DE19534445A1

DE19534445A1 - Einspritzventil für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE19534445A1
Application number: DE1995134445
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Bauer
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1995-09-16
Filing date: 1995-09-16
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2015-09-17
Also published as: DE19534445C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einer in einem Düsenkörper axial beweglichen Düsennadel, welche durch ein die Düsenna del koaxial umgebendes piezoelektrisches Stellglied betätigbar ist und die Düsennadel durch eine Druckfeder in Schließstellung gehalten wird, sowie der Brennstoff von ei ner externen Quelle mit frei einstellbarem Druck zugeführt wird.

Durch DE 35 35 953 A1 ist ein Einspritzventil bekannt, bei dem die Öffnung einer Dü sennadel durch ein piezoelektrisches Stellglied ermöglicht, oder verhindert wird. Das Einspritzventil ist dabei mit einer externen Konstantdruckquelle verbunden. Der Brennstoffdruck versucht zunächst die Düsennadel über eine Druckstufe gegen die Kraft einer Druckfeder zu öffnen. Wird das piezoelektrische Stellglied durch Anlegen einer Spannung erregt, so kontraktiert es und blockiert unter Zwischenschaltung eines Mittelstößels die Öffnungsbewegung der Düsennadel. Wird die Erregung weggenom men, so wird die Hubbewegung der Düsennadel freigegeben und das Einspritzventil öffnet. Durch Variation der Erregungsspannung für das Stellglied kann die Öffnung der Düsennadel in einem gewissen Rahmen gesteuert werden. Von einer gezielten, re produzierbaren Steuerung der Düsennadel kann jedoch nicht gesprochen werden, da dies von zu vielen, unwägbaren Parametern abhängt. Zudem führt der relativ komplizierte Aufbau zu hohen Herstellungskosten für einen derartigen Massenartikel.

Ausgehend von einem Einspritzventil gemäß dem Gattungsbegriff liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Regelbarkeit des Düsennadelhubes wesentlich zu verbes sern, einhergehend mit einer deutlichen Verringerung des baulichen Aufwandes.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Düsennadel eine Zentralbohrung aufweist, daß die Düsennadel auf ihrer Außenseite gegen den Durchtritt von Flüssigkeit abge dichtet im Düsenkörper geführt ist, und daß die Düsennadel, durch das Stellglied ge steuert, gegen die Kraft der Druckfeder anhebbar ist.

Durch die Zentralbohrung wird die Düsennadel nicht durch den Druck des Brennstof fes, sondern ausschließlich durch die Aktivierung des piezoelektrischen Stellgliedes geöffnet. Durch Wahl der angelegten Spannung kann der Hub der Düsennadel entge gen der Kraft der Druckfeder exakt geregelt werden.

Die übliche Druckstufe zur Öffnung der Düsennadel kann erfindungsgemäß entfallen.

Durch Wahl des Sitzes der Düsennadel ist es nach den Ansprüchen 2 und 3 möglich, das Einspritzventil als Loch- oder Zapfendüse mit kegeligem Dichtsitz zu verwenden.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einspritzventils ist in Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Einspritzventil, ausgeführt als Lochdüsen,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Einspritzventil, ausgeführt als Zapfendüse mit kegeligem Dichtsitz.

Das Einspritzventil besteht nach Fig. 1 aus einem Düsenkörper 1, in dem eine Düsen nadel 2 koaxial geführt ist. Der Düsenkörper 1 weist einen Anschluß 3 auf, über wel chen dem Einspritzventil Brennstoff von einer hier nicht dargestellten externen Kon stantdruckquelle zugeführt wird. Die Düsennadel 2 ist erfindungsgemäß mit einer Zentralbohrung 4 versehen. Auf ihrer Außenseite 5 ist die Düsennadel 2 gegen den umgebenden Düsenkörper 1 abgedichtet. Zur Betätigung der Düsennadel 2 ist diese zulaufseitig mit einer Druckschulter 6 versehen, welche mit einem piezoelektrischen Stellglied 7 zusammenarbeitet. Die Druckschulter 6 ist fest mit der Düsennadel 2 verbunden und ist zulaufseitig dichtend im Düsenkörper 1 geführt. Das die Düsennadel 2 koaxial umgebende piezoelektrische Stellglied 7 stützt sich gegen ein Widerlager 8 ab. Um die Düsennadel 2 in Schließstellung zu halten ist eine Druckfeder 9 vorge sehen, welche sich einerseits gegen das Widerlager 8 und andererseits gegen einen Absatz 10 der Düsennadel 2 abstützt, um diese gegen einen Dichtsitz 11 im Dü senkörper 1 zu pressen.

Die Zentralbohrung 4 der Düsennadel 2 ist ständig mit unter Druck stehendem Brenn stoff gefüllt, ohne daß die Düsennadel 2 öffnen könnte, vielmehr wird die Düsennadel durch die Druckfeder 9 in Schließstellung gehalten.

Soll nun das Einspritzventil geöffnet werden, so wird das piezoelektrische Stellglied 7 mit einer Spannung aktiviert, so daß sich das Stellglied ausdehnt und über die Druck schulter 6 die Düsennadel 2 gegen die rückstellende Kraft der Druckfeder 9 anhebt. Die Größe des Hubes wird allein von der Höhe der Spannung am Stellglied 7 be stimmt. Nach dem Anheben der Düsennadel 2 fließt Brennstoff durch die Zentralboh rung 4 und den Spalt zwischen Düsennadel 2 und Dichtsitz 11 zum Spritzloch 12.

Nach Abschaltung der Spannung am Stellglied 7 geht die Düsennadel 2 unter der Kraft der Druckfeder 9 in Dichtstellung zurück.

Zur Abführung von Lecköl sind im Grundkörper 1 Bohrungen 13a und 13b vorgese hen.

Nach Fig. 2 kann das Einspritzventil auch als Zapfendüse mit kegeligem Dichtsitz 14 ausgeführt sein. Die Düsennadel 2 ist erfindungsgemäß wiederum mit einer Zentral bohrung 4 versehen, welche in eine dem Dichtsitz 14 vorgelagerte Druckkammer 15 mündet. Das piezoelektrische Stellglied 7 stützt sich einerseits gegen den Düsenkörper 1 und andererseits gegen die mit der Düsennadel 2 eine bauliche Einheit bildende Druckschulter 6 ab. Die Druckfeder 9 hält die Düsennadel 2 erfindungsgemäß in Schließstellung. Erst bei Aktivierung des Stellgliedes 7 wird durch Längenausdehnung derselben die Düsennadel 2 gegen die schließende Kraft der Druckfeder 9 geöffnet und Brennstoff kann in genau definierter Menge abgespritzt werden.

Wird das piezoelektrische Stellglied 7 von der Spannungsquelle getrennt fällt die Düsennadel 2 unter der Kraft der Druckfeder 9 in die Schließstellung zurück.

Claims

1. Einspritzventil für Brennkraftmaschine mit einer in einem Düsenkörper axial beweglichen Düsennadel, welche durch ein, die Düsennadel umgeben des piezoelektrisches Stellglied betätigbar ist und die Düsennadel durch eine Druckfeder in Schließstellung gehalten wird, sowie der Brennstoff von einer externen Quelle mit frei einstellbarem Druck zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (2) eine Zentralbohrung (4) aufweist, daß die Düsennadel (2) auf ihrer Außenseite gegen den Durchtritt von Flüssigkeit abgedichtet im Düsenkörper (1) geführt ist, und daß die Düsen nadel (2) durch das Stellglied (7) gesteuert, gegen die Kraft der Druckfeder (9) anhebbar ist.

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen nadel (2) am brennraumseitigen Ende einen Dichtsitz (11) aufweist welcher die Spritzlöcher (12) abdichtet.

3. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen nadel (2) am brennraumseitigen Ende einen kegeligen Dichtsitz (14) auf weist, und daß die Zentralbohrung (4) der Düsennadel (2) in eine dem kege ligen Dichtsitz (14) vorgelagerte Druckkammer (15) mündet.