EP0952333A2 - Fuel injector for fuel injection systems - Google Patents

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EP0952333A2
EP0952333A2 EP99106924A EP99106924A EP0952333A2 EP 0952333 A2 EP0952333 A2 EP 0952333A2 EP 99106924 A EP99106924 A EP 99106924A EP 99106924 A EP99106924 A EP 99106924A EP 0952333 A2 EP0952333 A2 EP 0952333A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
nozzle needle
piezo stack
injection valve
pressure
Prior art date
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Granted
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EP99106924A
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German (de)
French (fr)
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EP0952333B1 (en
EP0952333A3 (en
Inventor
Karl-Heinz Hoffmann
Heinz Öing
Gregor Dr. Renner
Reinhard Fischer
Günter Vogt
Jens-Peter Wobbe
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Erphi-Electronic GmbH
P & S Prototypen und Sondermaschinen Entwicklu
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
P & S Prototypen und Sondermaschinen Entwicklungsgesellschaft Mbh
ERPHI ELECTRONIC GmbH
Erphi-Electronic GmbH
P & S
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by P & S Prototypen und Sondermaschinen Entwicklungsgesellschaft Mbh, ERPHI ELECTRONIC GmbH, Erphi-Electronic GmbH, P & S, DaimlerChrysler AG filed Critical P & S Prototypen und Sondermaschinen Entwicklungsgesellschaft Mbh
Publication of EP0952333A2 publication Critical patent/EP0952333A2/en
Publication of EP0952333A3 publication Critical patent/EP0952333A3/en
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Publication of EP0952333B1 publication Critical patent/EP0952333B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/002—Arrangement of leakage or drain conduits in or from injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic

Definitions

  • the invention relates to an injection valve for fuel injection systems according to the kind defined in the preamble of claim 1.
  • a generic injection valve is known from DE 195 19 191 C2.
  • the disadvantage here is that the actuating force for the nozzle needle decreases when the path is translated.
  • DE 195 00 706 A1 discloses a fuel injection valve for internal combustion engines, which has a hydraulic displacement amplifier for converting an actuating path of a piezoelectric actuator. With this valve there are fluid supply and discharge Channels separated from one another, wherein the fluid is guided into an annular space through a channel arranged in the valve housing.
  • a disadvantage of this injection valve is that although the path is increased, the actuating force is simultaneously reduced via the lever law.
  • a further disadvantage is that the channel subjects the fuel injection valve to a bending stress during the supply of fuel into the annular space.
  • EP 0 218 895 B1 a metering valve for metering liquids or gases with a piezoelectric actuator is known.
  • the pressure that acts on the valve acts directly on the piezoelectric actuator.
  • an exact function of the valve is no longer guaranteed due to loss of travel of the valve needle.
  • Another disadvantage is that after the valve needle has been lifted out of the valve seat, the fuel injects into the combustion chamber in an uncontrollable manner through the gap that is created.
  • the present invention has for its object to provide an injection valve of the type mentioned, with which a fuel injection with high accuracy and precisely and without loss of power is possible by a translation.
  • a hydraulic booster in the form of a working piston, it is possible to decouple the system in terms of force.
  • the path of the piezo stack is transferred to a displacement piston.
  • a control piston downstream of the displacer piston, which increases the adjustment path generated by the piezo stack, moves in the direction of the nozzle needle with a predetermined transmission ratio.
  • the nozzle needle is then actuated via the working piston, which increases the actuating force.
  • the path amplification according to the invention is decoupled from the force because the application of force for opening the nozzle needle is only via the system pressure, e.g. a rail pressure. Since there is no loss of power in the translation, the piezo stack position also has no negative influence on the opening of the nozzle needle.
  • a pressure compensation chamber is arranged between the displacement piston and the control piston for hydraulic length compensation of the piezo stack, which pressure chamber is connected on the one hand to a leakage line of the control piston and on the other hand to a leakage line of the displacement piston.
  • the pressure compensation chamber according to the invention with its hydraulic compensation volume serves to compensate for temperature and elongation effects of the piezo stack.
  • a pressure piece is arranged for a hydraulic length compensation for the nozzle needle between the nozzle needle and the working piston, with a length compensation space with a compensating spring being located between the pressure piece and the working piston.
  • This configuration according to the invention achieves hydraulic length compensation for the nozzle needle due to thermal and hydraulic length changes.
  • the injection valve according to the invention is suitable with the same principle of action for nozzle needles that open both outwards and inwards.
  • the injection valve 1 shown in FIG. 1 has an injector housing 2, a piezo guide 3, in which a piezo stack 4 is arranged, and a valve housing 6 connected to the injector housing 2 by means of a union nut 5.
  • a valve closing device 7 is arranged displaceably in the valve housing 6.
  • the valve closing device 7 has a tappet 8 as a nozzle needle with a valve stem 9, in which the tappet 8 is fitted.
  • a sealing member in the form of a shoulder 10 is provided at the end of the valve stem 9 facing the combustion chamber.
  • the annular gap 12 becomes a precisely metered quantity of fuel into a combustion chamber , which is not shown in the drawing, injected.
  • a flow limiter 13 is used for this purpose, which is pressed with a spring device 14 against a cross-sectional area of the shoulder 10 of the valve stem 9.
  • the spring device 14 is supported on a cylindrical stop 15.
  • annular space 16 is formed, into which a line 17 which supplies the valve 1 with fuel opens. From here, the fuel flows into the annular gap 12 via bores 18.
  • the piezo stack 4 lies completely in the low-pressure region of fuel-discharging channels and is therefore not impaired in its mode of operation by the fuel supplied at very high pressure.
  • the backflow of fuel takes place in this pressure region in a longitudinal groove 19, where it emerges from the valve 1 at the end of the piezo stack 4 facing away from the combustion chamber.
  • the piezo stack 4 is subjected to a control voltage, this causes the piezo stack 4 to be elongated in a known manner, which opens the valve closing device 7, since a corresponding gap is formed between the shoulder 10 of the valve stem 9 and a valve seat 6 or the flow limiter 13.
  • the control voltage is switched off, which shortens the piezo stack 4 again to its original length.
  • the resetting of the nozzle needle 8 causes a nozzle needle spring 51, which is supported on an annular collar 55 of the nozzle needle 8.
  • the piezo stack 4 is surrounded by a protective tube 20 provided with an end sealing cap.
  • the sealing cap of the protective tube 20 is arranged in the axial direction between the piezo stack 4 and a displacement piston 21 and thus actuates the latter when the piezo stack 4 is elongated.
  • a control piston 22 In the axial direction in front of the displacement piston 21 - in relation to the combustion chamber - there is a control piston 22.
  • the control piston 22 has a smaller effective pressure area than the displacement piston 21.
  • the hydraulic Gear ratios result from the different geometries or diameter ratios of the displacer piston 21 and control piston 22.
  • the pressure compensation chamber 24 is filled with test oil or with fuel.
  • the filling or pressure equalization takes place via targeted leakages between the control piston 22, the displacement piston 21 and the surrounding cylinder housing 25.
  • annular space 29 is subjected to system pressure (rail pressure) from the annular space 16 via an annular groove 27 and an oblique bore 28 which are arranged in the control piston 22.
  • system pressure rail pressure
  • the annular space 29 is formed between the control piston 22 and a sliding sleeve 30.
  • the piezo stack 4 receives a control voltage; the protective tube 20, the displacement piston 21 and the control piston 22 are shifted in the direction of arrow B, a pilot control edge 31 opening between the control piston 22 and the sliding sleeve 30, thus creating a high-pressure connection via the annular space 29 to a bore 32 in the sliding sleeve 30 and thus to an associated working cylinder or working pressure space 33, which is located radially between the sliding sleeve 30 is arranged with a return control edge 36 and the cylinder housing 25 and axially between an end wall of the cylinder housing 25 and a working piston 34.
  • the working piston 34 is displaced away from the control piston 22 in the direction of arrow B.
  • the sliding sleeve 30 follows the working piston 34 and seals the pressure chamber 33 with the return control edge 36.
  • the sliding sleeve 30 follows the working piston 34 until it meets the pilot control edge 31 between the control piston 22 and the sliding sleeve 30 again or blocks this control edge.
  • the working pressure chamber 33 is hydraulically sealed and the working piston remains in this position.
  • the displacer piston 21 specifies the path for the secondary amplifier consisting of the displacer piston 21, the control piston 22, the sliding sleeve 30 and the working piston 34, which is then converted onto the nozzle needle 8.
  • a hydraulic length compensation space 39 for the nozzle needle 8, due to thermal and hydraulic length changes, is formed in this way by the cylinder housing 25, the working piston 34, the compensation spring 40, the compensation bore 41 and the pressure piece 42. Changes in length and thereby changes in volume are compensated for by the bore 41. In this way, even if e.g. the nozzle needle 8 is compressed, the working piston 34 always defines the return control edge 36.
  • the protective tube 20 has the task of ensuring that the piezo stack 4 does not come into contact with fuel.
  • Hydraulic length compensation of the piezo stack 4 is achieved via the targeted leakage of the control piston 22 and a capillary incorporated in the outer diameter of the displacement piston 21, via which leakage reaches the return line or the longitudinal groove 19.
  • the mechanical performance of the piezo stack 4 is used exclusively for valve positioning. In other words, this means that the force amplification has nothing directly to do with the piezo stack 4. It is not the piezo force that is used to actuate the nozzle needle 8, but only the pressure that is applied in the pressure chamber of the working cylinder 33, and this pressure corresponds proportionally to the actuating force.
  • the exemplary embodiment described above referred to a nozzle needle 8 which opens outwards, the direction of travel of the piezo stack 4 corresponding to the direction of travel of the nozzle opening. It is advantageous to keep the leakage oil drain via the longitudinal groove 19 at 3 to 5 bar back pressure (cavitation, cavitation).
  • FIGS. 3 and 4 show an injection valve in which the nozzle needle 8 'opens inwards for injecting fuel. This means that the actuation direction of the piezo stack 4 'is reversed to the actuation direction of the nozzle needle 8'.
  • the parts that have the same function as those in the embodiment are according to Figures 1 and 2, the same reference numerals - provided with a corresponding index - used.
  • no ring line 16 is provided for supplying rail pressure, but instead a branch line 43.
  • a leakage line 44 is provided for the return flow of fuel.
  • the piezo bias can again be set in the pressure compensation chamber 24 'by means of plates or spiral springs 23'. With this injection valve system, the path must be reversed when the piezo stack 4 'is actuated. In this case, the space in which a spring 56 is located is only a ventilation space.
  • the pressure compensation chamber 24 ' is compressed at a control voltage 4'. In addition, a diameter difference acts in the pressure compensation chamber 24 '.
  • the fuel supply for the pressure compensation chamber 24 ' takes place via a connecting channel 54 in the control piston 22' to the inlet 26 via a collar in the control piston 22 '.
  • the sliding sleeve 30 ' is pressed against the working piston 34' by a plate spring 35 '.
  • the control piston 22 ' is reset by a plate spring 52', which is supported on the displacement piston 34 '.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

The valve has an injector housing containing a piezo stack, a valve housing with a movable valve closure device with a nozzle needle (8) actuated by the piezo stack, a restoring device for the valve closing device and a displacement piston actuated by the piezo stack followed by a control piston which increases the displacement distance. Hydraulic sequential gain is achieved by a working piston that actuates the nozzle needle and increases the actuation force.

Description

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil für Kraftstoffeinspritzsysteme nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to an injection valve for fuel injection systems according to the kind defined in the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßes Einspritzventil ist aus der DE 195 19 191 C2 bekannt. Dabei ist zwischen einem Piezostack und der Düsennadel des Einspritzventiles eine hydraulische Weg-Übersetzungseinheit mit einem Verdrängerkolben und einem dem Verdrängerkolben nachgeschalteten Steuerkolben. Nachteilig dabei ist jedoch, daß bei der Wegübersetzung die Betätigungskraft für die Düsennadel zurückgeht.A generic injection valve is known from DE 195 19 191 C2. There is a hydraulic displacement transmission unit with a displacement piston and a control piston connected downstream of the displacement piston between a piezo stack and the nozzle needle of the injection valve. The disadvantage here, however, is that the actuating force for the nozzle needle decreases when the path is translated.

In der DE 195 00 706 A1 ist ein Kraftstoff-Einspritzventil für Brennkraftmaschinen bekannt, welches einen hydraulischen Wegverstärker zur Umsetzung eines Stellweges eines piezoelektrischen Aktors aufweist. Bei diesem Ventil sind fluidzuführende und fluidabführende Kanäle voneinander getrennt, wobei das Fluid durch einen in dem Ventilgehäuse angeordneten Kanal in einen Ringraum geführt wird. Nachteilig bei diesem Einspritzventil ist jedoch, daß zwar der Weg verstärkt wird, gleichzeitig jedoch über das Hebelgesetz die Betätigungskraft verringert wird. Nachteilig ist weiterhin, daß der Kanal das Kraftstoff-Einspritzventil während der Zuführung von Kraftstoff in den Ringraum einer Biegespannung unterwirft.DE 195 00 706 A1 discloses a fuel injection valve for internal combustion engines, which has a hydraulic displacement amplifier for converting an actuating path of a piezoelectric actuator. With this valve there are fluid supply and discharge Channels separated from one another, wherein the fluid is guided into an annular space through a channel arranged in the valve housing. A disadvantage of this injection valve, however, is that although the path is increased, the actuating force is simultaneously reduced via the lever law. A further disadvantage is that the channel subjects the fuel injection valve to a bending stress during the supply of fuel into the annular space.

Zum weiteren Stand der Technik wird auf die EP 0 218 895 B1 verwiesen, aus der ein Zumessventil zur Dosierung von Flüssigkeiten oder Gasen mit einem piezoelektrischen Stellglied bekannt ist. Auf das piezoelektrische Stellglied wirkt dabei direkt der Druck, mit welchem das Ventil beaufschlagt wird. Bei den in Kraftstoffeinspritzsystemen auftretenden Drücken von ca. 1000 bar ist eine exakte Funktion des Ventiles aufgrund von Stellwegverlusten der Ventilnadel nicht mehr gewährleistet. Nachteilig ist weiterhin auch, daß nach dem Abheben der Ventilnadel aus dem Ventilsitz der Kraftstoff durch den entstehenden Spalt unkontrollierbar in den Brennraum einspritzt.For further prior art, reference is made to EP 0 218 895 B1, from which a metering valve for metering liquids or gases with a piezoelectric actuator is known. The pressure that acts on the valve acts directly on the piezoelectric actuator. At the pressures of approx. 1000 bar that occur in fuel injection systems, an exact function of the valve is no longer guaranteed due to loss of travel of the valve needle. Another disadvantage is that after the valve needle has been lifted out of the valve seat, the fuel injects into the combustion chamber in an uncontrollable manner through the gap that is created.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einspritzventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit welchem eine Kraftstoffeinspritzung mit hoher Genauigkeit und präzise und ohne Kraftverlust durch eine Weg-Übesetzung möglich ist.The present invention has for its object to provide an injection valve of the type mentioned, with which a fuel injection with high accuracy and precisely and without loss of power is possible by a translation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention this object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of claim 1.

Durch den Einsatz eines hydraulischen Folgeverstärkers in Form eines Arbeitskolbens ist es möglich, das System kräftemäßig zu entkoppeln. Dabei wird der Weg des Piezostacks auf einen Verdrängerkolben übertragen. Ein dem Verdrängerkolben nachgeschalteter Steuerkolben, der den durch den Piezostack erzeugten Verstellweg vergrößert, bewegt sich mit einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis in Richtung Düsennadel. Über den Arbeitskolben, der die Stellkraft erhöht, erfolgt dann die Betätigung der Düsennadel.By using a hydraulic booster in the form of a working piston, it is possible to decouple the system in terms of force. The path of the piezo stack is transferred to a displacement piston. A control piston downstream of the displacer piston, which increases the adjustment path generated by the piezo stack, moves in the direction of the nozzle needle with a predetermined transmission ratio. The nozzle needle is then actuated via the working piston, which increases the actuating force.

Die erfindungsgemäße Wegverstärkung ist von der Kraft entkoppelt, weil die Kraftaufbringung für das Öffnen der Düsennadel nur über den Systemdruck, z.B. einem Raildruck, erfolgt. Da man keinen Kraftverlust in der Übersetzung bekommt, hat die Piezostackstellung auch keinen negativen Einfluß auf die Öffnung der Düsennadel.The path amplification according to the invention is decoupled from the force because the application of force for opening the nozzle needle is only via the system pressure, e.g. a rail pressure. Since there is no loss of power in the translation, the piezo stack position also has no negative influence on the opening of the nozzle needle.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß für einen hydraulischen Längenausgleich des Piezostacks zwischen dem Verdrängerkolben und dem Steuerkolben eine Druckausgleichskammer angeordnet ist, die einerseits mit einer Leckageleitung des Steuerkolbens und andererseits mit einer Leckageleitung des Verdrängerkolbens verbunden ist.In a very advantageous development of the invention it is provided that a pressure compensation chamber is arranged between the displacement piston and the control piston for hydraulic length compensation of the piezo stack, which pressure chamber is connected on the one hand to a leakage line of the control piston and on the other hand to a leakage line of the displacement piston.

Die erfindungsgemäße Druckausgleichskammer mit ihrem hydraulischen Ausgleichsvolumen dient zur Kompensation von Temperatur- und Längendehnungseffekten des Piezostacks.The pressure compensation chamber according to the invention with its hydraulic compensation volume serves to compensate for temperature and elongation effects of the piezo stack.

In einer weiteren, ebenfalls sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, daß für einen hydraulischen Längenausgleich für die Düsennadel zwischen der Düsennadel und dem Arbeitskolben ein Druckstück angeordnet ist, wobei sich zwischen dem Druckstück und dem Arbeitskolben ein Langenausgleichsraum mit einer Ausgleichsfeder befindet.In a further, likewise very advantageous embodiment of the invention, it can further be provided that that a pressure piece is arranged for a hydraulic length compensation for the nozzle needle between the nozzle needle and the working piston, with a length compensation space with a compensating spring being located between the pressure piece and the working piston.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird ein hydraulischer Längenausgleich für die Düsennadel bedingt durch thermische und hydraulische Längenänderungen erreicht.This configuration according to the invention achieves hydraulic length compensation for the nozzle needle due to thermal and hydraulic length changes.

Das erfindungsgemäße Einspritzventil ist mit dem gleichen Wirkprinzip für sowohl nach außen als auch nach innen öffnende Düsennadeln geeignet.The injection valve according to the invention is suitable with the same principle of action for nozzle needles that open both outwards and inwards.

Vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und aus den nachfolgend, anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.Advantageous further developments and refinements of the invention result from the remaining subclaims and from the exemplary embodiments described in principle below with reference to the drawing.

Es zeigt:

Fig. 1
eine Gesamtdarstellung eines erfindungsgemäßen Einspritzventils,
Fig. 2
eine Ausschnittvergrößerung des Kreises
Figure imgb0001
X" in der Fig. 1,
Fig. 3
einen Schnitt durch ein Einspritzventil mit einer nach innen sich öffnenden Düsennadel, und
Fig. 4
eine Ausschnittvergrößerung des Kreises
Figure imgb0001
Y" in der Fig. 3.
It shows:
Fig. 1
an overall view of an injection valve according to the invention,
Fig. 2
an enlargement of the circle
Figure imgb0001
X "in Fig. 1,
Fig. 3
a section through an injection valve with an inwardly opening nozzle needle, and
Fig. 4
an enlargement of the circle
Figure imgb0001
Y "in FIG. 3.

Das in der Figur 1 dargestellte Einspritzventil 1 weist ein Injektorgehäuse 2, eine Piezoführung 3, in welcher ein Piezostack 4 angeordnet ist, und ein mit dem Injektorgehäuse 2 mittels einer Überwurfmutter 5 verbundenes Ventilgehäuse 6 auf. In dem Ventilgehäuse 6 ist eine Ventilverschließeinrichtung 7 verschiebbar angeordnet.The injection valve 1 shown in FIG. 1 has an injector housing 2, a piezo guide 3, in which a piezo stack 4 is arranged, and a valve housing 6 connected to the injector housing 2 by means of a union nut 5. A valve closing device 7 is arranged displaceably in the valve housing 6.

Die Ventilverschließeinrichtung 7 weist einen Stößel 8 als Düsennadel mit einem Ventilschaft 9 auf, in welchem der Stößel 8 eingepaßt ist.The valve closing device 7 has a tappet 8 as a nozzle needle with a valve stem 9, in which the tappet 8 is fitted.

An dem dem Brennraum zugewandten Ende des Ventilschaftes 9 ist ein Dichtglied in Form eines Absatzes 10 vorgesehen. Das Ventilgehäuse 6, der Absatz 10 und eine mit dem Ventilschaft 9 fest verbundene Trenneinrichtung, die als Druckausgleichszylinder 11 ausgebildet ist, bilden einen im Betrieb mit Kraftstoff gefüllten Ringspalt 12. Aus dem Ringspalt 12 wird bei geöffnetem Ventil 1 eine genau dosierte Kraftstoffmenge in einen Brennraum, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, eingespritzt. Hierzu dient ein Durchflußbegrenzer 13, der mit einer Federeinrichtung 14 an eine Querschnittsfläche des Absatzes 10 des Ventilschaftes 9 gedrückt wird. Die Federeinrichtung 14 stützt sich an einem zylinderförmigen Anschlag 15 ab.At the end of the valve stem 9 facing the combustion chamber, a sealing member in the form of a shoulder 10 is provided. The valve housing 6, the shoulder 10 and a separating device, which is firmly connected to the valve stem 9 and is designed as a pressure compensation cylinder 11, form an annular gap 12 filled with fuel during operation. When the valve 1 is open, the annular gap 12 becomes a precisely metered quantity of fuel into a combustion chamber , which is not shown in the drawing, injected. A flow limiter 13 is used for this purpose, which is pressed with a spring device 14 against a cross-sectional area of the shoulder 10 of the valve stem 9. The spring device 14 is supported on a cylindrical stop 15.

Zwischen der Piezoführung 3 und dem Injektorgehäuse 2 ist ein Ringraum 16 gebildet, in den eine dem Ventil 1 kraftstoffzuführende Leitung 17 mündet. Von hier aus strömt der Kraftstoff über Bohrungen 18 in den Ringspalt 12.Between the piezo guide 3 and the injector housing 2, an annular space 16 is formed, into which a line 17 which supplies the valve 1 with fuel opens. From here, the fuel flows into the annular gap 12 via bores 18.

Der Piezostack 4 liegt vollständig im Niederdruckbereich von kraftstoffabführenden Kanälen und wird somit nicht durch den mit sehr hohem Druck zugeführten Kraftstoff in seiner Wirkungsweise beeinträchtigt. Die Rückströmung von Kraftstoff erfolgt in diesem Druckbereich in einer Längsnut 19, wo es an dem von dem Brennraum abgewandten Ende des Piezostacks 4 aus dem Ventil 1 austritt.The piezo stack 4 lies completely in the low-pressure region of fuel-discharging channels and is therefore not impaired in its mode of operation by the fuel supplied at very high pressure. The backflow of fuel takes place in this pressure region in a longitudinal groove 19, where it emerges from the valve 1 at the end of the piezo stack 4 facing away from the combustion chamber.

Wird der Piezostack 4 mit einer Steuerspannung beaufschlagt, so bewirkt dies in bekannter Weise eine Längung des Piezostacks 4, womit die Ventilschließeinrichtung 7 öffnet, da zwischen dem Absatz 10 des Ventilschaftes 9 und einem Ventilsitz 6 bzw. dem Durchflußbegrenzer 13 ein entsprechender Spalt entsteht. Zur Beendigung des Einspritzvorganges wird die Steuerspannung abgeschaltet, womit sich der Piezostack 4 entsprechend wieder auf seine ursprüngliche Länge verkürzt. Die Rückstellung der Düsennadel 8 bewirkt eine Düsennadelfeder 51, die sich an einem Ringbund 55 der Düsennadel 8 abstützt.If the piezo stack 4 is subjected to a control voltage, this causes the piezo stack 4 to be elongated in a known manner, which opens the valve closing device 7, since a corresponding gap is formed between the shoulder 10 of the valve stem 9 and a valve seat 6 or the flow limiter 13. At the end of the injection process, the control voltage is switched off, which shortens the piezo stack 4 again to its original length. The resetting of the nozzle needle 8 causes a nozzle needle spring 51, which is supported on an annular collar 55 of the nozzle needle 8.

Aus der Fig. 2 wird die Kraftübertragung von dem Piezostack 4 auf die Düsennadel 8 zu dessen Öffnung ersichtlich. Der Piezostack 4 ist von einem mit einer stirnseitigen Dichtkappe versehenen Schutzrohr 20 umgeben. Die Dichtkappe des Schutzrohres 20 ist in axialer Richtung zwischen dem Piezostack 4 und einem Verdrängerkolben 21 angeordnet und betätigt somit diesen bei einer Längung des Piezostackes 4. In axialer Richtung vor dem Verdrängerkolben 21 - bezogen auf den Brennraum - befindet sich ein Steuerkolben 22. Der Steuerkolben 22 besitzt eine kleinere wirksame Druckfläche wie der Verdrängerkolben 21. Die hydraulischen Übersetzungsverhältnisse ergeben sich aus den unterschiedlichen Geometrien bzw. Durchmesserverhältnissen von Verdrängerkolben 21 und Steuerkolben 22. Durch mehrere hintereinander angeordnete Tellerfedern 23, die sich in einer Druckausgleichskammer 24 befinden, wird eine Piezostackvorspannung erreicht. Der Druckausgleichsraum 24 ist mit Prüföl oder mit Kraftstoff gefüllt. Die Füllung bzw. ein Druckausgleich erfolgt über gezielte Leckagen zwischen dem Steuerkolben 22, dem Verdrängerkolben 21 und dem umgebenden Zylindergehäuse 25. In das Zylindergehäuse 25 mündet ein Zulauf 26, der mit dem Zulaufringraum 16 in Verbindung steht. Auf diese Weise ist das Zylindergehäuse 25 axial und verdrehsicher angeordnet. Durch das vorgegebene Übersetzungsverhältnis zwischen dem Verdrängerkolben 21 und dem Steuerkolben 22 wird der Steuerkolben 22 mehr bewegt als der Verdrängerkolben 21.2 shows the power transmission from the piezo stack 4 to the nozzle needle 8 for opening it. The piezo stack 4 is surrounded by a protective tube 20 provided with an end sealing cap. The sealing cap of the protective tube 20 is arranged in the axial direction between the piezo stack 4 and a displacement piston 21 and thus actuates the latter when the piezo stack 4 is elongated. In the axial direction in front of the displacement piston 21 - in relation to the combustion chamber - there is a control piston 22. The control piston 22 has a smaller effective pressure area than the displacement piston 21. The hydraulic Gear ratios result from the different geometries or diameter ratios of the displacer piston 21 and control piston 22. A plurality of disc springs 23 arranged one behind the other, which are located in a pressure compensation chamber 24, achieve a piezo stack bias. The pressure compensation chamber 24 is filled with test oil or with fuel. The filling or pressure equalization takes place via targeted leakages between the control piston 22, the displacement piston 21 and the surrounding cylinder housing 25. An inlet 26, which communicates with the inlet annular space 16, opens into the cylinder housing 25. In this way, the cylinder housing 25 is arranged axially and secure against rotation. Due to the predetermined transmission ratio between the displacement piston 21 and the control piston 22, the control piston 22 is moved more than the displacement piston 21.

Von dem Zulauf 26 aus wird über eine Ringnut 27 und eine Schrägbohrung 28, die in dem Steuerkolben 22 angeordnet sind, ein Ringraum 29 mit Systemdruck (Raildruck) aus dem Ringraum 16 beaufschlagt. Der Ringraum 29 wird zwischen dem Steuerkolben 22 und einer Schiebehülse 30 gebildet.From the inlet 26, an annular space 29 is subjected to system pressure (rail pressure) from the annular space 16 via an annular groove 27 and an oblique bore 28 which are arranged in the control piston 22. The annular space 29 is formed between the control piston 22 and a sliding sleeve 30.

Erhält der Piezostack 4 eine Steuerspannung; so werden in Pfeilrichtung B das Schutzrohr 20, der Verdrängerkolben 21 und der Steuerkolben 22 verschoben, wobei sich eine Vorsteuerkante 31 zwischen dem Steuerkolben 22 und der Schiebehülse 30 öffnet, womit eine Hochdruckverbindung über den Ringraum 29 zu einer Bohrung 32 in der Schiebehülse 30 geschaffen wird und damit zu einem damit verbundenen Arbeitszylinder bzw. Arbeitsdruckraum 33, der radial zwischen der Schiebehülse 30 mit einer Rücklaufsteuerkante 36 und dem Zylindergehäuse 25 und axial zwischen einer Stirnwand des Zylindergehäuses 25 und einem Arbeitskolben 34 angeordnet ist. Durch die Beaufschlagung des Arbeitsdruckraumes 33 mit Hochdruck wird der Arbeitskolben 34 weggleich dem Steuerkolben 22 in Pfeilrichtung B verschoben. Aufgrund der Vorspannfeder 35 folgt die Schiebehülse 30 dem Arbeitskolben 34 und dichtet mit der Rücklaufsteuerkante 36 den Druckraum 33 ab. Die Schiebehülse 30 folgt dem Arbeitskolben 34 solange, bis sie wieder auf die Vorsteuerkante 31 zwischen dem Steuerkolben 22 und der Schiebehülse 30 trifft bzw. diese Steuerkante absperrt. Dadurch ist der Arbeitsdruckraum 33 hydraulisch dicht und der Arbeitskolben verharrt in dieser Position. Wie ersichtlich, gibt der Verdrängerkolben 21 den Weg für den aus dem Verdrängerkolben 21, dem Steuerkolben 22, der Schiebehülse 30 und dem Arbeitskolben 34 bestehenden Folgeverstärker vor, der anschließend auf die Düsennadel 8 umgesetzt wird.The piezo stack 4 receives a control voltage; the protective tube 20, the displacement piston 21 and the control piston 22 are shifted in the direction of arrow B, a pilot control edge 31 opening between the control piston 22 and the sliding sleeve 30, thus creating a high-pressure connection via the annular space 29 to a bore 32 in the sliding sleeve 30 and thus to an associated working cylinder or working pressure space 33, which is located radially between the sliding sleeve 30 is arranged with a return control edge 36 and the cylinder housing 25 and axially between an end wall of the cylinder housing 25 and a working piston 34. By applying high pressure to the working pressure chamber 33, the working piston 34 is displaced away from the control piston 22 in the direction of arrow B. Due to the bias spring 35, the sliding sleeve 30 follows the working piston 34 and seals the pressure chamber 33 with the return control edge 36. The sliding sleeve 30 follows the working piston 34 until it meets the pilot control edge 31 between the control piston 22 and the sliding sleeve 30 again or blocks this control edge. As a result, the working pressure chamber 33 is hydraulically sealed and the working piston remains in this position. As can be seen, the displacer piston 21 specifies the path for the secondary amplifier consisting of the displacer piston 21, the control piston 22, the sliding sleeve 30 and the working piston 34, which is then converted onto the nozzle needle 8.

Aufgrund der Durchmesserunterschiede der wirksamen Kolbenflächen zwischen dem Verdrängerkolben 21 und dem Steuerkolben 22 erhält man den größeren Weg des Steuerkolbens 22.Due to the diameter differences of the effective piston surfaces between the displacer piston 21 and the control piston 22, the larger path of the control piston 22 is obtained.

Wird die Steuerspannung von dem Piezostack 4 zurückgenommen, wird der Verdrängerkolben 21 durch die Tellerfedern 23 zurückgedrückt. Die Volumenzunahme in der Druckausgleichskammer 24 ermöglicht es der Rückstellfeder 52, die zwischen der Düsennadel 8 und einer axialen stirnseitigen Vertiefung des Steuerkolbens 22 vorgespannt ist, den Steuerkolben 22 mit der Schiebehülse 30 entgegen der Pfeilrichtung B zurückzubewegen. Dadurch entsteht ein Ringspalt 38 zwischen Rücklaufsteuerkante 36 und Arbeitskolben 34, der es ermöglicht, daß aus dem Arbeitszylinder 33 Öl abfließt in Richtung Druckstück 42 und weiter in die Längsnut 19. Dieser Volumenabfluß ermöglicht, daß der Arbeitskolben 34 wieder in seine Ausgangslage zurückgeht.If the control voltage is withdrawn from the piezo stack 4, the displacement piston 21 is pushed back by the plate springs 23. The increase in volume in the pressure compensation chamber 24 enables the return spring 52, which is biased between the nozzle needle 8 and an axial end-side depression of the control piston 22, to move the control piston 22 with the sliding sleeve 30 against the direction of the arrow B. This creates an annular gap 38 between the return control edge 36 and working piston 34, which allows oil to flow out of the working cylinder 33 in the direction of the pressure piece 42 and further into the longitudinal groove 19. This volume outflow enables the working piston 34 to return to its starting position.

Ein hydraulischer Längenausgleichsraum 39 für die Düsennadel 8, bedingt durch thermische und hydraulische Längenänderungen, wird auf diese Weise durch das Zylindergehäuse 25, den Arbeitskolben 34, der Ausgleichsfeder 40, der Ausgleichsbohrung 41 und dem Druckstück 42 gebildet. Längenänderungen und dadurch Volumenänderungen werden durch die Bohrung 41 kompensiert. Auf diese Weise liegt auch dann, wenn z.B. die Düsennadel 8 gestaucht ist, der Arbeitskolben 34 definiert immer an der Rücklaufsteuerkante 36 an.A hydraulic length compensation space 39 for the nozzle needle 8, due to thermal and hydraulic length changes, is formed in this way by the cylinder housing 25, the working piston 34, the compensation spring 40, the compensation bore 41 and the pressure piece 42. Changes in length and thereby changes in volume are compensated for by the bore 41. In this way, even if e.g. the nozzle needle 8 is compressed, the working piston 34 always defines the return control edge 36.

Das Schutzrohr 20 hat die Aufgabe dafür zu sorgen, daß der Piezostack 4 nicht mit Kraftstoff in Berührung kommt.The protective tube 20 has the task of ensuring that the piezo stack 4 does not come into contact with fuel.

Ein hydraulischer Längenausgleich des Piezostacks 4 wird über die gezielte Leckage des Steuerkolbens 22 und einer am Außendurchmesser des Verdrängerkolbens 21 eingearbeiteten Kapillare erreicht, über die Leckage in die Rückleitung bzw. die Längsnut 19 gelangt.Hydraulic length compensation of the piezo stack 4 is achieved via the targeted leakage of the control piston 22 and a capillary incorporated in the outer diameter of the displacement piston 21, via which leakage reaches the return line or the longitudinal groove 19.

Praktisch liegen zwei Systeme vor, einmal auf der Piezostackseite und einmal auf der Düsennadelseite, wobei die Teile stets unter Vorspannung stehen und damit immer ein Kontakt gewährleistet ist und zwar unabhängig von Längendehnungseffekten oder Temperaturdifferenzen. Wichtig ist hierzu auch, daß der Leckagezulauf in die Druckausgleichskammer 24 etwa der Menge entspricht, die über die Leckageleitung in dem Verdrängerkolben 21 (Kapillare) aus ihr abläuft.In practice there are two systems, one on the piezo stack side and one on the nozzle needle side, whereby the parts are always under tension and contact is always guaranteed, regardless of length expansion effects or temperature differences. It is also important for this that the leakage inlet into the pressure compensation chamber 24 corresponds approximately to the amount which runs out of it via the leakage line in the displacement piston 21 (capillary).

Dies bedeutet auch, daß der Druck in der Druckausgleichskammer 24 kleiner sein muß als die Federkraft der Rückstellfeder 52. Die Tellerfedern 23 sorgen dabei dafür, daß der Verdrängerkolben 21 immer an dem Piezostack 4 anliegt und damit der Piezostack 4 gleichzeitig vorgespannt ist.This also means that the pressure in the pressure compensation chamber 24 must be less than the spring force of the return spring 52. The plate springs 23 ensure that the displacement piston 21 is always in contact with the piezo stack 4 and thus the piezo stack 4 is simultaneously biased.

Die mechanische Leistungsfähigkeit des Piezostackes 4 wird ausschließlich für die Ventilpositionierung verwendet. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die Kraftverstärkung mit dem Piezostack 4 direkt nichts zu tun hat. Es wird also nicht die Piezokraft für die Betätigung der Düsennadel 8 verwendet, sondern alleine der Druck, der in dem Druckraum des Arbeitszylinders 33 aufgebracht wird, und dieser Druck entspricht proportional der Stellkraft.The mechanical performance of the piezo stack 4 is used exclusively for valve positioning. In other words, this means that the force amplification has nothing directly to do with the piezo stack 4. It is not the piezo force that is used to actuate the nozzle needle 8, but only the pressure that is applied in the pressure chamber of the working cylinder 33, and this pressure corresponds proportionally to the actuating force.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel bezog sich auf eine Düsennadel 8, die nach außen öffnet, wobei die Wegrichtung des Piezostacks 4 der Wegrichtung der Düsenöffnung entspricht. Es ist vorteilhaft, den Leckölabfluß über die Längsnut 19 auf 3 bis 5 bar Gegendruck zu halten (Hohlraumbildung, Kavitation).The exemplary embodiment described above referred to a nozzle needle 8 which opens outwards, the direction of travel of the piezo stack 4 corresponding to the direction of travel of the nozzle opening. It is advantageous to keep the leakage oil drain via the longitudinal groove 19 at 3 to 5 bar back pressure (cavitation, cavitation).

In den Figuren 3 und 4 ist ein Einspritzventil dargestellt, bei dem die Düsennadel 8' zum Einspritzen von Kraftstoff nach innen öffnet. Dies bedeutet, die Betätigungsrichtung des Piezostackes 4' ist umgekehrt zur Betätigungsrichtung der Düsennadel 8'. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind für die Teile, die die gleiche Funktion haben wie die bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 auch die gleichen Bezugszeichen - mit einem entsprechenden Index versehen - verwendet.FIGS. 3 and 4 show an injection valve in which the nozzle needle 8 'opens inwards for injecting fuel. This means that the actuation direction of the piezo stack 4 'is reversed to the actuation direction of the nozzle needle 8'. In this embodiment, the parts that have the same function as those in the embodiment are according to Figures 1 and 2, the same reference numerals - provided with a corresponding index - used.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 ist zum Zuführen von Raildruck keine Ringleitung 16 vorgesehen, sondern eine Stichleitung 43. Für den Rücklauf von Kraftstoff ist eine Leckageleitung 44 vorgesehen. Die Piezovorspannung kann wieder in der Druckausgleichskammer 24' durch Teller, oder Spiralfedern 23', eingestellt werden. Bei diesem Einspritzventilsystem muß ja eine Wegumkehr stattfinden, wenn der Piezostack 4' betätigt wird. In diesem Fall ist der Raum, in welchem sich eine Feder 56 befindet, nur ein Entlüftungsraum. Die Druckausgleichskammer 24' hingegen wird bei einer Steuerspannung 4' zusammengedrückt. Darüber wirkt in der Druckausgleichskammer 24' eine Durchmesserdifferenz. Die unterschiedlichen Durchmesser der wirksamen Kolbenflächen des Verdrängerkolbens 21' und des Steuerkolbens 22' um die gewünschten Übersetzungsverhältnisse und damit einen größeren Weg des Steuerkolbens 22' zu erreichen, ergeben sich aus einer kleineren wirksamen Stirnfläche 46, die in Richtung Piezostack 4' wirkt, im Vergleich zu einer wirksamen Stirnfläche von 21', die in Richtung Düsennadel 8' gerichtet ist. Wird durch eine Steuerspannung 4' die Druckausgleichskammer 24' verkleinert, findet ein Druckaufbau in diesem Raum statt, der den Steuerkolben 22' entgegengesetzt zur Wirkrichtung des Piezostack 4' in Pfeilrichtung C betätigt. Bei dieser Verschieberichtung des Steuerkolbens 22' nimmt er die Schiebehülse 30' ebenfalls in Richtung C mit. Durch diese Verschiebung findet eine Entlastung in einem Arbeitszylinder 33' statt, der dem Arbeitszylinder nach dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 entspricht. Die Druckentlastung in dem Arbeitszylinder 33' findet in die Leckageleitung 44 über Bohrungen 48 in dem Arbeitskolben 34' statt. Da man bei diesem Ausführungsbeispiel eine Wegumkehr hat, bedeutet dies, daß die Vorsteuerkante 31' zur Schließung der Düsennadel 8' führt und die Rücklaufsteuerkante 36' zwischen der Schiebehülse 30' und dem Arbeitskolben 34' zur Öffnung der Düsennadel 8' führt und damit eine Verbindung zwischen der Zuleitung 43 und Einspritzlöchern 49 zur Kraftstoffeinspritzung geschaffen wird.In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 1, no ring line 16 is provided for supplying rail pressure, but instead a branch line 43. A leakage line 44 is provided for the return flow of fuel. The piezo bias can again be set in the pressure compensation chamber 24 'by means of plates or spiral springs 23'. With this injection valve system, the path must be reversed when the piezo stack 4 'is actuated. In this case, the space in which a spring 56 is located is only a ventilation space. The pressure compensation chamber 24 ', on the other hand, is compressed at a control voltage 4'. In addition, a diameter difference acts in the pressure compensation chamber 24 '. The different diameters of the effective piston surfaces of the displacement piston 21 'and of the control piston 22' in order to achieve the desired transmission ratios and thus a larger path of the control piston 22 'result from a smaller effective end face 46 which acts in the direction of the piezo stack 4' in comparison to an effective end face of 21 ', which is directed towards the nozzle needle 8'. If the pressure compensation chamber 24 'is reduced by a control voltage 4', a pressure build-up takes place in this space, which actuates the control piston 22 'in the direction of arrow C in the opposite direction to the effective direction of the piezo stack 4'. In this direction of displacement of the control piston 22 ', it also takes the sliding sleeve 30' in the C direction. Through this shift, relief takes place in a working cylinder 33 ', which is the working cylinder after the Embodiment of Figures 1 and 2 corresponds. The pressure relief in the working cylinder 33 'takes place in the leakage line 44 via bores 48 in the working piston 34'. Since one has a path reversal in this embodiment, this means that the pilot edge 31 'leads to the closure of the nozzle needle 8' and the return control edge 36 'between the sliding sleeve 30' and the working piston 34 'leads to the opening of the nozzle needle 8' and thus a connection is created between the feed line 43 and injection holes 49 for fuel injection.

Zur Schließung der Einspritzlöcher 49 nach Entfernen der Steuerspannung von dem Piezostack 4' erfolgt über die Vorsteuerkante 31' wieder ein Druckaufbau in dem Arbeitszylinder 33', da die Schiebehülse 30' mit Rücklaufsteuerkante 36' auf den Arbeitszylinder 34' aufläuft und damit die Verbindung zu der Leckageleitung 44 unterbricht'. Dies bedeutet, wenn die Düsennadel 8' sich in ihrer Schließstellung befindet, steht in dem Druckraum des Arbeitszylinders 33' stets der volle Systemdruck an, denn über die Vorsteuerkante 31' in Verbindung mit dem Zulauf 26' und einem Ringraum 50 zwischen der Schiebehülse 30' und dem Steuerkolben 22' wird der Druckraum des Arbeitszylinders 33' über Schrägbohrungen 53 in der Schiebehülse 30' mit dem vollen Systemdruck versehen. Verschiebt sich nämlich der Arbeitskolben 34' geringfügig, so öffnet sich sofort die Vorsteuerkante 31' und stellt damit die Verbindung zur Hochdruckseite über diese Kante her. Nur wenn der Steuerkolben 22' in Richtung C aufgrund einer Steuerspannung des Piezostacks 4' verschoben wird, baut sich der Druck in dem Arbeitszylinder 33' entsprechend ab und die Düsennadel 8' kann zur Einspritzung von Kraftstoff öffnen.In order to close the injection holes 49 after removing the control voltage from the piezo stack 4 ', pressure builds up again in the working cylinder 33' via the pilot control edge 31 ', since the sliding sleeve 30' with the return control edge 36 'runs onto the working cylinder 34' and thus the connection to it Leakage line 44 interrupts'. This means that when the nozzle needle 8 'is in its closed position, the full system pressure is always present in the pressure chamber of the working cylinder 33', because via the pilot control edge 31 'in connection with the inlet 26' and an annular space 50 between the sliding sleeve 30 ' and the control piston 22 ', the pressure chamber of the working cylinder 33' is provided with full system pressure via oblique bores 53 in the sliding sleeve 30 '. If the working piston 34 'shifts slightly, the pilot control edge 31' opens immediately and thus establishes the connection to the high-pressure side via this edge. Only when the control piston 22 'is displaced in the direction C due to a control voltage of the piezo stack 4', does the pressure in the working cylinder 33 'decrease accordingly and the nozzle needle 8' can be used for injection of fuel open.

Die Kraftstoffversorgung für die Druckausgleichskammer 24' erfolgt über einen Verbindungskanal 54 in dem Steuerkolben 22' zum Zulauf 26 über einen Bund in dem Steuerkolben 22'.The fuel supply for the pressure compensation chamber 24 'takes place via a connecting channel 54 in the control piston 22' to the inlet 26 via a collar in the control piston 22 '.

Ebenso wie durch die Spiralfeder 35 bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 erfolgt eine Anpressung der Schiebehülse 30' durch eine Tellerfeder 35' an den Arbeitskolben 34'. Die Rückstellung des Steuerkolbens 22' erfolgt durch eine Tellerfeder 52', die sich an dem Verdrängerkolben 34' abstützt.Just as with the spiral spring 35 in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the sliding sleeve 30 'is pressed against the working piston 34' by a plate spring 35 '. The control piston 22 'is reset by a plate spring 52', which is supported on the displacement piston 34 '.

Es ist auch hier von Vorteil, den Leckölabfluß über die Längsnut 19 auf 3 bis 5 bar Gegendruck zu halten.It is also advantageous here to keep the leakage oil outflow via the longitudinal groove 19 at a pressure of 3 to 5 bar.

Claims (9)

Einspritzventil für Kraftstoffeinspritzsysteme, mit einem Injektorgehäuse, in welchem ein Piezostack angeordnet ist, und einem mit dem Injektorgehäuse verbundenen Ventilgehäuse, in dem eine mit einer Düsennadel versehene Ventilverschließeinrichtung verschiebbar angeordnet ist, welche durch den Piezostack betätigbar ist, wobei eine Rückstelleinrichtung vorgesehen ist, mittels der die Ventilverschließeinrichtung rückstellbar ist, und wobei zwischen dem Piezostack und der Düsennadel der Ventilverschließeinrichtung ein von dem Piezostack betätigter Verdrängerkolben und ein dem Verdrängerkolben nachgeschalteter, den Verstellweg vergrößernden Steuerkolben angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
für eine hydraulische Folgeverstärkung ein die Düsennadel (8) betätigender und die Betätigungskraft erhöhenden Arbeitskolben (34) vorgesehen ist.Injection valve for fuel injection systems, with an injector housing, in which a piezo stack is arranged, and a valve housing connected to the injector housing, in which a valve closure device provided with a nozzle needle is slidably arranged, which can be actuated by the piezo stack, a reset device being provided by means of which the valve closing device is resettable, and a displacement piston actuated by the piezo stack and a control piston downstream of the displacement piston and increasing the adjustment path are arranged between the piezo stack and the nozzle needle of the valve closing device,
characterized in that
A hydraulic piston (34) which actuates the nozzle needle (8) and increases the actuating force is provided for hydraulic subsequent amplification. Einspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die wirksame Druckfläche des Steuerkolbens (22) kleiner ist als die des Verdrängerkolbens (21).Injection valve according to claim 1,
characterized in that
the effective pressure area of the control piston (22) is smaller than that of the displacement piston (21). Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Steuerkolben (22) und dem Arbeitskolben (34) eine Schiebehülse (30) angeordnet ist, an der eine Vorsteuerkante (31) und eine Rücksteuerkante (36) zum Druckaufbau und zum Druckabbau in einem zwischen dem Steuerkolben (22) und dem Arbeitskolben (34) angeordneten Arbeitsraum eines Arbeitszylinders (33) vorgesehen sind.Injection valve according to claim 1 or 2,
characterized in that
A sliding sleeve (30) is arranged between the control piston (22) and the working piston (34), on which a pilot control edge (31) and a back control edge (36) for pressure build-up and pressure reduction in a between the control piston (22) and the working piston ( 34) arranged working space of a working cylinder (33) are provided. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Piezostack (4) und der Düsennadel (8) mindestens eine Vorspanneinrichtung (23,40) angeordnet ist.Injection valve according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
at least one pretensioning device (23, 40) is arranged between the piezo stack (4) and the nozzle needle (8). Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
für einen hydraulischen Längenausgleich des Piezostack (4) zwischen dem Verdrängerkolben (21) und dem Steuerkolben (22) eine Druckausgleichskammer (24) angeordnet ist, die einerseits mit einer Leckageleitung des Steuerkolbens (22) und andererseits mit einer Leckageleitung des Verdrängerkolbens (21) verbunden ist.Injection valve according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
For a hydraulic length compensation of the piezo stack (4) between the displacement piston (21) and the control piston (22), a pressure compensation chamber (24) is arranged, which is connected on the one hand to a leakage line of the control piston (22) and on the other hand to a leakage line of the displacement piston (21) is. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
für einen hydraulischen Längenausgleich für die Düsennadel (8) zwischen der Düsennadel (8) und dem Arbeitskolben (34) ein Druckstück (42) angeordnet ist, wobei sich zwischen dem Druckstück (42) und dem Arbeitskolben (34) ein Längenausgleichsraum (39) mit einer Ausgleichsfeder (40) befindet.Injection valve according to one of claims 1 to 5,
characterized in that
for a hydraulic length compensation for the nozzle needle (8) between the nozzle needle (8) and the Working piston (34) a pressure piece (42) is arranged, a length compensation space (39) with a compensation spring (40) being located between the pressure piece (42) and the working piston (34). Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer nach innen, entgegen der Piezobetätigung sich öffnenden Düsennadel (8) eine Wegumkehr zwischen dem Verdrängerkolben (21) und dem Steuerkolben (22) stattfindet.Injection valve according to one of claims 1 to 6,
characterized in that
in the case of a nozzle needle (8) opening inwards, contrary to the piezo actuation, there is a reversal of the path between the displacement piston (21) and the control piston (22). Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Piezostack (4) von einer Piezoführung (3) umgeben ist.Injection valve according to one of claims 1 to 7,
characterized in that
the piezo stack (4) is surrounded by a piezo guide (3). Einspritzventil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Piezoführung (3) und dem Injektorgehäuse (2) ein Ringraum (16) gebildet ist, in den eine Kraftstoffzuleitung (17) mündet.Injection valve according to claim 8,
characterized in that
An annular space (16) is formed between the piezo guide (3) and the injector housing (2), into which a fuel feed line (17) opens.
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