EP1620645A1 - Verlustfreies brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Verlustfreies brennstoffeinspritzventil

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EP1620645A1
EP1620645A1 EP04730814A EP04730814A EP1620645A1 EP 1620645 A1 EP1620645 A1 EP 1620645A1 EP 04730814 A EP04730814 A EP 04730814A EP 04730814 A EP04730814 A EP 04730814A EP 1620645 A1 EP1620645 A1 EP 1620645A1
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EP
European Patent Office
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injection valve
actuator
fuel
fuel injection
membrane
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EP04730814A
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EP1620645B1 (de
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Marco Ganser
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Ganser Hydromag AG
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Ganser Hydromag AG
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Publication date
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Publication of EP1620645B1 publication Critical patent/EP1620645B1/de
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    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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
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    • F02M47/043—Fluid pressure acting on injection-valve in the period of non-injection to keep it closed
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    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
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    • 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 present invention relates to a fuel injection valve for intermittent fuel injection into the combustion chamber of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • a needle-shaped injection valve member is arranged in a high-pressure chamber, which is connected to a high-pressure fuel inlet and which cooperates with its one end with an injection valve seat. If the injection valve member is lifted from the injection valve seat, fuel under very high pressure is injected into a combustion chamber of an internal combustion engine from the high pressure chamber. At its other end, the injection valve member delimits a control chamber, which is connected to the high-pressure fuel inlet and thus to the high-pressure chamber via a connection having a throttle passage.
  • the high-pressure chamber can be connected to and separated from a low-pressure chamber on the side opposite the injection valve member by means of an electromagnetically operated pilot valve.
  • the injection valve member is guided in a narrow sliding fit in two regions spaced apart from one another in the axial direction. Between these areas, the injection valve member passes through an annular space which is connected to the low-pressure space.
  • the tight sliding fit serves to seal the Control room and the other of the sealing of the high pressure room.
  • fuel flows into the annulus, causing leakage losses.
  • fuel flows through the pilot valve from the control chamber into the low-pressure chamber during each injection process, which also causes losses.
  • a fuel injector which has the features in the preamble of claim 1, is known from EP-A-0 937 891.
  • the actuator arrangement has a piezoelectric actuator which interacts with a piston element which delimits the control chamber with its side facing away from the actuator. The leakage fuel flowing out of the control chamber along the piston element is led away through a low-pressure discharge line.
  • an actuator controlling the movement of an injection valve member is tightly separated from the spaces of the fuel injection valve by means of a sealing element.
  • the injection valve member is controlled by the deflection of the sealing element, for example a membrane, by means of the actuator arrangement.
  • a fuel injection valve according to the invention requires neither a low-pressure chamber nor a line for returning fuel to a fuel storage tank. No fuel can escape from the fuel injection valve, except during an injection process through the injection openings into the combustion chamber. Since fuel injection valves according to the invention operate without a pilot valve, there are also no signs of wear, caused, for example, by cavitation when the fuel is released. Furthermore, the fuel injector according to the invention opens up a new application area in addition to the diesel area.
  • FIG. 1 shows in longitudinal section a first embodiment of an injection valve according to the invention
  • FIG. 2 shows in longitudinal section a second embodiment of an injection valve according to the invention with a spring which supports the closing movement of the injection valve member;
  • FIG. 3 in longitudinal section a third embodiment of an inventive
  • FIG. 5 shows in longitudinal section part of a fifth embodiment of a fuel injector according to the invention, in which a needle guide is arranged on a valve seat element;
  • FIG. 6 shows in longitudinal section part of a sixth embodiment of a fuel injector according to the invention
  • Fig. 7 also in longitudinal section a part of a seventh embodiment of a fuel injector according to the invention but without one
  • FIG. 8 in longitudinal section a part of an eighth embodiment of a fuel injector according to the invention.
  • the fuel injector shown in FIG. 1 has a housing 10, through which a recess 14 extends along a housing axis 12.
  • the recess 14 is essentially rotationally symmetrical and tapered or widening in a step-like manner with respect to the housing axis 12.
  • a tubular valve seat element 16 with an end region is inserted in a first section of the recess 14; there is an injection nozzle 18 on the valve seat element 16 at the opposite free end educated.
  • the injection nozzle 18 On the inside, the injection nozzle 18 has an injection valve seat 20 in the form of the shell of a truncated cone.
  • a needle-shaped injection valve member 22 cooperates with this injection valve seat 20, the end region on this side of which is correspondingly conical in order to rest sealingly on the injection valve seat 20 in the closed position.
  • the injection valve seat 20 delimits a high-pressure chamber 24, which is connected to a high-pressure fuel inlet 28 - high-pressure fuel connection by means of a fuel supply channel 26 formed in the housing 10.
  • the high-pressure fuel inlet 28 is connected in a known manner to a common rail injection system which supplies fuel to the fuel injection valve at a pressure of up to 1000 bar or higher (in diesel application also above 2000 bar).
  • the valve seat element 16 is held in the housing 10 by means of a press fit, for example, and it has nozzle openings 30 downstream of the injection valve seat 20 in order to inject fuel under very high pressure into the combustion chamber of an internal combustion engine when the injection valve is open.
  • the injection valve member 22 has guide ribs 32 projecting in the radial direction, by means of which it is guided on the valve seat element 16 so as to be displaceable in the axial direction.
  • the needle-shaped injection valve member 22 penetrating the high-pressure chamber is guided with its end region 34 facing away from the injection valve seat 20 in a needle guide 36 in a sliding fit.
  • the needle guide 36 is formed on a needle guide element 38, which is inserted into the housing 10 from the side facing away from the valve seat element 16 and is sealingly supported on the shoulder 40 by means of a radially projecting circumferential flange.
  • the flange which is pressed onto the shoulder 40 by means of an eyebolt 42, seals the high-pressure chamber 24, so that no fuel can flow out of the high-pressure chamber 24 between the housing 10 and the needle guide element 38 into a section of the housing 10 that receives an actuator arrangement 44.
  • a sealing element 45 in the form of a membrane 46 which spans the hollow rotationally symmetrical needle guide element 38 and is preferably made of metal, in particular steel.
  • the membrane 46 seals the actuator arrangement 44 with respect to a control chamber 48 which is delimited on the circumferential side by the needle guide element 38 and on the side opposite the membrane 46 by an end face 50 of the injection valve member 22.
  • the control chamber 48 is connected to the high-pressure chamber 24 by the needle guide 36.
  • the flow cross-section between the needle guide element 38 and the injection valve member 22 has such a throttling effect that when the diaphragm 46 is deflected by means of the actuator arrangement 44, significantly more volume is displaced than fuel can flow into the control chamber from the high-pressure chamber 24 or measure out the other way around ,
  • the sliding fit in the needle guide 36 has, for example, a play of a few micrometers.
  • the exposed end face of the sleeve-like needle guide element 38 forms a counter stop 52, which is in shape with one on the injection valve member 22 a circumferential bead trained stop 54 cooperates.
  • the stop 54 and counter stop 52 define the maximum open position of the
  • Injection valve member 22 The maximum stroke of the injection valve member 22 is indicated by H.
  • An annular disk 56 is inserted between the eyebolt 42 and the membrane 46.
  • the annular disk 56 and the eyebolt 42 are penetrated at a distance by an actuator shaft 58, which rests with its convexly shaped end face 60 on the correspondingly concave exposed area of the membrane 46.
  • the stress on the membrane 46 can be minimized by this shaping.
  • the membrane 46 is held clamped between the needle guide element 38 and the ring disk 56 with its outer, ring-shaped, hand region which forms a flange.
  • the actuator shaft 58 is moved back and forth in the axial direction by means of an actuator, which is preferably an electrically controlled piezoelectric or magnetostrictive actuator 62.
  • the electrical connection conductors for the actuator 62 are denoted by 64.
  • strokes of the actuator shaft 58 in the order of magnitude of 0.05 to 0.08 mm can be achieved.
  • the diameter of the actuator shaft 58 or of the region of the membrane 46 which can be deflected by means of this is selected to be larger than the diameter of the injection valve member acting as a piston in the needle guide element 38 22nd
  • the actuator 62 is in an actuator housing 66 recorded, which rests with its housing side facing the membrane 46 against a further shoulder 40 'of the housing 10 and is held in contact with the further shoulder 40' by means of a further eye bolt 42 'which is wound into the housing.
  • a bore in the housing 10 is closed by means of an Allen screw 68, which bore was made for drilling the angular fuel supply channel 26.
  • the fuel injector shown in Fig. 1 functions as follows.
  • the actuator 62 is controlled in such a way that the actuator shaft 58 is in its end position in which the diaphragm 46 is maximal in the direction of the control chamber 48 is deflected.
  • the pressure between the high pressure chamber 24 and the control chamber 48 is balanced. Since the sum of the areas of the injection valve member 22 pressurized by the fuel in the direction of the injection valve seat 20 is greater than the sum of the areas pressurized by fuel pressure in the opposite direction, the injection valve member 22 is held in contact with the injection valve seat 20.
  • the actuator 62 is activated in such a way that the actuator shaft 58 is withdrawn. Since the side of the diaphragm 46 facing the actuator is exposed to ambient pressure, but the side facing the control chamber 48 and thus the high-pressure chamber 24 is exposed to the very high pressure of the fuel, the diaphragm 46 moves with the actuator stem 58 in the direction away from the injection valve seat 20. Since no or very little fuel can be replenished into the control chamber 48 via the needle guide 36 in this short time of movement, the volume of the control chamber 48 is slightly increased and displaced by this movement of the membrane 46, which leads to the lifting of the injection valve member 22 from the injection valve seat 20 leads towards the inside.
  • the fuel injection valve is therefore also particularly suitable for pre-injections or multiple injections, and also for shaping the injection course by specifically selecting the movement course of the actuator 62 and consequently the injection valve member 22 both when opening and, if appropriate, when closing.
  • the actuator arrangement 44 is completely sealed off from the spaces of the fuel injection valve filled with fuel and the control of the injection valve member 22 takes place without a pilot valve, no fuel losses occur.
  • the fact that the space 63 is not hydraulically connected or connectable to the high pressure space 24 and also not to the control space 48 does not mean that this space is empty (i.e. is under vacuum) or is exclusively filled with air. It may be advantageous to fill this space partially or entirely with a hydraulic fluid, e.g. with hydraulic oil to ensure lubrication and durability of the actuator assembly 44.
  • FIG. 2 The embodiment of the fuel injector according to the invention shown in FIG. 2 is very similar to that according to FIG. 1. In the description of all embodiments, the same reference numerals are used for the same or equivalent parts as in FIG. 1, and only the differences are set out below.
  • the actuator shaft 58 passes through the actuator 62 and is connected to it on the side 62 'facing away from the membrane 46. This is the direction of movement of the
  • Actuator shaft 58 compared to that in the Embodiment according to FIG. 1 reversed with the same activation of the actuator 62.
  • Positioning pins 70 further penetrate the washer 56, the membrane 46 forming the sealing element 45 and the flange of the needle guide element 38. Since these positioning pins 70 engage in corresponding positioning holes 72 in the housing 10, the position of the parts mentioned with respect to the housing 10 is in the radial direction as well set in the rotational position.
  • the bulge of the injection valve member 22 forming the stop 54 is surrounded with play by a support sleeve 74, which is supported on the one hand at the free end of the needle guide element 38 and on the other hand on a compression spring 76, which in turn is supported on the injection valve member 22 by means of a support disk 78.
  • the compression spring 76 holds the injection valve member 22 in contact with the injection valve seat 20 when the high-pressure chamber 24 is not under high pressure or the actuator 62 should fail. Otherwise, the mode of operation of the fuel injector shown in FIG. 2 corresponds to that of the embodiment shown in FIG. 1, but the actuator 62 is to be actuated accordingly in reverse.
  • the embodiment according to FIG. 3 is very similar to that according to FIG. 1, but the longitudinal axes 80, 82 of the actuator arrangement 44 and of the injection valve member 22 are decaxed relative to each other but parallel. Compared to the embodiment according to FIG. 1, this embodiment permits a more compact design of the housing 10. In a slightly modified embodiment, not shown, the axis 80 could also be at an (acute) angle to the longitudinal axis 82.
  • the needle guide element 38 is no longer designed to be purely rotationally symmetrical.
  • the portion forming the needle guide 36 is rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis 82, whereas the part adjacent to the membrane 46 forming the sealing element 45 is at least approximately rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis 80.
  • the actuator housing 66 lies directly on the ring disk 56.
  • the actuator housing 66 is pressed against the ring disk 56 and thus the membrane 46 by means of the further eyebolt 42 ′.
  • valve seat element 16 is placed on the face of the housing 10 and fastened to it by means of a union nut 84.
  • the membrane 46 forming the sealing element 45 and the flange of the needle guide element 38 are clamped between the housing 10 and the injection valve member 22.
  • the fuel supply channel 26 runs from the housing 10 through these two parts to the valve seat element 16 on the circumferential side and by high-pressure space 24 delimited on this injection valve seat 20.
  • the high-pressure space 24 is thus arranged exclusively in the valve seat element 16, with the exception of the high-pressure fuel inlet (not shown) and the fuel supply channel 26.
  • the membrane 46 is pot-shaped and only part of the actuator shaft 58 of the actuator arrangement 44 is shown, which engages in the membrane 46 and is flat on the end face 60 corresponding to the membrane 46 and is formed along the edge with a suitable radius.
  • the membrane 46, the needle guide element 38 and the end region of the needle-shaped injection valve member 22 on this side in turn delimit the control chamber 48.
  • Dashed lines on the needle guide element 38 each show a rib-like, radially outwardly projecting guide element of two guides 38a and 38b, only one of which is necessary in each case in order to center and align the needle guide element 38 in the valve seat element 16 with respect to the housing axis 12.
  • the injection valve member 22 is guided in the needle guide element 38 via the needle guide 36, and in the valve seat element 16 via the guide ribs 32. This means that parts 16, 38 and 22 are exactly aligned with one another and the proper functioning of the fuel injector is ensured.
  • the guides 38a, 38b preferably have three guide elements distributed uniformly in the circumferential direction.
  • the diameter D1 of the actuator shaft 58 is, for example, 5 mm.
  • the cup-shaped part of the membrane 46 abuts the actuator shaft 58 and is thin-walled, so that the effective area of the membrane 46 corresponds approximately to a diameter of 5.5 to 6 mm.
  • the diameter D2 of the needle guide 36 or of the injection valve member 22 is chosen between 2.5 and 3 mm for the needle guide 36, a transmission ratio of approximately 4 results.
  • the outside diameter D3 of the part interacting with the injection valve seat 20 of the injection valve member 22 is selected at approximately 2 mm.
  • a throttle passage 86 can also be formed in a variant on the needle guide element 38. It is also conceivable, seen in the radial direction, to form the inside of the side of the membrane 46 facing the needle guide element 38 with a defined roughness from the fuel supply channel 26 in order to produce a desired leak between the control chamber 48 and the high-pressure chamber 24 similar to the throttle passage 86. Instead of the throttle passage 86 and / or this leak, a defined larger clearance between the needle guide element 38 and the injection valve member 22 can also be selected in order to increase operational safety in the event that the actuator 62 should fail.
  • the injection valve member 22 could, as in the embodiments described above, be formed with a stop 54.
  • a compression spring 76 as in the embodiment according to FIG. 2, together with the throttle opening 86 or the defined leak between the high-pressure chamber 24 and the control chamber 48, in the embodiment according to FIG Failure of the actuator 62 can also increase.
  • the embodiment of the cup-shaped membrane 46 of FIG. 4 is quite favorable for the function at high fuel pressure, since the relatively thin membrane 46 is supported entirely on the front part of the actuator shaft 58 and thus, compared to the embodiments of FIGS. 1 to 3, none has a free area that cannot counteract the pressure force of the fuel.
  • the critical transition region 46c of the membrane 46 with a gradually increasing wall thickness from the thin-walled cylinder-jacket-shaped part 46a to the thicker region 46b standing vertically, which forms a flange, can also be supported on the actuator shaft 58.
  • the flat front part 46d of the membrane 46 could also be thicker than shown in FIG. 4. If the membrane 46 is made from one piece, it is preferably produced as a deep-drawn part.
  • the membrane 46 can also consist of several assembled parts.
  • the thin membrane head can be welded to the thicker region 46b.
  • the connection of the thin membrane head can be welded to the thicker region 46b.
  • Membrane 46 can be realized. Other types of connection of a multi-part membrane 46 are also conceivable. The other membranes 46 can also be made from several parts.
  • the thinner cylindrical part 46a of the diaphragm 46 shortens or expands in the elastic region of the diaphragm material in accordance with the movement of the actuator shaft 58.
  • strains 20 to 30 micrometers per 10 mm membrane length can be achieved. If other materials are used, e.g. Titanium, titanium alloys or other special alloys, much larger, elastic expansions, up to or over twice, can be achieved.
  • the actuator shaft 58 must also be as rigid as possible. This can be strongly influenced by a suitable choice of material. For example, instead of steel, an actuator shaft 58 made of ceramic material can be well suited.
  • a relative movement in the micro region results between the inner wall of the cylindrical part 46a of the membrane 46 and the peripheral surface of the actuator shaft 58.
  • the friction and wear must be minimized or avoided. This can be done, for example, by using suitable Feedings, material pairings or lubrication can be realized by means of the hydraulic fluid in space 63 (FIG. 1), coupled with corresponding small lubrication grooves, grooves, micro-lubrication pockets and the like on the circumferential surface of the actuator shaft 58.
  • the longitudinal axes 80, 82 of the actuator arrangement 44 and of the injection valve member 22 are desaxed relative to one another.
  • the valve seat element 16 is placed on the end face of the housing 10 and held on it by means of the union nut 84.
  • a thick washer 88 with a passage is inserted between the housing 10 and the valve seat element 16.
  • the thick washer 56 which clamps the membrane 46 forming the sealing element 45 between itself and the end face of the valve seat element 16 u on the catch side.
  • the annular disk 56 is supported on the housing 10 with its end face facing away from the membrane 46, like the intermediate disk 88.
  • the membrane 46 in turn seals the control chamber 48 and thus the high-pressure chamber 24 from the actuator arrangement 44.
  • the intermediate washer 88 and the valve seat element 16 on the other hand and the control chamber 48 are possible at the same time, there must be the same surface pressures at the sealing points, which must be taken into account when designing the parts.
  • the needle guide 36 is formed on the valve seat element 16 and connects to the needle guide 36 on the side facing the injection valve seat 20 with a annular expansion of the recess in the valve seat element 16 of the high-pressure chamber 24, which in turn extends to the injection valve seat 20.
  • the high-pressure chamber 24 is by means of the fuel supply channel 26, which extends in the valve seat element 16 from the extension to the intermediate disk 88 and from there parallel to the longitudinal axis 88 through the intermediate disk 88 and in the housing 10 to the high-pressure fuel inlet, not shown.
  • the needle guide 36 which in turn can be a close sliding fit, is formed on the valve seat element 16. In an analogous manner, it is possible to form the needle guide 36 on the housing 10. Otherwise, the mode of operation of the embodiment shown in FIG. 5 is the same as that according to the other embodiments described above.
  • FIG. 7 shows a variant similar to the embodiment according to FIG. 4, but no needle guide element 38 and no control space 48 are present.
  • the valve seat element 16 delimiting the high-pressure chamber 24 on the circumference and injection side lies sealingly on the flange-like, thicker region 46b of the sealing element 45 which forms it Membrane 46 and presses it, sealingly against the housing 10, under the action of the union nut 84.
  • the needle-like injection valve member 22 which is guided displaceably in the direction of the housing axis 12 by means of guide ribs 32 on the valve seat element 16, in turn passes through the high-pressure chamber 24 and, with its conical end region, cooperates with the injection valve seat 20 formed on the valve seat element 16.
  • the membrane 46 has an opening 90 in the region of the front part 46d, through which the injection valve member 22 extends.
  • the membrane 46 is welded along this opening 90 to a shoulder surface 92 ′ of a thickening 92 of the injection valve member 22.
  • the thickening 92 is thus arranged in the interior of the region delimited by the cup-shaped membrane 46 and separated from the high-pressure chamber 24 and interacts with its flat end face 50 with the end face 60 of the actuator shaft 58, which end face is also flat.
  • membrane 46 and the actuator shaft 58 are of identical design and their interaction is identical to that shown in FIG. 4 and described above in connection with FIG. 4.
  • the membrane 46 and the actuator shaft 58 as shown in FIG. 4, but the front part 46d of the membrane 46 is thick-walled and a blind hole-like central recess for the receptacle of the end region of the injection valve member 22 on this side.
  • the injection valve member 22 is configured the same as shown in FIG. 4 and it is with the front part 46d of the membrane 46 welded.
  • the front part 46d of the diaphragm 46 and the injection valve member 22 are thus, as in the embodiment according to FIG. 7, firmly connected to one another and move with one another in the direction of the housing axis 12.
  • the diaphragm 46 delimits the high-pressure space 24 as shown in FIG.
  • the actuator shaft 58 and the thickening 92 of the injection valve member 22 have the same diameter and support the cylindrical, thin-walled jacket part 46a of the membrane 46. This is particularly long and therefore has an extra large extension length.
  • the injection valve member 22 Due to the force of the actuator arrangement 44, the injection valve member 22 is held in a sealing arrangement on the injection valve seat 20.
  • the actuator shaft 58 is moved in the direction away from the injection valve seat 20.
  • the injection valve member 22 follows this movement directly as a result of the force exerted on the diaphragm 46 in the axial direction by the high-pressure fuel in the high-pressure chamber 24.
  • the actuator stem 58 and the injection valve member 22 are moved towards the injection valve seat 20 by means of the actuator 62 until the injection valve member 22 bears against it again.
  • FIG. 8 shows a further embodiment, which is very similar in structure to that of FIG. 4 and is identical in terms of functioning.
  • the essential design difference is that the sealing element 45 is no longer designed as a continuous cup-shaped membrane 46, but as a membrane-like cup-shaped sealing element 45 without a pot bottom.
  • the thin-walled, circular-cylindrical part 46a of the sealing element 45 lies flat and non-positively on the actuator shaft 58.
  • the sealing and entrainment-proof concern is supported by the large pressure difference that prevails between the control chamber 48 and the side of the sealing element 45 facing away from the control chamber 48. This pressure difference presses the cylindrical part 46a of the sealing element 45 against the actuator shaft 58 with greater force.
  • the actuator 62 is thus tightly separated from the control chamber 48 by means of the sealing element 45 and the actuator shaft 58.
  • the sealing element 45 like the membrane 46 in FIG. 4, is held with a thicker, flange-forming region 46b between the needle guide element 38 and the housing 10 in a sealing manner.
  • a transition area 46c the wall thickness decreases continuously from area 46b to cylindrical part 46a; Seen in section, the sealing element in the transition region 46c has the shape of a wedge.
  • piezoelectric actuators can perform a relatively small stroke with greater force, they are particularly suitable for interaction with membranes; due to the small stroke, these are subject to low dynamic loads, which contributes to a long service life, although the Pressure difference between the two sides of the membrane is very large.
  • the effective area ratios of the diaphragm 46 and the injection valve member 22 can be selected in embodiments with a control chamber 48 such that a stroke reduction occurs.
  • the area ratios can optionally also be selected such that the stroke of the actuator shaft 58 corresponds to that of the injection valve member 22.
  • the fuel injection valves according to the invention shown do not have to have strong closing springs, such as known pilot valve-controlled fuel injection valves.
  • closing springs can be used to press the needle guide element 38 delimiting the control space 48 in a sealing manner against the flange-like region 46b of the sealing element 45. This will be explained with reference to FIGS. 4 and 8.
  • the closing spring would be supported at one end on the injection valve member 22 and at the other end on the needle guide element 38. This would be sleeve-shaped - without protruding in the radial direction Clamping flange - formed and would be supported with an annular end face on the area 46b of the sealing element 45.
  • a tubular intermediate piece would be inserted between the region 46b and the valve seat element 16, which has a radial distance from the needle guide element 38 in order to ensure the flow connection between the fuel supply channel 26 and the high-pressure chamber 24.
  • the area 46b would be pressed against the end face of the housing 10 in a sealing manner by means of the intermediate piece.

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Description

Warlustfireies Brennstoffeinsprifcs'srenfeil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Brennstoffeinspritzung in den Brennraum einer Verbrennungs- kraftmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Brennstoffeinspritzventilen, wie sie beispielsweise in der EP-A-0 603 616, der EP-A-0 824 190 und der US-A- 5,458,293 offenbart sind, ist ein nadeiförmiges Einspritz- ventilglied in einem Hochdruckraum angeordnet, welcher mit einem Brennstoffhochdruckeinlass verbunden ist, und welches mit seinem einen Ende mit einem Einspritzventilsitz zusammenwirkt. Wird das Einspritzventilglied vom Einspritzventilsitz abgehoben, wird aus dem Hochdruckraum unter sehr hohem Druck stehender Brennstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine eingespritzt. Mit seinem anderen Ende begrenzt das Einspritzventilglied einen Steuerraum, welcher über eine einen Drosseldurchlass aufweisenden Verbindung mit dem Brennstoffhochdruckeinlass und somit dem Hochdruckraum verbunden ist. Der Hochdruckraum ist an der dem Einspritzventilglied gegenüberliegenden Seite mittels eines elektromagnetisch betriebenen Pilotventils mit einem Niederdruckraum verbindbar und von diesem abtrennbar. Das Einspritzventilglied ist in zwei in axialer Richtung voneinander beabstandeten Bereichen in einer engen Gleitpassung geführt. Zwischen diesen Bereichen durchgreift das Einspritzventilglied einen Ringraum, welcher mit dem Niederdruckraum verbunden ist. Die eine enge Gleitpassung dient der Abdichtung des Steuerraums und die andere der Abdichtung des Hochdruckraums. Trotz der engen Gleitpassungen fliesst Treibstoff in den Ringraum, was Leckageverluste verursacht. Weiter strömt bei jedem Einspritzvorgang durch das Pilotventil vom Steuerraum in den Niederdruckraum Brennstoff aus, was ebenfalls Verluste verursacht.
Mit einem Brennstoffeinspritzventil, wie es aus der EP-A-1 118 765 und der US-A-6, 499, 699 bekannt ist, sind die obenerwähnten Leckverluste vermieden. Jedoch sind auch bei derartigen Brennstoffeinspritzventilen die bei Einspritzvorgängen durch ein Pilotventil aus einem Steuerraum in einen Niederdruckraum ausströmenden Brennstoffverluste hinzunehmen. Der Steuerraum ist umfangsseitig von einer Hülse begrenzt, welche im Hochdruckraum angeordnet ist und an welcher das nadeiförmige Einspritzventilglied in einer engen Gleitpassung geführt ist. Durch diese enge Gleitpassung kann allenfalls Brennstoff vom Hochdruckraum in den Steuerraum hinein jedoch nicht in den Niederdruckraum abfHessen. Der Hochdruckraum ist wiederum mittels des Pilotventils zur Steuerung der Hubbewegung des Einspritzventilglieds mit einem Niederdruckraum verbindbar bzw. von diesem abtrennbar.
Ein Brennstoffeinspritzventil, welches die Merkmale im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, ist aus der EP-A-0 937 891 bekannt. Die Aktuatoranordnung weist einen piezoelektrischen Aktuator auf, welches mit einem Kolbenelement zusammenwirkt, das mit seiner dem Aktuator abgewandten Seite den Steuerraum begrenzt. Der aus dem Steuerraum entlang des Kolbenelements ausfliessenden Leckage- Brennstoff wird durch eine Niederdruckabflussleitung weggeführt . Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsge ässes Brennstoffeinspritzventil zu schaffen, welches keinen Brennstoffverlust mehr aufweist.
Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffeinspritzventil von besonders einfachem Aufbau zu schaffen, welches präzis und kostengünstig in grosser Stückzahl hergestellt werden kann.
Diese Aufgaben werden mit einem Brennstoffeinspritzventil gelöst, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist .
Bei einem erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventil ist ein die Bewegung eines Einspritzventilgliedes steuernder Aktuator mittels eines Dichtelements dicht von den mit Brennstoff gefüllten Räumen des Brennstoffeinspritzventils abgetrennt. Die Steuerung des Einspritzventilglieds erfolgt durch die Auslenkung des beispielsweise als Membrane ausgebildeten Dichtelements mittels der Aktuatoranordnung. Ein erfindungsgemässes Brennstoffein- spritzventil benötigt weder einen 'Niederdruckraum noch eine Leitung für die Zurückführung von Brennstoff in einen Brennstoffvorratstank. Aus dem Brennstoffeinspritzventil kann kein Brennstoff austreten, ausser bei einem Einspritzvorgang durch die Einspritzöffnungen in den Brennraum. Da erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzventile ohne Pilotventil arbeiten, treten dort auch keine Abnützungserscheinungen, verursacht beispielsweise durch Kavitation bei der Entlastung des Brennstoffs, auf. Weiter erschliesst das erfindungsgemässe Brennstoffeinspritz- ventil zusätzlich zum Dieselbereich einen neuen Anwendungsbereich. Es eignet sich nämlich auch für die Einspritzung von Benzin (oder auch anderer Kraftstoffe mit niedriger Viskosität) , das beispielsweise mittels Common Rail Technologie, unter einem sehr hohen Druck bis ca. 1000 bar oder darüber gebracht, dem Einspritzventil zugeführt wird. Dadurch wird eine äusserst gute Zerstäubung bei der Einspritzung erzielt, was bei üblichen Drücken von 80 bis 120 bar von bekannten direkten Benzineinspritzsystemen nicht befriedigend erreicht werden kann. Benzin neigt bei Entlastung zu Dampfblasenbildung, was mit einem erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventil ohne Pilotventil verhindert ist, da kein Benzin in einen Niederdruckraum ausströmt.
Bevorzugte Ausbildungsformen des erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils sind in den abhängigen Patent- ansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben. Es zeigen rein schematisch:
Fig. 1 im Längsschnitt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Einspritzventils;
Fig. 2 im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen Einspritzventils mit einer die Schliessbewegung des Einspritzventilglieds unterstützenden Feder;
Fig. 3 im Längsschnitt eine dritte Ausbildungsform eines erfindungsgemässen
Brennstoffeinspritzventils, bei welchem das Einspritzventilglied bezüglich einer Längsachse einer Aktuatoranordnung desaxiert angeordnet ist; Fig. 4 im Längsschnitt einen Teil einer vierten
Ausbildungsform eines erfindungsgemässen
Brennstoffeinspritzventils mit einer topfförmigen Membran;
Fig. 5 im Längsschnitt einen Teil einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils, bei welchem eine Nadelführung an einem Ventilsitzelement angeordnet ist;
Fig. 6 im Längsschnitt einen Teil einer sechsten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils;
Fig. 7 ebenfalls im Längsschnitt einen Teil einer siebten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils jedoch ohne einen
Steuerraum; und
Fig. 8 im Längsschnitt einen Teil einer achten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils .
Das in der Fig. 1 gezeigte Brennstoffeinspritzventil weist ein Gehäuse 10 auf, durch welches eine sich entlang einer Gehäuseachse 12 erstreckende Ausnehmung 14 verläuft. Die Ausnehmung 14 ist zur Gehäuseachse 12 im wesentlichen rotationssymmetrisch und stufenartig verjüngend bzw. erweiternd ausgebildet.
In einem ersten Abschnitt der Ausnehmung 14 ist ein rohrförmiges Ventilsitzelement 16 mit einem Endbereich eingesetzt; am Ventilsitzelement 16 ist am gegenüberliegenden freien Ende eine Einspritzdüse 18 ausgebildet. Auf der innenliegenden Seite weist die Einspritzdüse 18 einen Einspritzventilsitz 20 in der Form des Mantels eines Kegelstumpfs auf. Mit diesem Einspritzventilsitz 20 arbeitet ein nadeiförmiges Einspritzventilglied 22 zusammen, dessen diesseitiger Endbereich entsprechend kegelförmig ausgebildet ist, um in Schliessstellung dichtend am Einspritzventilsitz 20 anzuliegen.
Der Einspritzventilsitz 20 begrenzt einen Hochdruckraum 24, welcher mittels eines im Gehäuse 10 ausgebildeten Brennstoffzuführkanals 26 mit einem Brennstoff- hochdruckeinlass 28 - Brennstoffhochdruckanschluss verbunden ist. Der Brennstoffhochdruckeinlass 28 ist in bekannter Art und Weise mit einem Common Rail Einspritzsystem verbunden, welches Brennstoff mit einem Druck von bis zu 1000 bar oder höher (bei Dieselanwendung auch über 2000 bar) dem Brennstoffeinspritzventil zuführt.
Das Ventilsitzelement 16 ist beispielsweise mittels eines Presssitzes im Gehäuse 10 gehalten und es weist stromabwärts des Einspritzventilsitzes 20 Düsenöffnungen 30 auf, um bei geöffnetem Einspritzventil Brennstoff unter sehr hohem Druck in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine einzuspritzen. Das Einspritzventilglied 22 weist in radialer Richtung vorstehende Führungsrippen 32 auf, mittels welchen es am Ventilsitzelement 16 in axialer Richtung verschiebbar geführt ist.
Das nadeiförmige, den Hochdruckraum durchgreifende Einspritzventilglied 22 ist mit seinem dem Einspritzventilsitz 20 abgewandten Endbereich 34 in einer Nadelführung 36 in Gleitpassung geführt. Die Nadelführung 36 ist an einem Nadelführungselement 38 ausgebildet, welches von der dem Ventilsitzelement 16 abgewandten Seite her in das Gehäuse 10 eingesetzt ist und in diesem mittels eines radial vorstehenden umlaufenden Flansches an einer Schulter 40 dichtend abgestützt ist. Der mittels einer Ringschraube 42 an die Schulter 40 angepresste Flansch dichtet den Hochdruckraum 24 ab, so dass kein Brennstoff zwischen dem Gehäuse 10 und dem Nadelführungselement 38 aus dem Hochdruckraum 24 in einen eine Akutatoranordnung 44 aufnehmenden Abschnitt des Gehäuses 10 ausströmen kann. Auf der der Ringschraube 42 zugewandten Seite des Nadelführungselements 38 liegt an diesem dichtend ein Dichtelement 45 in Form einer Membrane 46 an, die das hohle rotationssymmetrische Nadelführungselement 38 überspannt und vorzugsweise aus Metall, insbesondere Stahl, hergestellt ist. Die Membrane 46 dichtet die Aktuatoranordnung 44 gegenüber eines Steuerraumes 48 ab, welcher umfangsseitig vom Nadelführungselement 38 und auf der der Membrane 46 gegenüberliegenden Seite von einer Stirnseite 50 des Einspritzventilglieds 22 begrenzt ist.
Der Steuerraum 48 ist durch die Nadelführung 36 mit dem Hochdruckraum 24 verbunden. Der Strömungsguerschnitt zwischen dem Nadelführungselement 38 und dem Einspritzventilglied 22 entfaltet jedoch eine derartige Drosselwirkung, dass beim Auslenken der Membran 46 mittels der Aktuator-anordnung 44 wesentlich mehr Volumen verschoben wird als in der gleichen Zeit Brennstoff vom Hochdruckraum 24 in den Steuerraum hineinfliessen oder umgekehrt ausfHessen kann. Zu diesem Zweck weist die Gleitpassung in der Nadelführung 36 beispielsweise ein Spiel von einigen Mikrometern auf.
Die freiliegende Stirnseite des hülsenartigen Nadelführungselements 38 bildet einen Gegenanschlag 52, welcher mit einem am Einspritzventilglied 22 in der Form eines umlaufenden Wulstes ausgebildeten Anschlag 54 zusammenwirkt. Der Anschlag 54 und Gegenanschlag 52 definieren die maximale Offenstellung des
Einspritzventilglieds 22. Der maximale Hub des Einspritzventilglieds 22 ist mit H angegeben.
Zwischen der Ringschraube 42 und der Membrane 46 ist eine Ringscheibe 56 eingelegt. Die Ringscheibe 56 und Ringschraube 42 sind mit Abstand von einem Aktuatorschaft 58 durchgriffen, welcher mit seiner konvex geformten Stirnseite 60 an den entsprechend konkav geformten freiliegenden Bereich der Membrane 46 anliegt. Durch diese Formgebung kann die Beanspruchung der Membrane 46 minimiert werden. Die Membrane 46 ist mit ihren äusseren, ringförmigen, einen Flansch bildenden Handbereich zwischen dem Nadelführungselement 38 und der Ringscheibe 56 eingespannt gehalten.
Der Aktuatorschaft 58 wird mittels eines Aktuators in axialer Richtung hin und her bewegt, wobei es sich in bevorzugter Weise um einen elektrisch angesteuerten piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktuator 62 handelt. Die elektrischen Anschlussleiter für den Aktuator 62 sind mit 64 bezeichnet.
Mit derartigen Aktuatoren 62 sind Hübe des Aktuatorschafts 58 in der Grössenordnung von 0,05 bis 0,08 mm erzielbar. Um trotzdem einen Hub H des Einspritzventilglieds 22 von etwa 0,2 bis 0,3 mm zu erzielen, ist der Durchmesser des Aktuatorschafts 58 bzw. des mittels diesem auslenkbaren Bereichs der Membrane 46 grösser gewählt als der als Kolben im Nadelführungselement 38 wirkende Durchmesser des Einspritzventilglieds 22.
Der Aktuator 62 ist in einem Aktuatorgehäuse 66 aufgenommen, welches mit seiner der Membrane 46 zugewandten Gehäuseseite an einer weiteren Schulter 40' des Gehäuses 10 anliegt und mittels einer in das Gehäuse eingewindeten weiteren Ringschraube 42' an der weiteren Schulter 40' in Anlage gehalten ist. Durch die Schultern 40, 40' und die entsprechend toleranzgenaue Ausführungsform des Flansches des Nadelführungselements 38 einerseits und andererseits des Aktuatorgehäuses 66, des Aktuators 62 und Aktuatorschafts 58, wird das gewünschte genaue Zusammenwirken der Aktuatoranordnung 44 mit der Membrane 46 und somit des Einspritzventilglieds 22 erzielt. Toleranzbedingte, kleine Positionsunterschiede der Stirnseite 60 der zusammengebauten Aktuatoranordnung 44 und der Lage der Schulter 40' von Brennstoffeinspritzventil zu Brennstoffeinspritzventil inbezug auf die Position der Membrane 46 können durch Wahl der Dicke des Flansches des Nadelführungselements 38 auf einfache Weise ausgeglichen werden. Zur exakten Einhaltung des Nadelhubes H gibt es mehrere auf demselben Prinzip des Längenausgleichs beruhende Möglichkeiten. Es gelingt damit in einer Serienproduktion, erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzventile mit exakt vordefinierten Eigenschaften zusammenzubauen.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass mittels einer Innensechskantschraube 68 eine Bohrung im Gehäuse 10 verschlossen ist, welche zum Bohren des winkelförmig verlaufenden Brennstoffzuführkanals 26 angebracht wurde.
Das in der Fig. 1 gezeigte Brennstoffeinspritzventil funktioniert wie folgt. In Schliessstellung des Einspritzventilglieds 22, wie sie in der Fig. 1 gezeigt ist, ist der Aktuator 62 derart angesteuert, dass sich der Aktuatorschaft 58 in seiner Endlage befindet, in welcher die Membrane 46 in Richtung des Steuerraumes 48 maximal ausgelenkt ist. Der Druck zwischen dem Hochdruckraum 24 und dem Steuerraum 48 ist ausgeglichen. Da die Summe der vom Brennstoff in Richtung des Einspritzventilsitzes 20 mit Druck beaufschlagten Flächen des Einspritzventilglieds 22 grösser ist als die Summe der in Gegenrichtung mit Brennstoffdruck beaufschlagten Flächen, wird das Einspritzventilglied 22 am Einspritzventilsitz 20 in Anlage gehalten.
Zum Auslösen eines Einspritzvorgangs wird der Aktuator 62 derart angesteuert, dass der Aktuatorschaft 58 zurückgezogen wird. Da die dem Aktuator zugewandte Seite der Membrane 46 Umgebungsdruck, die dem Steuerraum 48 und somit Hochdruckraum 24 zugewandte Seite jedoch dem sehr hohen Druck des Brennstoffs ausgesetzt ist, bewegt sich die Membrane 46 mit dem Aktuatorschaft 58 in Richtung vom Einspritzventilsitz 20 weg. Da in dieser kurzen Zeit der Bewegung kein oder nur sehr wenig Brennstoff über die Nadelführung 36 in den Steuerraum 48 nachfHessen kann, wird durch diese Bewegung der Membrane 46 das Volumen des Steuerraums 48 leicht vergrössert und verschoben, was zum Abheben des Einspritzventilglieds 22 vom Einspritzventilsitz 20 in Richtung gegen innen führt. Mit anderen Worten wird durch die Bewegung der Membrane 46 der Druck im Steuerraum 48 verkleinert, was jedoch durch die Bewegung des Einspritzventilglieds 22 sofort praktisch vollständig wieder ausgeglichen wird. Bei maximalem Hub H liegt der Anschlag 54 am Gegenanschlag 52 an. In entsprechender Weise wird der Einspritzvorgang beendet, indem der Aktuator 62 derart angesteuert wird, dass sich der Aktuatorschaft 58 in Richtung auf das Ventilsitzelement 16 zu bewegt, so dass sich das Einspritzventilglied 22 dichtend an den Einspritzventilsitz 22 anlegt. Das Brennstoffeinspritzventil ist nun für den nächsten Einspritzvorgang bereit.
Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich somit auch besonders gut bei Vor- oder Mehrfacheinspritzungen, sowie auch für eine Einspritzverlaufsformung durch gezielte Wahl des Bewegungsverlaufs des Aktuators 62 und folglich des Einspritzventilglieds 22 sowohl beim Öffnen wie auch, gegebenenfalls, beim Schliessen.
Da die Aktuatoranordnung 44 vollständig gegenüber dem mit Brennstoff gefüllten Räumen des Brennstoffeinspritzventils abgedichtet ist und die Ansteuerung des Einspritzventilglieds 22 ohne Pilotventil erfolgt, treten keine Brennstoffverluste auf. Die Tatsache, dass der Raum 63, hydraulisch nicht mit dem Hochdruckraum 24 und auch nicht mit dem Steuerraum 48 verbunden oder verbindbar ist, bedeutet nicht, dass dieser Raum leer (d.h. unter Vakuum steht) oder ausschliesslich mit Luft gefüllt sein uss. Es kann vorteilhaft sein, diesen Raum teilweise oder ganz mit einer hydraulischen Flüssigkeit zu füllen, z.B. mit Hydrauliköl, um die Schmierung und Dauerhaltbarkeit der Aktuatoranordnung 44 sicherzustellen.
Die in der Fig. 2 gezeigte Ausbildungsform des erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils ist jener gemäss Fig. 1 sehr ähnlich. Es werden bei der Beschreibung aller Ausführungsformen für dieselben bzw. gleichwirkenden Teile die gleichen Bezugszeichen benützt wie in Fig. 1 und es werden im folgenden nur noch die Unterschiede dargelegt.
Der Aktuatorschaft 58 durchgreift den Aktuator 62 und ist mit diesem auf der der Membrane 46 abgewandten Seite 62' verbunden. Dadurch ist die Bewegungsrichtung des
Aktuatorschafts 58 im Vergleich zu jener bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 bei gleicher Ansteuerung des Aktuators 62 umgekehrt .
Weiter durchgreifen Positionierungsstifte 70 die Ringscheibe 56, die das Dichtelement 45 bildende Membrane 46 und den Flansch des Nadelführungselements 38. Da diese Positionierungsstifte 70 in entsprechende Positionierungslöcher 72 im Gehäuse 10 eingreifen, ist die Position der genannten Teile bezüglich des Gehäuses 10 in radialer Richtung als auch in der Drehlage festgelegt.
Weiter ist der den Anschlag 54 bildende Wulst des Einspritzventilglieds 22 mit Spiel von einer Abstützhülse 74 umgriffen, die sich einerseits am freien Ende des Nadelführungselements 38 und andererseits an einer Druckfeder 76 abstützt, die ihrerseits mittels einer Stützscheibe 78 am Einspritzventilglied 22 abgestützt ist.
Die Druckfeder 76 hält das Einspritzventilglied 22 am Einspritzventilsitz 20 in Anlage, wenn der Hochdruckraum 24 nicht unter Hochdruck steht oder der Aktuator 62 ausfallen sollte. Im übrigen entspricht die Funktionsweise des in der Fig. 2 gezeigten Brennstoffeinspritzventils jener der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, wobei jedoch der Aktuator 62 entsprechend umgekehrt anzusteuern ist.
Die Ausbildungsform gemäss Fig. 3 ist jener gemäss Fig. 1 sehr ähnlich, wobei jedoch die Längsachsen 80, 82 der Aktuatoranordnung 44 und des Einspritzventilglieds 22 relativ zueinander desaxiert jedoch parallel verlaufend sind. Diese Ausführungsform erlaubt gegenüber der Ausbildungsform gemäss Fig. 1 eine kompaktere Gestaltung des Gehäuses 10. In leicht abgewandelter, nicht dargestellter Ausführung könnte die Achse 80 auch in einem (akuten) Winkel zur Längsachse 82 stehen.
Um die genannte Desaxierung aufnehmen zu können, ist das Nadelführungselement 38 nicht mehr rein rotationssymmetrisch ausgebildet. Der die Nadelführung 36 bildende Abschnitt ist zur Längsachse 82 rotationssymmetrisch, wogegen der an die das Dichtelement 45 bildende Membrane 46 angrenzende Teil wenigstens annähernd rotationssymmetrisch zur Längsachse 80 ausgebildet ist.
Weiter ist in dieser Ausführungsform keine Ringschraube 42 vorhanden; das Aktuatorgehäuse 66 liegt direkt auf der Ringscheibe 56 auf. Das Aktuatorgehäuse 66 ist mittels der weiteren Ringschraube 42' gegen die Ringscheibe 56 und somit die Membrane 46 gepresst. Zwischen der weiteren Schulter 40' und der Gegenschulter am Aktuatorgehäuse 66 ist Spiel vorhanden. Durch die Wahl der Dicke der Ringscheibe 56 können toleranzbedingte, kleine Positionsunterschiede der Stirnseite 60 von Brennstoffeinspritzventil zu Brennstoffeinspritzventil auf einfache Art und Weise ausgeglichen werden.
Fig. 4 zeigt einen Abschnitt einer weiteren Ausbildungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils. Das Ventilsitzelement 16 ist bei dieser Ausführungsform stirnseitig auf das Gehäuse 10 aufgesetzt und mittels einer Überwurfmutter 84 an diesem befestigt. Zwischen dem Gehäuse 10 und dem Einspritzventilglied 22 ist die das Dichtelement 45 bildende Membrane 46 und der Flansch des Nadelführungselements 38 eingeklemmt. Der Brennstoffzuführkanal 26 läuft vom Gehäuse 10 durch diese beiden Teile hindurch zum vom Ventilsitzelement 16 umfangsseitig und von an diesem angeformten Einspritzventilsitz 20 begrenzten Hochdruckraum 24. Der Hochdruckraum 24 ist somit ausschliesslich - mit Ausnahme des nicht gezeigten Brennstoffhochdruckeinlasses und dem Brennstoffzuführkanal 26 - im Ventilsitzelement 16 angeordnet.
Die Membrane 46 ist topfförmig ausgebildet und von der Aktuatoranordnung 44 ist einzig ein Teil des Aktuatorschafts 58 gezeigt, welcher in die Membrane 46 eingreift und an der Stirnseite 60 entsprechend der Membrane 46 flach und entlang des Randes mit einem geeigneten Radius ausgebildet ist.
Die Membrane 46, das Nadelführungselement 38 und der diesseitige Endbereich des nadeiförmigen Einspritz- ventilglieds 22 begrenzen wiederum den Steuerraum 48.
Gestrichelt sind am Nadelführungselement 38 je ein rippenartiges, radial nach aussen vorstehendes Führungselement von zwei Führungen 38a und 38b dargestellt, von denen jeweils nur eine notwendig ist, um das Nadelführungselement 38 im Ventilsitzelement 16 bezüglich der Gehäuseachse 12 zu zentrieren und auszurichten. Über die Nadelführung 36 ist das Einspritzventilglied 22 im Nadelführungselement 38, und über die Führungsrippen 32 im Ventilsitzelement 16 geführt. Damit werden die Teile 16, 38 und 22 exakt miteinander fluchten, und die einwandfreie Funktion des Brennstoffeinspritzventils ist sichergestellt. Die Führungen 38a, 38b weisen in der Umfangsrichtung gleichmässig verteilt vorzugsweise drei Führungselemente auf. Aus Fig. 4 geht deutlich der bevorzugte Flächenunterschied zwischen den wirksamen Flächen der Membrane 46 und des Einspritzventilglieds 22 hervor, um dadurch eine Übersetzung zwischen dem Hub des Aktuatorschafts 58 und jenem des Einspritzventilglieds 22 zu erzielen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser Dl des Aktuatorschafts 58 beispielsweise 5 mm. Der topfförmige Teil der Membrane 46 liegt am Aktuatorschaft 58 an und ist dünnwandig ausgebildet, so dass die wirksame Fläche der Membrane 46 etwa einem Durchmesser von 5,5 bis 6 mm entspricht. Wird der Durchmesser D2 der Nadelführung 36 bzw. des Einspritzventilgliedes 22 bei der Nadelführung 36 zwischen 2,5 bis 3 mm gewählt, ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis von ungefähr 4. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass der Aussendurchmesser D3 des mit dem Einspritzventilsitz 20 zusammenwirkenden Teils des Einspritzventilglieds 22 bei ca. 2 mm gewählt ist.
Ist die Nadelführung 36 als enge Gleitpassung für den Endbereich 34 des Einspritzventilglieds 22 ausgelegt - mit einem Spiel von ca. 2 bis 4 Mikrometer - kann ferner in einer Variante am Nadelführungselement 38 ein Drosseldurchlass 86 ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, in radialer Richtung gesehen, vom Brennstoffzuführkanal 26 gegen innen die dem Nadelführungselement 38 zugewandte Seite der Membrane 46 mit einer definierten Rauheit auszubilden, um ein gewünschtes Leck zwischen dem Steuerraum 48 und dem Hochdruckraum 24 ähnlich dem Drosseldurchlass 86 herzustellen. Anstelle des Drosseldurchlasses 86 und/oder diesem Leck kann auch ein definiertes grösseres Spiel zwischen dem Nadelführungselement 38 und dem Einspritzventilglied 22 gewählt werden, um die Betriebssicherheit zu steigern im Falle, dass der Aktuator 62 ausfallen sollte. Es wird dadurch, mit einer Zeitverzögerung, im Steuerraum Druckausgleich mit dem Hochdruckraum 24 hergestellt, was bei Ausfall des Aktuators 62 dazu führt, dass das Einspritzventilglied 22 sich in Schliessstellung bewegt und beim Ausfall des Aktuators 62 eine Dauereinspritzung vermieden wird. Selbstverständlich ist die Zeitkonstante für den Druckausgleich im Verhältnis zur Zeitdauer eines Einspritzvorganges relativ lange gewählt.
Das Einspritzventilglied 22 könnte, wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen, mit einem Anschlag 54 ausgebildet sein. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass eine Druckfeder 76, wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2, zusammen mit der Drosselöffnung 86 bzw. dem definierten Leck zwischen dem Hochdruckraum 24 und dem Steuerraum 48, bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4, die Betriebssicherheit beim Ausfall des Aktuators 62 ebenfalls erhöhen kann.
Die Ausführungsform der topfförmigen Membrane 46 von Fig. 4 ist für die Funktion bei hohem Brennstoffdruck recht günstig, da sich die relativ dünne Membrane 46 ganz auf die Vorderpartie des Aktuatorschafts 58 abstützt und somit, verglichen mit den Ausführungen der Fig. 1 bis 3, keinen freien Bereich aufweist, der der Druckkraft des Brennstoffs keine Gegenkraft entgegensetzen kann.
Auch der kritische Übergangsbereich 46c der Membrane 46 mit allmählich zunehmender Wandstärke vom dünnwandigen zylindermantelförmigen Teil 46a in den senkrecht dazustehenden, dickeren Bereich 46b, der einen Flansch bildet, kann sich noch an den Aktuatorschaft 58 abstützen. Der flache Vorderteil 46d der Membrane 46 könnte auch dicker ausgebildet sein, als mit Fig. 4 gezeigt. Ist die Membrane 46 aus einem Stück, so wird sie vorzugsweise als Tiefziehteil hergestellt. Die Membrane 46 kann auch aus mehreren zusammengefügten Teilen bestehen.
Zum Beispiel kann im Übergangsbereich 46c oder in dessen Nähe der dünne Membrankopf mit dem dickeren Bereich 46b verschweisst werden. Desgleichen kann die Verbindung des
(evtl. dickeren) Vorderteils 46d mit dem dünneren Teil der
Membrane 46 realisiert werden. Andere Verbindungsarten einer mehrteiligen Membrane 46 sind ebenfalls denkbar. Auch die übrigen Membranen 46 können aus mehreren Teilen gefertigt sein.
Während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils verkürzt oder dehnt sich der dünnere zylindrische Teil 46a der Membrane 46, entsprechend der Bewegung des Aktuatorschafts 58, im elastischen Bereich des Membranmaterials. Bei einer Stahlmembran sind Dehnungen von 20 bis 30 Mikrometer pro 10 mm Membranlänge durchaus realisierbar. Werden andere Werkstoffe verwendet, z.B. Titan, Titanlegierungen oder weitere Speziallegierungen, sind wesentlich grössere, elastische Dehnungen, bis oder über das Zweifache, realisierbar.
Soll die Membrane 46 möglichst dehnbar sein, muss zugleich der Aktuatorschaft 58 möglichst starr sein. Dies kann durch geeignete Materialwahl stark beeinflusst werden. Beispielsweise kann sich anstelle von Stahl ein Aktuatorschaft 58 aus Keramikmaterial gut eignen.
In Betrieb resultiert eine Relativbewegung im Mikrobereich zwischen der inneren Wand des zylindrischen Teils 46a der Membrane 46 und der Umfangsflache des Aktuatorschafts 58. Hier müssen die Reibung und die Abnützung minimiert bzw. vermieden werden. Dies kann z.B. durch geeignete Beschickungen, Materialpaarungen oder Schmierung mittels der Hydraulikflüssigkeit im Raum 63 (Fig. 1) realisiert werden, gekoppelt mit entsprechenden kleinen Schmierrillen, Nuten, Mikroschmiertaschen und dergleichen an der Umfangsflache des Aktuatorschafts 58.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 sind, wie bei jener gemäss Fig. 3, die Längsachsen 80, 82 der Aktuatoranordnung 44 und des Einspritzventilglieds 22 relativ zueinander desaxiert. Wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 ist das Ventilsitzelement 16 stirnseitig auf das Gehäuse 10 aufgesetzt und mittels der Überwurfmutter 84 an diesem festgehalten. Zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilsitzelement 16 ist eine dicke Zwischenscheibe 88 mit einem Durchlass eingesetzt. Im Durchlass befindet sich die dicke Ringscheibe 56, welche die das Dichtelement 45 bildende Membrane 46 zwischen sich und der diesseitigen Stirnfläche des Ventilsitzelements 16 u fangsseitig einklemmt. Die Ringscheibe 56 stützt sich mit ihrer der Membrane 46 abgewandten Stirnseite, wie die Zwischenscheibe 88, am Gehäuse 10 ab. Die Membrane 46 dichtet wiederum den Steuerraum • 48 und somit den Hochdruckraum 24 gegenüber der Aktuatoranordnung 44 ab. Um sicherzustellen, dass die Abdichtung des Brennstoffzuführkanals 26 zwischen Gehäuse 10 und Zwischenscheibe 88 einerseits, Zwischenscheibe 88 und Ventilsitzelement 16 andererseits und des Steuerraums 48 zugleich möglich sind, müssen an den Dichtstellen gleiche Flächenpressungen herrschen, was bei der Auslegung der Teile berücksichtigt werden muss.
Die Nadelführung 36 ist am Ventilsitzelement 16 ausgebildet und an die Nadelführung 36 schliesst auf der dem Einspritzventilsitz 20 zugewandten Seite mit einer ringförmigen Erweiterung der Ausnehmung im Ventilsitzelement 16 der Hochdruckraum 24 an, welcher sich wiederum bis zum Einspritzventilsitz 20 erstreckt. Der Hochdruckraum 24 ist mittels des Brennstoffzuführkanals 26, welcher im Ventilsitzelement 16 von der Erweiterung ausgehend zur Zwischenscheibe 88 und von dort parallel zur Längsachse 88 durch die Zwischenscheibe 88 hindurch und im Gehäuse 10 zum nicht gezeigten Brennstoffhochdruckeinlass verläuft.
Bei der in der Fig. 5 gezeigten Ausbildungsform ist die Nadelführung 36, bei welcher es sich wiederum um eine enge Gleitpassung handeln kann, am Ventilsitzelement 16 ausgebildet. In analoger Weise ist es möglich, die Nadelführung 36 am Gehäuse 10 auszubilden. Im übrigen ist die Funktionsweise der in der Fig. 5 gezeigten Ausbildungsform gleich jener gemäss den übrigen, weiter oben beschriebenen Ausbildungsformen.
Der Unterschied zwischen der in Fig. 5 und der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform liegt darin, dass die Ringscheibe 56 in Fig. 6 dünner ausgebildet ist und mittels einer in die dicke Zwischenscheibe 88 eingewindeten Ringschraube 42 gegen die Membrane 46 gedrückt ist, um diese dichtend an der Stirnseite des Ventilsitzelements 16 in Anlage zu halten.
Fig. 7 zeigt eine der Ausführungsform gemäss Fig. 4 ähnliche Variante, wobei jedoch kein Nadelführungselement 38 und kein Steuerraum 48 vorhanden sind. Das den Hochdruckraum 24 umfangs- und einspritzseitig begrenzende Ventilsitzelement 16 liegt dichtend am flanschartigen, dickeren Bereich 46b der das Dichtelement 45 bildenden Membrane 46 an und drückt diese, unter der Wirkung der Überwurfmutter 84 dichtend an das Gehäuse 10 an.
Das mittels Führungsrippen 32 am Ventilsitzelement 16 in Richtung der Gehäuseachse 12 verschiebbar gefühte, nadelartige Einspritzventilglied 22 durchgreift wiederum den Hochdruckraum 24 und arbeitet mit seinem kegelförmigen Endbereich mit dem am Ventilsitzelement 16 angeformten Einspritzventilsitz 20 zusammen.
Die Membrane 46 weist im Bereich des Vorderteils 46d eine Öffnung 90 auf, welche vom Einspritzventilglied 22 durchgriffen ist. Die Membrane 46 ist entlang dieser Öffnung 90 mit einer Schulterfläche 92' einer Verdickung 92 des Einspritzventilglieds 22 verschweisst. Die Verdickung 92 ist somit im Innern des von der topfförmigen Membrane 46 umgrenzten und vom Hochdruckraum 24 abgetrennten Bereich angeordnet und wirkt mit seiner ebenen Stirnseite 50 mit der ebenfalls eben ausgebildeten Stirnseite 60 des Aktuatorschafts 58 zusammen.
Im übrigen sind die Membrane 46 und der Aktuatorschaft 58 gleich ausgebildet und ihr Zusammenwirken ist identisch wie in Fig. 4 gezeigt und weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben.
Als weitere Ausbildungsform mit gleicher Funktionsweise wie jene gemäss Fig. 7 ist es möglich, die Membrane 46 und den Aktuatorschaft 58 wie in Fig. 4 gezeigt auszubilden, wobei jedoch der Vorderteil 46d der Membrane 46 dickwandig ausgebildet ist und eine sacklochartige zentrische Ausnehmung für die Aufnahme des diesseitigen Endbereichs des Einspritzventilglieds 22 aufweist. Dabei ist das Einspritzventilglied 22 gleich wie in Fig. 4 gezeigt ausgebildet und es ist mit dem Vorderteil 46d der Membrane 46 verschweisst. Der Vorderteil 46d der Membrane 46 und das Einspritzventilglied 22 sind somit, wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 7, fest miteinander verbunden und bewegen sich miteinander in Richtung der Gehäuseachse 12. Gleich wie in Fig. 7 gezeigt, grenzt die Membrane 46 den Hochdruckraum 24 dicht gegenüber der Aktuatoranordnung 44 ab. Wie aus der Fig. 7 hervorgeht, weisen der Aktuatorschaft 58 und die Verdickung 92 des Einspritzventilgliedes 22 denselben Durchmesser auf und stützen den zylinderförmigen dünnwandigen Mantelteil 46a der Membrane 46 ab. Dieser ist besonders lange ausgebildet und hat somit eine extra grosse Dehnlänge.
Durch die Kraft der Aktuatoranordnung 44 wird das Einspritzventilglied 22 am Einspritzventilsitz 20 in dichtender Anlage gehalten. Bei Auslösung eines Einspritzvorgangs wird der Aktuatorschaft 58 in Richtung vom Einspritzventilsitz 20 weg bewegt. Dieser Bewegung folgt das Einspritzventilglied 22 unmittelbar infolge der vom unter Hochdruck stehenden Brennstoff im Hochdruckraum 24 auf die Membrane 46 in axialer Richtung ausgeübten Kraft. Für die Beendigung des Einspritzvorgangs werden mittels des Aktuators 62 der Aktuatorschaft 58 und das Einspritzventilglied 22 auf den Einspritzventilsitz 20 zu bewegt, bis an diesem das Einspritzventilglied 22 wieder anliegt.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausbildungsform, welche bezüglich Aufbau jener gemäss Fig. 4 sehr ähnlich und bezüglich Funktionsweise identisch ausgebildet ist. Der wesentliche konstruktive Unterschied liegt darin, dass das Dichtelement 45 nicht mehr als durchgehende topfförmige Membrane 46 ausgebildet ist, sondern als membranähnliches topfförmiges Dichtelement 45 ohne Topfboden. Der dünnwandige, kreiszylinderförmige Teil 46a des Dichtelements 45 liegt flächig und kraftschlüssig am Aktuatorschaft 58 an. Das dichtende und mitnahmefeste Anliegen wird durch den grossen Druckunterschied unterstützt, welcher zwischen dem Steuerraum 48 und der dem Steuerraum 48 abgewandten Seite des Dichtelements 45 herrscht. Dieser Druckunterschied presst den zylindrischen Teil 46a des Dichtelements 45 mit grösser Kraft an den Aktuatorschaft 58 an. Der Aktuator 62 ist somit mittels des Dichtelements 45 und des Aktuatorschafts 58 vom Steuerraum 48 dicht abgetrennt.
Das Dichtelement 45 ist, gleich wie die Membrane 46 in Fig. 4, mit einem dickeren, einen Flansch bildenden Bereich 46b zwischen dem Nadelführungselement 38 und dem Gehäuse 10 dichtend eingeklemmt gehalten. In einem Übergangsbereich 46c nimmt die Wandstärke vom Bereich 46b zum zylinderförmigen Teil 46a hin kontinuierlich ab; im Schnitt gesehen hat das Dichtelement im Übergangsbereich 46c die Form eines Keils. Bei der Bewegung des Aktuatorschafts 48 in Richtung der Gehäuseachse 12 - der Hub ist, wie weiter oben beschrieben, klein - bewegt sich der zylinderförmige Teil 46a mit dem Aktuatorschaft 58 mit, während das Dichtelement 46 sich im Übergangsbereich 46c biegt.
Es können Flach-, Well- oder Topf-Membranen eingesetzt werden. Da magnetostriktive und elektrostriktive
(piezoelektrische) Aktuatoren einen relativ kleinen Hub mit grösser Kraft ausführen können, sind sie besonders für das Zusammenwirken mit Membranen geeignet; infolge des kleinen Hubes werden diese dynamisch gering beansprucht, was zu einer grossen Lebensdauer beiträgt, obwohl der Druckunterschied zwischen den beiden Seiten der Membrane sehr gross ist.
Es können auch andersartige Aktuatoren eingesetzt werden. Um Verluste zu vermeiden, ist jedoch das Einspritzventilglied 22 nicht Pilotventil gesteuert.
Selbstverständlich ist es denkbar, den Endbereich 34 des Einspritzventilglieds 22 noch stärker als in Fig. 5 gezeigt als doppelwirkender Kolben auszubilden.
Werden Aktuatoren 62 mit einem Hub eingesetzt, der grösser ist als der vom Einspritzventilglied 22 auszuführende Hub, können bei Ausführungsformen mit einem Steuerraum 48 die wirksamen Flächenverhältnisse von Membrane 46 und Einspritzventilglied 22 derart gewählt werden, dass eine Hubuntersetzung eintritt. Die Flächenverhältnisse können gegebenenfalls auch so gewählt werden, dass der Hub des Aktuatorschafts 58 jenem des Einspritzventilglieds 22 entspricht.
Die gezeigten erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventile müssen keine kräftigen Schliessfedern aufweisen, wie bekannte pilotventilgesteuerte Brennstoffeinspritzventile.
Insbesondere wenn Schliessfedern verwendet werden, können diese dazu benützt werden, das den Steuerraum 48 begrenzende Nadelführungselement 38 dichtend an den flanschartigen Bereich 46b des Dichtelements 45 anzudrücken. Dies sei anhand der Fig. 4 und 8 erläutert. Die Schliessfeder würde sich einerends am Einspritzventilglied 22 und andernends am Nadelführungselement 38 abstützen. Dieses wäre hülsenförmig - ohne in radialer Richtung vorstehenden Klemmflansch - ausgebildet und würde sich mit einer ringförmigen Stirnfläche am Bereich 46b des Dichtelements 45 abstützen. Zwischen dem Bereich 46b und dem Ventilsitzelement 16 wäre ein rohrförmiges Zwischenstück eingesetzt, das zum Nadelführungselement 38 einen radialen Abstand aufweist, um die Strömungsverbindung zwischen dem Brennstoffzuführkanal 26 und dem Hochdruckraum 24 sicherzustellen. Der Bereich 46b würde mittels des Zwischenstücks dichtend an die Stirnseite des Gehäuses 10 angedrückt.

Claims

Patentansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Brennstoffeinspritzung in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Gehäuse (10), einem mit einem Brennstoffhochdruckeinlass (28) verbundenen und von einem Einspritzventilsitz (20) begrenzten Hochdruckraum (24), einem Steuerraum (48), der dazu bestimmt ist, mit Brennstoff gefüllt zu sein, einem im Hochdruckraum (24) angeordneten, nadeiförmigen Einspritzventilglied (22) , das einerseits mit dem Einspritzventilsitz (20) zusammenwirkt und andererseits in der Art eines Kolbens in Gleitpassung an einer zwischen dem Steuerräum (48) und dem Hochdruckraum (24) angeordneten Nadelführung (36) verschiebbar gelagert ist, und einer Aktuatoranordnung (44) mit einem Aktuator, welcher zur Steuerung der Bewegung des Einspritzventilgliedes (22) den Druck im Steuerraum beeinflusst, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steuerraum (48) und dem Aktuator (62) ein
Dichtelement angeordnet ist, welches den Aktuator
(62) von Brennstoff frei hält, mit seinem ringförmigen Flansch bezüglich des Gehäuses (10) fest und dicht angeordnet ist und zur Bewegung des Einspritzventilgliedes (22) mittels der Aktuatoranordnung (44) ausgelenkt wird.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement eine Membrane
(46) aufweist, welche den Steuerraum (48) von der Aktuatoranordnung (44) abtrennt.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoranordnung (44) einen vom Aktuator (62) betätigten Aktuatorschaft (58) aufweist, der mit einer Stirnseite (60) mit der Membrane (46) zusammenwirkt.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (46) topfförmig ausgebildet ist und der Aktuatorschaft
(38) in die Membrane (46) eingreift.
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement membranartig und topfförmig, jedoch topfbodenlos ausgebildet ist und die Aktuatoranordnung (44) einen vom Aktuator
(62) betätigten Aktuatorschaft (58) aufweist, der das Dichtelement mitnahmefest und dichtend durchgreift.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement aus wenigstens zwei, miteinander dicht verbundenen, insbesondere miteinander verschweissten Teilen besteht.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelführung
(36) an einem Ventilsitzelement (16) angeformt ist, an welchem auch der Ventilsitz (20) angeformt ist und welches den Hochdruckraum (24) umschliesst.
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelführung
(36) an einem den Steuerräum (48) begrenzenden Nadelführungselement (38) ausgebildet ist.
9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitpassung als enge Gleitpassung ausgebildet ist und zwischen dem Steuerraum (48) und dem Hochdruckraum (24), ausserhalb der Gleitpassung, eine eine Drosselwirkung entfaltende Verbindung (86) vorhanden ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventilglied (22) bezüglich der Aktuatoranordnung (44) desaxiert ist.
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die auslenkwirksame Fläche des Dichtelements, gegebenenfalls inklusive der Querschnittsfläche des das Dichtelement durchgreifenden Teils des Aktuatorschafts (38), grösser ist als die mit dem Steuerraum (48) zusammenwirkende Querschnittsfläche des Einspritzventilgliedes (22) .
12. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das
Einspritzventilglied (22) einen Anschlag (54) aufweist, der in einer maximal zulässigen Offenstellung des Einspritzventilgliedes (22) mit einem Gegenanschlag (52) zusammenwirkt, der bezüglich eines Gehäuses (10) fest angeordnet ist.
13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nadelführungselement (38) eine rippenartige, vorstehende Führung (38a, 38b) zu seiner Zentrierung aufweist.
14. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoranordnung (44) einen elektrisch angesteuerten piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktuator (62) aufweist.
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