EP1519037B1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil Download PDF

Info

Publication number
EP1519037B1
EP1519037B1 EP20040104647 EP04104647A EP1519037B1 EP 1519037 B1 EP1519037 B1 EP 1519037B1 EP 20040104647 EP20040104647 EP 20040104647 EP 04104647 A EP04104647 A EP 04104647A EP 1519037 B1 EP1519037 B1 EP 1519037B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel injection
injection valve
coupler
valve according
equalizing element
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
EP20040104647
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1519037A1 (de
Inventor
Hubert Stier
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
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1519037A1 publication Critical patent/EP1519037A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1519037B1 publication Critical patent/EP1519037B1/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/167—Means for compensating clearance or thermal expansion
    • 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
    • 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
    • F02M2200/707—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic with means for avoiding fuel contact with actuators, e.g. isolating actuators by using bellows or diaphragms

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injection valve with a piezoelectric or magnetostrictive actuator which is in operative connection with a valve needle.
  • the valve needle has at its discharge end a valve closing body which cooperates with a valve seat surface to a sealing seat.
  • a coupler which serves to compensate for changes in length of components of the fuel injection valve, in particular of temperature-induced changes in length of the actuator, is arranged on the inflow side of the actuator module.
  • the coupler has two mutually axially movable portions which engage with each other and thereby form an annular gap and a hydraulic volume.
  • the annular gap connects the hydraulic volume with a balanced under a form equalization space.
  • the hydraulic medium is exchanged between the hydraulic volume and the compensation chamber, wherein the annular gap serves as a throttle point.
  • a disadvantage of the fuel injection valve known from the above publication is in particular that the temperature-induced expansion of the hydraulic medium are only insufficiently compensated. If a change in volume of the hydraulic medium is compensated for by exchanging hydraulic medium between the hydraulic volume and the compensation chamber, the pressure in the compensation chamber changes, resulting in a pressure increase in the expansion chamber when filling the compensation chamber, which counteracts further filling. The force with which the valve closing body acts in the sealing seat is undesirably changed in this way via different temperature states of the fuel injection valve. This leads in particular to the fact that the design of other components of the fuel injection valve is possible only with considerably more effort and also lower tolerances must be maintained.
  • the fuel injection valve according to the invention with the features of the main claim has the advantage that in particular the sealing force of the sealing seat in all temperature ranges can be kept constant by simple and inexpensive measures. This simplifies the design and construction of other components and the fuel injector as a whole.
  • the coupler is also more independent of temperature fluctuations in its behavior.
  • the compensation element has a solid state of aggregation at the operating temperatures of the fuel injection valve. This can be the Permanently separate the compensating element from the hydraulic medium.
  • first coupler section forms a hollow cylindrical shape closed on one side into which the cylindrically shaped second coupler section at least partially engages and thereby forms the gap.
  • the coupler can be constructed in a particularly simple manner.
  • the second coupler section consists at least partially of the compensation element.
  • the fuel injection valve can be very easily constructed and assembled.
  • a recess is made in one of the coupler sections, in which the compensation element is arranged.
  • the coupler can be made more compact and easier.
  • the compensating element has a lower coefficient of thermal expansion than the hydraulic medium, the compensation can take place in a particularly simple manner.
  • the coupler can be very easy to assemble and assemble.
  • the coupler can thereby be better integrated into the actuation strand of the fuel injection valve, since, for example, the flexible section can easily be arranged on the coupler so that the flexible section does not lie in the actuation axis of the actuation strand.
  • the flexible section can be very easily manufactured and assembled.
  • the movements of the actuator module can be transferred directly to the coupler sections and the dynamic characteristics of the fuel injection valve are only minimally negatively affected.
  • the hydraulic medium ideally consists of an oil or a gel.
  • An inventive fuel injection valve 1 shown in an axial sectional view in FIG. 1 is used in particular for the direct injection of fuel into a combustion chamber of a mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engine.
  • an interlocking housing upper part 4 and a coaxially arranged housing lower part 5, a valve needle 8, an actuator 2, a nozzle body 6 and a hydraulic coupler 3 are arranged coaxially to each other.
  • the nozzle body 6 penetrates from the inside with its downstream end, the downstream end of the Housing lower part 5.
  • actuator 2 communicates with the valve needle 8 via an actuator head 10 and an intermediate piece 9, which passes through the upper housing part 4 in the region of the discharge end of the upper housing part 4 in operative connection.
  • the first spring element 21 is clamped between a shoulder 40 formed in the nozzle body 6 and a flange 26 arranged on the inflow side thereof and fixed to the valve needle 8.
  • the spring force of the first spring element 21 pulls the valve closing body 7 into the sealing seat in the case of the fuel injection valve 1 that opens outward in this exemplary embodiment.
  • the hydraulic coupler 3 in this embodiment essentially has a first coupler section 23 and a cylindrical second coupler section 24.
  • the first coupler portion 23 forms a closed on one side, introduced in the upper housing part 4, hollow cylindrical shape 17, in which the second coupler section 24 engages downstream.
  • a located between the bottom of the mold 17 and the mold 17 facing the end face of the second portion 24 befindliches hydraulic volume 36 is variable by the axial displacement of the second coupler portion 24 relative to the first coupler section 23.
  • the second coupler section 24 is guided in the first coupler section 23, or in the form 17, with a clearance 32 which, for example, is between 2 and 10 micrometers and is generated by a gap 25.
  • the ratio of the minimum engagement depth of the second portion 24 to its diameter is selected so that the second portion 24 in the mold 17 can not tilt.
  • a second spring element 20 designed as a spiral spring in this exemplary embodiment revolves around the second coupler section 24 in the area of its downstream end. The second spring element 20 presses the actuator base 11 with a bias on the actuator 2, wherein the second spring element 20 is supported on the inflow side of a first stage 42 rotating around the mold 17 and on the second stage 43 downstream.
  • a corrugated tube-shaped, made of steel and elastic flexible portion 27 is disposed within the second spring element 20 in this embodiment.
  • the upstream end of the flexible portion 20 is in the first stage 42 hermetically sealed, for example by welding, joined.
  • the downstream end of the flexible portion 20 is in the vicinity of the actuator base 11 laterally hermetically sealed to the second coupler portion 24, for example by welding.
  • the flexible section 27 closes off the gap 25 and, together with the region of the discharge-side end of the second coupler section 24, defines a compensation chamber 14.
  • the compensation chamber 14 is connected to the hydraulic volume 36 through the gap 25.
  • a recess 16 Arranged in the second coupler section 24 is a recess 16 which is open towards the hydraulic volume 36 and which is assigned to the hydraulic volume 36 and, in this embodiment, has a hollow-cylindrical shape.
  • a of the shape of the recess 16 similar compensating element 15 is arranged, wherein the compensating element 15 is inserted only in the recess 16 and thus all its outer surfaces are surrounded by hydraulic medium.
  • the compensation element 15 may be fixed or joined in the recess 16, for example, by a weld at the bottom of the recess 16 or a positive connection.
  • the in Invar 16 inserted from Invar steel compensating element 15 has a lower coefficient of thermal expansion than the hydraulic medium and / or the materials of which the first coupler section 24 in the hydraulic volume 36 is. Since the commonly used hydraulic media expand more than the coupler sections 23, 24, but the compensating element 15 expands less strongly, the compensating element 15 at least partially compensates for the different expansions of the coupler sections 23, 24 and the hydraulic medium.
  • the first coupler portion 23 in particular in the region of the hollow cylindrical shape 17 and the hydraulic volume 36, consist of the compensating element 15.
  • the part of the first coupler portion 23 made of, for example, bronze, brass, aluminum or a thermoplastic resin material has an expansion coefficient greater than or equal to that of the hydraulic medium.
  • the compensation chamber 14, the gap 25 and the hydraulic volume 36 with the recess 16 are completely filled with an oily, gas-free and incompressible hydraulic medium.
  • the flexible section 27 is characterized by the selection of materials and / or by a coating diffusion-tight and acts on the hydraulic medium by its elasticity with a pressure.
  • the actuator 2 If the actuator 2 is energized via an electrical line, not shown, it expands quickly. Since the hydraulic medium can not drain off fast enough from the hydraulic volume 36 in the compensation chamber 14, the coupler 3 behaves very hard, whereby the length of the actuator 2 acts almost completely on the valve needle 8. The valve needle 8 is moved axially against the biasing force of the first spring element 21 in the discharge direction. As a result, the sealing seat opens and the fuel, which is supplied with pressure via the fuel channel 22, which is shown only in part, is sprayed via the injection opening 12 into the combustion chamber (not shown). Slow changes in length of the actuator 2 are compensated by the exchange of hydraulic fluid between the hydraulic volume 36 and the compensation chamber 14.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments and may, for. B. also be used for inward-opening fuel injectors.

Landscapes

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

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Beispielsweise ist aus der DE 35 33 085 A1 ein Brennstoffeinspritzventil mit einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor bekannt, welcher in Wirkverbindung mit einer Ventilnadel steht. Die Ventilnadel weist an ihrem abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkörper auf, der mit einer Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Ein Koppler, welcher zum Ausgleich von Längenänderungen von Bauteilen des Brennstoffeinspritzventils, insbesondere von temperaturbedingten Längenänderungen des Aktors, dient, ist zuströmseitig des Aktormoduls angeordnet. Der Koppler weist zwei gegeneinander axial bewegliche Abschnitte auf, die ineinander greifen und dabei einen Ringspalt und ein Hydraulik-Volumen bilden. Der Ringspalt verbindet das Hydraulik-Volumen mit einem unter einem Vordruck stehenden Ausgleichsraum. Zum Ausgleich von Längenänderungen des Aktors wird das Hydraulikmedium zwischen dem Hydraulik-Volumen und dem Ausgleichsraum ausgetauscht, wobei der Ringspalt als Drosselstelle dient.
  • Nachteilig bei dem aus der obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, daß die temperaturbedingte Ausdehnung des Hydraulikmediums nur unzureichend kompensiert sind. Wird eine Volumenänderung des Hydraulikmediums durch Austausch von Hydraulikmedium zwischen dem Hydraulik-Volumen und dem Ausgleichsraum ausgeglichen, verändert sich der Druck im Ausgleichsraum, wobei sich bei Füllung des Ausgleichsraums eine Druckerhöhung im Ausgleichsraum ergibt, welche einer weiteren Befüllung entgegenwirkt. Die Kraft mit der der Ventilschließkörper im Dichtsitz wirkt, wird in dieser Weise über verschiedene Temperaturzustände des Brennstoffeinspritzventils unerwünscht verändert. Dies führt insbesondere dazu, daß die Bemessung anderer Bauteile des Brennstoffeinspritzventils nur mit erheblich mehr Aufwand möglich ist und zudem geringere Toleranzen eingehalten werden müssen.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß insbesondere die Dichtkraft des Dichtsitzes in allen Temperaturbereichen durch einfache und kostengünstige Maßnahmen konstanter gehalten werden kann. Dadurch vereinfacht sich die Bemessung und die Bauweise anderer Bauteile und des Brennstoffeinspritzventils als ganzes. Der Koppler wird in seinem Verhalten zudem unabhängiger von Temperaturschwankungen.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
  • In einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils weist das Ausgleichselement bei den Betriebstemperaturen des Brennstoffeinspritzventils einen festen Aggregatzustand auf. Damit läßt sich das Ausgleichselement in sehr einfacher Weise vom Hydraulikmedium dauerhaft trennen.
  • Vorteilhaft ist es zudem, wenn der erste Koppler-Abschnitt eine einseitig geschlossene hohlzylindrische Form bildet in den der zylindrisch ausgebildete zweite Koppler-Abschnitt wenigstens teilweise eingreift und dabei den Spalt bildet. Der Koppler kann dadurch in besonders einfacher Weise aufgebaut werden.
  • In einer weiteren Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils besteht der zweite Koppler-Abschnitt wenigstens teilweise aus dem Ausgleichselement. Das Brennstoffeinspritzventil kann dadurch sehr einfach aufgebaut und zusammengebaut werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, das in einem der Koppler-Abschnitte eine Ausnehmung eingebracht ist, in welcher das Ausgleichselement angeordnet ist. Der Koppler kann dadurch kompakter und einfacher aufgebaut werden.
  • Weist das Ausgleichselement einen geringeren Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten auf als das Hydraulikmedium, so kann die Kompensation in besonders einfacher Weise erfolgen.
  • Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn zumindest ein Teil des ersten Koppler-Abschnitts, insbesondere im Bereich der hohlzylindrischen Form, aus dem Ausgleichselement besteht und wenn der Temperatur-Ausdehnungskoeffizient größer oder gleich dem des Hydraulikmediums ist. Dadurch läßt sich der Koppler besonders einfach aufbauen und montieren.
  • Vorteilhaft ist es zudem, den flexiblen Abschnitt lochscheibenförmig oder wellrohrförmig auszubilden. Der Koppler kann dadurch besser in den Betätigungsstrang des Brennstoffeinspritzventils integriert werden, da beispielsweise der flexible Abschnitt leicht so am Koppler angeordnet werden kann, daß der flexible Abschnitt nicht in der Betätigungsachse des Betätigungsstrangs liegt. Der flexible Abschnitt läßt sich dadurch sehr einfach herstellen und montieren. Außerdem können die Bewegungen des Aktormoduls direkt auf die Koppler-Abschnitte übertragen werden und die dynamischen Eigenschaften des Brennstoffeinspritzventils werden nur minimal negativ beeinflußt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils besteht das Hydraulikmedium idealerweise aus einem Öl oder einem Gel.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine vereinfachte schematische axiale Schnittdarstellung durch das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft beschrieben.
  • Ein in Fig. 1 in einer axialen Schnittdarstellung gezeigtes erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil 1 dient insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine.
  • In jeweils einem ineinandergreifenden Gehäuseoberteil 4 und einem koaxial dazu angeordneten Gehäuseunterteil 5 sind eine Ventilnadel 8, ein Aktor 2, ein Düsenkörpers 6 und ein hydraulischer Koppler 3 jeweils zueinander koaxial angeordnet. Der Düsenkörper 6 durchgreift von Innen mit seinem abströmseitigen Ende das abströmseitige Ende des Gehäuseunterteils 5. Die Ventilnadel 8, welche wiederum den Düsenkörper 6 am abströmseitigen Ende von Innen durch eine Abspritzöffnung 12 durchgreift, weist an ihrem abströmseitigen Ende einen Ventilschließkörper 7 auf, welcher mit einer am abspritzseitigen Ende des Düsenkörpers 6 ausgebildeten Ventilsitzfläche 13 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt.
  • Der in der unteren Hälfte des Gehäuseoberteils 4 angeordnete Aktor 2 steht mit der Ventilnadel 8 über einen Aktorkopf 10 und ein Zwischenstück 9, welches das Gehäuseoberteil 4 im Bereich des abspritzseitigen Endes des Gehäuseoberteils 4 durchgreift, in Wirkverbindung.
  • Ein spiralförmiges, um die Ventilnadel 8 umlaufendes erstes Federelement 21 spannt die Ventilnadel 6 entgegen der Abspritzrichtung vor. Das erste Federelement 21 ist dabei zwischen einer im Düsenkörper 6 ausgebildeten Schulter 40 und einem zuströmseitig davon angeordneten, an der Ventilnadel 8 fixierten Flansch 26 eingespannt. Die Federkraft des ersten Federelements 21 zieht den Ventilschließkörper 7 bei dem in diesem Ausführungsbeispiel nach außen öffnenden Brennstoffeinspritzventil 1 in den Dichtsitz.
  • Der hydraulische Koppler 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen einen ersten Koppler-Abschnitt 23 und einen zylinderförmigen zweiten Koppler-Abschnitt 24 auf. In diesem Ausführungsbeispiel bildet der erste Koppler-Abschnitt 23 eine einseitig geschlossene, im Gehäuseoberteil 4 eingebrachte, hohlzylindrische Form 17, in die der zweite Koppler-Abschnitt 24 abströmseitig eingreift. Ein zwischen dem Grund der Form 17 und der der Form 17 zugewandten Stirnseite des zweiten Abschnitts 24 befindliches Hydraulik-Volumen 36 ist durch die axiale Verschiebbarkeit des zweiten Koppler-Abschnitts 24 gegenüber dem ersten Koppler Abschnitt 23 variierbar.
  • Der zweite Koppler-Abschnitt 24 ist im ersten Koppler-Abschnitt 23, bzw. in der Form 17, mit einem Spiel 32, welches beispielsweise zwischen 2 und 10 Mikrometer beträgt und durch einen Spalt 25 erzeugt ist, geführt. Das Verhältnis der minimalen Eingreiftiefe des zweiten Abschnitts 24 zu seinem Durchmesser ist so gewählt, daß sich der zweite Abschnitt 24 in der Form 17 nicht verkanten kann.
  • Zuströmseitig des Aktors 2 steht der Aktor 2 über einen plattenförmigen, sich zuströmseitig durch eine zweite Stufe 43 nach oben verjüngenden Aktorfuß 11 mit dem abströmseitigen Ende des zweiten Koppler-Abschnitts 24 in Wirkverbindung. Der Durchmesser des Aktorfußes 2 ist größer als der des zweiten Koppler-Abschnitts 24, wobei beide Bauteile zueinander koaxial angeordnet sind. Ein in diesem Ausführungsbeispiel als Spiralfeder ausgebildetes zweites Federelement 20 läuft um den zweiten Koppler-Abschnitt 24 im Bereich seines abströmseitigen Endes um. Das zweite Federelement 20 drückt den Aktorfuß 11 mit einer Vorspannung auf den Aktor 2, wobei sich das zweite Federelement 20 zuströmseitig an einer um die Form 17 umlaufenden ersten Stufe 42 und abströmseitig an der zweiten Stufe 43 abstützt.
  • Ein in diesem Ausführungsbeispiel wellrohrförmiger, aus Stahl bestehender und elastischer flexibler Abschnitt 27 ist innerhalb des zweiten Federelements 20 angeordnet. Das zuströmseitige Ende des flexiblen Abschnitts 20 ist im Bereich der ersten Stufe 42 hermetisch dicht, beispielsweise durch Schweißen, gefügt. Das abströmseitige Ende des flexiblen Abschnitts 20 ist in der Nähe des Aktorfußes 11 seitlich am zweiten Koppler-Abschnitt 24 hermetisch dicht, beispielsweise durch Schweißen gefügt. Der flexible Abschnitt 27 verschließt den Spalt 25 und begrenzt zusammen mit dem Bereich des abspritzseitigen Endes des zweiten Koppler-Abschnitts 24 einen Ausgleichsraum 14. Der Ausgleichsraum 14 ist durch den Spalt 25 mit dem Hydraulik-Volumen 36 verbunden.
  • Im zweiten Koppler-Abschnitt 24 ist eine zum Hydraulik-Volumen 36 hin geöffnete Ausnehmung 16 angeordnet, welche dem Hydraulik-Volumen 36 zugeordnet ist und in diesem Ausführungsbeispiel hohlzylinderförmig ausgebildet ist. In der Ausnehmung 16 ist ein der Form der Ausnehmung 16 ähnliches Ausgleichselement 15 angeordnet, wobei das Ausgleichselement 15 nur in die Ausnehmung 16 eingelegt ist und somit alle seine Außenflächen von Hydraulikmedium umgeben sind. In anderen Ausführungsbeispielen kann das Ausgleichselement 15 in der Ausnehmung 16 fixiert bzw. gefügt sein, beispielsweise durch eine Schweißung am Boden der Ausnehmung 16 oder eine formschlüssige Verbindung.
  • Das in der Ausnehmung 16 eingelegte, aus Invar-Stahl bestehende Ausgleichselement 15 weist einen geringeren Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten auf als das Hydraulikmedium und/oder die Materialien aus denen der erste Koppler-Abschnitt 24 im Bereich des Hydraulik-Volumens 36 besteht. Da sich die für gewöhnlich verwendeten Hydraulikmedien stärker ausdehnen als die Koppler-Abschnitte 23, 24, aber das Ausgleichselement 15 sich weniger stark ausdehnt, gleicht das Ausgleichselement 15 die unterschiedlichen Ausdehnungen der Koppler-Abschnitte 23, 24 und des Hydraulikmediums wenigsten teilweise aus.
  • In anderen Ausführungsbeispielen kann zumindest ein Teil des ersten Koppler-Abschnitts 23, insbesondere im Bereich der hohlzylindrischen Form 17 bzw. des Hydraulik-Volumens 36, aus dem Ausgleichselement 15 bestehen. In diesem Fall weist der beispielsweise aus Bronze, Messing, Aluminium oder einem thermoplastischen Kunststoffmaterial bestehende Teil des ersten Koppler-Abschnitts 23 einen Ausdehnungskoeffizienten auf, der größer oder gleich dem des Hydraulikmediums ist.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind der Ausgleichsraum 14, der Spalt 25 und das Hydraulik-Volumen 36 mit der Ausnehmung 16 vollständig mit einem ölartigen, gasfreien und inkompressiblen Hydraulikmedium gefüllt. Der flexible Abschnitt 27 ist durch die Auswahl der Materialien und/oder durch eine Beschichtung diffusionsdicht und beaufschlagt das Hydraulikmedium durch seine Elastizität mit einem Druck.
  • Wird der Aktor 2 über eine nicht dargestellte elektrische Leitung erregt, so dehnt er sich schnell aus. Da das Hydraulikmedium nicht schnell genug vom Hydraulik-Volumen 36 in den Ausgleichsraum 14 abfließen kann, verhält sich der Koppler 3 sehr hart, wodurch die Längenausdehnung des Aktors 2 fast vollständig auf die Ventilnadel 8 wirkt. Die Ventilnadel 8 wird entgegen der Vorspannkraft des ersten Federelements 21 axial in Abspritzrichtung bewegt. Dadurch öffnet der Dichtsitz und der über den nur teilweise dargestellten Brennstoffkanal 22 druckbehaftet zugeleitete Brennstoff wird über die Abspritzöffnung 12 in den nicht dargestellten Brennraum abgespritzt. Langsame Längenänderungen des Aktors 2 werden durch den Austausch von Hydraulikmedium zwischen dem Hydraulik-Volumen 36 und dem Ausgleichsraum 14 ausgeglichen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und kann z. B. auch für nach innen öffnende Brennstoffeinspritzventile verwendet werden.

Claims (14)

  1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem piezoelektrischen, elektrostriktiven oder magnetostriktiven Aktor (2), einem mit dem Aktor (2) in Wirkverbindung stehenden Ventilschließkörper (7), der mit einer Ventilsitzfläche (13) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und einem Koppler (3), der einen ersten Koppler-Abschnitt (23) und einen zweiten Koppler-Abschnitt (24) aufweist, wobei die beiden Koppler-Abschnitte (23, 24) gegeneinander beweglich sind und miteinander über ein in einem Hydraulik-Volumen (36) befindliches Hydraulikmedium in Wirkverbindung stehen, wobei das Hydraulik-Volumen (36) mit zumindest einem Ausgleichsraum (14) zum Austausch von Hydraulikmedium in Verbindung steht und wobei zumindest einer der Koppler-Abschnitte (23, 24) mit einem Spiel (32), welches durch einen Spalt (25) gebildet ist, geführt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zumindest ein Ausgleichselement (15) die temperaturbedingten Volumenänderungen des Hydraulikmediums ausgleicht, wobei das Ausgleichselement (15) das Hydraulik-Volumen (36) wenigstens teilweise begrenzt und/oder im Hydraulik-Volumen (36) angeordnet ist.
  2. Brennstoffeinspritzung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Ausgleichselement (15) bei den Betriebstemperaturen des Brennstoffeinspritzventils (1), insbesondere zwischen 20° Celsius und 100° Celsius, einen festen Aggregatzustand aufweist.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der erste Koppler-Abschnitt (23) durch eine einseitig geschlossene hohlzylindrische Form (17) gebildet ist, in den der zylindrisch ausgebildete zweite Koppler-Abschnitt (24) wenigstens teilweise eingreift und dabei den Spalt (25) bildet.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    das der zweite Koppler-Abschnitt (24) wenigstens teilweise aus dem Ausgleichselement (15) besteht.
  5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in zumindest einem der Koppler-Abschnitte (23, 24) zumindest eine zum Hydraulik-Volumen (36) unmittelbar geöffnete Ausnehmung (16) eingebracht ist und in der Ausnehmung (16) das zumindest eine Ausgleichselement (15) angeordnet ist.
  6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die gesamte Außenfläche des Ausgleichselements (15) mit dem Hydraulikmedium in Kontakt steht.
  7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Ausgleichselement (15) einen geringeren Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten aufweist als das Hydraulikmedium und/oder als die Materialien aus denen der erste Koppler-Abschnitt (24) im Bereich des Hydraulik-Volumens (36) besteht.
  8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Ausgleichselement (15) aus Invar-Stahl besteht.
  9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zumindest ein Teil des ersten Koppler-Abschnitts (23), insbesondere im Bereich der hohlzylindrischen Form (17), aus dem Ausgleichselement (15) besteht.
  10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Temperatur-Ausdehnungskoeffizient des Ausgleichselements (15) größer oder gleich dem des Hydraulikmediums ist.
  11. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Ausgleichselement (15) wenigstens teilweise aus einer Kupfer-Zinn-Legierung, Kupfer-Zink-Legierung, Aluminium oder einem thermoplastischen Werkstoff besteht.
  12. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein flexibler Abschnitt (27) einen Ausgleichsraum (14) wenigstens teilweise begrenzt.
  13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der flexible Abschnitt (27) lochscheibenförmig oder wellrohrförmig ausgebildet ist.
  14. Brennstoffeinspritzventile nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Hydraulikmedium ein Öl oder Gel ist.
EP20040104647 2003-09-29 2004-09-24 Brennstoffeinspritzventil Expired - Fee Related EP1519037B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10345203 2003-09-29
DE2003145203 DE10345203A1 (de) 2003-09-29 2003-09-29 Brennstoffeinspritzventil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1519037A1 EP1519037A1 (de) 2005-03-30
EP1519037B1 true EP1519037B1 (de) 2006-07-05

Family

ID=34178010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20040104647 Expired - Fee Related EP1519037B1 (de) 2003-09-29 2004-09-24 Brennstoffeinspritzventil

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1519037B1 (de)
DE (2) DE10345203A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1591656B1 (de) * 2004-04-26 2008-03-12 Isuzu Motors Limited Längen-Ausgleichselement und dieses enthaltendes Kraftstoff-Einspritzventil
DE102005009147A1 (de) * 2005-03-01 2006-09-07 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor für Verbrennungskraftmaschinen
EP1813805A1 (de) * 2006-01-27 2007-08-01 Siemens VDO Automotive S.p.A. Kompensationsvorrichtung für einen Injektor
DE102008035087B4 (de) * 2008-07-28 2015-02-12 Continental Automotive Gmbh Einspritzventil
DE102010027278B4 (de) * 2010-07-15 2020-07-02 Metismotion Gmbh Thermisch volumenneutraler Hubübertrager sowie Dosierventil mit einem solchen Hubübertrager und Verwendung des Dosierventils
GB201512350D0 (en) * 2015-07-15 2015-08-19 Delphi Int Operations Lux Srl Servo actuator for fuel injector
EP3139028A1 (de) 2015-09-03 2017-03-08 Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. Zweiseitig gesockelte koppler für stellantrieb

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3533085A1 (de) * 1985-09-17 1987-03-26 Bosch Gmbh Robert Zumessventil zur dosierung von fluessigkeiten oder gasen
EP0869278B1 (de) * 1997-04-04 2004-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Einspritzventil mit Mitteln zur Kompensation der thermischen Längenänderung eines Piezoaktors
DE19727992C2 (de) * 1997-07-01 1999-05-20 Siemens Ag Ausgleichselement zur Kompensation temperaturbedingter Längenänderungen von elektromechanischen Stellsystemen
DE19940055C1 (de) * 1999-08-24 2001-04-05 Siemens Ag Dosierventil
DE19940054C2 (de) * 1999-08-24 2003-11-27 Siemens Ag Dosierventil für ein unter Druck stehendes Fluid
DE19946841A1 (de) * 1999-09-30 2001-05-03 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19947779A1 (de) * 1999-10-02 2001-04-12 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE19950760A1 (de) * 1999-10-21 2001-04-26 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
WO2002031346A1 (en) * 2000-10-11 2002-04-18 Siemens Automotive Corporation Compensator assembly having a flexible diaphragm for a fuel injector and method

Also Published As

Publication number Publication date
DE10345203A1 (de) 2005-05-04
EP1519037A1 (de) 2005-03-30
DE502004000909D1 (de) 2006-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1149237B2 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1115970B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10039424A1 (de) Dosierventil mit einem hydraulischen Übertragungselement
EP1519037B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10217594A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1519035B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1378657B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1601868B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1454056B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1538331B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
WO2004081372A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1519036B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1519034B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1544454B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10332090B4 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1452727B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
WO2005054662A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
WO2003054378A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
WO2005026532A1 (de) Dosiervorrichtung
WO2005050001A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10332088A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1450034B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1406006B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1491760B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102006018026B4 (de) Brennstoffeinspritzventil

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL HR LT LV MK

17P Request for examination filed

Effective date: 20050930

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR GB IT

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 502004000909

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20060817

Kind code of ref document: P

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20061006

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20070410

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20140923

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20140924

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20140917

Year of fee payment: 11

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150924

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20150924

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20160531

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150924

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150930

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20171128

Year of fee payment: 14

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 502004000909

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190402