DE19534445C2

DE19534445C2 - Einspritzventil für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE19534445C2
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: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2015-09-17
Also published as: DE19534445A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einer in einem Düsenkörper axial beweglichen Düsennadel, welche durch ein piezoelektri sches Stellglied betätigbar ist und durch eine Druckfeder in Schließstellung gehalten wird, wobei die Brennstoffzufuhr von einer externen Quelle mit frei einstellbarem Druck erfolgt.

Durch die DE 35 33 975 A1 ist ein Zumeßventil zur Dosierung von Flüssigkeiten bekannt, welches durch ein piezoelektrisches Stellglied eine Düsennadel gegen die rückstellende Kraft einer Druckfeder öffnet. Die Düsennadel und das piezoelektrische Stellglied sind in Reihe geschaltet. Die zu steuernde Flüssigkeit - beispielsweise Brennstoff bei An wendung als Einspritzdüse - wird dem Ventil seitlich zugeführt und gelangt über eine die Düsennadel konzentrisch umgebende Bohrung vor den kegelig ausgebildeten Dichtsitz der Düsennadel. Bei Anlegen einer Spannung an das Stellglied dehnt sich dieses aus und öffnet den Dichtsitz gegen die rückstellende Kraft der Druckfeder. Ein derartiges Ventil weist eine große Baulänge auf, da die Düsennadel und das Stellglied in Reihe geschaltet sind. Der Brennstoff muß seitlich zugeführt werden. Die große Baulänge und der seitliche, nicht freie Zugang der Brennstoffzufuhr machen ein derar tiges Ventil als Einspritzventil untauglich. Bei Zufuhr des Brennstoffes von oben wäre das Stellglied dem ständigen hohen Brennstoffdruck ausgesetzt, was zur baldigen Zer störung des Stellgliedes führen würde.

Aus JP-Abstract 2-112663 (A) ist ein Einspritzventil bekannt, bei dem das Stellglied die Düsennandel konzentrisch umgibt. Die Düsennadel wird durch eine Druckfeder in Schließstellung gehalten, der Brennstoff wird von oben zugeführt. Ein derartiges Ein spritzventil weist zwar eine geringe Baulänge und eine günstig angeordnete Brenn stoffzuführung auf, jedoch ist hier das Stellglied wiederum dem vollen Brennstoff druck ausgesetzt, der 1500 bar und mehr beträgt.

Ausgehend von einem Einspritzventil gemäß dem Gattungsbegriff liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde ein Einspritzventil so zu gestalten, daß das Stellglied bei oben zuführbarem Brennstoff druckfrei gehalten wird und sich der bauliche Aufwand in Grenzen hält.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspru ches 1.

Durch die Zentralbohrung in der Düsennadel kann der Brennstoff in sehr vorteilhafter Weise von oben her zugeführt werden. Gleichzeitig wird das Stellglied durch die am oberen Ende der Düsennadel angeordnete Dichtfläche vor der Einwirkung des sehr ho hen Brennstoffdruckes geschützt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen 2 und 3 ent nommen werden.

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 kegelligem 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 Einsrpritzventil auch als Zapfendüse mit kegellgem 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 Brennkraftmaschinen mit einer in einem Düsenkörper axial beweglichen Düsennadel, welche durch ein piezoelektrisches Stell glied betätigbar ist und durch eine Druckfeder in Schließstellung gehalten wird, wobei die Brennstoffzufuhr von einer externen Quelle mit frei ein stellbarem Druck erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (2) eine Zentrahlbohrung (4) aufweist, daß Stellglied (7) die Düsennadel (2) konzentrisch umgibt und daß das Stellglied (7) mittels Dichtflächen (16) gegen den Brennstoffdruck abgedichtet ist.

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen nadel (2) am brennraumseitigen Ende einen Dichtsitz (11) aufweist, welcher die Spritzlöcher (12) von innen her abdichtet und daß die Dichtfläche (16) einer Druckschulter (6) zugeordnet ist, welche gegen den Düsenkörper (1) abgedichtet ist.

3. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen nadel (2) am brennraumseitigen Ende einen kegeligen Dichtsitz (14) aufweist welcher eine vorgelagerte Druckkammer (15) von außen her abdichtet und daß die Dichtfläche (16) die Düsennadel (2) außenseitig gegen den Düsen körper (1) abdichtet.