DE19921489A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere ein Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, weist einen piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (21) und einen von dem Aktor (21) mittels einer Ventilnadel (4) betätigbaren Ventilschließkörper (5), der mit einer Ventilsitzfläche (7) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, auf. Dabei ist eine elektromagnetische Dämpfungseinrichtung (40, 41) zum Dämpfen der Bewegung der Ventilnadel (4) vorgesehen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1.

Aus der WO89/10478 ist ein Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1 bekannt. Die aus dieser Druckschrift hervorgehende Dämpfungseinrichtung besteht aus einem topfförmig ausgebildeten Dämpfungselement, einer schwachen Druckfeder mit niedrigem Federkoeffizienten und einer starken Druckfeder mit hohem Federkoeffizienten. Die beiden Druckfedern sind zueinander axial versetzt angeordnet und umschließen die Ventilnadel abschnittsweise. Das topfförmig ausgebildete Dämpfungselement befindet sich zwischen den beiden Druckfedern, wobei die beiden Druckfedern in entgegengesetzter Richtung auf das topfförmig ausgebildete Dämpfungselement einwirken und sich jeweils an der dem topfförmig ausgebildeten Dämpfungselement abgewandten Seite an, an der Ventilnadel angebrachten, Abstützelementen abstützen. Die schwache Druckfeder wirkt dem Schließen des Brennstoffeinspritzventils, die starke Druckfeder wirkt dem Öffnen des Brennstoffeinspritzventils entgegen. Zwischen dem Rand des Dämpfungselements und der Innenwand des Ventilgehäuses ist ein umlaufender, sich in axialer Richtung erstreckender, enger Spalt ausgebildet, der mit Brennstoff gefüllt ist. Bei Bewegung des Dämpfungselements entsteht daher zwischen dem Rand des Dämpfungselementes und der Innenwand des Ventilgehäuses eine Scherkraft in der Brennstofflüssigkeit, die eine Reibungskraft erzeugt, die der Bewegung des Dämpfungselements entgegenwirkt. In Zusammenarbeit mit den Druckfedern wird dadurch eine Dämpfung der Ventilnadel erreicht.

Bei dem bekannten Brennstoffeinspritzventil ergeben sich folgende Nachteile: Durch die Federkraft und die Scherkraft ist die Dämpfungskraft fest vorgegeben und kann sich daher nicht den Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine anpassen, insbesondere ist sie nicht zeitlich variabel verstellbar. Da der Brennstoffzufluß in Richtung des Dichtsitzes durch die Dämpfungsscheibe beeinflußt wird, kommt es zu Strömungswirbeln im Brennstoff, wodurch die Formbarkeit des Brennstoffausflusses verschlechtert wird. Ein in der WO89/10478 als Alternative vorgeschlagener Kraftstoffeinlaß unterhalb der Dämpfungsplatte ist unpraktikabel, da dadurch die Baugröße des abflußseitigen Ventilgehäuses deutlich vergrößert wird. Durch die zusätzlichen mechanischen Bauteile ist das Brennstoffeinspritzventil außerdem verschleißanfälliger, insbesondere da die Dämpfungskraft abhängig von der Breite des zwischen dem Rand des Dämpfungselements und der Innenwand des Ventilgehäuses ausgebildeten Spaltes ist.

Aus der US 5,236,173 ist es bekannt, zwischen dem Ventilsitzkörper und einem Ventilsitzträger, an welchem der Ventilsitzkörper montiert ist, eine Dämpfungsfeder in Form einer Tellerfeder vorzusehen, um zu erreichen, daß der Ventilschließkörper an der an dem Ventilsitzkörper ausgebildeten Ventilsitzfläche weich anschlägt. Diese Art der Dämpfung hat jedoch den Nachteil, daß der Ventilsitzkörper nach dem Anschlagen des Ventilschließkörpers in Abspritzrichtung durchschwingt, während der Ventilschließkörper entweder stehenbleibt oder aufgrund der Impulsumkehr sich von dem Ventilsitzkörper entgegen der Abspritzrichtung zurückbewegt. Ventilpreller können deshalb bei dieser Bauform des Brennstoffeinspritzventils sogar noch in verstärktem Maße auftreten, so daß sich diese Art der Dämpfung nicht bewährt hat.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das Brennstoffeinspritzventil in befriedigender Weise entprellt ist. Des weiteren erfordert die elektromagnetische Dämpfungseinrichtung keine mechanisch beanspruchten Bauteile wie Druck- und Tellerfedern und benötigt keine Dämpfungsflüssigkeit. Des weiteren ist die Dämpfungseinrichtung temperaturstabil und ermöglicht eine variable Dämpfungskraft.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

In vorteilhafter Weise weist die Dämpfungseinrichtung eine Erregerspule zum Erzeugen eines Magnetfeldes und zumindest eine an der Ventilnadel angeordnete elektrisch leitende Induktionsschleife auf. Dadurch kann das für die Dämpfung erforderliche elektromagnetische Feld in einfacher Weise erzeugt werden. Außerdem kann die Dämpfungskraft direkt auf die Ventilnadel einwirken.

Vorteilhaft ist es, daß die Erregerspule auf ein Ventilgehäuse des Brennstoffeinspritzventils gewickelt ist, wobei das Ventilgehäuse hierfür eine umlaufende Nut aufweist. Dadurch ergibt sich eine fertigungstechnisch einfache Unterbringung der Erregerspule, bei der die Erregerspule gut geschützt und einfach auszuwechseln ist.

Vorteilhaft ist es ferner, daß die elektrische Leitfähigkeit der Induktionsschleife größer ist als die elektrische Leitfähigkeit der Ventilnadel. Dadurch erzeugt eine in der Induktionsschleife induzierte Ringspannung einen in der Induktionsschleife geführten elektrischen Induktionsstrom.

Vorteilhaft ist es auch, daß die Induktionsschleife von der Ventilnadel elektrisch isoliert ist. Dadurch wird die elektromotorische Kraft besonders gut ausgenützt.

Vorteilhaft ist es ferner, daß die Induktionsschleife hülsenförmig ausgebildet ist und die Ventilnadel abschnittsweise umschließt. Dadurch ergibt sich eine an die Geometrie des Brennstoffeinspritzventils angepaßte Form der Induktionsschleife, die außerdem eine einfache Befestigung an der Ventilnadel ermöglicht.

Vorteilhaft ist die axiale Länge der Induktionsschleife entlang der Ventilachse kleiner als die axiale Länge der Erregerspule entlang der Ventilachse. Dadurch wird eine größere Ringspannung in der Hülse induziert.

Vorteilhaft weist ein Steuergerät zur stromgeregelten Ansteuerung der Erregerspule und/oder des Aktors eine Stromregelung auf. Dadurch wird eine exakte, schnell reagierende Steuerung der auf die Ventilnadel einwirkenden Dämpfungskraft ermöglicht.

Vorteilhaft ist die Erregerspule zur Ausnützung des beim Zusammendrücken des Aktors entstehenden Verschiebungsstromes mit dem Aktor in Reihe geschaltet. Dadurch läßt sich die in dem Aktor gespeicherte Energie zum Dämpfen der Ventilnadel verwenden.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen auszugsweisen axialen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils, wobei das Brennstoffeinspritzventil nach innen öffnend ausgeführt ist;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Steuerung eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils;

Fig. 3 eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils;

Fig. 4 Diagramme zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils;

Fig. 5 einen Schaltplan für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils; und

Fig. 6 Diagramme zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt in einer auszugsweisen axialen Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil 1. Das Brennstoffeinspritzventil 1 dient insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff, insbesondere von Benzin, in einen Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine als sog. Benzindirekteinspritzventil. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist als innenöffnendes Brennstoffeinspritzventil 1 ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist ein Ventilgehäuse 2 und eine Abschlußplatte 3 auf. Im Ventilgehäuse 2 befindet sich ein mittels einer axial beweglichen Ventilnadel 4 betätigbarer Ventilschließkörper 5, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Ventilnadel 4 einteilig ausgebildet ist. Der Ventilschließkörper 5 ist kegelstumpfförmig sich in Abspritzrichtung verjüngend ausgebildet. Der Ventilschließkörper 5 wirkt mit einer an einem Ventilsitzkörper 6 ausgebildeten Ventilsitzfläche 7 zu einem Dichtsitz zusammen. Dabei ist der Ventilsitzkörper 6 im vorderen Teil des Ventilgehäuses 2 befestigt.

Auf einer inneren Anlagefläche 10, die an einem Vorsprung 11 des Ventilgehäuses 2 ausgebildet ist, liegt ein Anlageelement 12 auf. Dabei kann das Anlageelement 12 plastisch oder elastisch verformbar ausgebildet sein. Eine Zwischenplatte 13 ist durch ein Schraubenelement 14 im Innenraum 15 des Brennstoffeinspritzventils 1 befestigt. Dabei wird die Zwischenplatte 13 durch das Schraubenelement 14 gegen das Anlageelement 12 gepreßt, wodurch sich das Anlageelement 12 verformt. Um die dafür nötige Kraft aufzubringen, wird das Schraubenelement 14 in ein Innengewinde 15, das an der Innenseite des Ventilgehäuses 2 ausgebildet ist, eingeschraubt.

An der zuflußseitigen Stirnfläche 20 der Zwischenplatte 13 liegt ein piezoelektrischer Aktor 21 an, und an der dichtsitzseitigen Stirnfläche der Zwischenplatte 13 liegt eine Druckfeder 23 an. Dabei sind der Aktor 21 und die Druckfeder 23 von einer rohrförmigen Gehäusewand 24 umschlossen, wobei die rohrförmige Gehäusewand 24 Aussparungen 25a, 25b aufweist, durch welche die Zwischenplatte 13 ragt. Die rohrförmige Gehäusewand 24 ist mit einer zuflußseitigen Gehäuseplatte 25 und einer dichtsitzseitigen Gehäuseplatte 26 verbunden. Die rohrförmige Gehäusewand 24, die zuflußseitige Gehäuseplatte 25 und die dichtsitzseitige Gehäuseplatte 26 bilden zusammen ein Innengehäuse 24, 25, 26. Dabei wirkt der Aktor 21 über die zuflußseitige Gehäuseplatte 25 auf das Innengehäuse 24, 25, 26 und die Druckfeder 23 wirkt über die dichtsitzseitige Gehäuseplatte 26 auf das Innengehäuse 24, 25, 26 ein. An der dichtsitzseitigen Gehäuseplatte 26 ist die Ventilnadel 4 befestigt.

Der Brennstoff wird über eine Bohrung 30 in der Abschlußplatte 3 in den Innenraum 16 des Brennstoffeinspritzventils 1 geleitet. Von dort wird er über wenigstens eine Bohrung 31 in der Zwischenplatte 13 in Richtung des aus Ventilsitzfläche 7 und Ventilschließkörper 5 gebildeten Dichtsitzes geleitet. Bei Betätigung des Aktors 21 dehnt sich dieser aus, wodurch sich das Innengehäuse 24, 25, 26 in Richtung der Abschlußplatte 3 verschiebt und den an der Ventilnadel 4 befestigten Ventilschließkörper 5 von der Ventilsitzfläche 7 abhebt, wodurch sich der Dichtsitz öffnet. Über den entstandenen Spalt zwischen Ventilsitzfläche 7 und Ventilschließkörper 5 gelangt Brennstoff in einen Abspritzkanal 32, wodurch es zum Austritt von Brennstoff aus dem Brennstoffeinspritzventil 1 in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine kommt. Das Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 erfolgt über die Druckfeder 23, die entgegen dem Aktor 21 auf das Innengehäuse 24, 25, 26 einwirkt, wodurch sich das Innengehäuse 24, 25, 26 in Richtung des Ventilsitzkörpers 6 verschiebt und der Ventilschließkörper 5 der Ventilnadel 4 auf die Ventilsitzfläche 7 des Ventilsitzkörpers 6 verschoben wird. Dadurch schließt sich der aus Ventilsitzfläche 7 und Ventilschließkörper 5 gebildete Dichtsitz.

Die erfindungsgemäße elektromagnetische Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen der Bewegung der Ventilnadel 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus Hülsen 40a bis 40c und einer Erregerspule 41, die in einer umlaufenden Nut 42 auf das Ventilgehäuse 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 gewickelt ist, gebildet.

Um beim Öffnen des Brennstoffeinspritzventils 1 den Öffnungsquerschnitt zu begrenzen, wird die Bewegung der Ventilnadel 4 üblicherweise durch einen geeigneten Anschlag begrenzt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Begrenzung vereinfacht durch den Anschlag der zuflußseitigen Gehäuseplatte 25 an Anschlagelemente 43a, 43b dargestellt. Beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 schlägt der Ventilschließkörper 5 der Ventilnadel 4 an der Ventilsitzfläche 7 des Ventilsitzkörpers 6 an. Ohne eine erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung 40a bis 40c, 41 kommt es wegen des beim Öffnen bzw. Schließen vorhandenen Bewegungsimpulses zum Prellen der Ventilnadel 4, wodurch der Dichtsitz nicht mit einem konstanten Öffnungsquerschnitt geöffnet bzw. nicht abrupt geschlossen wird.

Das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung wird unten in der Beschreibung zu Fig. 3 erläutert. Um die Dämpfungskraft zu verstärken, sind die Hülsen 40a bis 40c gegen die Ventilnadel 4 und jeweils gegeneinander elektrisch isoliert. Diese Isolation kann z. B. durch einen Lack bzw. eine Oxidschicht erfolgen. Falls der Raum um die Hülsen 40a bis 40c mit Brennstoff gefüllt ist, kann eine geeignete Abdichtung der Hülsen gegen den Brennstoff vorgesehen werden. Alternativ dazu ist es möglich, die Hülsen 40a bis 40c aus einem Material zu fertigen, das eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist als die Ventilnadel 4.

In Fig. 2 ist ein Schaltdiagramm dargestellt, das vereinfacht die Beschaltung des Aktors 21 und der Erregerspule 41 darstellt. Zum Beaufschlagen des Aktors 21 mit einer elektrischen Steuerspannung sind elektrische Zuleitungen 50a, 50b in das Brennstoffeinspritzventil 1 an den Aktor 21 geführt. Außerdem sind elektrische Zuleitungen 50c, 50d in das Brennstoffeinspritzventil 1 an die Erregerspule 41 geführt. Die elektrischen Zuleitungen 50a bis 50d sind an ein Steuergerät 51 angeschlossen. Vorteilhaft ist es, wenn das Steuergerät 51 die Spule 41 stromgeregelt ansteuert, da dadurch der Spuleninduktivität 11 beim Ändern der Stromstärke I_L durch eine entsprechend hohe Spannung des Steuergeräts 51, die über die elektrischen Zuleitungen 50c, 50d an die Spule 41 geführt wird, entgegengewirkt werden kann. Um die elektrischen Zuleitungen 50a bis 50d und die Wicklung der Spule 41 vor thermischer Überlastung zu schützen, ist es außerdem sinnvoll, die Stromregelung strombegrenzt auszuführen. Durch das Steuergerät 51 ist es möglich, abhängig von den Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine den Aktor 21 und die Spule 41 aufeinander abgestimmt anzusteuern, um ein Prellen der Ventilnadel 4 zu verhindern.

In Fig. 3 ist eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Funktionsprinzips der Dämpfungseinrichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 dargestellt. Ein in der Erregerspule 41 fließender Strom I_L erzeugt ein radialsymmetrisches Magnetfeld B, das proportional zum Spulenstrom I_L ist. Durch die endliche Länge l_L der Spule 41 in axialer Richtung ergibt sich ein inhomogenes Magnetfeld B, wobei eine deutliche Änderung des Magnetfeldes B auf der Spulenachse 55 bei einer Ortsänderung in der Größenordnung der Länge l_L der Spule 41 vorhanden ist. In dem Magnetfeld B befindet sich eine Induktionsschleife 56, die den Rand einer nicht notwendigerweise ebenen Fläche A darstellt. Von den beiden Seiten der Fläche A läßt sich eine willkürlich als Außenseite definieren, wodurch eine Richtung 57 der Fläche A vorgegeben ist. Durch die Richtung 57 der Fläche A ist ein Umlaufsinn 58 der Induktionsschleife 56 gegeben. Das Magnetfeld B, das die Fläche A durchdringt, erzeugt einen magnetischen Fluß Φ durch die Induktionsschleife 56. Durch Ändern des Spulenstroms I_L und/oder durch Bewegen der Induktionsschleife 56 wird der magnetische Fluß Φ durch die Induktionsschleife 56 geändert. Nach dem Faradayschen Induktionsgesetz erzeugt eine zeitliche Änderung des magnetischen Flusses Φ, der durch die Induktionsschleife 56 fließt, in der Induktionsschleife 56 eine dem Umlaufsinn 58 der Induktionsschleife 56 entgegengesetzte elektrische Ringspannung, die proportional zur zeitlichen Änderung des magnetischen Flusses Φ ist. Die Ringspannung erzeugt in der Induktionsschleife 56 einen elektrischen Strom, der bei Zunahme des magnetischen Flusses Φ entgegen dem Umlaufsinn 58 gerichtet ist, wodurch ein magnetisches Feld B' erzeugt wird. Bei einer zeitlichen Zunahme (Abnahme) des magnetischen Flusses Φ ist das Magnetfeld B' in entgegengesetzter (gleicher) Richtung wie das Magnetfeld B orientiert. Bei entgegengesetzt gerichteten Magnetfeldern B, B' wird die Induktionsschleife 56 von der Erregerspule 41 abgestoßen, bei gleichgerichteten Magnetfeldern B, B' wird die Induktionsschleife 56 von der Erregerspule 41 angezogen.

Zusammenfassend wird bei einer Erhöhung des magnetischen Flusses Φ die Induktionsschleife 56 von der Erregerspule 41 abgestoßen und bei einer Verringerung des magnetischen Flusses Φ wird die Induktionsschleife 56 von der Erregerspule 41 angezogen. Die damit verbundene Kraft K₀ wird erfindungsgemäß zur Dämpfung der Ventilnadel 4 ausgenutzt.

In Fig. 4 sind Diagramme dargestellt, anhand derer die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 erläutert wird. Dabei ist an die Abszisse jeweils die Zeit t und an die Ordinaten sind die verschiedenen Betriebsgrößen des Brennstoffeinspritzventils 1 angetragen. Der Einfachheit halber wird im folgenden nur der Schließvorgang des Brennstoffeinspritzventils 1 betrachtet. Die Funktionsweise der Dämpfungseinrichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 kann dementsprechend auf den Öffnungsvorgang übertragen werden. Im geöffneten Zustand des Brennstoffeinspritzventils 1 ist der Aktor 21 bis zum Zeitpunkt t_a mit einer elektrischen Aktorspannung U_A beaufschlagt. Da die Aktorspannung U_A bis zum Zeitpunkt t_a konstant ist, bleibt auch die Lage der Ventilnadel 4 unverändert, was einem konstanten Ventilnadelhub h entspricht. Zum Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 wird die Aktorspannung U_A zum Zeitpunkt t_a bis zum Zeitpunkt t_b ausgehend vom Wert U_A (t_a) auf den Wert U_A (t_b) = 0 reduziert. Ab dem Zeitpunkt t_b ist der Aktor 21 abgeschaltet. Vom Zeitpunkt t_a bis zum Zeitpunkt t_b wird das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen, wodurch der Hub h der Ventilnadel 4 abnimmt. Bei einem ungedämpften Brennstoffeinspritzventil 1 kommt es zum Prellen der Ventilnadel 4, wodurch die Ventilnadel 4 aus dem Dichtsitz gehoben wird, was zusätzlichen Hubbewegungen 60a bis 60d entspricht.

Zum Zeitpunkt t₁, der auch kleiner gleich dem Zeitpunkt t_a sein kann, wird zum Dämpfen der Ventilnadel 4 der Strom i_L der Erregerspule 41 angeschaltet. Die beim Anschalten der Erregerspule 41 wirksame Dämpfungskraft ist dabei gegenüber der Aktorkraft des Aktors 21 vernachlässigbar. Im Zeitintervall t₂₃ wird durch die Erregerspule 41 ein konstantes Magnetfeld U erzeugt, so daß durch die Bewegung der Induktionsschleife 56, die durch die Hülsen 40a bis 40c gebildet ist, eine Dämpfung der Ventilnadel 4 erfolgt. Für den Hub h' der gedämpften Ventilnadel 4 ergibt sich daher ein Schließvorgang, der prellfrei verläuft und daher keine zusätzlichen Ventilnadelhübe 60a bis 60d aufweist. Im Zeitintervall t₃₄ wird der Strom I_L der Erregerspule 41 langsam reduziert, um keine Kraftspitzen auf die Ventilnadel zu übertragen.

In Fig. 5 ist eine alternative Schaltung zum Beschalten des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 dargestellt, in der die Erregerspule 41 zur Ausnutzung des beim Zusammendrücken des Aktors 21 entstehenden Verschiebungsstroms mit dem Aktor 21 in Reihe geschaltet ist. Für die Erregerspule 41 ist ein Ersatzschaltbild bestehend aus einer verlustfreien Induktivität L und einem Verlustwiderstand R_L dargestellt, während für den Aktor 21 ein Ersatzschaltbild bestehend aus einer verlustfreien Kapazität C und einem Verlustwiderstand R_A dargestellt ist.

Dabei ist zu beachten, daß beim Anlegen einer äußeren Spannung U durch die Induktivität L der Erregerspule 41 zunächst nur ein Teil der äußeren Spannung U auf den Aktor 21 einwirkt und sich die am Aktor 21 abfallende Spannung nur allmählich der äußeren Spannung U annähert. Die Zeitskala der Annäherung ist dabei aus dem Quotienten der Induktivität L der Erregerspule 41 und der Summe aus dem Aktorwiderstand R_A und dem Spulenwiderstand R_L gegeben. Beim Zusammendrücken des Aktors 21 ändert sich die Kapazität des Aktors 21, wodurch sich die auf den Aktor 21 aufgebrachte Ladung ändert und es dadurch zu einem elektrischen Verschiebungsstrom kommt. Da die bei einer Längenänderung des Aktors 21 auftretenden Ströme üblicherweise sehr groß sind, lassen sich mit der Erregerspule 41 entsprechend große Magnetfelder erzeugen.

Anhand der in Fig. 6 gezeigten Diagramme ist die Funktion der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung dargestellt, wenn diese wie in der Fig. 5 verschaltet ist. Zu diesem Ausführungsbeispiel wird das Öffnen des Brennstoffeinspritzventils 1 betrachtet. Das Funktionsprinzip kann jedoch auch auf das Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 übertragen werden. In den Diagrammen ist an der Abszisse jeweils die Zeit t angetragen.

Zum Öffnen des Brennstoffeinspritzventils 1 wird die Spannung U zum Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t₂ erhöht. Dadurch wächst der Hub h der Ventilnadel 4 an. Bei einem ungedämpften Brennstoffeinspritzventil 1 kommt es nach dem Öffnen des Brennstoffeinspritzventils 1 zu einem Prellen der Ventilnadel 4, wodurch zusätzliche Ventilnadelhübe 60a bis 60c auftreten. Dadurch wird der Induktionsstrom in der Induktionsschleife 56, d. h. in den Hülsen 40a bis 40c, erzeugt. Durch den Induktionsstrom I_ind wird die Ventilnadel 4 gedämpft. Der zeitliche Verlauf des Hubes h' der Ventilnadel 4 weist daher keine zusätzliche Ventilnadelhübe 60a bis 60c, die durch Prellen der Ventilnadel 4 entstehen, auf. Es kommt daher allenfalls zu einem schwach ausgebildeten zusätzlichen Ventilnadelhub 60e.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Insbesondere eignet sich die Erfindung auch für ein außenöffnendes Brennstoffeinspritzventil 1. Die Dämpfungseinrichtung muß nicht notwendigerweise direkt auf die Ventilnadel 4 einwirken und kann auch anders im Brennstoffeinspritzventil 1 angeordnet sein. An der Ventilnadel 4 kann statt einer Induktionsschleife 56 auch ein Permanentmagnet angeordnet sein, der zusammen mit der Erregerspule 41 eine elektromagnetische Dämpfungseinrichtung bildet. Die Induktionsschleife 56 kann statt durch Hülsen 40a-40c auch durch eine gewickelte Spule gebildet werden.

Claims (11)

1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (21), einem von dem Aktor (21) mittels einer Ventilnadel (4) betätigbaren Ventilschließkörper (5), der mit einer Ventilsitzfläche (7) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt und einer Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen der Bewegung der Ventilnadel (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (41, 56) elektromagnetisch arbeitet.

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (41, 56) eine Erregerspule (41) zum Erzeugen eines Magnetfeldes und zumindest eine an der Ventilnadel angeordnete, elektrisch leitende Induktionsschleife (56, 40a-40c) aufweist.

3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule (41) auf ein Ventilgehäuse (2) des Brennstoffeinspritzventils (1) gewickelt ist, wobei das Ventilgehäuse (2) hierfür eine umlaufende Nut (42) aufweist.

4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leitfähigkeit der Induktionsschleife (56, 40a-40c) größer ist als die elektrische Leitfähigkeit der Ventilnadel (4).

5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsschleife (56, 40a-40c) von der Ventilnadel (4) elektrisch isoliert ist.

6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsschleife (40a-40c) hülsenförmig ausgebildet ist und die Ventilnadel (4) abschnittsweise umschließt.

7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der hülsenförmigen Induktionsschleife (40a-40c) entlang der Ventilachse kleiner als die Länge der Erregerspule (41) entlang der Ventilachse ist.

8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsschleife (56) aus einer kurzgeschlossenen Induktionsspule besteht.

9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule (41) und/oder der Aktor (21) über ein Steuergerät (51) angesteuert sind.

10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (51) zur stromgeregelten Ansteuerung der Erregerspule (41) und/oder des Aktors (21) eine Stromregelung aufweist.

11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule (41) zur Ausnützung des beim Zusammendrücken des Aktors (21) entstehenden Verschiebungsstromes mit dem Aktor (21) in Reihe geschaltet ist.