DE19823937B4

DE19823937B4 - Servo valve for fuel injection valve

Info

Publication number: DE19823937B4
Application number: DE1998123937
Authority: DE
Inventors: Dirk Dr. Baranowski; Gerd Dr. Schmutzler; Joachim Wagner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: DE19823937A1

Abstract

Servoventil für ein Einspritzventil für die Einspritzung von Kraftstoff in eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Steuerkammer (1), die mit Kraftstoff unter Systemdruck von einem Hochdruckspeicher beaufschlagt werden kann und die über eine Ablaufdrossel (3) mit einem drucklosen Rücklauf (21) zu einem Kraftstofftank in Verbindung gebracht werden kann, wobei der in der Steuerkammer (1) herrschende Druck auf einen beweglichen Düsenkörper (6) wirkt, der mit einer Düsennadel (6a) versehen ist, die bei der Bewegung des Düsenkörpers (6) Einspritzlöcher (7) freigibt oder verschließt, und wobei der Kraftstofffluß zu und von der Steuerkammer (1) durch das Servoventil (4) gesteuert wird, das einen beweglichen Ventilkörper (10) aufweist und das selektiv eine Verbindung der Steuerkammer (1) mit dem Hochdruckspeicher oder eine Verbindung der Steuerkammer (1) mit dem drucklosen Rücklauf (21) herstellt, wobei die Ablaufdrossel (3) als beweglicher, plattenförmiger Kolben (3A) ausgeführt ist, der in einem Raum zwischen der Steuerkammer (1) und dem Servoventil (4) angeordnet ist und...servo valve for a Injector for the Injection of fuel into an internal combustion engine a control chamber (1) with fuel under system pressure of a high-pressure accumulator can be acted upon and which via a Drain throttle (3) with an unpressurized return (21) to a fuel tank in Can be connected, the in the control chamber (1) prevailing pressure acts on a movable nozzle body (6) with a nozzle needle (6a) is provided, the injection holes (7) during the movement of the nozzle body (6) releases or closes, and wherein the fuel flow increases and controlled by the control chamber (1) through the servo valve (4) which has a movable valve body (10) and selectively connecting the control chamber (1) to the high pressure accumulator or a connection of the control chamber (1) to the unpressurized return (21) produces, the discharge throttle (3) as a movable, plate-shaped piston (3A) is in a space between the control chamber (1) and the servo valve (4) is arranged and ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Servoventil für ein Einspritzventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art für die Kraftstoffeinspritzung in Verbrennungskraftmaschinen.The Invention relates to a servo valve for an injection valve which Preamble of claim 1 mentioned type for fuel injection in Internal combustion engines.

Für die Kraftstoffversorgung von Verbrennungsmotoren werden zunehmend Speichereinspritzsysteme verwendet, bei denen mit sehr hohen Einspritzdrücken gearbeitet wird. Solche Einspritzsysteme sind als Common-Rail-Systeme (für Dieselmotoren) und HPDI-Einspritzsysteme (für Ottomotoren) bekannt. Diese Einspritzsysteme zeichnen sich dadurch aus, daß der Kraftstoff mit einer Hochdruckpumpe in einen allen Zylindern des Motors gemeinsamen Druckspeicher gefördert wird, von dem aus die Einspritzventile an den einzelnen Zylindern versorgt werden. Das Öffnen und Schließen der Einspritzventile wird in der Regel elektromagnetisch gesteuert, evtl. auch unter Zuhilfenahme von Piezoelementen.For the fuel supply Internal combustion engines are increasingly becoming storage injection systems used in which very high injection pressures are used. Such Injection systems are available as common rail systems (for diesel engines) and HPDI injection systems (for petrol engines) known. These injection systems are characterized by the fact that the fuel with a high pressure pump in a common to all cylinders of the engine Pressure accumulator promoted from which the injectors on the individual cylinders be supplied. The opening and closing the injectors are usually controlled electromagnetically, possibly also with the help of piezo elements.

Das Servoventil dient dazu, hydraulisch das Öffnen und Schließen des eigentlichen Kraftstoffeinspritzventils zu bewirken, das heißt insbesondere den Beginn und das Ende des Einspritzvorganges zeitlich exakt festzulegen. Das Servoventil beeinflußt in Verbindung mit Steuerdrosseln vor allem die Geschwindigkeit, mit der das Einspritzventil öffnet und schließt. Aus verbrennungstechnischen Gründen soll die Geschwindigkeit, mit der das Einspritzventil öffnet, verschieden sein von der Geschwindigkeit, mit der das Einspritzventil schließt.The Servo valve is used to hydraulically open and close the Actuate actual fuel injection valve, that is, in particular the Determine the exact start and end of the injection process. The servo valve affects in Connection with control chokes especially the speed with which opens the injector and closes. For combustion reasons the speed at which the injector opens should differ be the speed at which the injector closes.

Das Einspritzventil soll z.B. kontrolliert langsam öffnen und am Ende des Einspritzvorganges schnell schließen. Auch soll die Einspritzung kleinster Kraftstoffmengen zur Voreinspritzung (Piloteinspritzung) vor der eigentlichen Einspritzung möglich sein, mit der sich der Verbrennungsprozeß optimieren läßt. Die Qualität der Verbrennung ist aber auch von der Schließgeschwindigkeit abhängig (Rußbildung durch zu langsames Schließen).The Injector should e.g. open slowly and quickly at the end of the injection process conclude. The injection of the smallest amounts of fuel for pre-injection is also intended (Pilot injection) before the actual injection, with which the combustion process can be optimized. The quality the combustion also depends on the closing speed (soot formation due to closing too slowly).

Das Servoventil eines Common-Rail-Systems gibt es bisher im wesentlichen in zwei Ausführungen, die sich grundsätzlich in eine der beiden Arten 2/2-Wegeventil und 3/2-Wegeventil einordnen lassen.The So far, there has essentially been a servo valve of a common rail system in two versions, which are fundamentally arrange in one of the two types 2/2-way valve and 3/2-way valve.

Anhand der 1 und 2 der Zeichnung werden diese beiden Arten näher erläutert. Die 1 zeigt ein bekanntes Einspritzventil mit einem 2/2-Wegeventil als Servoventil und die 2 ein bekanntes Einspritzventil mit einem 3/2-Wegeventil als Servoventil.Based on 1 and 2 These two types are explained in more detail in the drawing. The 1 shows a known injection valve with a 2/2-way valve as a servo valve and 2 a known injection valve with a 3/2-way valve as a servo valve.

Wie in den 1 und 2 gezeigt, wird bei beiden Ausführungen der Kraftstoff mit Systemdruck von einem Hochdruckspeicher zu einer Steuerkammer 1 im Einspritzventil geführt. Zwischen dem Hochdruckspeicher und der Steuerkammer 1 ist eine Zulaufdrossel 2 angeordnet. In der Steuerkammer 1 wirkt der dort herrschende Druck auf das hintere Ende eines beweglichen Düsenkörpers 6, der bei seiner Bewegung Einspritzlöcher 7 öffnet und schließt, die zum Brennraum des Verbrennungsmotors führen. Ebenfalls mit dem Hochdruckspeicher verbunden ist eine Düsenkammer 8 am vorderen Ende des Düsenkörpers 6. Wenn sowohl in der Steuerkammer 1 als auch in der Düsenkammer 8 der volle Systemdruck anliegt, wird der Düsenkörper 6 aufgrund der größeren Wirkfläche in der Steuerkammer 1 nach unten gedrückt und verschließt die Einspritzlöcher 7.As in the 1 and 2 shown, the fuel is at system pressure from a high pressure accumulator to a control chamber in both versions 1 out in the injector. Between the high pressure accumulator and the control chamber 1 is an inlet throttle 2 arranged. In the tax chamber 1 the pressure there acts on the rear end of a movable nozzle body 6 which injector holes when it moves 7 opens and closes, which lead to the combustion chamber of the internal combustion engine. A nozzle chamber is also connected to the high-pressure accumulator 8th at the front end of the nozzle body 6 , If both in the tax chamber 1 as well as in the nozzle chamber 8th full system pressure is applied, the nozzle body 6 due to the larger effective area in the control chamber 1 pressed down and closes the injection holes 7 ,

Beiden Ausführungen ist darüber hinaus gemeinsam, daß das Servoventil 4 hydraulisch mit demselben Hochdruckspeicher (auch Common Rail genannt) verbunden ist, dem auch der Kraftstoff für die Einspritzung entnommen wird. Das Servoventil 4 hat die Aufgabe, den Druck zu steuern, der in der Steuerkammer 1 zum Schließen und Öffnen des Einspritzventils auf den beweglichen Düsenkörper 6 ausgeübt wird. Das Servoventil 4 wird seinerseits durch einen Aktor 5 (z.B. durch einen Elektromagneten oder ein Piezoelement) elektronisch angesteuert.Both versions also have in common that the servo valve 4 is hydraulically connected to the same high-pressure accumulator (also called common rail), from which the fuel for the injection is taken. The servo valve 4 has the task of controlling the pressure in the control chamber 1 to close and open the injector on the movable nozzle body 6 is exercised. The servo valve 4 is in turn by an actuator 5 electronically controlled (e.g. by an electromagnet or a piezo element).

Wie in der 1 gezeigt, steht bei einem Servoventil 4 in der Form eines 2/2-Wegeventils die Steuerkammer 1 mit dem Hochdruckspeicher über eine Zulaufdrossel 2 in Verbindung. Von der Steuerkammer 1 führt eine Verbindung mit einer Ablaufdrossel 3 zum Servoventil 4. Das Servoventil 4 ist seinerseits an eine Kraftstoffrückleitung angeschlossen, die zum Kraftstofftank führt.Like in the 1 shown is with a servo valve 4 the control chamber in the form of a 2/2-way valve 1 with the high pressure accumulator via an inlet throttle 2 in connection. From the tax chamber 1 connects to a flow restrictor 3 to the servo valve 4 , The servo valve 4 is in turn connected to a fuel return line leading to the fuel tank.

Ist das Servoventil 4 geschlossen, steht in der Steuerkammer 1 der volle Systemdruck an, so daß die Düsennadel am vorderen Ende des Düsenkörpers 6 die Einspritzlöcher 7 verschließt, die in den Verbrennungsraum führen. Eine geeignete Ansteuerung des elektromagnetischen oder piezoelektrischen Aktors 5 bewirkt eine Öffnung des Servoventils 4. Bei offenem Servoventil 4 stellt sich zwischen Hochdruckspeicher, Steuerkammer 1 und Servoventil 4 eine stationäre Strömung ein. Diese Strömung führt an den einzelnen Drosseln, der Zulaufdrossel 2 und der Ablaufdrossel 3, zu einem definierten Druckabfall, wodurch insbesondere der Druck in der Steuerkammer 1 abgebaut wird. Dadurch verringert sich die auf den Düsenkörper 6 wirkende Kraft, so daß sich das Einspritzventil hydraulisch durch den in der Düsenkammer 8 anstehenden Systemdruck öffnet.Is the servo valve 4 closed, is in the control chamber 1 the full system pressure so that the nozzle needle at the front end of the nozzle body 6 the injection holes 7 seals that lead into the combustion chamber. Appropriate control of the electromagnetic or piezoelectric actuator 5 causes the servo valve to open 4 , With the servo valve open 4 stands between the high pressure accumulator and the control chamber 1 and servo valve 4 a steady flow. This flow leads to the individual throttles, the inlet throttle 2 and the flow restrictor 3 , to a defined pressure drop, which in particular the pressure in the control chamber 1 is broken down. This reduces the nozzle body 6 acting force, so that the injection valve hydraulically through the in the nozzle chamber 8th current system pressure opens.

Diese Ausführung mit einem 2/2-Wegeventil hat den schwerwiegenden Nachteil, daß sich die Öffnungs- und Schließvorgänge des Einspritzventils durch die Ausgestaltung der Zulauf- und Ablaufdrosseln nur innerhalb sehr enger Grenzen unabhängig beeinflussen lassen.This version with a 2/2-way valve has the serious disadvantage that the opening and closing processes of the injection valve can only be influenced independently within very narrow limits by the design of the inlet and outlet throttles.

Wie in der 2 gezeigt, führt bei der Ausführung mit dem 3/2-Wegeventil der Zulauf über die Zulaufdrossel 2, das Servoventil 4 und die Ablaufdrossel 3 zur Steuerkammer 1. Der Ablauf führt über die Ablaufdrossel 3 und das Servoventil 4 zur Rücklaufleitung.Like in the 2 shown, in the version with the 3/2-way valve, the inlet leads via the inlet throttle 2 , the servo valve 4 and the flow restrictor 3 to the tax chamber 1 , The process runs through the flow restrictor 3 and the servo valve 4 to the return line.

Mit dieser Anordnung läßt sich die Steuerkammer 1 bei geöffnetem Servoventil 4 vollständig vom Systemdruck abkoppeln. Der Druck in der Steuerkammer 1 kann sich ohne Einfluß der Zulaufdrossel 2 über die Ablaufdrossel 3 abbauen. Damit ist prinzipiell ein schnelleres Öffnen des Einspritzventils als beim 2/2-Wegeventil möglich. Nach dem Schließen des Ablaufs am 3/2-Wegeventil baut sich über die Zulaufdrossel 2 und die Ablaufdrossel 3 in der Steuerkammer 1 wieder der Systemdruck auf .With this arrangement, the control chamber 1 with the servo valve open 4 Disconnect completely from the system pressure. The pressure in the control chamber 1 can change without influence of the inlet throttle 2 via the flow restrictor 3 dismantle. In principle, this means that the injection valve can be opened faster than with the 2/2-way valve. After the drain on the 3/2-way valve is closed, the inlet throttle builds up 2 and the flow restrictor 3 in the tax chamber 1 system pressure again.

Damit hat man die Möglichkeit, mit der Zulaufdrossel 3 den Schließvorgang des Einspritzventils zu verlangsamen.This gives you the option of using the inlet throttle 3 to slow down the closing of the injector.

Bei Einspritzventilen für Verbrennungsmotoren möchte man im Gegensatz dazu jedoch in der Regel das Öffnen des Einspritzventils verlangsamen, während das Schließen schnell vor sich gehen soll.at Injectors for I want combustion engines in contrast, however, the injection valve is usually opened slow down while the closing should happen quickly.

Aus der DE 196 18 468 C1 ist ein Einspritzventil mit einem hydraulisch betätigten Steuerkolben bekannt, der die Steuerkammer nach oben abschließt und der mit einer Ablaufdrossel in Form einer Bohrung versehen ist. Zwischen dem Steuerkolben und dem Düsenkörper der Einspritzpumpe ist eine Feder angeordnet. Ein Steuerventil steuert im Zusammenwirken mit einer Anzahl weiterer Drosseln den auf den Steuerkolben wirkenden Druck. Wird bei geöffnetem Einspritzventil das Steuerventil geschlossen, öffnet der Steuerkolben eine Verbindung zwischen einem Kraftstoff-Zuführkanal und dem Steuerraum, so daß der Kraftstoff direkt in den Steuerraum strömt und die Einspritzung abrupt stoppt.From the DE 196 18 468 C1 an injection valve with a hydraulically operated control piston is known, which closes off the control chamber and which is provided with an outlet throttle in the form of a bore. A spring is arranged between the control piston and the nozzle body of the injection pump. A control valve, in cooperation with a number of other throttles, controls the pressure acting on the control piston. If the control valve is closed with the injection valve open, the control piston opens a connection between a fuel supply channel and the control chamber, so that the fuel flows directly into the control chamber and the injection stops abruptly.

Bei dieser Anordnung besteht das Servoventil aus den beiden Komponenten Steuerkolben und Steuerventil, deren Zusammenwirken hydraulisch über Druckräume und Drosseln gesteuert wird.at In this arrangement, the servo valve consists of the two components Control piston and control valve, their interaction hydraulically via pressure chambers and Throttles is controlled.

Bei dieser Anordnung bedingt jedoch die Masse des mit der Düsennadel nicht direkt in Verbindung stehenden Steuerkolbens eine zusätzliche Systemträgheit.at this arrangement, however, requires the mass of the nozzle needle not directly related control piston an additional System inertia.

Aus der EP 0 529 630 A1 ist ein Einspritzventil bekannt, bei C dem eine Ablaufdrossel als beweglicher Kolben zwischen einer Steuerkammer und einem Servoventil ausgebildet ist. Der bewegliche Kolben weist eine Ablaufbohrung und einen ringförmigen Zulauf auf und wird von einer auf einer Düsennadel abgestützten Feder auf einen Dichtsitz gedrückt.From the EP 0 529 630 A1 an injection valve is known in which a discharge throttle is designed as a movable piston between a control chamber and a servo valve. The movable piston has a drain hole and an annular inlet and is pressed onto a sealing seat by a spring supported on a nozzle needle.

Aus der US 4,545,352 ist ein Servoventil nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Der in der US 4,545,352 gezeigte plattenförmige Kolben weist mittig eine Durchflußöffnung auf und ist in der Steuerkammer angeordnet. Der plattenförmige Kolben ist in der Steuerkammer zwischen einer unteren und oberen Position druckabhängig bewegbar, jedoch in seiner Ruheposition über eine ebenfalls in der Steuerkammer vorgesehene Feder gegen einen oberen Anschlag vorgespannt.From the US 4,545,352 a servo valve according to the preamble of claim 1 is known. The Indian US 4,545,352 The plate-shaped piston shown has a flow opening in the middle and is arranged in the control chamber. The plate-shaped piston can be moved in the control chamber between a lower and an upper position depending on the pressure, but in its rest position is biased against an upper stop by a spring likewise provided in the control chamber.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Servoventil vorzusehen, dessen Herstellung gegenüber bekannten Servoventilen kostenreduziert ist und trotzdem ein sicheres und schnelles Funktionieren der Funktionalität möglich macht. Ferner soll das Servoventil so ausgestaltet sein, daß sich die Öffnungs- und Schließvorgänge des Einspritzventils mittels eines beweglichen plattenförmigen Kolbens auf relativ einfache Weise unabhängig voneinander beeinflussen lassen. Auch soll es möglich sein, kleinste Kraftstoffmengen kontrolliert einzuspritzen.The The invention has for its object to provide a servo valve, compared to its manufacture known servo valves is reduced in cost and still a safe one and makes the functionality work quickly. Furthermore, the servo valve be designed so that the opening and closing operations of the Injection valve by means of a movable plate-shaped piston independent in a relatively simple way let each other influence. It should also be possible to use the smallest amounts of fuel inject in a controlled manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der in Patentanspruch 1 angegebenen Servoventilanordnung gelöst.This The object is achieved with the solved in claim 1 servo valve assembly.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Servoventilanordnungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.advantageous Refinements of the servo valve arrangements according to the invention are in the subclaims described.

Die Erfindung stellt eine Variante des 3/2-Wegeventils dar, wobei eine unabhängige Beeinflussung des Öffnungs- und Schließvorganges des Einspritzventils erreicht wird. Beim Öffnen und Schließen des Einspritzventils wird der Strömungsweg zwischen der Steuerkammer und dem Servoventil in entgegengesetzten Richtungen durchströmt, wobei die entgegengesetzten Strömungen sich unterschiedlich beeinflussen lassen. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist die Ablaufdrossel als selbstregelndes Ventil in der Form eines beweglichen plattenförmigen Kolbens ausgelegt, der für jede Strömungsrichtung einen anderen Strömungsquerschnitt freigibt bzw. abdeckt. Der Kolben wird dabei hydraulisch nur durch die Strömung betätigt.The Invention represents a variant of the 3/2-way valve, one independent Influencing the opening and closing process of the injection valve is reached. When opening and closing the Injector becomes the flow path between the control chamber and the servo valve in opposite Flows through, whereby the opposite currents can be influenced differently. In the embodiment according to the invention the flow restrictor as a self-regulating valve in the form of a movable plate-shaped piston designed for any flow direction releases another flow cross-section or covers. The piston is actuated hydraulically only by the flow.

Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, daß sich durch Varianten des Konzeptes mit einem 3/2-Wegeventil, die sich verhältnismäßig einfach realisieren lassen, ein weitgehend unabhängiges Einstellen des Öffnungs- und Schließvorganges des Einspritzventils erreichen läßt.The The present invention has the advantage that variants of Concept with a 3/2-way valve that is relatively simple a largely independent adjustment of the opening and closing process of the injection valve can be reached.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:in the The invention is explained in more detail by way of example with reference to the drawing. It demonstrate:

1 schematisch ein bekanntes Einspritzventil mit einem 2/2-Wegeventil als Servoventil; 1 schematically a known injection valve with a 2/2-way valve as a servo valve;

2 schematisch ein bekanntes Einspritzventil mit einem 3/2-Wegeventil als Servoventil; 2 schematically a known injection valve with a 3/2-way valve as a servo valve;

3 ein Einspritzventil mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Servoventils; und 3 an injection valve with an embodiment of the servo valve according to the invention; and

4 eine Detailansicht des in 3 verwendeten Kolbens. 4 a detailed view of the in 3 used piston.

In 3 ist ein Einspritzventil mit einem erfindungsgemäß abgewandelten 3/2-Wegeventil als Servoventil 4 dargestellt. Bei dem dargestellten Einspritzventil wird über eine Hochdruckbohrung 17 der im Hochdruckspeicher anstehende Systemdruck sowohl der Ventilkammer 11 des Servoventils 4 als auch der Düsenkammer 8 am vorderen Ende des Düsenkörpers 6 des Einspritzventils zugeführt. Dazu führt von der Hochdruckbohrung 17 eine Zulaufbohrung 18 zur Ventilkammer 11 und von der Ventilkammer 11 eine Verbindungsbohrung 19 zur Steuerkammer 1 am hinteren Ende des Düsenkörpers 6. Der Ventilkörper 10 des Servoventils 4 wird im Ausgangszustand durch den Systemdruck gegen einen Ventilsitz 15 gedrückt, so daß zwischen der Ventilkammer 11 und dem Rücklauf 21 zum Kraftstofftank keine Verbindung besteht. Der Systemdruck liegt über die Zulaufbohrung 18 und die Verbindungsbohrung 19 am Düsenkörper 6 an, so daß die Düsennadel 6a am vorderen Ende des Düsenkörpers 6 in ihren Sitz gedrückt wird. Damit ist die Verbindung zwischen den Einspritzlöchern 7 und der Düsenkammer 8 unterbrochen, und es kann kein Kraftstoff aus der Düsenkammer 8 in den Brennraum eingespritzt werden.In 3 is an injection valve with a 3/2-way valve modified according to the invention as a servo valve 4 shown. In the injector shown is a high pressure bore 17 the system pressure in the high pressure accumulator of both the valve chamber 11 of the servo valve 4 as well as the nozzle chamber 8th at the front end of the nozzle body 6 of the injector. This leads from the high pressure drilling 17 an inlet hole 18 to the valve chamber 11 and from the valve chamber 11 a connecting hole 19 to the tax chamber 1 at the rear end of the nozzle body 6 , The valve body 10 of the servo valve 4 is in the initial state by the system pressure against a valve seat 15 pressed so that between the valve chamber 11 and the rewind 21 there is no connection to the fuel tank. The system pressure is above the inlet bore 18 and the connecting hole 19 on the nozzle body 6 so that the nozzle needle 6a at the front end of the nozzle body 6 is pressed into their seat. This is the connection between the injection holes 7 and the nozzle chamber 8th interrupted and there can be no fuel from the nozzle chamber 8th be injected into the combustion chamber.

Bei Betätigung des Aktors 5 wird über den Stößel 9 eine Kraft auf das Servoventil 4 ausgeübt, die den Ventilkörper 10 vom Ventilsitz 15 abhebt und so gegen eine Dichtfläche 16 am Eingang der Zulaufbohrung 18 in die Ventilkammer 11 drückt, daß die Verbindung zwischen der Zulaufbohrung 18 und der Ventilkammer 11 unterbrochen wird. Andererseits wird durch das Abheben des Ventilkörpers 10 vom Ventilsitz 15 die Verbindung zwischen der Ventilkammer 11 und dem Rücklauf 21 geöffnet. Der mit dem Kraftstofftank in Verbindung stehende Rücklauf 21 ist drucklos. Daher kann sich nun der Druck in der Steuerkammer 1 über die Verbindungsbohrung 19 und die Ventilkammer 11 vollständig abbauen. Der Düsenkörper 6 wird somit entlastet, so daß der in der Düsenkammer 8 anstehende Druck die Düsennadel 6a von ihrem Sitz abhebt und die Verbindung zu den Einspritzlöchern 7 freigibt. Damit beginnt der Einspritzvorgang.When actuating the actuator 5 is over the pestle 9 a force on the servo valve 4 that exercised the valve body 10 from the valve seat 15 takes off and so against a sealing surface 16 at the entrance of the inlet bore 18 into the valve chamber 11 presses that the connection between the inlet bore 18 and the valve chamber 11 is interrupted. On the other hand, by lifting the valve body 10 from the valve seat 15 the connection between the valve chamber 11 and the rewind 21 open. The return flow associated with the fuel tank 21 is depressurized. Therefore, the pressure in the control chamber can now 1 via the connecting hole 19 and the valve chamber 11 completely dismantle. The nozzle body 6 is thus relieved, so that in the nozzle chamber 8th pressure pending the nozzle needle 6a lifts off its seat and connects to the injection holes 7 releases. The injection process begins.

Nach Beendigung der Ansteuerung des Aktors 5 preßt der in der Zulaufbohrung 18 anstehende Systemdruck den Ventilkörper 10 wieder in den Ventilsitz 15, so daß der Ventilkörper 10 von der Dichtfläche 16 abhebt und die Ventilkammer 11 und über diese und die Verbindungsbohrung 19 die Steuerkammer 1 wieder dem Systemdruck ausgesetzt werden. Zur Unterstützung des Ventilschließvorgangs am Servoventil 4 ist am Ventilkörper 10 eine Ventilfeder 12 vorgesehen, die auf den Ventilkörper 10 eine Kraft in Richtung zum Ventilsitz 15 ausübt.After actuation of the actuator has ended 5 presses in the inlet bore 18 system pressure applied to the valve body 10 back into the valve seat 15 so that the valve body 10 from the sealing surface 16 takes off and the valve chamber 11 and over this and the connecting hole 19 the tax chamber 1 be exposed to system pressure again. To support the valve closing process on the servo valve 4 is on the valve body 10 a valve spring 12 provided on the valve body 10 a force towards the valve seat 15 exercises.

Der Druck in der Steuerkammer 1 führt am Düsenkörper 6 zu einer Kraft in Richtung zum Sitz der Düsennadel 6a, die die Düsennadel 6a wieder in ihren Sitz drückt und den Einspritzvorgang beendet. Zur Unterstützung des Einspritzventil-Schließvorgangs bei kleinen Systemdrücken ist eine Düsenfeder 6b vorgesehen, die die Düsennadel 6a gegen ihren Sitz drückt.The pressure in the control chamber 1 leads on the nozzle body 6 to a force towards the seat of the nozzle needle 6a that the nozzle needle 6a presses back into its seat and ends the injection process. A nozzle spring is used to support the injection valve closing process at low system pressures 6b provided the the nozzle needle 6a pushes against their seat.

Die Geschwindigkeit, mit der das Einspritzventil öffnet und schließt, wird direkt durch die Geschwindigkeit beeinflußt, mit der der Druck in der Steuerkammer 1 ab- und wieder aufgebaut wird. Der Schließvorgang soll in der Regel möglichst schnell vor sich gehen, weshalb die Kraftstoffzufuhr und damit der Druckaufbau meist ungedrosselt erfolgt. Dagegen soll das Öffnen des Einspritzventils kontrolliert vor sich gehen. Zum gezielten Druckabbau in der Steuerkammer 1 dient eine Ablaufdrossel 3.The speed at which the injector opens and closes is directly affected by the speed at which the pressure in the control chamber 1 dismantled and rebuilt. As a rule, the closing process should take place as quickly as possible, which is why the fuel supply and thus the pressure build-up are mostly unthrottled. In contrast, the opening of the injection valve should be controlled. For targeted pressure reduction in the control chamber 1 serves as a flow restrictor 3 ,

Die Ablaufdrossel 3 ist als plattenförmiger Kolben 3A ausgeführt, der in einem Raum zwischen der Steuerkammer 1 und der Verbindungsbohrung 19 angeordnet ist. Der Kolben 3A ist zwischen einer Dichtfläche 305 auf der Seite der Verbindungsbohrung 19 und einer Schulter 303 auf der Seite der Steuerkammer 1 frei beweglich. Die Schulter 303 kann von einem in den Raum für den Kolben 3A von der Seite der Steuerkammer 1 her eingesetzten Ring gebildet werden.The flow restrictor 3 is as a plate-shaped piston 3A running in a space between the control chamber 1 and the connecting hole 19 is arranged. The piston 3A is between a sealing surface 305 on the side of the connecting hole 19 and a shoulder 303 on the side of the tax chamber 1 versatile. The shoulder 303 can from one in the room for the piston 3A from the side of the tax chamber 1 ago used ring are formed.

Wie in der 4 gezeigt, weist der plattenförmige Kolben 3A im Bereich der Mündung der Verbindungsbohrung 19 eine Abflußöffnung 301 und im Bereich der Dichtfläche 305 eine oder mehrere Zuflußöffnungen 302 auf.Like in the 4 shown, the plate-shaped piston 3A in the area of the mouth of the connecting hole 19 a drain opening 301 and in the area of the sealing surface 305 one or more inflow openings 302 on.

Wenn der Aktor 5 betätigt wird und das Servoventil 4 die Verbindung zum Rücklauf 21 öffnet, strömt Kraftstoff aus der Steuerkammer 1 durch die Öffnungen im Kolben 3A in die Verbindungsbohrung 19. Am Kolben 3A entsteht ein Druckgefälle, das den plattenförmigen Kolben 3A gegen die Dichtfläche 305 drückt und die Zuflußöffnungen 302 schließt. Für den abfließenden Kraftstoff steht nur die eine Abflußdrossel bildende Abflußöffnung 301 zur Verfügung.If the actuator 5 is operated and the servo valve 4 the connection to the return 21 opens, fuel flows out of the control chamber 1 through the openings in the piston 3A in the connecting hole 19 , On the piston 3A creates a pressure drop that the plate-shaped piston 3A against the sealing surface 305 presses and the inlet openings 302 closes. There is only one outflow for the outflowing fuel throttle-forming drain opening 301 to disposal.

Im umgekehrten Fall, wenn bei schließendem Ventil Kraftstoff aus der Verbindungsleitung 19 in die Steuerkammer 1 strömt, löst sich der plattenförmige Kolben 3A von der Dichtfläche 305 und kommt an der Schulter 303 zur Anlage. Dadurch werden die Zuflußöffnungen 302 freigegeben.In the opposite case, when the valve closes, fuel from the connecting line 19 into the tax chamber 1 flows, the plate-shaped piston loosens 3A from the sealing surface 305 and comes on the shoulder 303 to the facility. This will make the inlet openings 302 Approved.

Durch unterschiedliche Dimensionierung der Öffnungen 301 und 302 läßt sich die Strömungsgeschwindigkeit beim Entleeren und Befüllen der Steuerkammer 1 unabhängig einstellen. Zum Beispiel wird die Abflußöffnung 301 in der Regel einen relativ kleinen Durchmesser aufweisen und der Querschnitt der Zuflußöffnung(en) 302 relativ groß sein.Through different dimensioning of the openings 301 and 302 the flow rate when emptying and filling the control chamber 1 set independently. For example, the drain hole 301 usually have a relatively small diameter and the cross section of the inflow opening (s) 302 be relatively large.

Statt wie gezeigt als Durchgangsbohrungen können die Zufluß- und/oder Abflußöffnungen 301, 302 auch als Nuten in der an der Dichtfläche 305 anliegenden Seite des plattenförmigen Kolbens 3A ausgebildet sein.Instead of as through holes as shown, the inflow and / or outflow openings 301 . 302 also as grooves in the sealing surface 305 adjacent side of the plate-shaped piston 3A be trained.

Claims

Servo valve for an injection valve for the injection of fuel into an internal combustion engine with a control chamber ( 1 ), which can be supplied with fuel under system pressure from a high-pressure accumulator and which has an outlet throttle ( 3 ) with an unpressurized return ( 21 ) can be connected to a fuel tank, the one in the control chamber ( 1 ) prevailing pressure on a movable nozzle body ( 6 ) that works with a nozzle needle ( 6a ) is provided, which during the movement of the nozzle body ( 6 ) Injection holes ( 7 ) releases or closes, and wherein the fuel flow to and from the control chamber ( 1 ) through the servo valve ( 4 ) which is controlled by a movable valve body ( 10 ) and that selectively connects the control chamber ( 1 ) with the high pressure accumulator or a connection of the control chamber ( 1 ) with the unpressurized return ( 21 ), with the discharge throttle ( 3 ) as a movable, plate-shaped piston ( 3A ) which is carried out in a space between the control chamber ( 1 ) and the servo valve ( 4 ) is arranged and a sealing surface on the servo valve side ( 305 ), the plate-shaped piston ( 3A ) with a drain opening ( 301 ) is provided and hydraulically from the fuel flow to and from the control chamber ( 1 ) is operated so that when there is a flow of fuel into the control chamber ( 1 ) an inlet opening ( 302 ) opened and when there is a fuel flow from the control chamber ( 1 ) the inlet opening ( 302 ) is closed, characterized in that the plate-shaped piston ( 3A ) freely movable in the space between the control chamber ( 1 ) and the servo valve ( 4 ) is arranged and that the inlet opening ( 302 ) in the plate-shaped piston ( 3A ) in the area of the sealing surface ( 305 ) is arranged.

Servo valve according to claim 1, characterized in that the plate-shaped piston ( 3A ) receiving space an extension of the control chamber ( 1 ) towards the servo valve ( 4 ) forms.

Servo valve according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one inlet opening ( 302 ) is designed as a through hole.