EP1406006B1

EP1406006B1 - Fuel injection valve

Info

Publication number: EP1406006B1
Application number: EP20030022035
Authority: EP
Inventors: Hubert Stier; Walter Maeurer; Elmar Okrent
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2003-10-01
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2023-10-01
Also published as: EP1406006A1

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs, wie z.B. in den Dokumenten DE 37 42 241 A oder EP 909 891 A beschrieben.The invention is based on a fuel injection valve according to the preamble of the main claim, such as in the documents DE 37 42 241 A or EP 909 891 A described.

Aus der EP 0 477 400 A1 ist eine Anordnung für einen in Hubrichtung wirkenden, adaptiven mechanischen Toleranzausgleich für einen Wegtransformator eines piezoelektrischen Aktors für ein Brennstoffeinspritzventil bekannt. Dabei wirkt der Aktor auf einen Geberkolben, der mit einer Hydraulikkammer verbunden ist. Über die Druckerhöhung in der Hydraulikkammer wird ein Nehmerkolben bewegt, der eine anzutreibende, zu positionierende Masse bewegt. Diese anzutreibende Masse ist beispielsweise eine Ventilnadel eines Brennstoffeinspritzventils. Die Hydraulikkammer ist dabei mit einem Hydraulikfluid gefüllt. Bei einer Ausdehnung des Aktors und Kompression des Hydraulikfluids in der Hydraulikkammer fließt ein kleiner Teil des Hydraulikfluids mit einer definierten Leckrate ab. In der Ruhephase des Aktors wird dieses Hydraulikfluid ergänzt.From EP 0 477 400 A1 an arrangement for a in Lifting direction acting, adaptive mechanical Tolerance compensation for a path transformer of a piezoelectric actuator for a fuel injection valve known. The actuator acts on a master piston, the connected to a hydraulic chamber. About the Pressure increase in the hydraulic chamber becomes a slave piston moves, the one to be driven, mass to be positioned emotional. This mass to be driven is for example one Valve needle of a fuel injection valve. The Hydraulic chamber is filled with a hydraulic fluid. With an expansion of the actuator and compression of the Hydraulic fluid in the hydraulic chamber flows a smaller one Part of the hydraulic fluid with a defined leakage rate. In the resting phase of the actuator, this hydraulic fluid added.

Aus der DE 195 00 706 A1 ist ein hydraulischer Wegtransformator für einen piezoelektrischen Aktor bekannt, bei dem ein Geberkolben und ein Nehmerkolben in einer gemeinsamen Symmetrieachse angeordnet sind und die Hydraulikkammer zwischen den beiden Kolben angeordnet ist. In der Hydraulikkammer ist eine Feder angeordnet, die den Geberzylinder und den Nehmerkolben auseinander drückt, wobei der Geberkolben in Richtung des Aktors und der Nehmerkolben in einer Arbeitsrichtung zu einer Ventilnadel hin vorgespannt werden. Wenn der Aktor auf den Geberzylinder eine Hubbewegung überträgt, wird diese Hubbewegung durch den Druck eines Hydraulikfluids in der Hydraulikkammer auf den Nehmerkolben übertragen, da das Hydraulikfluid in der Hydraulikkammer sich nicht zusammenpressen läßt und nur ein geringer Anteil des Hydraulikfluids durch Ringspalte zwischen Geberkolben und einer Führungsbohrung und Nehmerkolben und einer Führungsbohrung während des kurzen Zeitraumes eines Hubes entweichen kann.From DE 195 00 706 A1 is a hydraulic Displacement transformer for a piezoelectric actuator known, in which a master piston and a slave piston in one common axis of symmetry are arranged and the Hydraulic chamber is arranged between the two pistons. In the hydraulic chamber, a spring is arranged, which is the Master cylinder and the slave piston apart, where the master piston in the direction of the actuator and the slave piston in one direction towards a valve needle be biased. When the actuator on the master cylinder transmits a lifting movement, this lifting movement is caused by the Pressure of a hydraulic fluid in the hydraulic chamber on the Transfer slave piston, as the hydraulic fluid in the Hydraulic chamber can not compress and only one small proportion of hydraulic fluid through annular gaps between master piston and a guide bore and Slave piston and a guide bore during the short Period of a stroke can escape.

In der Ruhephase, wenn der Aktor keine Druckkraft auf den Geberzylinder ausübt, werden durch die Feder der Geberkolben und der Nehmerkolben auseinander gedrückt. Durch den entstehenden Unterdruck dringt über die Ringspalte das Hydraulikfluid in die Hydraulikkammer ein und füllt diese wieder auf. Dadurch stellt der Wegtransformator sich automatisch auf Längenausdehnungen und druckbedingte Dehnungen eines Brennstoffeinspritzventils ein.In the resting phase, when the actuator does not apply pressure to the Master cylinder exerts are by the spring of the master piston and the slave piston pressed apart. By the resulting negative pressure penetrates through the annular gap that Hydraulic fluid in the hydraulic chamber and fills them back up. This puts the path transformer itself automatically to length expansions and pressure related Strains of a fuel injector.

Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist, daß während eines Entlastungszeitraumes, in dem in der Hydraulikkammer kein hoher Druck herrscht, das Hydraulikfluid verdampfen kann. Ein Gas ist jedoch kompressibel und baut erst bei einer starken Volumenverringerung einen entsprechend hohen Druck auf. Der Geberzylinder kann nun in seine Führungsbohrung gedrückt werden, ohne daß es zu einer Kraftübertragung auf den Geberkolben kommt.A disadvantage of this known prior art is that during a relief period in which in the Hydraulic chamber no high pressure prevails, the Hydraulic fluid can evaporate. A gas, however, is compressible and builds only at a strong Volume reduction on a correspondingly high pressure. Of the Master cylinder can now be pressed into its guide hole be without a force on the Master piston comes.

Diese Gefahr besteht insbesondere bei einem Brennstoffeinspritzventil, das zur Einspritzung von Benzin als Brennstoff dient, wenn das Benzin zugleich als Hydraulikfluid dient. Nochmals erhöht wird diese Gefahr bei einem direkt einspritzenden Brennstoffeinspritzventil für Benzin nach dem Abstellen einer heißen Brennkraftmaschine. Das Brennstoffeinspritzsystem verliert nun seinen Druck. Es kommt besonders leicht zum Verdampfen des Benzins. Bei einem erneuten Startversuch der Brennkraftmaschine kann dies dazu führen, daß die Hubbewegung des Aktors nicht mehr auf eine Ventilnadel übertragen wird und das Brennstoffeinspritzventil nicht funktioniert.This danger exists in particular in a Fuel injection valve used to inject gasoline serves as fuel when the gasoline at the same time as Hydraulic fluid is used. This danger is increased again a direct injection fuel injection valve for Gasoline after turning off a hot engine. The fuel injection system now loses its pressure. It is particularly easy to evaporate the gasoline. At a This can be restarted by the internal combustion engine lead, that the lifting movement of the actuator is no longer on a Valve needle is transmitted and the fuel injector not working.

Weiterhin ist nachteilig, daß es zu einer Kavitation des Brennstoffs kommen kann, wenn die Feder eine hohe Spannkraft auf den Geberzylinder und den Nehmerzylinder ausübt und die Bewegung des Aktors in seine Ausgangslage sehr rasch erfolgt. Der sich in der Hydraulikkammer bildende Unterdruck kann dann zur Kavitation und den hieraus folgenden Schäden an Bauteilen führen.Furthermore, it is disadvantageous that it leads to a cavitation of the Fuel can come when the spring has a high clamping force on the master cylinder and the slave cylinder exercises and the Movement of the actuator to its starting position very quickly he follows. The forming in the hydraulic chamber vacuum can then cause cavitation and the resulting damage lead to components.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Befüllventil, welches eine Drosselbohrung in einem Geberkolben oder einem Nehmerkolben des hydraulischen Kopplers, einen Ventilsitz und einen damit zusammenwirkenden Ventilkörper umfaßt, die schnelle Befüllung des Kopplerspalts zwischen dem Geber- und dem Nehmerkolben ermöglicht, ohne daß sich die oben angesprochenen Nachteile ergeben.The fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has In contrast, the advantage that a filling valve, which a Throttle bore in a master piston or a slave piston the hydraulic coupler, a valve seat and a so Cooperating valve body covers the fast Filling the coupler gap between the encoder and the Slave piston allows without the top mentioned disadvantages.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the dependent claims are advantageous developments and improvements in the Main claim specified fuel injector possible.

Vorteilhafterweise ist der Ventilkörper in einem mit dem Aktor in kraftschlüssiger Verbindung stehenden Betätigungselement kardanisch angeordnet, so daß Versätze ausgeglichen werden können. Advantageously, the valve body is in one with the Actuator in non-positive connection Actuator gimbal arranged so that offsets can be compensated.

Die Drosselbohrung sorgt in einfacher Weise dafür, daß der Kopplerspalt schnell genug aufgefüllt werden kann, ohne daß ein zu starker Druck des Hydraulikmediums zu einer unbeabsichtigten Öffnung des Brennstoffeinspritzventils führen kann.The throttle bore ensures in a simple manner that the Coupler gap can be filled fast enough without too much pressure of the hydraulic medium to one unintentional opening of the fuel injection valve can lead.

Der Ventilsitz ist in einfacher Weise ringförmig ausgebildet und kann an dem Ventilkörper oder am Geber- oder Nehmerkolben angeordnet sein.The valve seat is formed in a simple manner annular and can on the valve body or on the encoder or Be arranged slave piston.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Dichtsitz des Befüllventils am Nehmerkolben und der Ventilkörper an der Ventilnadel des Brennstoffeinspritzventils ausgebildet. Dies ist eine sehr einfache und daher kostengünstige Ausführungsvariante des Befüllventils.In a further advantageous embodiment of the Sealing seat of the filling valve on the slave piston and the Valve body on the valve needle of Fuel injection valve formed. This is a very simple and therefore inexpensive variant of the Filling valve.

Der Geber- und der Nehmerkolben des hydraulischen Kopplers sind in vorteilhafter Weise hohlzylindrisch ausgebildet, wodurch sich deren Masse reduziert und die Schaltdynamik des Brennstoffeinspritzventils positiv beeinflußt wird.The master and slave pistons of the hydraulic coupler are advantageously formed as a hollow cylinder, which reduces their mass and the switching dynamics of the Fuel injection valve is positively influenced.

drawing

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

Fig. 1: eine schematische Darstellung des abspritzseitigen Teils eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils;
Fig. 2: ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils entsprechend einer Variante im Bereich II in Fig. 1; und
Fig. 3: eine schematische Darstellung des mittleren Teils eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils.

Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:

Fig. 1: a schematic representation of the discharge-side part of a first embodiment of a fuel injection valve according to the invention;
Fig. 2: a second embodiment of a fuel injection valve according to the invention according to a variant in the area II in Fig. 1; and
Fig. 3: a schematic representation of the middle part of a third embodiment of a fuel injection valve according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch den abspritzseitigen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1.Fig. 1 shows a schematic section through the ejection-side part of a first embodiment a fuel injection valve 1 according to the invention.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfaßt einen Aktor 2, welcher vorzugsweise als piezoelektrischer Aktor 2 ausgebildet ist. Der Aktor 2 ist zum Schutz gegen Zugbelastung und chemische Einwirkung des Brennstoffs in einer Hülse 3 gekapselt. Das aus der Hülse 3, dem Aktor 2 und einer in der Hülse 3 gegen den Aktor 2 verspannten Vorspannfeder 4 bestehende Bauteil kann vormontiert und dann in ein Gehäuse 5 des Brennstoffeinspritzventils 1 eingebracht werden. Das fertig montierte Bauteil ist durch einen Stützring 6 im Gehäuse 5 fixiert.The fuel injection valve 1 comprises an actuator 2, which preferably as a piezoelectric actuator. 2 is trained. The actuator 2 is for protection against Tensile load and chemical action of the fuel in encapsulated a sleeve 3. That from the sleeve 3, the actuator. 2 and one clamped in the sleeve 3 against the actuator 2 Preload spring 4 existing component can be pre-assembled and then in a housing 5 of the fuel injection valve 1 be introduced. The finished assembled component is through a support ring 6 fixed in the housing 5.

Ein Betätigungselement 7, an welchem sich der Aktor 2 abstützt, durchgreift die Hülse 3 in einer Betätigungsrichtung des Aktors 2. Das Betätigungselement 7 und die Hülse 3 sind mittels einer Wellrohrdichtung 8 gegen den das Brennstoffeinspritzventil 1 durchströmenden Brennstoff abgedichtet. Das Betätigungselement 7 erstreckt sich in einen Geberkolben 9 eines hydraulischen Kopplers 10 des Brennstoffeinspritzventils 1 hinein. Der Geberkolben 9 ist dabei hohlzylindrisch ausgeführt, was insbesondere den Vorteil der Gewichtsersparnis und daraus resultierend einer besseren Schaltdynamik des Brennstoffeinspritzventils 1 hat.An actuating element 7, on which the actuator 2 supports, passes through the sleeve 3 in one Actuation direction of the actuator 2. The actuating element 7 and the sleeve 3 are by means of a corrugated pipe 8 against the fuel injector 1 flowing through Sealed fuel. The actuating element 7 extends in a master piston 9 of a hydraulic coupler 10th of the fuel injection valve 1 inside. The master piston 9 is designed as a hollow cylinder, which in particular the Advantage of weight savings and the resulting one better switching dynamics of the fuel injection valve 1 has.

Abströmseitig des Geberkolbens 9 ist unter Ausbildung eines Kopplerspalts 11 ein Nehmerkolben 12 angeordnet, welcher ebenfalls zur Verbesserung der Schaltdynamik in hohlzylindrischer Form ausgeführt ist. Die Bauteile des hydraulischen Kopplers 10 sind in einer Führungshülse 13 angeordnet, welche mittels einer Druckfeder 14 gegenüber dem Geberkolben 9 verspannt ist. Der hydraulische Koppler 10 kann dabei je nach Anforderung eine Hubübersetzung bewirken, wie dies in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist, oder den Hub des Aktors 2 lediglich 1:1 umsetzen. Als Hydraulikmedium dient im Ausführungsbeispiel der das Brennstoffeinspritzventil 1 durchströmende Brennstoff.Outflow side of the master piston 9 is under formation of a Coupler gap 11 a slave piston 12 is arranged, which also to improve the switching dynamics in hollow cylindrical shape is executed. The components of the hydraulic coupler 10 are in a guide sleeve thirteenth arranged, which by means of a compression spring 14 against the Master piston 9 is braced. The hydraulic coupler 10 can cause a stroke ratio depending on the requirements as in the illustrated embodiment of the case is, or implement the stroke of the actuator 2 only 1: 1. When Hydraulic medium is used in the embodiment of the Fuel injection valve 1 flowing through fuel.

Eine Ventilnadel 15 ist mit dem Nehmerkolben 12 kraftschlüssig verbunden. Sie erstreckt sich in Abströmrichtung in eine Ventilgruppe 16, welche in beliebiger, den Anforderungen an das Brennstoffeinspritzventil 1 genügender Art ausgebildet sein kann.A valve needle 15 is connected to the slave piston 12th positively connected. It extends into Outflow direction in a valve group 16, which in any, the requirements of that Fuel injector 1 sufficient nature be formed can.

An der Ventilnadel 15 ist ein Ventilschließkörper 22 ausgebildet, welcher mit einer Ventilsitzfläche 23 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Eine Schließfeder 24 beaufschlagt die Ventilnadel 15 entgegen einer Abströmrichtung, so daß das Brennstoffeinspritzventil 1 im nichterregten Zustand des Aktors 2 geschlossen gehalten wird.At the valve needle 15 is a valve closing body 22nd formed, which with a valve seat surface 23 to a Tight fit together. A closing spring 24 acted upon the valve needle 15 against an outflow direction, so that the fuel injection valve 1 in the de-energized state of Actuator 2 is kept closed.

In dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist das Brennstoffeinspritzventil 1 in Form eines nach außen öffnenden Brennstoffeinspritzventils 1 ausgeführt. Die Ventilgruppe 16 kann beispielsweise mittels einer Überwurfmutter 17 am Gehäuse 5 des Brennstoffeinspritzventils 1 fixiert sein. Die Ventilgruppe 16 befindet sich in einem Düsenkörper 26, der durch eine Dichtung 27 gegen einen nicht dargestellten Zylinderkopf abgedichtet ist. An den Düsenkörper 26 schließt sich zulaufseitig ein Flansch 28 an, der mittels einer Dichtung 29 gegen das Gehäuse 5 abgedichtet ist. Eine zwischen der Überwurfmutter 17 und dem Flansch 28 eingelegte Einstellscheibe 30 dient zum Einstellen der Breite des Kopplerspalts 11.In the first embodiment shown in Fig. 1 is the fuel injection valve 1 in the form of an outward opening fuel injection valve 1 executed. The Valve group 16 may for example by means of a Union nut 17 on the housing 5 of Fuel injection valve 1 to be fixed. The valve group 16 is located in a nozzle body 26 through a Seal 27 against a cylinder head, not shown is sealed. At the nozzle body 26 closes on the inlet side, a flange 28, which by means of a seal 29 is sealed against the housing 5. One between the Union nut 17 and the flange 28 inserted Shim 30 is used to adjust the width of the Coupler gap 11.

Erfindungsgemäß weist der hydraulische Koppler 10 ein Befüllventil 18 auf, welches für die zügige Befüllung des Kopplerspalts 11 beim Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 sorgt. Das Befüllventil 18 besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Drosselbohrung 19 im Geberkolben 9 und einem Ventilkörper 20 im Betätigungselement 7, welcher die Drosselbohrung 19 im geschlossenen Zustand des Befüllventils 18 abdeckt. Der Ventilkörper 20 weist einen ringförmigen Ventilsitz 21 auf, welcher beispielsweise durch Drehen aus dem Ventilkörper 20 herstellbar ist. Die Drosselbohrung 19 kann alternativ oder zusätzlich auch in dem Nehmerkolben 12 ausgebildet sein.According to the invention, the hydraulic coupler 10 a Filling valve 18, which for the rapid filling of the Coupler gap 11 during operation of the fuel injection valve 1 provides. The filling valve 18 is in the embodiment from a throttle bore 19 in the master piston 9 and a Valve body 20 in the actuator 7, which the Throttle bore 19 in the closed state of the filling valve 18 covers. The valve body 20 has an annular Valve seat 21, which, for example, by turning off the valve body 20 can be produced. The throttle bore 19 may alternatively or additionally also in the slave piston 12th be educated.

Durch die spezielle Ausformung des Ventilkörpers 20 in Teilkugelform mit einer entsprechenden Führung in einer sphärischen Ausnehmung 25 im Betätigungselement 7 wird eine kardanische Lagerung des Ventilkörpers 20 erzielt, welche dazu dienen kann, Versätze des Betätigungselements 7 auszugleichen. Auf diese Weise sind Fehlfunktionen des Befüllventils 18 durch Fertigungstoleranzen oder thermische Prozesse ausgeschlossen.Due to the special shape of the valve body 20 in Partial ball shape with a corresponding guide in one spherical recess 25 in the actuator 7 is a kardanische storage of the valve body 20 achieved, which can serve, offsets of the actuator 7th compensate. In this way, malfunctions of the Filling valve 18 by manufacturing tolerances or thermal Processes excluded.

Das Befüllventil 18 wird beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 betätigt, wenn sich der Aktor 2 zusammenzieht. Wird der Aktor 2 nicht mehr durch eine Erregerspannung beaufschlagt, zieht er sich schnell zusammen, so daß die Ventilnadel 15 sowie der Nehmerkolben 12 und der Geberkolben 9, welcher über das Betätigungselement 7 von dem Aktor 2 betätigt wird, der Bewegung des Aktors 2 folgen. Das Betätigungselement 7 mit dem darin angeordneten Ventilkörper 20 hebt dadurch von dem ringförmigen Ventilsitz 21 ab, so daß Brennstoff in den Kopplerspalt 11 nachfließt und der während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils 1 auftretende Leckageverlust ausgeglichen wird. Die Befüllung des Kopplerspalts 11 durch die Drosselbohrung 19 setzt sich so lange fort, bis die Druckfeder 14 den Geberkolben 9 wieder gegen den Ventilkörper 20 drückt und die Drosselbohrung 19 geschlossen wird.The filling valve 18 is when closing the Fuel injection valve 1 is actuated when the actuator 2 contracts. If the actuator 2 is no longer by a Applied exciter voltage, he pulls himself quickly together, so that the valve needle 15 and the slave piston 12 and the master piston 9, which over the Actuator 7 is actuated by the actuator 2, the Follow movement of the actuator 2. The actuator 7 with the valve body 20 disposed therein thereby lifts from the annular valve seat 21 from so that fuel in the Coupler gap 11 flows and the during operation of the Fuel injection valve 1 occurring leakage is compensated. The filling of the coupler gap 11 by the throttle bore 19 continues until the Compression spring 14 the master piston 9 again against the Valve body 20 presses and the throttle bore 19 is closed becomes.

Die schnelle Befüllbarkeit des Kopplerspalts 11 trägt zu einer verbesserten Schaltdynamik des Brennstoffeinspritzventils 1 bei. Die Befüllung kann erheblich schneller als über Leckagespalte erfolgen. The fast fillability of the coupler gap 11 contributes to an improved switching dynamics of the Fuel injection valve 1 at. The filling can considerably faster than via leakage gaps.

Dadurch, daß die Befüllung zwar schneller als über die Leckagespalte erfolgt, durch die Drosselbohrung 19 aber gedrosselt ist, kann verhindert werden, daß sich das Brennstoffeinspritzventil 1 während des Nachschwingens des Aktors 2 unbeabsichtigt nochmals öffnet.The fact that the filling, although faster than the Leckagespalte done, through the throttle bore 19 but throttled, can be prevented that the Fuel injection valve 1 during the ringing of the Actuator 2 inadvertently opens again.

Dadurch, daß der Geberkolben 9 über die Drosselbohrung 19 verfügt, kann zudem die Bildung eines Luftpolsters bei der Montage des hydraulischen Kopplers 10 vermieden werden, da die Luft sofort über die Drosselbohrung 19 entweichen kann. Die Abführung der Luft über die Leckagespalte erfolgt gewöhnlich nur sehr langsam.Characterized in that the master piston 9 via the throttle bore 19th In addition, the formation of an air cushion in the Assembly of the hydraulic coupler 10 can be avoided because the air can escape immediately via the throttle bore 19. The removal of air via the leakage column is done usually only very slowly.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich II der Fig. 1. Bereits bei der Fig. 1 erläuterte Bauelemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Der Ausschnitt zeigt den Bereich des hydraulischen Kopplers 10 mit dem Geberkolben 9 und dem Nehmerkolben 12.Fig. 2 shows a second embodiment of a Inventive fuel injector 1 in the area II of Fig. 1. Already in Fig. 1 explained components are provided with the same reference numerals. The cutout shows the area of the hydraulic coupler 10 with the Master piston 9 and the slave piston 12th

Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, bei welchem der Ventilsitz 21 des Befüllventils 18 am Ventilkörper 20 des Befüllventils 18 ausgebildet ist, ist der Ventilsitz 21 in dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel nun am Geberkolben 9 in Form eines ringförmigen, die Drosselbohrung 19 umgebenden Aufsatzes ausgebildet. Vorteilhaft ist dabei insbesondere die einfache Ausbildung des Ventilkörpers 20 des Befüllventils 18, welcher annähernd kugelförmig ausgebildet ist und dadurch ebenfalls in einfacher Weise eine Versätze ausgleichende kardanische Führung ermöglicht. Die Funktionsweise entspricht dabei derjenigen, welche in der Beschreibung zu Fig. 1 weiter oben bereits erläutert wurde.In contrast to the first shown in Fig. 1 Embodiment in which the valve seat 21 of the Filling valve 18 on the valve body 20 of the filling valve 18th is formed, the valve seat 21 in the in Fig. 2 illustrated second embodiment now on the master piston 9 in the form of an annular, the throttle bore 19th formed surrounding essay. It is advantageous in particular the simple design of the valve body 20th the filling valve 18, which approximately spherical is formed and thereby also in a simple manner enables an offsetting balancing gimbal leadership. The mode of operation corresponds to that which in the description of Fig. 1 already explained above has been.

Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Bereits in Fig. 1 und 2 erläuterte Bauelemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Der Ausschnitt zeigt den Bereich des hydraulischen Kopplers 10 mit dem Geberkolben 9 und dem Nehmerkolben 12.Fig. 3 shows a third embodiment of a Fuel injection valve according to the invention 1. Already in Fig. 1 and 2 explained components are the same Provided with reference numerals. The section shows the area of the hydraulic coupler 10 with the master piston 9 and the Slave piston 12.

Im Gegensatz zu den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen, bei welchem das Befüllventil 18 in Form eines kugelförmigen Ventilkörpers 20 mit einem Ventilsitz 21 ausgebildet ist, ist das Befüllventil 18 nun mit der Ventilnadel 15 und einem am Nehmerkolben 12 ausgebildeten Ventilsitz 21 ausgebildet. Der Ventilkörper 20 ist einstückig mit der Ventilnadel 15 ausgebildet und weist seitliche Flächenanschliffe 33 auf. Vorteilhaft ist dabei insbesondere die einfache Ausbildung des Ventilkörpers 20 des Befüllventils 18.In contrast to those shown in FIGS. 1 and 2 Embodiments in which the filling valve 18 in Shape of a spherical valve body 20 with a Valve seat 21 is formed, the filling valve 18 is now with the valve needle 15 and one on the slave piston 12th trained valve seat 21 is formed. The valve body 20 is integrally formed with the valve needle 15 and has lateral Flächenanschliffe 33. It is advantageous in particular the simple design of the valve body 20th the filling valve 18.

Das Funktionsprinzip der Wiederbefüllung des Kopplerspalts 11 ist dabei analog zu derjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, die Funktionsweise des Befüllventils 18 weist jedoch Unterschiede auf.The functional principle of refilling the coupler gap 11 is analogous to that of the above described embodiments, the operation of the Filling valve 18, however, has differences.

Bei Betätigung des Aktors 2 drückt dieser über das Betätigungselement 7 den Geberkolben 9 der hydraulischen Kopplers 10 in Abströmrichtung des Brennstoffs. Der Geberkolben 9 gibt diese Bewegung über das Kopplermedium an den Nehmerkolben 12 weiter. Da die Ventilnadel 15 im Ventilsitz 21 an dem Nehmerkolben 12 anliegt, wird das Brennstoffeinspritzventil 1 dadurch geöffnet.Upon actuation of the actuator 2 presses this over the Actuator 7, the master piston 9 of the hydraulic Coupler 10 in the outflow direction of the fuel. Of the Master piston 9 indicates this movement via the coupler medium the slave piston 12 on. Since the valve needle 15 in Valve seat 21 is applied to the slave piston 12, the Fuel injection valve 1 thereby opened.

Während dieses Vorgangs wird der Kopplerspalt 11 entleert, der Kopplerspalt 11 zwischen Geberkolben 9 und Nehmerkolben 12 also kleiner. Zieht sich nach der Einspritzung von Brennstoff aus dem Brennstoffeinspritzventil 1 durch Abschaltung der den Aktor 2 erregenden Spannung der Betätigungskörper 7 während der Schließbewegung zurück, hebt die Ventilnadel 15 vom Dichtsitz 21 des Nehmerkolbens 12 ab. Durch die Kraft einer zwischen dem Geberkolben 9 und dem Nehmerkolben 12 angeordneten Tellerfeder 31 wird die Wiederbefüllung des Kopplerspaltes 11 mit Kopplermedium eingeleitet. Dabei fließt Brennstoff über die Flächenanschliffe 33 an der Ventilnadel 15 sowie dem an der Ventilnadel 15 ausgebildeten Ventilkörper 20 vorbei und durch die Befüllbohrung 19 in den Kopplerspalt 11. Sobald die Ventilnadel 15 im Dichtsitz 21 anliegt, ist die Wiederbefüllung abgeschlossen.During this process, the coupler gap 11 is emptied, the coupler gap 11 between master piston 9 and slave piston 12 so smaller. Retracts after injection from Fuel from the fuel injection valve 1 by Shutdown of the actuator 2 exciting voltage of the Actuator 7 during the closing movement back, lifts the valve needle 15 from the sealing seat 21 of the slave piston 12 from. By the force of a between the master piston 9 and the Slave piston 12 arranged disc spring 31 is the Refilling the coupler gap 11 with coupler medium initiated. This fuel flows through the Flächenanschliffe 33 at the valve needle 15 and at the Valve needle 15 trained valve body 20 over and through the filling hole 19 in the coupler gap 11. Once the valve needle 15 rests in the sealing seat 21 is the Refilling completed.

Die Ventilnadel 15 wird dabei während des Schließvorgangs durch die Schließfeder 24, welche sich zwischen dem Düsenkörper 26 und einem an der Ventilnadel 15 ausgebildeten Flansch 32 eingespannt ist, wieder in den Dichtsitz 21 gedrückt und das Brennstoffeinspritzventil 1 dadurch geschlossen.The valve needle 15 is doing during the closing process by the closing spring 24, which is located between the Nozzle body 26 and one formed on the valve needle 15 Flange 32 is clamped, again in the sealing seat 21st pressed and the fuel injection valve 1 thereby closed.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und auch für beliebige andere Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1 geeignet. The invention is not limited to those shown Embodiments limited and also for any other constructions of fuel injection valves 1 suitable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: BrennstoffeinspritzventilFuel injector
22: Aktoractuator
33: Hülseshell
44: Vorspannfederbiasing spring
55: Gehäusecasing
66: Stützringsupport ring
77: Betätigungselementactuator
88th: WellrohrdichtungBellows seal
99: Geberkolbenmaster piston
1010: hydraulischer Kopplerhydraulic coupler
1111: Kopplerspaltcoupler gap
1212: Nehmerkolbenslave piston
1313: Führungshülseguide sleeve
1414: Druckfedercompression spring
1515: Ventilnadelvalve needle
1616: Ventilgruppevalve group
1717: ÜberwurfmutterNut
1818: BefüllventilFilling
1919: Drosselbohrungthrottle bore
2020: Ventilkörpervalve body
2121: Ventilsitzvalve seat
2222: VentilschließkörperValve closing body
2323: VentilsitzflächeValve seat
2424: RückstellfederReturn spring
2525: Ausnehmungrecess
2626: Düsenkörpernozzle body
2727: Dichtungpoetry
2828: Flanschflange
2929: Dichtungpoetry
3030: EinstellscheibeFocusing
3131: TellerfederBelleville spring
3232: Flanschflange
3333: FlächenanschliffeFlächenanschliffe

Claims

Fuel injection valve (1), in particular fuel injection valve (1) for fuel injection systems of internal combustion engines, having a piezoelectric or magnetostrictive actuator (2) which uses a hydraulic coupler (10) to actuate a valve-closing body (22) which is formed on a valve needle (15) and interacts with a valve seat surface (23) to form a sealing seat, the hydraulic coupler (10) having a master piston (9) and a slave piston (12) which are arranged in a guide sleeve (13) and are spaced apart from each other by a coupler gap (11), characterized in that the master piston (9) and/or the slave piston (12) have a throttle bore (19) which, together with a valve body (20) and a valve seat (21), forms a filling valve (18) for the coupler gap (11).
Fuel injection valve according to Claim 1,
characterized in that the valve body (20) is arranged in an actuating element (7).
Fuel injection valve according to Claim 2,
characterized in that the actuating element (7) is frictionally connected to the actuator (2).
Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the valve body (20) is mounted cardanically in the actuating element (7).
Fuel injection valve according to Claim 4,
characterized in that the valve body (20) is of partially spherical design and engages in a spherical recess (25) of the actuating element (7).
Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the valve seat (21) is formed on the valve body (20).
Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the valve seat (21) is formed on the master piston (9) or the slave piston (12) of the hydraulic coupler (10).
Fuel injection valve according to Claim 7,
characterized in that the valve seat (21) annularly surrounds the throttle bore (19).
Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the master piston (9) and the slave piston (12) of the hydraulic coupler (10) are of hollow cylindrical design.
Fuel injection valve according to Claim 1,
characterized in that the valve body (20) is formed integrally with the valve needle (15) of the fuel injection valve (1).
Fuel injection valve according to Claim 10,
characterized in that the valve body (20) has grounddown surface portions (33).
Fuel injection valve according to Claim 10 or 11, characterized in that the valve body (20) interacts with a valve seat formed on the slave piston (12) of the hydraulic coupler (10).
Fuel injection valve according to Claim 12,
characterized in that the throttle bore (19) is arranged in the slave piston (12) on the inflow side of the valve seat (21).
Fuel injection valve according to one of Claims 10 to 13, characterized in that a disc spring (31) is arranged between the master piston (9) and the slave piston (12).