EP1210511A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung für brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für brennkraftmaschinen

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EP1210511A1
EP1210511A1 EP00956130A EP00956130A EP1210511A1 EP 1210511 A1 EP1210511 A1 EP 1210511A1 EP 00956130 A EP00956130 A EP 00956130A EP 00956130 A EP00956130 A EP 00956130A EP 1210511 A1 EP1210511 A1 EP 1210511A1
Authority
EP
European Patent Office
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fuel injection
injection device
valve member
fuel
piezo
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00956130A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Patrick Mattes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1210511A1 publication Critical patent/EP1210511A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
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    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • 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 a fuel injection device for internal combustion engines according to the preamble of claim 1, as is known from DE 196 24 001 AI.
  • the opening stroke required to open the valve member that relieves a control chamber is generated by means of a piezo actuator. So that the useful stroke of the valve member is constant at all temperatures, one is required
  • Valve member is arranged.
  • the hydraulic coupler has the additional advantage of translating a piezo actuator into a stroke, which leads to a significant increase in the valve speed.
  • the amount of fuel can be controlled very precisely and the stroke-to-stroke scatter of a fuel injector decreases.
  • the problem with the use of a hydraulic coupler is that, due to the system, in the hydraulic coupler very high pressures must be generated so that the valve member lifts off its valve seat and opens. It is therefore necessary, on the one hand, to design the piston gap dimensions to be very small in order to limit the leakage from the hydraulic coupler, and on the other hand the piezo actuator must be significantly oversized in order to compensate for the stroke losses due to the leakage.
  • the fuel injection device for internal combustion engines according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the piezo device requires a reduced volume overall. This can be explained by the fact that, due to the lower pressure required in the hydraulic coupler, this has less leakage and thus less stroke losses. This in turn results in a correspondingly smaller-sized piezo actuator that interacts with the hydraulic coupler.
  • the smaller-sized piezo actuator also requires lower currents to control the piezo actuator and a smaller and simpler control device for the piezo actuator.
  • the reduced pressure prevailing in the hydraulic coupler it is possible to provide for an increase in the tolerance of the piston gap dimensions, so that production is simplified.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a fuel injection device and FIG. 2 shows part of a fuel injection valve together
  • FIG. 1 shows a fuel injection valve 10 m in a simplified representation, which has an injection valve housing 12 with a stepped bore 13, in which a valve needle is guided as an injection valve member 15. This has at one end a conical sealing surface 16 which cooperates with a conical valve seat 17 at the end of the stepped bore 13. Fuel injection openings 18 are arranged downstream of the valve seat 17 and are separated from a pressure chamber 19 when the sealing surface 16 is placed on the valve seat 17. The pressure chamber 19 extends over an annular space 22 which is formed around the part 21 of the injection valve member 15 which adjoins the sealing surface 16 upstream and has a smaller diameter as far as the valve seat 17.
  • the pressure chamber 19 is connected via a pressure line 23 to a high-pressure fuel source in the form of a high-pressure fuel reservoir 24, which is supplied, for example, by a high-pressure pump 25, which delivers a variable delivery rate, from a reservoir 27 with fuel which is brought to the injection pressure.
  • the high-pressure fuel accumulator 24 supplies several of the fuel injection valves 10 shown Fuel injection system is referred to as a “common rail system”.
  • the part 21 of the injection valve member 15 with a smaller diameter goes with a pressure shoulder 28 m pointing towards the valve seat 17 and a part 29 of the larger diameter
  • Injector valve member 15 over. This is tightly guided in the stepped bore 13 and continues on the side facing away from the pressure shoulder 28 in an intermediate part 30 to hm to a piston-shaped end 31 of the injection valve member 15. In the area of the intermediate part 30, the latter has a spring plate 32, between which and the injection valve housing 12 a compression spring 33 is clamped, which acts on the injection valve member 15 in the closed position.
  • the piston-shaped end 31 of the injection valve member 15 delimits an end face 34, the area of which is larger than that of the pressure shoulder 28 in the injection valve housing 12, a control chamber 35.
  • the control chamber 35 is connected via a supply throttle 36 m to the
  • control chamber 35 is connected to a relief chamber 39, which can also be the reservoir 27, for example, via an outlet channel 38 and an outlet throttle 37.
  • the passage of the drain channel 38 is controlled by a control valve 40, which is designed as a 2/2 way valve.
  • control valve 40 The structure of the control valve 40 is shown in more detail in FIG.
  • the cylindrical control valve 40 is connected to the
  • the control valve 40 has an essentially sleeve-shaped outer housing 42, the end 43 facing away from the injection valve housing 12 is closed by a flanging process or the like.
  • Inside the outer case 42 is on the Injection valve housing 12 facing away from a first, simplified piezo actuator 45 integrated, which is axially delimited by two fixed bearing plates 46, 47.
  • the lower fixed bearing plate 47 is coupled to a first plunger 48, which is sealed on its circumference by means of a sealing element 49 to the outer housing 42.
  • a section 51, enlarged in diameter, of the first plunger 48 projects into a first bore 52 of a hydraulic translator 55 or hydraulic coupler having a cylindrical housing 53.
  • a second bore 56 of smaller diameter is formed in the housing 53, in which a second plunger 57 is immersed from the side facing the injection valve housing 12.
  • the underside 58 of the housing 53 facing the injection valve housing 12 lies flat on the upper end face 59 of the injection valve housing 12.
  • the injection valve housing 12 has a threefold stepped through hole 61 opening into the control chamber 35.
  • the section 62 of the through hole 61 facing the housing 53 has the largest diameter, the section 63 opening into the control chamber 35 has the smallest diameter.
  • the drain channel 38 also branches off from the section 63 to the relief chamber 39.
  • a second piezo actuator 65 likewise shown in simplified form, is arranged in section 62.
  • the second piezo actuator 65 which is significantly smaller than the first piezo actuator 45, has a centrally arranged through hole 66 which is penetrated by the second plunger 57 with radial play. With regard to its axial movement path, the second piezo actuator 65 is arranged in a form-fitting manner between the underside 58 of the housing 53 and a collar 67 of the second plunger 57 which is enlarged in diameter. The collar 67 is slidably guided in the central section 64 of the through hole 61. The reason 68 of the middle section 64 serves as an axial stroke limiter for the second plunger 57.
  • a plunger section 69 adjoins the collar 67, which is guided in section 63 with radial play and which interacts with a valve member 70 designed as a ball.
  • a seat edge 72 is formed which, together with the valve member 70, forms a sealing seat, so that no fuel can flow out of the control chamber 35 via the section 63 and the drain channel 38 to the relief chamber 39.
  • the control of the fuel injection valve 10 takes place via the control valve 40 or the two piezo actuators 45, 65 via a control device 73, which controls the control valves 40 of the individual fuel injection valves 10 as a function of operating parameters, and the pressure in the high-pressure fuel accumulator with a pressure sensor 74 24 detects and controls the variable delivery high pressure pump 25 in accordance with the deviation from a desired setpoint.
  • a pressure limiting valve 75 can be provided, which can also be controlled as a pressure control valve depending on operating parameters, depending on the design of the high-pressure fuel supply.
  • the high-pressure pump 25 can also continuously deliver in the same quantity and the pressure in the high-pressure fuel accumulator 24 can be regulated via the pressure limiting valve 75, which is to be regarded here explicitly as a pressure control valve.
  • the fuel injection device described above which is in particular a component of a diesel internal combustion engine, works as follows: When the control valve 40 is closed, ie the piezoactuators 45, 65 are not actuated, the valve member 70 bears against the seat edge 72 and seals the control chamber 35 to the relief chamber 39.
  • the sealing seat is due to the constant connection of the control room 35 with the
  • High-pressure fuel accumulator 24 is formed because the pressure prevailing in the control chamber 35 is at a high level. Because the area of the end face 34 is larger than the area of the pressure shoulder 28 and the pressure acting on both areas is the same at the moment, a resultant force results which holds the injection valve member 15 in the closed position with respect to the injection openings 18.
  • first only the second piezo actuator 65 is controlled by the control unit 73. The second piezo actuator 65 is therefore only for lifting the
  • Valve member 70 responsible from the seat edge 72 i.e. that it has a relatively small stroke.
  • the relatively small stroke of the second piezo actuator 65 is sufficient to overcome an increase in the opening force of the valve member 70 due to the seat angle difference.
  • the second piezo actuator 65 expands, it is supported against the underside 58 of the housing 53 and presses it via the collar 67 of the second plunger 57 in the direction of the relief chamber 35
  • Actual opening of the valve member 70 by means of the first piezo actuator 45 which has a greater stroke than the second piezo actuator 65.
  • a relatively low lifting force of the first piezo actuator 45 is sufficient to move the second plunger 57 further.
  • the stroke of the first piezo actuator 45 is increased by the hydraulic translator 55.
  • the maximum stroke of the second plunger 57 is determined by the bottom 68 of the through bore 61 acting as a stroke stop is limited.
  • the lifting of the valve member 70 or the opening stroke by the first piezo actuator 45 causes fuel to flow out of the control chamber 35 to the relief chamber 39, so that, decoupled from

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Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen weist mehrere Kraftstoffeinspritzventile (10) auf, die von einem Kraftstoffhochdruckspeicher (24) mit Kraftstoff versorgt werden. Jedes Kraftstoffeinspritzventil (10) hat ein nadelförmiges Einspritzventilglied (15), dessen Bewegung über den in einem Steuerraum (35) herrschenden Kraftstoffdruck steuerbar ist. Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, die Bewegung eines den Steuerraum (35) zu einem Entlastungsraum (39) entlastenden Ventilgliedes (70), das mit einem Stössel (57) gekoppelt ist, mittels zweier Piezoaktoren (45, 65) zu steuern. Die beiden Piezoaktoren (45, 65) sind hintereinander geschaltet, so dass deren Hübe in der gleichen Richtung wirken.

Description

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der DE 196 24 001 AI bekannt ist. Bei der bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird der zum Öffnen des einen Steuerraum entlastenden Ventilgliedes erforderliche Öffnungshub mittels eines Piezoaktors erzeugt. Damit der Nutzhub des Ventilgliedes bei allen Temperaturen konstant ist, ist es erforderlich, eine
Temperaturkompensation vorzusehen. Dies erfolgt bei der bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung mittels eines hydraulischen Kopplers, der zwischen dem Piezoaktor und dem
Ventilglied angeordnet ist. Der hydraulische Koppler hat im Gegensatz zu der ebenfalls im Stand der Technik bekannten Temperaturkompensation mittels speziellen Materialpaarungen den zusätzlichen Vorteil einer Wegübersetzung von Piezoaktor- in Weghub, der zu einer deutlichen Steigerung der Ventilgeschwindigkeit führt . Dadurch kann sehr präzise die Kraftstoffmenge gesteuert werden und die Hub-zu-Hub- Streuungen eines Kraftstoffeinspritzventiles nehmen ab. Problematisch bei der Verwendung eines hydraulischen Kopplers ist, daß systembedingt im hydraulischen Koppler sehr hohe Drücke erzeugt werden müssen, damit das Ventilglied von seinem Ventilsitz abhebt und öffnet. Daher ist es zum einen erforderlich, zur Begrenzung der Leckage aus dem hydraulischen Koppler die Kolbenspaltmaße sehr gering auszubilden, andererseits muß der Piezoaktor deutlich überdimensioniert werden, um die Hubverluste aufgrund der Leckage zu kompensieren.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Piezoemrichtung insgesamt ein verringertes Volumen beansprucht. Dies erklärt sich daraus, daß aufgrund des geringeren erforderlichen Drucks im hydraulischen Koppler dieser eine geringere Leckage und somit geringere Hubverluste aufweist. Dies wiederum hat einen entsprechend kleiner bauenden, mit dem hydraulischen Koppler zusammenwirkenden Piezoaktor zur Folge. Durch den kleiner bauenden Piezoaktor sind auch geringere Strome zur Ansteuerung des Piezoaktors sowie ein kleiner und einfacher bauendes Steuergerat für den Piezoaktor erforderlich. Weiterhin ist es aufgrund des im hydraulischen Koppler herrschenden reduzierten Drucks möglich, eine Toleranzaufweitung der Kolbenspaltmaße vorzusehen, so daß die Fertigung vereinfacht wird.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen sind m den Unteransprüchen angegeben. Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist m der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 e ne schematische Darstellung einer Kraftstoff- einspritzvorrichtung und Figur 2 einen Teil eines Kraftstoffemspritzventils samt
Steuerventil nach Figur 1 im Längsschnitt.
Beschreibung des Ausführungsbeisp els
Figur 1 zeigt ein Kraftstoffemspritzventil 10 m vereinfachter Darstellung, das ein Emspritzventilgehause 12 mit einer gestuften Bohrung 13 aufweist, in der eine Ventilnadel als Emspritzventilglied 15 geführt ist. Dieses weist an seinem einen Ende eine kegelförmige Dichtfläche 16 auf, die mit einem kegelförmigen Ventilsitz 17 am Ende der gestuften Bohrung 13 zusammenwirkt. Stromabwärts des Ventilsitzes 17 sind Kraftstoffemspritzöffnungen 18 angeordnet, die beim Aufsetzen der Dichtfläche 16 auf dem Ventilsitz 17 von einem Druckraum 19 getrennt werden. Der Druckraum 19 erstreckt sich über einen um den sich an die Dichtfläche 16 stromaufwärts anschließenden, mit kleinerem Durchmesser versehenen Teil 21 des Emspritzventilglieds 15 herum gebildeten Ringraum 22 bis zum Ventilsitz 17 hin. Der Druckraum 19 ist über eine Druckleitung 23 mit einer Kraftstoffhochdruckquelle m Form eines Kraftstoffhochdruckspeichers 24 verbunden, der zum Beispiel von einer mit variabler Förderrate fördernden Hochdruckpumpe 25 aus einem Vorratsbehälter 27 mit Kraftstoff, der auf Einspritzdruck gebracht ist, versorgt wird. Der Kraftstoffhochdruckspeicher 24 versorgt dabei mehrere der gezeigten Kraftstoffemspritzventile 10. Es derartiges Kraftstoffemspritzsystem wird als „Common-Rail-System" bezeichnet. Im Bereich des Druckraums 19 geht der im Durchmesser kleinere Teil 21 des E spritzventilglieds 15 mit einer zum Ventilsitz 17 weisenden Druckschulter 28 m einen im Durchmesser größeren Teil 29 des
Emspritzventilglieds 15 über. Dieser ist m der gestuften Bohrung 13 dicht gefuhrt und setzt sich auf der der Druckschulter 28 abgewandten Seite m einem Zwischenteil 30 bis hm zu einem kolbenförmigen Ende 31 des Emspritzventilglieds 15 fort. Im Bereich des Zwischenteils 30 hat dieses einen Federteller 32, zwischen dem und dem Emspritzventilgehause 12 eine Druckfeder 33 eingespannt ist, die das Emspπtzventilglied 15 m Schließstellung beaufschlagt .
Das kolbenförmige Ende 31 des Emspritzventilglieds 15 begrenzt mit einer Stirnseite 34, deren Fläche großer ist als die der Druckschulter 28 im Emspritzventilgehause 12 einen Steuerraum 35. Der Steuerraum 35 ist über eine Zulaufdrossel 36 m standiger Verbindung mit dem
Kraftstoffhochdruckspeicher 24. Gleichzeitig ist der Steuerraum 35 über einen Abflußkanal 38 und eine Ablaufdrossel 37 mit einem Entlastungsraum 39 verbunden, der zum Beispiel auch der Vorratsbehälter 27 sein kann. Der Durchgang des Abflußkanals 38 wird durch ein Steuerventil 40, das als 2/2 -Wegeventil ausgebildet ist, gesteuert.
In der Figur 2 ist der Aufbau des Steuerventils 40 genauer dargestellt. Das zylindrisch ausgebildete Steuerventil 40 ist mittels einer Überwurfmutter 41 mit dem
Emspritzventilgehause 12 lösbar verbunden. Das Steuerventil 40 weist ein im wesentlichen hulsenformiges Außengehause 42 auf, dessen dem Emspritzventilgehause 12 abgewandtes Ende 43 durch einen Bordelvorgang oder ähnliches verschlossen ist. Im Inneren des Außengehäuses 42 ist auf der dem Einspritzventilgehäuse 12 abgewandten Seite ein erster, vereinfacht dargestellter Piezoaktor 45 integriert, welcher axial von zwei Festlagerplatten 46, 47 begrenzt ist. Die untere Festlagerplatte 47 ist mit einem ersten Stößel 48 gekoppelt, der an seinem Umfang mittels eines Dichtelements 49 zum Außengehäuse 42 hin abgedichtet ist. Ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt 51 des ersten Stößels 48 ragt in eine erste Bohrung 52 eines ein zylindrisches Gehäuse 53 aufweisenden hydraulischen Übersetzers 55 bzw. hydraulischen Kopplers ein. Koaxial zur ersten Bohrung 52 ist eine zweite Bohrung 56 geringeren Durchmessers im Gehäuse 53 ausgebildet, in der ein zweiter Stößel 57 von der dem Einspritzventilgehäuse 12 zugewandten Seite eintaucht. Die dem Einspritzventilgehäuse 12 zugewandte Unterseite 58 des Gehäuses 53 liegt plan auf der oberen Stirnfläche 59 des Einspritzventilgehäuses 12 auf.
Das Einspritzventilgehäuse 12 hat eine dreifach abgestufte, in den Steuerraum 35 mündende Durchgangsbohrung 61. Der dem Gehäuse 53 zugewandte Abschnitt 62 der Durchgangsbohrung 61 hat dabei den größten, der in den Steuerraum 35 mündende Abschnitt 63 den geringsten Durchmesser. Vom Abschnitt 63 zweigt auch der Abflußkanal 38 zum Entlastungsraum 39 ab. Im Abschnitt 62 ist ein zweiter, ebenfalls vereinfacht dargestellter Piezoaktor 65 angeordnet.
Der bedeutend kleiner als der erste Piezoaktor 45 bauende zweite Piezoaktor 65 weist ein mittig angeordnetes Durchgangsloch 66 auf, das vom zweiten Stößel 57 mit radialem Spiel durchdrungen ist. Der zweite Piezoaktor 65 ist in Bezug auf seinen axialen Bewegungsweg formschlüssig zwischen der Unterseite 58 des Gehäuses 53 und einem im Durchmesser vergrößerten Bund 67 des zweiten Stößels 57 angeordnet. Der Bund 67 ist im mittleren Abschnitt 64 der Durchgangsbohrung 61 gleitend geführt. Der Grund 68 des mittleren Abschnitts 64 dient dabei als axiale Hubbegrenzung für den zweiten Stößel 57. An den Bund 67 schließt sich ein Stößelabschnitt 69 an, der mit radialem Spiel im Abschnitt 63 geführt ist, und der mit einem als Kugel ausgebildeten Ventilglied 70 zusammenwirkt. Im Übergangsbereich zwischen dem Steuerraum 35 zum Abschnitt 63 der Durchgangsbohrung 61 ist eine Sitzkante 72 ausgebildet, die zusammen mit dem Ventilglied 70 einen Dichtsitz ausbildet, so daß kein Kraftstoff vom Steuerraum 35 über den Abschnitt 63 und den Abflußkanal 38 zum Entlastungsraum 39 hin abströmen kann.
Entsprechend der Figur 1 erfolgt die Ansteuerung des Kraftstoffeinspritzventils 10 über das Steuerventil 40 bzw. die beiden Piezoaktoren 45, 65 über ein Steuergerät 73, das in Abhängigkeit von Betriebsparametern die Steuerventile 40 der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 10 ansteuert, ferner mit einem Drucksensor 74 den Druck im Kraftstoffhochdruckspeicher 24 erfaßt und entsprechend der Abweichung von einem gewünschten Sollwert die variabel fördernde Hochdruckpumpe 25 steuert. Parallel zu dieser kann ein Druckbegrenzungsventil 75 vorgesehen sein, das auch als Drucksteuerventil in Abhängigkeit von Betriebsparametern steuerbar ist, je nach Konzeption der Krafstoffhochdruckmengenversorgung .
Auch kann die Hochdruckpumpe 25 ständig in gleicher Menge fördern und über das Druckbegrenzungsventil 75, das hier explizit als Drucksteuerventil anzusehen ist, der Druck im Krafstoffhochdruckspeicher 24 eingeregelt werden.
Die oben beschriebene Krafstoffeinspritzvorrichtung, die insbesondere Bestandteil einer Dieselbrennkraftmaschine ist, arbeitet wie folgt: Bei geschlossenem Steuerventil 40, d.h. nicht betätigten Piezoaktoren 45, 65, liegt das Ventilglied 70 gegen die Sitzkante 72 an und dichtet den Steuerraum 35 zum Entlastungsraum 39 hin ab. Der Dichtsitz wird aufgrund der ständigen Verbindung des Steuerraums 35 mit dem
Kraftstoffhochdruckspeicher 24 gebildet, da der im Steuerraum 35 herrschende Druck auf hohem Niveau ist. Weil die Fläche der Stirnseite 34 größer ist als die Fläche der Druckschulter 28 und der auf beide Flächen wirkende Druck in dem Moment gleich groß ist, ergibt sich eine resultierende Kraft, die das Einspritzventilglied 15 in geschlossener Stellung in Bezug auf die Einspritzöffnungen 18 hält. Zur Auslösung einer Einspritzung wird zuerst nur der zweite Piezoaktor 65 vom Steuergerät 73 angesteuert. Der zweite Piezoaktor 65 ist somit allein für das Abheben des
Ventilgliedes 70 von der Sitzkante 72 verantwortlich, d.h., daß dieser einen relativ geringen Hub aufweist. Dabei genügt der relativ geringe Hub des zweiten Piezoaktors 65, um einen Öffnungskraftanstieg des Ventilgliedes 70 aufgrund der Sitzwinkeldifferenz zu überwinden. Bei der Ausdehnung des zweiten Piezoaktors 65 stützt sich dieser dabei gegen die Unterseite 58 des Gehäuses 53 ab und drückt über den Bund 67 des zweiten Stößels 57 diesen in Richtung des Entlastungsraums 35. Sobald das Ventilglied 70 von der Sitzkante 72 etwas abgehoben ist, erfolgt das eigentliche Öffnen des Ventilgliedes 70 mittels des ersten Piezoaktors 45, der einen größeren Hub aufweist als der zweite Piezoaktor 65. Dabei genügt, nachdem die Sitzkräfte überwunden sind, eine relativ geringe Hubkraft des ersten Piezoaktors 45, um den zweiten Stößel 57 weiterzubewegen.
Aufgrund des hydraulischen Übersetzers 55 und der gewählten Durchmesserverhältnisse der Stößel 48 und 57 bzw. der Bohrungen 52 und 56 im Gehäuse 53 wird dabei der Hub des ersten Piezoaktors 45 durch den hydraulischen Übersetzer 55 vergrößert. Der Maximalhub des zweiten Stößels 57 wird durch den als Hubanschlag wirkenden Grund 68 der Durchgangsbohrung 61 begrenzt. Das Abheben des Ventilgliedes 70 bzw. der Öffnungshub durch den ersten Piezoaktor 45 bewirkt, daß Kraftstoff vom Steuerraum 35 zum Entlastungsraum 39 hin abströmen kann, so daß, abgekoppelt vom
Kraftstoffhochdruckspeicher 24 durch die Zulaufdrossel 36, sich im Steuerraum 35 ein Druck niedrigeren Niveaus einstellt. In diesem Fall überwiegen die auf die Druckschulter 28 in Öffnungsrichtung wirkenden Druckkräfte und das Kraftstoffeinspritzventil 10 wird zur Einspritzung geöffnet .
Durch Wiederschließen des Steuerventils 40 bzw. Nichtbestromen der Piezoaktoren 45, 65 stellt sich, nachdem das Ventilglied 70 wieder in Wirkverbindung mit der Sitzkante 72 ist, im Steuerraum 35 sehr schnell der ursprüngliche hohe Kraftstoffdruck wieder ein, da der Kraftstoff über die Zulaufdrossel 36 weiterhin zufließen kann. Dadurch gelangt das Einspritzventilglied 15 wieder in seine Ausgangsstellung bzw. Schließstellung zur Beendigung der Hochdruckeinspritzung zurück.

Claims

Ansprüche
1. Kraf stoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstoffhochdruckquelle (24), aus der ein
Kraftstoffeinspritzventil (10) mit Kraftstoff versorgt wird, das ein Einspritzventilglied (15) zur Steuerung von wenigstens einer Einspritzöffnung (18) und einen Steuerraum (35) aufweist, der von einer beweglichen Wand (34), die mit dem Einspritzventilglied (15) wenigstens mittelbar verbunden ist, begrenzt wird, und der einen mittels einer Zulaufdrossel (36) dimensionerten, von einer Hochdruckquelle (25) , vorzugsweise von der Kraftstoffhochdruckquelle kommenden Zuflußkanal (23) aufweist, wobei der Steuerraum (35) mittels eines eine Piezoeinrichtung und einem damit zumindest mittelbar verbundenen Ventilglied (70) aufweisenden Steuerventils (40) entlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezoeinrichtung wenigstens zwei, in gleicher Richtung wirkende, hintereinandergeschaltete Piezoaktoren (45, 65) aufweist.
2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezoaktoren (45, 65) unterschiedlich große Hubewege aufweisen.
3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einen kleineren Hub aufweisende eine Piezoaktor (65) zwischen dem Ventilglied (70) und dem einen größeren Hub aufweisenden anderen Piezoaktor (45) angeordnet ist .
4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Piezoaktor (65) ein
Durchgangsloch (66) für einen mit dem Ventilglied (70) zusammenwirkenden Stößel (57) aufweist und daß der Stößel (57) eine Stützfläche (67) für den anderen Piezoaktor (65) aufweist, zwischen der und einem ortsfesten ersten Anschlag (58) der andere Piezoaktor (65) angeordnet ist.
5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem ersten Anschlag (58) gegenüberliegenden Seite des ersten Anschlags (58) ein als Hubbegrenzung für den Stößel (57) und das Ventilglied (70) wirkender zweiter Anschlag (68) angeordnet ist.
6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Piezoaktoren (45, 65) ein hydraulischer Übersetzer (55) angeordnet ist.
7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Piezoaktoren (45, 65) innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses (42) angeordnet sind.
8. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (42) zumindest in dem Bereich der beiden Piezoaktoren (45, 65) hülsenförmig ausgebildet ist.
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