DE4446269A1

DE4446269A1 - IC engine injection valve with guided needle

Info

Publication number: DE4446269A1
Application number: DE19944446269
Authority: DE
Inventors: Hermann-Josef Dr Ing Laumen; Gunter Dr Ing Guerich; Martin Dipl Ing Duesterhoeft
Original assignee: FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 1996-06-27

Abstract

The needle valve is guided axially in a guide (6) within the support (1) to open/close the fuel nozzle (5), the support defining a high-pressure chamber (11) at the end nearest the valve as against a control chamber (10.2) at the far end. Both chambers are connected to the high pressure supply, using a spring (9) in chamber (11) to hold the valve shut. The feed channel (13) serving the control chamber (12) is designed as an in-feed choke (16) and the outlet channel (17) from the chamber (12) is closed/opened by valve (19) and ports into a low-pressure offtake space (20). Choke (16) is constant, the chamber (12) outlet channel (17) mouth combining with the control valve (19) seal (18) to form a variable choke component. The section of the needle valve is identical in chamber (12) to where it enters the control chamber (12). A cylindrical orifice at the far end of the nozzle body forms the high-pressure chamber together with its inserted valve guide (6).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Einspritzventil für Verbrennungsmotore, insbesondere Dieselmotore.The invention relates to a fuel injection valve for internal combustion engines, especially diesel engines.

Bei Kraftstoff-Einspritzsystemen, bei denen die Kraft stoff-Einspritzventile aus einer als Druckspeicher wir kenden gemeinsamen Verteilerleiste (Common Rail) mit Kraftstoff gespeist werden, ist eine deutliche Trennung der Funktion "Druckerzeugung" einerseits und "Zumessung der Kraftstoffmenge" andererseits vorgesehen. Der Druck in der Verteilerleiste wird durch eine annähernd kontinu ierlich fördernde Pumpe aufrechterhalten. Die Kraftstoff zumessung erfolgt über eine direkte elektronische An steuerung der als Ventil ausgebildeten Einspritzdüse. Die erforderlichen hohen Einspritzraten sowie die hohen Einspritzdrücke bis zu 1.500 Bar stellen hohe Anforderun gen an die Kraftstoffventile.In fuel injection systems where the force fabric injectors from a we as a pressure accumulator kenden common distribution rail (Common Rail) with Fueling is a clear separation the function "pressure generation" on the one hand and "metering the fuel quantity "on the other hand. The pressure in the distribution bar is characterized by an approximately continuous maintain the pump. The fuel measurement takes place via a direct electronic connection Control of the injection nozzle designed as a valve. The required high injection rates as well as the high ones Injection pressures of up to 1,500 bar make high demands to the fuel valves.

Aus der DE-A-19 33 489 ist ein Kraftstoff-Einspritzventil bekannt, das eine Düsennadel aufweist, die über eine Feder in Schließstellung gehalten wird. Der Düsennadel ist auf der dem Hochdruck abgewandten Seite ein Steuer raum zugeordnet, der über eine feste Zulaufdrossel mit einer Hochdruckbohrung verbunden ist und der über eine mit einem Steuerventil versehene Ablauföffnung entlastet werden kann, so daß der düsenseitig anstehende Hochdruck die Düsennadel von ihrem Ventilsitz abhebt und der Kraft stoff durch die Düse in den Verbrennungsraum eintreten kann. Der Nachteil der aus dieser Druckschrift vorbe kannten Konstruktion besteht darin, daß sowohl der düsen seitige Hochdruckraum als auch der in Schließstellung der Düsennadel ebenfalls unter Hochdruck stehende Steuer raum jeweils über die Führungen der Düsennadel unmittel bar mit Räumen in Verbindung steht, die unter Niederdruck stehen. Hierdurch sind hydraulische Verluste und Leckagen unvermeidlich, da im Hinblick auf die erforderliche axiale Bewegbarkeit der Düsennadel eine vollständige Abdichtung der unter Hochdruck stehenden Räume gegenüber den anderen Räumen nicht möglich ist.From DE-A-19 33 489 is a fuel injection valve known, which has a nozzle needle, which has a Spring is held in the closed position. The nozzle needle is a tax on the side facing away from the high pressure assigned to the room with a fixed inlet throttle a high pressure hole is connected and the one discharge opening provided with a control valve is relieved can be, so that the high pressure on the nozzle side the nozzle needle lifts off its valve seat and the force enter the combustion chamber through the nozzle can. The disadvantage of vorbe from this publication Known construction is that both of the nozzles sided high pressure room as well as in the closed position the nozzle needle also under high pressure tax space directly over the guides of the nozzle needle bar is connected to rooms that are under low pressure stand. This causes hydraulic losses and leaks inevitable because of the necessary axial mobility of the nozzle needle a complete Sealing the rooms under high pressure the other rooms is not possible.

Ein ähnlich arbeitendes System ist aus der EP-B-0 262 539 bekannt. Auch bei diesem System grenzen jeweils die unter Hochdruck stehenden Räume an Räume an, die in Schließstellung unter Niederdruck stehen, wobei über das unvermeidliche Spiel der Düsennadelführung jeweils ein unmittelbarer Zugang vom jeweiligen Hochdruckraum zum benachbarten Niederdruckraum gegeben ist. Auch hier sind Leckagen unvermeidlich.A similar system is known from EP-B-0 262 539 known. In this system, too, the limits rooms under high pressure to rooms that are in Close position under low pressure, with over the inevitable game of the nozzle needle guide each direct access from the respective high pressure room to the neighboring low-pressure room. Here too leaks are inevitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoff- Einspritzventil zu schaffen, bei dem Leckageverluste nahezu vollständig eliminiert sind.The invention has for its object a fuel To create an injector with leakage losses are almost completely eliminated.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Einspritzventil mit einem Träger, in dem in einer Düsennadelführung eine Düsennadel axial verschiebbar geführt ist, durch die eine Kraftstoffdüse verschließ- und öffenbar ist, wobei die Düsennadelführung am düsenseitigen Ende einen Hochdruckraum und am anderen Ende einen Steuerraum be grenzt, und sowohl der Hochdruckraum als auch der Steuer raum über Zuleitungskanäle mit der Hochdruck-Kraftstoffzu fuhr verbunden sind, wobei im Hochdruckraum eine Düsen nadelfeder angeordnet ist, die die Düsennadel in Schließ stellung hält, und wobei der Zuleitungskanal zum Steuer raum als Zulaufdrossel ausgebildet ist, wobei ferner der Steuerraum mit einem Abflußkanal versehen ist, der über ein ansteuerbares Ventil verschließ- und öffenbar ist und der in einen Niederdruckabflußraum mündet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Düsennadel in einer Düsennadelführung gehalten wird, die jeweils an ihren beiden Enden in einen Hochdruckraum mündet, nämlich den düsenseitigen Hochdruckraum und den Steuerraum. Bei geschlossenem Einspritzventil kann aus dem düsenseiti gen Hochdruckraum in den Steuerraum kein Kraftstoff abfließen, wobei aus dem Steuerraum seinerseits, der über ein entsprechendes Ventil dicht geschlossen ist, ebenfalls kein Kraftstoff abfließen kann. Lediglich während der kurzen Öffnungszeiten des Einspritzventils herrscht im Steuerraum ein geringerer Druck. Die hierbei über die Düsennadelführung auftretende Leckage aus dem Hochdruckraum in den Steuerraum ist jedoch vernachlässig bar klein.This problem is solved by an injection valve with a carrier in which in a nozzle needle guide a nozzle needle is guided axially displaceably a fuel nozzle can be closed and opened, the nozzle needle guide at the nozzle end High pressure room and at the other end a control room borders, and both the high pressure room and the tax space via supply ducts with the high pressure fuel supply drove connected, with a nozzle in the high pressure room needle spring is arranged, which closes the nozzle needle holds position, and the supply channel to the control Space is designed as an inlet throttle, and further the control room is provided with a drainage channel that Can be closed and opened via a controllable valve is and which opens into a low pressure discharge space. These Arrangement has the advantage that the nozzle needle in one Nozzle needle guide is held, each on their ends in a high pressure chamber, namely the high pressure chamber on the nozzle side and the control room. When the injector is closed, the nozzle side can No fuel in the high-pressure room into the control room drain, whereby from the control room in turn, the is tightly closed via a corresponding valve, also no fuel can drain. Only during the short opening times of the injector there is less pressure in the control room. The one here Leakage from the nozzle needle guide High pressure room in the control room is negligible bar small.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Zulaufdrossel als Konstantdrossel ausgebildet. Hierdurch ist gewährleistet, daß beim Öffnen des Steuerraums über das Steuerventil die im Steuerraum enthaltene geringe Kraftstoffmenge schnell abfließen kann, während der erneute Zufluß aus den unter Hochdruck stehenden Zulei tungskanälen erheblich reduziert ist. Sobald jedoch das Steuerventil schließt, baut sich im Steuerraum wieder der Hochdruck auf, so daß die Kraft der Düsennadelfeder ausreicht, um den Zulauf zu den Einspritzdüsen ventil artig zu schließen. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Volumen des Steuerraums gerade so bemessen ist, daß der maximale Düsennadelhub möglich ist.In an advantageous embodiment of the invention Inlet throttle designed as a constant throttle. Hereby ensures that when opening the control room over the control valve the low contained in the control room Amount of fuel can drain quickly during the another inflow from the high pressure inlet channels is significantly reduced. However, as soon as the control valve closes, rebuilds in the control room the high pressure on, so that the force of the nozzle needle spring sufficient to valve the inlet to the injectors good to close. It is particularly advantageous here if the volume of the control room just sized is that the maximum nozzle needle stroke is possible.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Mündung des Ablaufkanals des Steuer raums zusammen mit dem Ventilkörper des Steuerventils eine variable Drossel bildet. Hierdurch ist es möglich, die Einspritzrate nicht nur über die Öffnungszeit der Düsennadel sondern auch über den Öffnungshub zu verändern.In an advantageous embodiment of the invention is also provided that the mouth of the drain channel of the tax room together with the valve body of the control valve forms a variable throttle. This makes it possible the injection rate not only over the opening time of the Nozzle needle but also to change the opening stroke.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kraftstoffdüse an einem Düsenkör per angeordnet ist, der an seinem der Kraftstoffdüse abgekehrten Ende eine vorzugsweise zylindrische Ausneh mung aufweist, die den Hochdruckraum bildet und in die die Düsennadelführung eingesetzt ist. Hierdurch ist eine kostengünstige Herstellung und eine schlanke Bau weise des Einspritzventils möglich.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the fuel nozzle on a nozzle body is arranged by the at its the fuel nozzle opposite end a preferably cylindrical Ausneh Mung that forms the high pressure space and in the the nozzle needle guide is inserted. This is an inexpensive manufacture and a lean construction possible of the injection valve.

In zweckmäßiger weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Düsennadelführung auf ihrer Außenfläche mit wenigstens einer in Längsrichtung verlau fenden Nut versehen ist, die zusammen mit der Wandung der zylindrischen Ausnehmung einen Zuleitungskanal bildet. Hierdurch ergeben sich erhebliche bearbeitungstechnische Vereinfachungen, da anstatt zylindrischer Bohrungen in dünnwandigen Bauteilen lediglich offene Nuten in den die Düsennadelführung bildenden Körper eingearbeitet zu werden brauchen.In an expedient further embodiment of the invention it is provided that the nozzle needle guide on her Outer surface with at least one in the longitudinal direction fenden groove is provided, which together with the wall the cylindrical recess forms a supply channel. This results in considerable processing technology Simplifications because instead of cylindrical holes only thin grooves in thin-walled components the body forming the nozzle needle guide incorporated need to be.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Steuerraum einerseits durch das konisch zulaufende Ende der Düsennadel und anderer seits durch ein Einsatzelement mit einer entsprechenden konischen Vertiefung begrenzt wird, die in den Ablauf kanal ausmündet. Durch die konische Form des Steuerraumes bildet dieser einen "hydraulischen Anschlag" bei Druck entlastung, so daß beim Schließen des Ventils die Düsen nadel sich löst und ein zuverlässiger Druckaufbau im Steuerraum gewährleistet ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Einsatzelement einen umlaufenden Dichtkragen aufweist, der als Anlage- und Dichtfläche einerseits für den Düsenkörper und andererseits für das Gehäuse dient. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Düsennadelführung und das Einsatzelement einstückig stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Hierdurch ergibt sich eine einwandfreie Zentrierung für die Düsen nadel, wobei über den Kragen des Einsatzelementes wiederum eine exakt auszurichtende Anlagefläche für das Düsengehäu se und damit eine exakte Ausrichtung der Düsennadel in bezug auf das Düsengehäuse gewährleistet ist. In a further advantageous embodiment of the invention it is envisaged that the control room on the one hand the tapered end of the nozzle needle and others on the one hand by an insert element with a corresponding conical depression is limited in the drain channel opens out. Due to the conical shape of the control room this forms a "hydraulic stop" under pressure Relief, so that the nozzles when closing the valve needle loosens and a reliable pressure build-up in the Control room is guaranteed. It is particularly useful it if the insert element has a circumferential sealing collar has that as a contact and sealing surface on the one hand for the nozzle body and on the other hand for the housing serves. It is particularly useful here if the Nozzle needle guide and the insert element in one piece are cohesively connected. Hereby the nozzles are perfectly centered needle, in turn over the collar of the insert element a precisely aligned contact surface for the nozzle housing se and thus an exact alignment of the nozzle needle in relation to the nozzle housing is guaranteed.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Merk malen der Unteransprüche angegeben.Further advantageous configurations are in the Merk paint the subclaims.

Die Erfindung wird anhand schematischer Ausführungsbei spiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated by means of a schematic embodiment games explained. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Einspritz ventil, Fig. 1 shows a longitudinal section through an injection valve,

Fig. 2 eine vergrößerte Teildarstellung des Steuerraumbereiches der Ausführungsform gem. Fig. 1, Fig. 2 is an enlarged partial view of the control room area of the embodiment according to. Fig. 1

Fig. 3 eine Ausführungsform mit einer piezo hydraulischen Ansteuerung des Steuer ventils. Fig. 3 shows an embodiment with a piezo-hydraulic control of the control valve.

Das in Fig. 1 in einem Längsschnitt dargestellte Kraft stoff-Einspritzventil besteht im wesentlichen aus einem Träger 1, mit dem ein Düsenkörper 2 über eine Überwurfmutter 3 fest verbunden ist, der an seinem freien Ende 4 mit wenigstens einer, im Schnitt hier nicht sichtbaren Düsenöffnung 5 versehen ist. Im Düsenkörper 2 ist eine Düsennadelführung 6 angeordnet, in der eine Düsennadel 7 axial verschiebbar geführt ist. Die Düsennadel 7 ist an ihrem der Düsenöffnung 5 zugekehrten Ende 8 als Ventilkörper ausgebildet und wirkt zusammen mit einem entsprechend ausgebildeten Sitz im Inneren des Düsenkör pers 2 als Einspritzventil, durch das die Düsenöffnung 5 von der Kraftstoffzufuhr abgesperrt wird. Über eine Düsennadelfeder 9 wird die Düsennadel 7 in Schließstel lung gehalten.The fuel injection valve shown in Fig. 1 in a longitudinal section consists essentially of a carrier 1 , with which a nozzle body 2 is fixedly connected via a union nut 3 , which at its free end 4 with at least one nozzle opening, not visible in section here 5 is provided. In the nozzle body 2 , a nozzle needle guide 6 is arranged, in which a nozzle needle 7 is guided axially. The nozzle needle 7 is formed at its the nozzle opening 5 facing end 8 as a valve body and cooperates with a correspondingly formed seat in the interior of Düsenkör pers 2 as an injection valve, by which the nozzle opening 5 is shut off from the fuel supply. Via a nozzle needle spring 9 , the nozzle needle 7 is held in the closed position.

Der Düsennadelführung 6 ist auf ihrem düsenseitigen Ende 10.1 ein Hochdruckraum 11 und an ihrem anderen Ende 10.2 ein Steuerraum 12 zugeordnet. Der Hochdruckraum 11 steht über einen Zuleitungskanal 13 mit der Hochdruck kraftstoffzufuhr in Verbindung. Im Bereich der Düsen nadelführung 6 mündet der Zuleitungskanal 13 in einen. Ringraum 14 ein, mit dem der Hochdruckraum 11 über Nuten 15 am Außenumfang der Düsennadelführung 6 verbunden ist.The nozzle needle guide 6 is assigned a high-pressure chamber 11 on its nozzle-side end 10.1 and a control chamber 12 on its other end 10.2 . The high-pressure chamber 11 is connected to the high-pressure fuel supply via a supply duct 13 . In the area of the nozzle guide 6 , the feed channel 13 opens into one. Annular space 14 with which the high-pressure space 11 is connected via grooves 15 on the outer circumference of the nozzle needle guide 6 .

Der Steuerraum 12 steht über eine Drosselöffnung 16 mit dem Zuleitungskanal 13 in Verbindung, so daß im Hochdruckraum 11 und im Steuerraum 12 Hochdruck herrscht, wenn die Düsennadel 7 sich in Schließstellung befindet. Der Steuerraum 12 ist mit einem Abflußkanal 17 versehen, der über den Schließkörper 18 eines ansteuerbaren Steuer ventils 19 verschließbar ist. Der Abflußkanal 17 mündet hierbei in einen Niederdruckabflußraum 20, der über eine Rückflußleitung 21 mit der Kraftstoffversorgung in Verbindung steht.The control chamber 12 is connected to the supply duct 13 via a throttle opening 16 , so that high pressure prevails in the high-pressure chamber 11 and in the control chamber 12 when the nozzle needle 7 is in the closed position. The control chamber 12 is provided with a drain channel 17 which can be closed via the closing body 18 of a controllable control valve 19 . The discharge channel 17 opens into a low-pressure discharge space 20 which is connected to the fuel supply via a return line 21 .

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steuerventil 19 hydraulisch ansteuerbar. Der Verschluß körper 18 ist hierbei mit einem Kolben 22 verbunden, auf den eine Andruckfeder 23 wirkt. Auf der der Andruck feder 23 abgekehrten Seite ist dem Kolben 22 ein Vorsteuer raum 24 zugeordnet, der über eine Zuführung 25 mit einer Vorsteuerdruckversorgung 26 in Verbindung steht. Die Andruckfeder 23 ist in einem Raum 27 angeordnet, der über eine Ausgleichsleitung 28 mit der Abflußleitung 21 in Verbindung steht, so daß bei einer Betätigung des Kolbens 22 gegen die Kraft der Andruckfeder die im Raum 27 durch Leckvorgänge enthaltenen Flüssigkeits mengen abfließen können.In the exemplary embodiment shown here, the control valve 19 can be controlled hydraulically. The closure body 18 is connected to a piston 22 on which a pressure spring 23 acts. On the side facing away from the pressure spring 23 , the piston 22 is assigned a pilot control chamber 24 which is connected to a pilot pressure supply 26 via a feed 25 . The pressure spring 23 is arranged in a space 27 , which is connected to the drain line 21 via a compensating line 28 , so that when the piston 22 is actuated against the force of the pressure spring, the liquid contained in the space 27 can leak through leakage processes.

Das Einspritzventil arbeitet wie folgt: Im Ruhezustand wird die Düsennadel 7 durch die Düsennadelfeder in Schließ stellung gehalten, d. h. durch den Ventilkörper 8 wird die Düsenöffnung verschlossen. Der Hochdruckraum 11 steht über den Zuleitungskanal 13 mit der Hochdruckkraft stoffzufuhr in Verbindung und ist mit Kraftstoff gefüllt. The injection valve works as follows: In the idle state, the nozzle needle 7 is held in the closed position by the nozzle needle spring, ie the nozzle opening 8 is closed by the valve body. The high-pressure chamber 11 is connected to the high-pressure fuel supply via the supply duct 13 and is filled with fuel.

Da der Steuerraum 12 über die Drossel 16 ebenfalls mit dem Zuleitungskanal 13 in Verbindung steht, ist auch der Steuerraum 12 mit Kraftstoff gefüllt, wobei in beiden Räumen der gleiche Druck herrscht. Der Steuerraum 12 ist über den Verschlußkörper 18 des Steuerventils 19 dicht geschlossen. Eine Leckage zwischen den unter Hoch druck stehenden Räumen 11 und 12 und dem Niederdruckab flußraum 20 ist damit mit Sicherheit ausgeschlossen.Since the control chamber 12 is also connected to the supply duct 13 via the throttle 16 , the control chamber 12 is also filled with fuel, the pressure in both rooms being the same. The control chamber 12 is tightly closed via the closure body 18 of the control valve 19 . A leakage between the high pressure rooms 11 and 12 and the Niederdruckab flow space 20 is thus excluded with certainty.

Zur Betätigung des Einspritzventils wird über die Steuer druckleitung 25 der Vorsteuerraum 24 mit einem entspre chenden Druck beaufschlagt, so daß der Kolben 22 gegen den Druck der Feder 23 verschoben wird und damit der Verschlußkörper 18 die Öffnung des Abflußkanals 17 frei gibt und die geringe Kraftstoffmenge aus dem Steuerraum 12 in den Niederdruckraum 20 abfließen kann. Hierdurch erfolgt eine Druckabsenkung im Steuerraum 12, so daß der Kraftstoffdruck im Hochdruckraum 11 die Düsennadel 7 gegen den Druck der Düsennadelfeder 9 verschiebt, so daß die Düsenöffnung freigegeben wird und der Kraft stoff aus dem Hochdruckraum 11 in den Verbrennungsraum eintreten kann. Sobald der Steuerdruck zurückgenommen wird, drückt die Feder 23 den Verschlußkörper 18 gegen die Öffnung des Abflußkanals 17. Dadurch kann sich über die Drossel 16 im Steuerraum wieder Hochdruck einstellen, so daß zwischen dem Hochdruckraum 11 und dem Steuerraum 12 wieder Druckgleichheit entsteht und die Düsennadel 7 durch die Düsennadelfeder 9 in Schließstellung vorge schoben werden kann. Da der Steuerraum 12 nur ein ganz geringes Volumen aufweist, ist eine hohe Ansprechgeschwin digkeit der Düsennadel sowohl in Öffnungsrichtung als auch in Schließrichtung gegeben. Die Drosselwirkung zwischen der Bohrung der Düsennadelführung einerseits und der Düsennadel selbst bei geöffnetem Einspritzventil ist hierbei so groß, daß praktisch keine Leckage über diesen Weg zwischen dem Hochdruckraum 11 einerseits und dem Steuerraum 12 andererseits stattfindet. For actuating the injection valve via the control pressure line 25 of the pilot chamber 24 with a entspre sponding pressure is applied, so that the piston 22 is displaced against the pressure of spring 23 and thus the closing body 18 opens the opening of the discharge duct 17 free and the small amount of fuel from the control chamber 12 can flow into the low pressure chamber 20 . This results in a pressure drop in the control chamber 12 so that the fuel pressure shifts in the high-pressure chamber 11, the nozzle needle 7 against the pressure of the nozzle needle spring 9, so that the nozzle opening is released and the fuel from the high-pressure chamber 11 into the combustion chamber to enter can. As soon as the control pressure is withdrawn, the spring 23 presses the closure body 18 against the opening of the drain channel 17 . As a result, high pressure can be set again via the throttle 16 in the control chamber, so that pressure equilibrium again arises between the high-pressure chamber 11 and the control chamber 12 and the nozzle needle 7 can be pushed into the closed position by the nozzle needle spring 9 . Since the control chamber 12 has only a very small volume, the nozzle needle has a high response speed both in the opening direction and in the closing direction. The throttling effect between the bore of the nozzle needle guide on the one hand and the nozzle needle even with the injector open is so great that practically no leakage takes place between the high pressure chamber 11 on the one hand and the control chamber 12 on the other hand.

Wie aus der Darstellung gem. Fig. 1 ersichtlich, ist die Düsenführung 6 einstückig-stoffschlüssig mit einem Einsatzelement 29 verbunden, das auf seiner Außenseite mit einem umlaufenden Dichtkragen 30 versehen ist. Das Einsatzelement 29 bildet hierbei die Führung für den Verschlußkörper 18 des Steuerventils 19 und trägt anderer seits den Abflußkanal 17 und den konischen Steuerraum 12. Der Dichtkragen 30 dient gleichzeitig als Dichtplatte zwischen dem Düsenkörper 2 und der Stirnfläche des Trä gers 1, so daß eine genaue Zentrierung über die das Einsatzelement 29 aufnehmende Bohrung im Träger 1 einer seits und die als Führung dienende Bohrung in der Düsen nadelführung und dem Düsenkörper 2 andererseits gewähr leistet ist, vorausgesetzt, daß jeweils die Stirnflächen des Dichtkragens 30, des Trägers 1 und des Düsenkörpers 2 exakt zur jeweiligen Längsachse des betreffenden Körpers gefertigt sind. Das Einsatzelement 29 ist in die Aufnahme bohrung im Träger 1 mit einer Dichtung 31 eingesetzt, wobei durch diese Dichtung jedoch lediglich der zeitweise im Raum 24 anstehende Steuerdruck einerseits und im übrigen der Raum 24 gegenüber dem Niederdruckraum 20 abzudichten ist. Durch die einteilig-stoffschlüssige Ausführung ist lediglich durch den Dichtkragen 30 eine Abdichtung gegen Hochdruck zu bewirken.As shown in the illustration Fig. 1, the nozzle guide is integrally 6-cohesively connected to an insert member 29 which is provided on its outer side with an encircling sealing collar 30. The insert element 29 forms the guide for the closure body 18 of the control valve 19 and on the other hand carries the drain channel 17 and the conical control chamber 12 . The sealing collar 30 also serves as a sealing plate between the nozzle body 2 and the end face of the Trä gers 1 , so that a precise centering on the insert element 29 receiving bore in the carrier 1 on the one hand and the guide bore in the nozzle needle guide and the nozzle body 2nd on the other hand, is guaranteed, provided that the end faces of the sealing collar 30 , the carrier 1 and the nozzle body 2 are made exactly to the respective longitudinal axis of the body in question. The insert element 29 is inserted into the receiving bore in the carrier 1 with a seal 31 , this seal, however, only being used to seal the control pressure which is occasionally present in the space 24, on the one hand, and the rest of the space 24 with respect to the low-pressure space 20 . Due to the one-piece, integral design, sealing against high pressure can only be achieved by the sealing collar 30 .

Wie aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 2 ersichtlich, weist der Steuerraum 12 eine konische Grundform auf, die zum einen durch das konisch zulaufende Ende 7.1 der Düsennadel 7 und zum anderen durch eine konische Gegenfläche 12.1 am Einsatzteil 29 begrenzt ist. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß der Konuswinkel des Düsennadelendes 7.1 kleiner ist als der Konuswinkel der Gegenfläche 12.1. Wird nun der Verschlußkörper 18 geöffnet und sinkt der Druck im Steuerraum durch Abfluß des Mediums über den Abflußkanal 17, dann bewegt sich die Düsennadel 7 aus ihrer gezeigten Schließstellung in Richtung des Pfeiles 37 in ihre Öffnungsstellung. As can be seen from the enlarged illustration in FIG. 2, the control chamber 12 has a conical basic shape which is delimited on the one hand by the conically tapering end 7.1 of the nozzle needle 7 and on the other hand by a conical counter surface 12.1 on the insert part 29 . The arrangement is such that the cone angle of the nozzle needle end 7.1 is smaller than the cone angle of the counter surface 12.1 . If the closure body 18 is now opened and the pressure in the control chamber drops due to the outflow of the medium via the outflow channel 17 , the nozzle needle 7 moves from its shown closed position in the direction of arrow 37 into its open position.

Hierbei kann die Spitze des Düsennadelendes an der End kante 12.2 des Abflußkanals 17 nur-in Linienberührung zur Anlage kommen. Der dann verbleibende geringe Frei raum zwischen den beiden konischen Flächen gewährleistet nach dem Schließen des Verschlußkörpers 18 einen schnellen Druckaufbau im Steuerraum 12 und damit ein zuverlässiges Lösen der Düsennadel 7 und somit ein schnelles und zuver lässiges Schließen der Düsenöffnungen 5. Da die hydrau lisch wirksamen Querschnittsflächen der Düsennadel am Ende und am steuerraumseitigen Ende gleich groß sind, ergibt sich auch eine definierte, nur durch die Schließ feder vorgegebene Kraft zur Bewegung der Düsennadel.Here, the tip of the nozzle needle end at the end edge 12.2 of the drain channel 17 can only come into contact with the line. The then remaining small free space between the two conical surfaces ensures a rapid build-up of pressure in the control chamber 12 after closing the closure body 18 and thus a reliable release of the nozzle needle 7 and thus a quick and reliable closing of the nozzle openings 5th Since the hydrau lic effective cross-sectional areas of the nozzle needle are the same size at the end and at the control chamber end, there is also a defined, only by the closing spring force to move the nozzle needle.

Das beschriebene Einspritzventil ist hinsichtlich seiner Ansteuerung nicht auf die vorbeschriebene hydraulische Ansteuerung beschränkt. Der Verschlußkörper 18 kann auch mechanisch, elektromechanisch, d. h. über Elektro magneten oder auch über piezoelektrische Systeme erfolgen. In Fig. 3 ist in einem Teilschnitt eine derartige piezo elektrische Ansteuerung mit hydraulischer Übersetzung dargestellt. Die Ausbildung des Steuerventils 19 ent spricht der Ausbildung des anhand von Fig. 1 und 2 be schriebenen Einspritzventils. Auch hier ist dem Raum 24 eine Zuleitung 25.1 zugeordnet, die jedoch hier nicht mit einer externen Drucksteuerungseinheit in Verbindung steht, sondern in einen Druckraum 32 mündet. Der Druck raum 32 steht unter Zwischenschaltung eines Rückschlag ventils 33 mit der Ablaufleitung 28 in Verbindung. Der Druckraum 32 ist hierbei durch eine Membran 34 abge schlossen, die mit einem piezoelektrischen Aktuator 35 in Verbindung steht. Bei einer Betätigung des Aktua tors wird die Membran 34 in Richtung auf die Einspritz düse verformt, so daß das Flüssigkeitsvolumen aus dem Druckraum 32 über die Zuleitung 25.1 in den Raum 24 eingedrückt und hierdurch über den Kolben 22 der Ver schlußkörper 18 von der Öffnung des Abflußkanals 17 abgehoben wird, so daß der Steuerraum 12 entlastet wird. The control of the injector described is not limited to the hydraulic control described above. The closure body 18 can also be done mechanically, electromechanically, ie via electro magnets or via piezoelectric systems. In Fig. 3 such a piezoelectric control with hydraulic translation is shown in a partial section. The design of the control valve 19 ent speaks the design of the injector be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here too, a supply line 25.1 is assigned to the space 24 , which, however, is not connected to an external pressure control unit here, but rather opens into a pressure space 32 . The pressure chamber 32 is interposed with a check valve 33 with the drain line 28 in connection. The pressure chamber 32 is closed abge by a membrane 34 which is connected to a piezoelectric actuator 35 . When the actuator is actuated, the membrane 34 is deformed in the direction of the injection nozzle, so that the liquid volume from the pressure chamber 32 is pressed into the space 24 via the feed line 25.1 and thereby via the piston 22 of the closure body 18 from the opening of the drainage channel 17 is lifted off, so that the control chamber 12 is relieved.

Durch Inaktivieren dem piezoelektrischen Aktuators 35 wird die Membran 34 wieder zurückgenommen, so daß der Verschlußkörper unter dem Einfluß der Feder 23 wieder in seine Schließstellung verschoben wird. Durch die Anordnung des Rückschlagventils 33 ist sichergestellt, daß der Druckraum 32 immer mit Flüssigkeit, hier Kraft stoff, gefüllt ist.By deactivating the piezoelectric actuator 35 , the membrane 34 is withdrawn again, so that the closure body is moved back into its closed position under the influence of the spring 23 . The arrangement of the check valve 33 ensures that the pressure chamber 32 is always filled with liquid, here fuel.

Während für ein Einspritzventil in der Ausführung gem. Fig. 1 zu jedem Einspritzventil eine Druckleitung ver legt werden muß, die mit einer entsprechend angesteuerten Druckerzeugereinrichtung in Verbindung steht, bietet die Ausführungsform gem. Fig. 3 den Vorteil, daß jedes Einspritzventil für sich elektrisch ansteuerbar ist und damit direkt an ein elektronisches Motorsteuersystem angeschlossen werden kann.While for an injection valve in the execution acc. Fig. 1 for each injector, a pressure line must be placed ver, which is connected to a correspondingly controlled pressure generating device, the embodiment according to. Fig. 3 has the advantage that each injection valve is electrically controllable by itself and can therefore be connected directly to an electronic engine control system.

Claims

1. Fuel injection valve for internal combustion engines, in particular diesel engines, with a carrier ( 1 ) in which a nozzle needle ( 7 ) is axially displaceably guided in a nozzle needle guide ( 6 ), through which a fuel nozzle ( 5 ) can be closed and opened, The nozzle needle guide ( 6 ) delimits a high-pressure chamber ( 11 ) at the nozzle-side end ( 10.1 ) and a control chamber ( 12 ) at the other end ( 10.2 ), and both the high-pressure chamber ( 11 ) and the control chamber ( 12 ) via supply channels ( 13 ) are connected to the high-pressure fuel supply, a nozzle needle spring ( 9 ) being arranged in the high-pressure chamber ( 11 ), which holds the nozzle needle ( 7 ) in the closed position and the supply duct to the control chamber ( 12 ) being designed as an inlet throttle ( 16 ), the control chamber also ( 12 ) is provided with a discharge channel ( 17 ) which can be closed and opened via a controllable valve ( 19 ) and which flows into a low-pressure discharge space ( 20 ) flows.

2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the inlet throttle ( 16 ) is designed as a constant throttle.

3. Fuel injection valve according to claim 1 or 2, characterized in that the mouth of the drain channel ( 17 ) of the control chamber ( 12 ) together with the United closure body ( 18 ) of the control valve ( 19 ) forms a variable throttle.

4. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cross section of the nozzle needle ( 7 ) in the high-pressure chamber ( 11 ) and the cross section of the end of the nozzle projecting into the control chamber are the same needle.

5. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fuel nozzle ( 5 ) is arranged on a nozzle body ( 2 ) which has a preferably cylindrical recess at its end remote from the fuel nozzle ( 5 ), which has the high-pressure chamber ( 11 ) forms and into which the nozzle needle guide ( 6 ) is inserted.

6. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the nozzle needle guide ( 6 ) is provided on its outer surface with at least one longitudinally extending groove ( 15 ) which together with the wall of the cylindrical recess of the nozzle body ( 2 ) forms part of the supply channel ( 13 ).

7. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the nozzle body ( 2 ) by means of a union nut ( 3 ) is attached to the carrier ( 1 ).

8. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the control chamber ( 12 ) on the one hand by the conically tapering end of the nozzle needle ( 7 ) and on the other hand by a conical deep counter surface ( 12.1 ) is limited, which in the Drain channel ( 17 ) opens out.

9. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cone angle of the nozzle needle end ( 7.1 ) is smaller than the cone angle of the counter surface ( 12.1 ).

10. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the control chamber ( 12 ) is arranged in an insert element ( 29 ).

11. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that the insert element ( 29 ) has a circumferential sealing collar ( 30 ) which on the one hand ( 2 ) and for the carrier ( 1 ) as a contact and sealing surface for the nozzle body on the other hand.

12. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 11, characterized in that the nozzle needle guide ( 6 ) and the insert element ( 29 ) are integrally connected to one another.

13. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 12, characterized in that the sealing collar ( 30 ) is integrally-integrally connected to the nozzle needle guide ( 6 ) and the insert element ( 29 ) forming the body.

14. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 13, characterized in that the insert element ( 29 ) on its end remote from the control chamber ( 12 ) has a peg-shaped extension which is aligned axially in alignment with the nozzle needle ( 7 ) and in which coaxial the outlet channel ( 17 ) runs to the nozzle needle ( 7 ), and that the control valve ( 19 ) is inserted in a recess arranged coaxially to the peg-shaped extension in the carrier ( 1 ).

15. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 14, characterized in that the control valve ( 19 ) is held in the closed position by a closing spring ( 23 ) and by controllable electromagnetic and / or hydraulic and / or piezoelectric and / or piezoelectric-hydraulic Force action can be opened.