the operating position of the electric drive assembly ( 51 , 54 ) changes; and
a movable member ( 53 ) driven by the hydraulic pressure in the hydraulic chamber ( 52 ) for driving the valve member ( 40 , 60 ), wherein:
when the closest sealing portion ( 41 , 65 ) of the valve member ( 40 , 60 ) is lifted from the closest seat ( 71 , 142 ), the connection port ( 15 ) and the control passage ( 17 ) together through the first end of the cylinder ( 14 ) to Draining fuel from the control chamber ( 13 ) to the low pressure passage ( 18 );
when the closest sealing portion ( 41 , 65 ) of the valve member ( 40 , 60 ) is attached to the closest seat ( 71 , 142 ), the connection port ( 15 ) and the control passage ( 17 ) from each other to stop the fuel from being discharged from the control chamber ( 13 ) separated into the low pressure passage ( 18 ); and
a Gesamtendflächeninhalt of the first end of the valve member (40, 60) is substantially the same as a Gesamtendflächeninhalt, which is opposite to the first end of the valve member (40, 60) of a second end of the valve member (40, 60).

2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that
the enclosure ( 10 ) further includes a high pressure passage ( 12 , 23 ) connecting between the pressurized fuel source and the fuel injection hole ( 21 ) for supplying fuel to the injection hole ( 21 ) when the high pressure passage ( 12 , 23 ) is further connected to the A control chamber ( 13 ) for supplying fuel from the pressurized fuel source to the control chamber ( 13 ) is also connected to the cylinder ( 14 ) through a high pressure port ( 19 ) for supplying fuel from the pressurized fuel source to the cylinder ( 14 );
the cylinder ( 14 ) having a remote seat ( 72 ) positioned distant from the closest seat ( 71 ) and formed adjacent an opening of the high pressure port ( 19 ) located on the cylinder ( 14 );
wherein the valve member ( 60 ) further includes a removed sealing portion ( 66 ) positioned distant from the closest sealing portion ( 65 ) and attachable to the removed seat ( 72 );
when the closest sealing portion ( 65 ) of the valve element ( 60 ) is attached to the closest seat ( 71 ) at a first position, the removed sealing portion ( 66 ) of the valve element ( 60 ) is lifted off the removed seat ( 72 ) so that the The high pressure port ( 19 ) and the control passage ( 17 ) are interconnected to direct fuel from the pressurized fuel source to the control passage ( 17 ); and
when the closest sealing portion ( 65 ) of the valve element ( 60 ) is lifted from the nearest seat ( 71 ) at a second position and thus the removed sealing portion ( 66 ) from the valve element ( 60 ) is attached to the remote seat ( 72 ) which High pressure port ( 19 ) and the control passage ( 17 ) are separated from each other to stop the supply of fuel from the pressurized fuel source to the control passage ( 17 ).

3. Fuel injection device according to claim 2, characterized in that an outer diameter of the valve element ( 60 ) on the closest sealing section ( 65 ), an outer diameter of the valve element ( 60 ) on the removed sealing section ( 66 ) and an outer diameter of the valve element ( 60 ) on the second end of the valve element ( 60 ) are substantially identical to one another.

4. Fuel injection device according to one of claims 1 to 3, characterized by a biasing device ( 143 ) for biasing the valve element ( 40 , 60 ) in the direction of the movable element ( 53 ), wherein the biasing device ( 143 ) is received by the cylinder ( 14 ) is.

5. Fuel injection device according to one of claims 1 to 4, characterized by a check valve ( 80 ) which is arranged in the low-pressure passage ( 18 ), wherein the check valve ( 80 ) for discharging fuel from the low-pressure passage ( 18 ) is opened when a Pressure of the fuel in the low pressure passage ( 18 ) is increased to exceed a predetermined value.

6. The fuel injector according to claim 5, characterized in that fuel is applied from the low pressure passage ( 18 ) of the electric drive assembly ( 51 , 54 ) for biasing the electric drive assembly ( 51 , 54 ) in a direction away from the movable member ( 53 ).

7. Fuel injection device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electric drive arrangement ( 51 , 54 ) has an electrostrictive element ( 51 ).