EP1639256A1 - Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number
EP1639256A1
EP1639256A1 EP04738041A EP04738041A EP1639256A1 EP 1639256 A1 EP1639256 A1 EP 1639256A1 EP 04738041 A EP04738041 A EP 04738041A EP 04738041 A EP04738041 A EP 04738041A EP 1639256 A1 EP1639256 A1 EP 1639256A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
injection valve
actuator
fuel injection
fuel
piston
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.)
Withdrawn
Application number
EP04738041A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marco Ganser
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.)
Ganser Hydromag AG
Original Assignee
Ganser Hydromag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ganser Hydromag AG filed Critical Ganser Hydromag AG
Publication of EP1639256A1 publication Critical patent/EP1639256A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • 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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • 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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • 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
    • 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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/04—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure using fluid, other than fuel, for injection-valve actuation
    • F02M47/043—Fluid pressure acting on injection-valve in the period of non-injection to keep it closed
    • 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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/06—Other fuel injectors peculiar thereto

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injection valve for intermittent fuel injection into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • Fuel injection valves usually have a pilot valve, which is controlled by means of an electric magnet arrangement, for controlling the injection valve member.
  • Fuel injectors of this type are disclosed, for example, in EP-A-0 603 616, EP-A-0 824 190, EP-A-1 118 765, US-A-5,458,293 and US-A-6, 499, 699.
  • EP-A-0 603 616 EP-A-0 824 190
  • EP-A-1 118 765 US-A-5,458,293
  • US-A-6, 499, 699 At least the fuel losses flowing out of a control chamber into a low-pressure chamber during the injection processes are to be accepted.
  • Pilot-valveless fuel injection valves which operate without fuel loss, are disclosed in the older Swiss patent application No. 2003 1047/03 and in the corresponding international patent application PCT / CH 2004/00266, both not previously published.
  • this is limited on the one hand by means of an injection valve element in the manner of a piston. With its end region facing away from the control chamber, the needle-shaped injection valve member interacts with an injection valve seat.
  • the control chamber is separated from an actuator by means of a sealing element.
  • the actuator which is designed in particular as a piezoelectric or magnetostrictive four actuator, actuates an actuator shaft, which supports a sealing element designed as a membrane over a large area or immerses itself in the control chamber, a membrane-like sealing element ensuring that no fuel can flow out of the control chamber to the actuator.
  • the control chamber is connected by a throttle passage or a sliding fit of the injection valve member to a high-pressure chamber, which in turn is connected to a high-pressure fuel inlet and is delimited by the injection valve seat.
  • the actuator shaft is withdrawn, which leads to the injection valve member being lifted off the injection valve seat.
  • the actuator shaft is moved in the opposite direction against the control chamber, as a result of which the injection valve member is brought back into contact with the injection valve seat. Since strokes of the actuator shaft in the order of magnitude of 0.05-0.08 mm can be achieved with the aforementioned actuators and the injection valve member should be able to carry out a stroke of approximately 0.2-0.3 mm, the diameter of the actuator shaft is or the deflectable part of the diaphragm, chosen to be larger than that of the end region of the injection valve member which acts in the manner of a piston. In addition to the dynamic forces for actuating the injection valve member, the actuator must therefore also absorb the hydraulic force generated by the pressure of the fuel in the control chamber.
  • US-A-4, 579, 283 discloses a piezoelectric actuator actuated
  • Fuel injector actuates a piston which defines the volume of a control space delimited by the piston and a needle-shaped injection valve member changes the other side, the injection valve member interacts with a valve seat molded onto a valve seat element.
  • a needle guide is also formed on this valve seat element, on which the injection valve member is slidably guided with an end region facing the control arm.
  • the piston is also supplied with fuel on its side facing away from the control chamber and the injection valve member moves in dependence on the fuel pressure in the control chamber.
  • EP-A-0 324 905 discloses very similarly constructed fuel injection valves.
  • the forces acting on an actuator piston on the control chamber side are hydraulically largely compensated on the opposite side, which leads to a massive reduction in the forces acting on the actuator shaft.
  • the fuel injector according to the invention can thus be equipped with a lower-power actuator compared to a fuel injector without the force compensation mentioned. Accordingly, according to the invention, it is also possible, for example, to control a fuel injection valve with an actuator of the same power, the injection valve member of which has to perform a larger stroke.
  • the formation of a needle guide on a needle guide part which is independent of a valve seat element having an injection valve seat, offers not only a simple structure but also the possibility of making the injection valve member interacting with the injection valve seat slim in the area of the needle guide.
  • Fig.l in longitudinal section a part of a first embodiment of a fuel injector according to the invention.
  • FIG. 2 in the same representation as FIG. 1, a part of a further embodiment of a fuel injector according to the invention.
  • the fuel injector shown in FIG. 1 has a housing 10, of which only one end region is shown.
  • An actuator shaft 16 is arranged in a central passage 14 running in the direction of the longitudinal axis 12 of the housing and can be moved back and forth in the direction of the longitudinal axis 12 of the housing by means of an actuator 18 fastened to the housing 10.
  • the actuator 18 is preferably an electrically controlled magnetostrictive or piezoelectric actuator, which can move the actuator shaft 16 by a stroke of the order of 0.02-0.08 mm.
  • the actuator shaft 16 protrudes beyond the end face 20 of the housing 10, engages with the protruding part through a sealing element 22 and a compensation chamber 24 which is delimited in the axial direction on the one hand by the sealing element 22 and on the other hand by an actuator piston 26.
  • the actuator piston 26 is firmly connected to the actuator shaft 16; the actuator shaft 16 is preferably formed in one piece together with the actuator piston 26.
  • the compensation space 24 is delimited by a component, which forms a cylinder 30, a sleeve-shaped cylinder element 28, on the inner wall 30 'of which the actuator piston 26 is guided in a sliding fit, preferably in a tight sliding fit (3-10 ⁇ m).
  • the compensation chamber 24 is connected to a high-pressure chamber 34 through the cylinder element 28 by means of a radial passage 32.
  • the cylinder element 28 delimits on the circumference, with respect to the actuator piston 26 on the side opposite the compensation chamber 24, a control chamber 36 which is divided by a partition 38 of the cylinder element 28 into a first sub-chamber 42 assigned to the injection valve member 40 and a second sub-chamber 44 assigned to the actuator piston 26 is.
  • a central connection opening 46 extends through the partition 38.
  • the needle-shaped injection valve member 40 is on the one hand with an end region facing the control chamber 36 in a needle guide 48 formed on a needle guide part 47 of the cylinder element 28 in a sliding fit, preferably in a tight sliding fit (2-10 ⁇ m), displaceably guided in the axial direction and on the other hand acts with a , on a valve seat element 50 trained valve seat 52 together in a known manner.
  • the injection valve member 40 delimits the first partial space 42 and thus the control space 36 in the manner of a piston.
  • the essentially rotationally symmetrical valve seat element 50 is pressed by means of a union nut 54 wound onto the housing 10 to a spacer sleeve 56, which in turn resembles a plate flange Area 58 of the sealing element 22 is pressed in a sealing manner and surrounds the cylinder element 28 at a distance.
  • the valve seat element 50 has a recess 60 which is rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis 12 of the housing and which connects continuously to the inner lateral surface of the spacer sleeve 56 in the axial direction and then tapers in the shape of a truncated cone and shoulder-like to the injector seat 52.
  • the injection valve member 40 is guided in a circular cylindrical guide section 62 of this recess 60 by means of three projecting guide ribs 64.
  • the recess 60 and the spacer sleeve 56 delimit the high-pressure chamber 34, which is connected to the flow through a fuel supply passage 66 in the plate flange-like region 58 of the sealing element 22 and a fuel supply channel 68 in the housing 10 with a high-pressure fuel inlet 70 arranged thereon.
  • the needle-shaped injection valve member 40 is thus arranged in the high-pressure chamber 34 and extends through it.
  • a circumferential support bead 72 is formed thereon, on which an intermediate disk 74 is supported, on which, on the other hand, one end of a spring 76 - a closing spring designed as a compression spring - bears, the spring of which the other end is supported on the free end face 78 of the cylinder element 28.
  • the spring 76 on the one hand supports the closing movement of the injection valve member 40 and on the other hand presses the cylinder element 28 with its end face facing away from the plate flange-like area 58 of the sealing element 22.
  • a valve plate 78 is arranged in the first sub-space 42, which is held in abutment against the partition 38 by means of a compression spring 80 supported on the injection valve member 40.
  • the valve plate 78 has a throttle passage 82 through which the first sub-space 42 is connected to the connection opening 46 and thus to the second sub-space 44.
  • the outside diameter of the valve plate 78 is smaller than the free cross section of the first sub-space 42, so that a throttling effect is eliminated when the valve plate 78 is lifted off the partition 38 against the force of the compression spring 80.
  • the valve plate 78 thus acts as an asymmetrical throttle valve and as a stop for the injection valve member 40 when the fuel injection valve is in the maximum open position.
  • the intermediate disk 74 for guiding the spring 76 laterally has an inner support collar projecting axially beyond the support surface, and that it can be provided with a U-shaped cut-out in order to make it easy to replace.
  • the force exerted by the spring 76 on the injection valve member 40 can be adjusted by the choice of the thickness of the intermediate disk 74.
  • Sleeve area 58 ' the wall thickness of which is substantially less than that of area 58.
  • the sleeve area 58' lies in the interior of the compensation space 24
  • Actuator shaft 16 and is in a circumferential groove 84 of the
  • Actuator shaft 16 crimped, which is close to
  • Actuator piston 26 is located. The fuel under high pressure in the compensation chamber 24 presses the
  • the actuator piston 26 delimits on the one hand the control chamber 36 with a hydraulically active piston surface 86, and on the other hand the compensation chamber 24 with a hydraulically active compensation surface 88.
  • the compensation surface 88 is smaller than the piston surface 86 by the cross-sectional area of the actuator shaft 66 and the cross-sectional area of the sleeve region 58 ' If the same pressure prevails in the high-pressure chamber 34 and in the control chamber 36, the actuator 18 is thus only loaded in the static state with a force that multiplies the cross-sectional area by the difference between the pressure in the high-pressure chamber 34 and the pressure on the actuator side of the sealing element 22 - for example ambient pressure corresponds to the actuator shaft 16 and the sleeve region 58 '.
  • the hydraulic force to be absorbed by the actuator 18 is reduced by a factor of 4 in the stationary state if the external pressure gauge of the sleeve region 58 'is half the diameter HP.S actuator piston 26; a reduction is accordingly the factor 9 can be achieved if the diameter ratio is 1: 3, etc.
  • a throttle inlet 90 through the cylinder element 28 is indicated by dashed lines. It connects the control chamber 36, in particular the second partial chamber 44, to the high-pressure chamber 34.If such a throttle inlet 90 is present, it serves for faster pressure compensation between the high-pressure chamber 34 and the control chamber 36 than it does without the throttle inlet 90 through the needle guide 48 and between the actuator piston 26 and the inner wall 30 'of the cylinder element 28 is possible.
  • valve seat element 50 downstream of the injection valve seat 52, the valve seat element 50 is designed in the manner of a hollow hemisphere and in this area there are the injection nozzles 92, through which the fuel is injected into the combustion chamber of an internal combustion engine during an injection process.
  • the fuel injector according to the invention is suitable for operating pressures from a few hundred bar to over 2000 bar.
  • the actuator piston 26 is mounted in a sliding fit, preferably in a narrow sliding fit (3-10 ⁇ m), on the inner wall 30 'of a blind hole-like recess 94 in the housing 10.
  • the housing 10 is the component that forms the cylinder 30.
  • the recess 94 extends up to the end face 20 of the housing 10, which thus forms the cylinder 30 for the actuator piston 26.
  • the actuator shaft 16 which is firmly connected to the actuator piston 26, is guided in a narrow sliding fit (2-5 ⁇ m) through a housing bushing 96 to the actuator 18, which in turn is fastened to the housing 10.
  • a housing bushing 96 to the actuator 18, which in turn is fastened to the housing 10.
  • the compensation chamber 24 is connected by a throttle connection 98 to the fuel supply channel 68 and thus to the high-pressure chamber 34. Furthermore, the radial passage 32 is present in parallel with the throttle connection 98, but is now closed by a check valve 100 so that it can be released. This has a ball 102 in the compensation chamber 24 as a valve member, which is pressed by means of an annular spring 104 against the mouth of the radial passage 32 which acts as a valve seat.
  • a needle guide element 106 forming the needle guide part 47, on which the needle guide 48, corresponding to that on the cylinder element 28 according to FIG. 1, is formed.
  • the needle guide 48 the needle-shaped injection valve member 40 is guided in a sliding fit, preferably a narrow sliding fit.
  • the partition 38 is formed on the needle guide element 106 with the connection opening 46, as a result of which the first partial space 42 of the control space 36 located in the needle guide element 106 and the second partial space 44 of the control space 36 delimited by the actuator shaft 16, the housing 10 and the needle guide element 106 are connected to one another.
  • a valve plate 78 with a throttle passage 82 is in turn arranged in the first sub-space 42 and is pushed in the direction of the partition 38 by means of a compression spring 80.
  • the needle guide element 106 is held in contact by the spring 76 on the end face 20 of the housing 10. This spring 76 is supported at one end on the free end of the needle guide element 106 and at the other end, via the intermediate disk 74, on the support bead 72 of the injection valve member 40.
  • valve seat element 50 is designed to be correspondingly longer and is pressed directly onto the housing 10 at the end face by means of the union nut 54.
  • the hydraulically effective piston surface interacting with the control chamber 36 is designated 86 and the hydraulically active compensation surface interacting with the compensation chamber 24 on the actuator piston 26 is designated 88.
  • the compensation area 88 corresponds to the piston area 86 minus the cross-sectional area of the actuator shaft 16.
  • the piston area 86 is larger than the hydraulically effective cross-sectional area of the injection valve element 40 that interacts with the control chamber 36. Accordingly, the injection valve element 40 makes a larger stroke than the actuator piston 26 ,
  • the fuel injector shown there functions as follows.
  • the injection valve member 40 is in the closed position, in which it lies sealingly on the injection valve seat 52. Operating pressure prevails in the high-pressure chamber 34, compensation chamber 24 and control chamber 36.
  • the actuator 18 moves the actuator piston 26 by a stroke of the order of magnitude of 0.02-0.08 mm towards the actuator 18 via the actuator shaft 16.
  • the pressure in the second subspace 44 of the control chamber 36 is reduced, As a result, fuel flows from the first sub-space 42 through the throttle passage 82 into the second sub-space 44, which leads to the injection valve member 40 being lifted off the injection valve seat 52 against the force of the spring 76.
  • the throttle passage 82 dampens the movement of the Injection valve member 40. In maximum open position, injection valve member 40 bears against valve plate 78.
  • the actuator 18 moves the actuator piston 26 back in the opposite direction to the position shown in FIG. 1.
  • the pressure in the second subspace 44 is increased, which causes the valve plate 78 to be raised against the force of the compression spring 80 from the partition 38.
  • the pressure between the second partial space 44 and the first partial space 42 balances out very quickly, which leads to a very rapid closing movement of the injection valve member 40.
  • the static force which the actuator 18 has to absorb corresponds only to the operating pressure of the fuel multiplied by the difference between the piston surface 86 and the compensation surface 88. If there were no compensation surface 88, the actuator 18 would, in the static state, be exposed to a force which corresponds to the operating pressure of the fuel multiplied by the piston area 86.
  • the fuel injector shown in FIG. 2 also functions in the same way. However, the movement of the actuator piston 26 in the direction of the actuator 18 is now additionally damped. In the opposite direction, however, there is practically no damping, since the check valve 100 opens the radial passage 32.
  • the valve plate 78 and thus the compression spring 80 can be dispensed with the valve plate 78 and thus the compression spring 80 in both embodiments shown.
  • the movement of the injection valve member 40 is not damped because the connection opening 46 has practically no throttling effect.
  • the valve plate 78 omitted, to design the connection opening 46 itself as a throttle opening.
  • the movement of the injector member 40 is damped both when the fuel injector is opened and closed. If the actuator 18 is sufficiently strong in the closing direction, such a high pressure will build up in the second partial space 44 that the cylinder element 28, or needle guide element 106, moves away from the system on the surface 22 or the end face 20 (against the force of the Spring 76). In this case, the closing movement of the injection valve member 40 is again faster.
  • the cylinder element 28, or needle guide element 106 in the valve seat element 50 is guided radially, for example with guide ribs, and the coaxiality of the guides 62 and 48 is ensured.
  • the injection valve member 40 and the actuator shaft 16 with actuator pistons 26 can be arranged such that they are disaxed with respect to one another. It is also possible to use actuators of a different type than piezoelectric or magnetostrictive for the movement of the actuator piston 26.
  • the sealing element 22 could be replaced by a bushing 96 with a sliding fit for the actuator shaft 16.
  • the bushing 96 could then be formed on the cylinder element 28 or as a housing bushing.
  • a sealing element 22 shown in FIG. 1 in the embodiment according to FIG. 2 optionally with a plate flange 58 having a smaller outside diameter.

Landscapes

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

Abstract

Der mittels des Aktuators (18) hin und her bewegte Aktuatorkolben (26) weist eine den Steuerraum (36) begrenzende Kolbenfläche (86) und, auf der gegenüberliegenden Seite eine den Kompensationsraum (24) begrenzende Kompensationsfläche (88) auf. Der Kompensationsraum (24) ist mit dem Hochdruckraum (34) verbunden und steht unter Betriebsdruck des Brennstoffs. Andererseits ist der Steuerraum (36) vom Einspritzventilglied (40) in der Art eines Kolbens begrenzt. Das Einspritzventilglied (40) wirkt mit einem Einspritzventilsitz (52) zusammen und ist mit seinem dem Steuerraum (36) zugewandten Endbereich in der am Nadelführungsteil (47) ausgebildeten Nadelführung (48) in Gleitpassung geführt. Der Nadelführungsteil (47) ist am Zylinderelement (28) angeformt. Der Druck im Steuerraum (36) erzeugt über die Kolbenfläche (86) eine Kraft in Richtung zum Aktuator (18) hin, welche jedoch durch die Kompensationsfläche (88) teilweise kompensiert ist. Dies ermöglicht die Verwendung von Aktuatoren (18) kleiner Leistung.

Description

Brennstoffeinspritzventil für Verbrennungskra tmaschinen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Brennstoffeinspritzung in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine gemäss Patentanspruch 1.
Brennstoffeinspritzventile weisen üblicherweise ein mittels einer Elektromagentanordung angesteuertes Pilotventil zur Steuerung des Einspritzventilgliedes auf. Brennstoffeinspritzventile dieser Art sind beispielsweise in EP-A-0 603 616, EP-A-0 824 190, EP-A-1 118 765, US-A- 5,458,293 und US-A-6, 499, 699 offenbart. Bei diesen Brennstoffeinspritzventilen sind wenigstens die bei Einspritzvorgängen durch das Pilotventil aus einem Steuerraum in einen Niederdruckraum ausströmendem BrennstoffVerluste hinzunehmen.
In der älteren CH-Patentanmeldung Nr. 2003 1047/03 und in der entsprechenden internationalen Patentanmeldung PCT /CH 2004/00266, beide nicht vorveröffentlicht, sind pilotventillose Brennstoffeinspritzventile offenbart, die ohne BrennstoffVerlust arbeiten. Bei Ausbildungsformen mit einem Steuerraum ist dieser einerseits mittels eines Einspritzventilgliedes in der Art eines Kolbens begrenzt. Mit seinem dem Steuerraum abgewandten Endbereich wirkt das nadeiförmige Einspritzventilglied mit einem Einspritzventilsitz zusammen. Andererseits ist der Steuerraum mittels eines Dichtelements von einem Aktuator abgetrennt. Der Aktuator, welcher insbesondere als piezoelektrischer oder magnetostriktvier Aktuator ausgebildet ist, betätigt einen Aktuatorschaft, der das als Membrane ausgebildete Dichtelement grossflächig abstützt oder selber in den Steuerraum eintaucht, wobei ein membranartiges Dichtelement dafür sorgt, dass kein Brennstoff aus dem Steuerraum zum Aktuator ausfliessen kann. Der Steuerraum ist durch einen Drosseldurchlass oder eine Gleitpassung des Einspritzventilgliedes mit einem Hochdruckraum verbunden, welcher seinerseits mit einem Brennstoffhockdruckeinlass verbunden und vom Einspritzventilsitz begrenzt ist. Zum Auslösen eines Einspritzvorgangs wird der Aktuatorschaft zurückgezogen, was dazu führt, dass das Einspritzventilglied vom Einspritzventilsitz abgehoben wird. Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird der Aktuatorschaft in entgegengesetzter Richtung gegen den Steuerraum bewegt, wodurch das Einspritzventilglied an den Einspritzventilsitz wieder in Anlage gebracht wird. Da mit den genannten Aktuatoren Hübe des Aktuatorschafts in der Grössenordnung von 0,05 - 0,08 mm erzielbar sind und das Einspritzventilglied im Stande sein sollte, einen Hub von etwa 0,2 - 0,3 mm auszuführen, ist der Durchmesser des Aktuatorschafts, beziehungsweise des auslenkbaren Teils der Membrane, grösser gewählt als jener des in der Art eines Kolbens wirkenden Endbereichs des Einspritzventilgliedes. Der Aktuator muss somit neben den dynamischen Kräften für die Betätigung des Einspritzventilgliedes auch die durch den Druck des Brennstoffs im Steuerraum erzeugte hydraulische Kraft aufnehmen.
Die US-A-4, 579, 283 offenbart ein mittels eines piezoelektrischen Aktuators betätigtes
Brennstoffeinspritzventil. Der Aktuator betätigt einen Kolben, welcher das Volumen eines vom Kolben und einem nadelförmiqen Einspritzventilglied begrenzten Steuerraumes ändert Das Einspritzventilglied wirkt andernends mit einem an einem Ventilsitzelement angeformten Ventilsitz zusammen. An diesem Ventilsitzelement ist weiter eine Nadelführung ausgebildet, an welcher das Einspritzventilglied mit einem dem Steuerarm zugewandten Endbereich verschiebbar geführt ist. Der Kolben ist auch auf seiner dem Steuerraum abgewandten Seite mit Brennstoff beaufschlagt und das Einspritzventilglied bewegt sich in Abhängigkeit vom Brennstoffdruck im Steuerraum.
Die EP-A-0 324 905 offenbart sehr ähnlich aufgebaute Brennstoffeinspritzventile .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffeinspritzventil zu schaffen, das bei einfachem Aufbau und vorgegebenen Bedingungen mit einem kleinen, das heisst leistungsschwachen Aktuator auskommt.
Diese Aufgabe wird mit einem Brennstoffeinspritzventil gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Die steuerraumseitig auf einen Aktuatorkolben wirkenden Kräfte sind auf der Gegenseite hydraulisch zu einem erheblichen Teil kompensiert, was zu einer massiven Reduktion der auf den Aktuatorschaft wirkenden Kräfte führt. Das erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzventil kann somit mit einem leistungsschwächeren Aktuator ausgestattet werden, verglichen mit einem Brennstoffeinspritzventil ohne der genannten Kräftekompensation. Entsprechend ist es erfindungsgemäss beispielsweise auch möglich, mit einem Aktuator gleicher Leistung ein Brennstoffeinspritzventil anzusteuern, dessen Einspritzventilglied einen grösseren Hub auszuführen hat. Die Ausbildung einer Nadelführung an einem Nadelführungsteil, der von einem einen Einspritzventilsitz aufweisenden Ventilsitzelement unabhängig ist , bietet neben einem einfachen Aufbau auch die Möglichkeit, mit dem Einspritzventilsitz zusammenwirkendes Einspritzventilglied im Bereich der Nadelführung schlank auszubilden.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:
Fig.l: im Längsschnitt einen Teil einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils; und
Fig. 2: in gleicher Darstellung wie Fig. 1 einen Teil einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils .
Das in der Fig. 1 gezeigte Brennstoffeinspritzventil weist ein Gehäuse 10 auf, von welchem nur ein Endbereich gezeigt ist. In einem zentralen in Richtung der Gehäuselängsachse 12 verlaufenden Durchlass 14 ist ein Aktuatorschaft 16 angeordnet, welcher mittels eines am Gehäuse 10 befestigten Aktuators 18 in Richtung der Gehäuse- längsachse 12 hin und her bewegbar ist. Beim Aktuator 18 handelt es sich vorzugsweise um einen elektrisch angesteuerten magnetostriktiven oder piezoelektrischen Aktuator, welcher den Aktuatorschaft 16 um einen Hub in der Grössenordung von 0,02 - 0,08 mm bewegen kann. Der Aktuatorschaft 16 steht über die Stirnseite 20 des Gehäuses 10 vor, durchgreift mit dem vorstehenden Teil ein Dichtelement 22 und einen Kompensationsraum 24, der in axialer Richtung einerseits vom Dichtelement 22 und andererseits von einem Aktuatorkolben 26 begrenzt ist. Der Aktuatorkolben 26 ist mit dem Aktuatorschaft 16 fest verbunden; vorzugsweise ist der Aktuatorschaft 16 zusammen mit dem Aktuatorkolben 26 einstückig ausgebildet. Umfangsseitig ist der Kompensationsraum 24 von einem, einen Zylinder 30 bildenden Bauteil, einem hülsenförmigen Zylinderelement 28, begrenzt, an dessen Innenwand 30' der Aktuatorkolben 26 in Gleitpassung, vorzugsweise in enger Gleitpassung, (3-10 μm) geführt ist. Der Kompensationsraum 24 ist mittels eines Radialdurchlasses 32 durch das Zylinderelement 28 hindurch mit einem Hochdruckraum 34 verbunden.
Weiter begrenzt das Zylinderelement 28 umfangsseitig, bezüglich des Aktuatorkolbens 26 auf der dem Kompensationsraum 24 gegenüberliegenden Seite, einen Steuerraum 36, der durch eine Trennwand 38 des Zylinderelements 28 in einen dem Einspritzventilglied 40 zugeordneten ersten Teilraum 42 und einen dem Aktuatorkolben 26 zugeordneten zweiten Teilraum 44 unterteilt ist. Durch die Trennwand 38 hindurch verläuft eine zentrale Verbindungsöffnung 46.
Das nadeiförmig ausgebildete Einspritzventilglied 40 ist einerseits mit einem dem Steuerraum 36 zugewandten Endbereich in einer an einem Nadelführungsteil 47 des Zylinderelements 28 ausgebildeten Nadelführung 48 in Gleitpassung, vorzugsweise in enger Gleitpassung (2-10 μm) , in axialer Richtung verschiebbar geführt und wirkt andererseits mit einem, an einem Ventilsitzelement 50 ausgebildeten Ventilsitz 52 in bekannter Art und Weise zusammen. Das Einspritzventilglied 40 begrenzt in der Art eines Kolbens den ersten Teilraum 42 und somit den Steuerraum 36. Das im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildete Ventilsitzelement 50 ist mittels einer auf das Gehäuse 10 aufgewindeten Überwurfmutter 54 dichtend an eine Distanzhülse 56 angepresst, die ihrerseits an einen Tellerflansch-artigen Bereich 58 des Dichtelements 22 dichtend angepresst ist und das Zylinderelement 28 mit Abstand umgreift.
Das Ventilsitzelement 50 weist eine zur Gehäuselängsachse 12 rotationssymmetrische Ausnehmung 60 auf, die stufenlos an die innere Mantelfläche der Distanzhülse 56 in axialer Richtung anschliesst und sich dann kegelstumpfförmig und schulterartig verjüngend bis zum Einspritzventilsitz 52 hin erstreckt. In einem kreiszylinderförmigen Führungsabschnitt 62 dieser Ausnehmung 60 ist das Einspritzventilglied 40 mittels dreier vorstehender Führungsrippen 64 geführt. Die Ausnehmung 60 und die Distanzhülse 56 begrenzen den Hochdruckraum 34, welcher durch einen Brennstoffzufuhrdurchlass 66 im Tellerflansch- artigen Bereich 58 des Dichtelements 22 und einen Brennstoffzufuhrkanal 68 im Gehäuse 10 mit einem an diesem angeordneten Brennstoffhockdruckeinlass 70 strömungsverbunden ist.
Das nadelartig ausgebildete Einspritzventilglied 40 ist somit im Hochdruckraum 34 angeordnet und durchgreift diesen. Etwa mittig des Einspritzventilgliedes 40 ist an diesem ein umlaufender Stützwulst 72 angeformt, an welchem sich eine Zwischenscheibe 74 abstützt, an welcher andererseits das eine Ende einer Feder 76 - eine als Druckfeder ausgebildete Schliessfeder - anliegt, deren anderes Ende sich an der freien Stirnseite 78 des Zylinderelements 28 abstützt. Die Feder 76 unterstützt zum einen die Schliessbewegung des Einspritzventilgliedes 40 und drückt zum andern das Zylinderelement 28 mit dessen abgewandten Stirnfläche an den Tellerflansch-artigen Bereich 58 des Dichtelements 22.
Im ersten Teilraum 42 ist ein Ventilplättchen 78 angeordnet, dass mittels einer sich am Einspritzventilglied 40 abstützenden Druckfeder 80 zurückdrängbar in Anlage an der Trennwand 38 gehalten ist. Mittig weist das Ventilplättchen 78 einen Drosseldurchlass 82 auf, durch welchen der erste Teilraum 42 mit der Verbindungsöffnung 46 und somit dem zweiten Teilraum 44 verbunden ist. Der Aussendurchmesser des Ventilplättchens 78 ist kleiner als der freie Querschnitt des ersten Teilraums 42, sodass eine Drosselwirkung aufgehoben ist, wenn das Ventilplättchen 78 entgegen der Kraft der Druckfeder 80 von der Trennwand 38 abgehoben ist. Das Ventilplättchen 78 wirkt somit als asymmetrisches Drosselventil und als Anschlag für das Einspritzventilglied 40 bei maximaler Offenstellung des Brennstoffeinspritzventils .
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Zwischenscheibe 74 zur seitlichen Führung der Feder 76 einen inneren, in axialer Richtung über die Stützfläche vorstehenden Stützkragen aufweist, und dass sie mit einem U-förmigen Ausschnitt versehen werden kann, um die leichte Auswechselbarkeit zu ermöglichen. Durch die Wahl der Dicke der Zwischenscheibe 74 kann die von der Feder 76 auf das Einspritzventilglied 40 ausgeübte Kraft eingestellt werden. An den tellerflanschartigen Bereich 58 des Dichtelements
22 schliesst einstückig ein kreiszylinderförmiger
Hülsenbereich 58' an, dessen Wandstärke wesentlich geringer ist als jene des Bereichs 58. Der Hülsenbereich 58' liegt im Innern des Kompensationsraumes 24 am
Aktuatorschaft 16 an und ist in eine Umfangsnut 84 des
Aktuatorschafts 16 eingebördelt, welche sich nahe beim
Übergangsbereich vom Aktuatorschaft 16 in den
Aktuatorkolben 26 befindet. Der unter Hockdruck stehende Brennstoff im Kompensationsraum 24 drückt den
Hülsenbereich 58' an den Aktuatorschaft 16 an, sodass kein (oder praktisch kein) Treibstoff aus dem Kompensationsraum
24 entlang des Aktuatorkolbens 26 zum Aktuator 18 ausfliesst .
Der Aktuatorkolben 26 begrenzt einerseits den Steuerraum 36 mit einer hydraulisch wirksamen Kolbenfläche 86, und andererseits den Kompensationsraum 24, mit einer hydraulisch wirksamen Kompensationsfläche 88. Die Kompensationsfläche 88 ist um die Querschnittsfläche des Aktuatorschafts 66 und die Querschnittsfläche des Hülsenbereichs 58' kleiner als die Kolbenfläche 86. Herrscht im Hockdruckraum 34 und im Steuerraum 36 derselbe Druck, ist somit im statischen Zustand der Aktuator 18 nur mit einer Kraft belastet, die der Differenz zwischen dem Druck im Hochdruckraum 34 und dem Druck aktuatorseitig des Dichtelements 22 - beispielsweise Umgebungsdruck - multipliziert mit der Querschnittsfläche des Aktuatorschafts 16 und des Hülsenbereichs 58' entspricht. Beispielsweise ist die vom Aktuator 18 aufzunehmende hydraulische Kraft - im stationären Zustand - somit um einen Faktor 4 reduziert, wenn der Aussendruckmesser des Hülsenbereichs 58' halb so gross ist wie der Durchmesser HP.S Aktuatorkolbens 26; entsprechend ist eine Reduktion um den Faktor 9 erzielbar, wenn das Durchmesserverhältnis 1:3 beträgt, usw.
Ein Drosseleinlass 90 durch das Zylinderelement 28 ist gestrichelt angedeutet. Er verbindet den Steuerraum 36, insbesondere den zweiten Teilraum 44 mit dem Hochdruckraum 34. Ist ein solcher Drosseleinlass 90 vorhanden, dient er einem schnelleren Druckausgleich zwischen Hochdruckraum 34 und Steuerraum 36, als er ohne Drosseleinlass 90 durch die Nadelführung 48 und zwischen dem Aktuatorkolben 26 und der Innenwand 30' des Zylinderelements 28 hindurch möglich ist .
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass stromabwärts des Einspritzventilssitz 52 das Ventilsitzelement 50 in der Art einer hohlen Halbkugel ausgebildet ist und in diesem Bereich sich die Einspritzdüsen 92 befinden, durch welche während eines Einspritzvorgangs der Brennstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird. Das erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzventil eignet sich für Betriebsdrücke von einigen hundert bar bis über 2000 bar.
Für die Beschreibung des in der Fig. 2 gezeigten erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils werden für die gleichwirkenden Teile dieselben Bezugszeichen verwendet wie im Zusammenhang mit Fig. 1. Im folgenden werden nur noch die Unterschiede der Ausführungsform gemäss Fig. 2 gegenüber jener gemäss Fig. 1 beschrieben.
Der Aktuatorkolben 26 ist in Gleitpassung, vorzugsweise in enger Gleitpassung (3-10 μm) , an der Innenwand 30' einer sacklochartigen Ausnehmung 94 im Gehäuse 10 gelagert. Das Gehäuse 10 ist in diesem Fall das den Zylinder 30 bildende Bauteil. Die Ausnehmung 94 reicht bis zur Stirnseite 20 des Gehäuses 10, welches somit den Zylinder 30 für den Aktuatorkolben 26 bildet.
Am Boden dieser Ausnehmung 94 ist der mit dem Aktuatorkolben 26 fest verbundene Aktuatorschaft 16 in einer engen Gleitpassung (2-5 μm) , durch eine Gehäusedurchführung 96 zum Aktuator 18 geführt, welcher seinerseits am Gehäuse 10 befestigt ist. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist jene gemäss Fig. 2 nicht vollständig brennstoffverlustfrei, da Brennstoff durch die enge Gleitpassung aus dem vom Gehäuse 10 und Aktuatorkolben 26 begrenzten Kompensationsraum 24 in Richtung zum Aktuator 18 lecken kann. Der Leckage Brennstoff wird mittels einer Niederdruckleitung in einen Brennstoffvorratsbehälter zurückgeführt .
Der Kompensationsraum 24 ist durch eine Drosselverbindung 98 mit dem Brennstoffzufuhrkanal 68 und somit mit dem Hochdruckraum 34 verbunden. Weiter ist in Parallelschaltung zur Drosselverbindung 98 der Radialdurchlass 32 vorhanden, welcher nun jedoch mittels eines Rückschlagventils 100 freigebbar verschlossen ist. Dieses weist im Kompensationsraum 24 als Ventilglied eine Kugel 102 auf, welche mittels einer Ringfeder 104 gegen die als Ventilsitz wirkende Mündung des Radialduchlasses 32 gedrückt wird. Durch den Radialdurchlass 32 kann kein Brennstoff aus dem Kompensationsraum 24 in den Hochdruckraum 34 ausfliessen, wogegen in umgekehrter Richtung durch den Radialdurchlass 32 Brennstoff vom Hockdruckraum 34 in den Steuerraum 36 einströmen kann, sobald eine Druckdifferenz vorhanden ist, welche die Kugel 102 von der Mündung des Radialdurchlasses 32 entgegen der Kraft der Ringfeder 104 abhebt. Somit ist die Bewegung des Aktuatorkolbens 26 in Richtung zum Aktuator 18 hin gedämpft, wogegen sich der Aktuatorkolben 26 vom Aktuator 18 weg ungedämpft bewegen kann.
An der Stirnseite 20 des Gehäuses 10 liegt ein den Nadelführungsteil 47 bildendes Nadelführungselement 106 an, an welchem die Nadelführung 48, entsprechend jener am Zylinderelement 28 gemäss Fig. 1, ausgebildet ist. In der Nadelführung 48 ist das nadeiförmig ausgebildete Einspritzventilglied 40 in Gleitpassung, vorzugsweise enger Gleitpassung, geführt. Am Nadelführungselement 106 ist die Trennwand 38 mit der Verbindungsöffnung 46 ausgebildet, wodurch der sich im Nadelführungselement 106 befindende erste Teilraum 42 des Steuerraums 36 und der vom Aktuatorschaft 16, dem Gehäuse 10 und dem Nadelführungselement 106 begrenzte zweite Teilraum 44 des Steuerraums 36 miteinander verbunden sind. Im ersten Teilraum 42 ist wiederum ein Ventilplättchen 78 mit einem Drosseldurchlass 82 angeordnet, welches mittels einer Druckfeder 80 in Richtung gegen die Trennwand 38 gedrängt ist.
Das Nadelführungselement 106 wird durch die Feder 76 an der Stirnseite 20 des Gehäuses 10 in Anlage gehalten. Diese Feder 76 stützt sich mit ihrem einen Ende am freien Ende des Nadelführungselements 106 und mit ihrem anderen Ende, über die Zwischenscheibe 74, am Stützwulst 72 des Einspritzventilgliedes 40 ab.
Im Gegensatz zur Ausbildungsform gemäss Fig. 1 weist jene gemäss Fig. 2 keine Distanzhülse 56 auf. Das Ventilsitzelement 50 ist entsprechend länger ausgebildet und wird mittels der Überwurfmutter 54 stirnseitig direkt an das Gehäuse 10 dichtend angepresst. Die mit dem Steuerraum 36 zusammenwirkende, hydraulisch wirksame Kolbenfläche ist mit 86 und die mit dem Kompensationsraum 24 zusammenwirkende, hydraulisch wirksame Kompensationsfläche am Aktuatorkolben 26 mit 88 bezeichnet. Hier entspricht die Kompensationsfläche 88 der Kolbenfläche 86 minus der Querschnittsfläche des Aktuatorschafts 16.
Sowohl bei der Ausbildungsform gemäss Fig. 1, als auch jener gemäss Fig. 2, ist die Kolbenfläche 86 grösser als die mit dem Steuerraum 36 zusammenwirkende, hydraulisch wirksame Querschnittsfläche des Einspritzventilgliedes 40. Entsprechend macht das Einspritzventilglied 40 jeweils einen grösseren Hub als der Aktuatorkolben 26.
Ausgehend von in der Fig. 1 gezeigten Zustand funktioniert das dort gezeigte Brennstoffeinspritzventil wie folgt. Das Einspritzventilglied 40 befindet sich in Schliessstellung, in welcher es dichtend am Einspritzventilsitz 52 anliegt. Im Hochdruckraum 34, Kompensationsraum 24 und Steuerraum 36 herrscht Betriebsdruck.
Zur Auslösung eines Einspritzvorgangs bewegt der Aktuator 18 über den Aktuatorschaft 16 den Aktuatorkolben 26 um einen Hub in der Grössenordnung von 0,02 - 0,08 mm in Richtung gegen den Aktuator 18. Dadurch wird der Druck im zweiten Teilraum 44 des Steuerraums 36 verkleinert, was zur Folge hat, dass Treibstoff vom ersten Teilraum 42, durch den Drosseldurchlass 82 hindurch, in den zweiten Teilraum 44 strömt, was dazu führt, dass das Einspritzventilglied 40 entgegen der Kraft der Feder 76 vom Einspritzventilsitz 52 abgehoben wird. Der Drosseldurchlass 82 bewirkt eine Dämpfung der Bewegung des Einspritzventilglieds 40. In maximaler Offenstellung liegt das Einspritzventilglied 40 am Ventilplättchen 78 an.
Zur Beendigung des Einspritzvorgangs bewegt der Aktuator 18 den Aktuatorkolben 26 in Gegenrichtung in die in der Fig. 1 gezeigte Lage zurück. Dadurch wird der Druck im zweiten Teilraum 44 erhöht, was zum Abheben des Ventilplättchens 78 entgegen der Kraft der Druckfeder 80 von der Trennwand 38 bewirkt. Dadurch gleicht sich der Druck zwischen dem zweiten Teilraum 44 und ersten Teilraum 42 sehr schnell aus, was zu einer sehr schnellen Schliessbewegung des Einspritzventilgliedes 40 führt.
Durch die Gleitpassungen, in Folge Druckunterschied zwischen dem Steuerraum 36 und Hockdruckraum 34, aus dem Steuerraum 36 ausgeflossener Brennstoff - es handelt sich hier um äusserst geringe Mengen - wird jeweils im stationären Zustand durch die Gleitpassungen hindurch wieder ausgeglichen. Dieser Ausgleich kann mittels des Drosseleinlasses 90 beschleunigt werden. Dieser ist jedoch so zu dimensionieren, dass die während eines Einspritzvorgangs hindurchfliessende Brennstoffmenge, gegenüber der Brennstoffmenge im Steuerraum 36 klein ist, um die Funktionsweise nicht zu beeinträchtigen.
Die statische Kraft, welche der Aktuator 18 aufnehmen muss, entspricht nur dem Betriebsdruck des Brennstoffs multipliziert mit der Differenz von Kolbenfläche 86 und Kompensationsfläche 88. Wäre keine Kompensationsfläche 88 vorhanden, wäre der Aktuator 18, im statischen Zustand, einer Kraft ausgesetzt, die dem Betriebsdruck des Brennstoffs multipliziert mit der Kolbenfläche 86 entspricht. In gleicher Art und Weise funktioniert auch das in der Fig. 2 gezeigte Brennstoffeinspritzventil . Wobei nun jedoch zusatzlich die Bewegung des Aktuatorkolbens 26 in Richtung zum Aktuator 18 hin gedampft ist. In Gegenrichtung ist jedoch praktisch keine Dampfung vorhanden, da das Ruckschlagventil 100 den Radialdurchlass 32 frei gibt.
Es kann bei beiden gezeigten Ausfuhrungsformen auf das Ventilplättchen 78 und somit die Druckfeder 80 verzichtet werden. In diesem Fall ist die Bewegung des Einspritzventilglieds 40 nicht gedampft, weil die Verbindungsoffnung 46 praktisch keine Drosselwirkung entfaltet. Entsprechend ist es auch denkbar, bei weggelassenem Ventilplättchen 78, die Verbindungsoffnung 46 selber als Drosseloffnung auszubilden. In diesem Fall ist die Bewegung des Einspritzventilglieds 40 sowohl beim Offnen als auch Schliessen des Brennstoffeinspritzventils gedampft. Ist der Aktuator 18 in Schliessrichtung genügend stark, wird sich im zweiten Teilraum 44 ein so grosser Überdruck aufbauen, dass das Zylinderelement 28, beziehungsweise Nadelfuhrungselement 106, sich von der Anlage auf der Flache 22, beziehungsweise der Stirnseite 20, wegbewegt (entgegen der Kraft der Feder 76) . In diesem Falle ist die Schliessbewegung des Einspritzventilgliedes 40 wiederum rascher.
In einer nicht gezeigten Variante der Ausbildungsformen gemäss den Fig. 1 und 2 ist das Zylinderelement 28, beziehungsweise Nadelfuhrungselement 106 im Ventilsitzelement 50 radial gefuhrt, zum Beispiel mit Fuhrungsrippen, und der Koaxialitat der Fuhrungen 62 und 48 sicherzustellen. Es sei erwähnt, dass das Einspritzventilglied 40 und der Aktuatorschaft 16 mit Aktuatorkolben 26 relativ zueinander desaxiert angeordnet sein können. Es können auch anders artige Aktuatoren als piezoelektrische oder magnetostriktive für die Bewegung des Aktuatorkolbens 26 verwendet werden.
Es sind auch unterschiedliche Kombinationen von Konstruktionselementen aus den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen möglich. So könnte bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführunsform das Dichtelement 22 durch eine Durchführung 96 mit einer Gleitpassung für den Aktuatorschaft 16 ersetzt sein. Die Durchführung 96 könnte dann am Zylinderelement 28 oder als Gehäusedurchführung ausgebildet sein. Entsprechend ist es auch denkbar, bei der Ausbildungsform gemäss Fig.2 ein in der Fig.l gezeigtes Dichtelement 22 zu verwenden, gegebenenfalls mit einem im Aussendurchmesser kleineren Tellerflansch 58.

Claims

Patentansprüche
Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Brennstoffeinspritzung in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem mit einem Brennstoffhochdruckeinlass (70) verbundenen und von einem Einspritzventilsitz (52) begrenzten Hochdruckraum (34), einem im Hochdruckraum (34) angeordneten, nadeiförmigen Einspritzventilglied (40), das einerseits mit dem Einspritzventilsitz (52) zusammenwirkt und andererseits mit einem einem Steuerraum (36) zugewandten Endbereich in einer Nadelführung (48) geführt ist sowie in der Art eines Kolbens den Steuerraum (36) begrenzt, und einem den Steuerraum (36) ebenfalls begrenzenden, in einem Zylinder (30) geführten Aktuatorkolben (26) , der mit einem - zur Betätigung des Einspritzventilgliedes (52) - mittels eines Aktuators (18) bewegbaren Aktuatorschaft (16) verbunden ist, wobei der Aktuatorkolben (26), auf seiner dem Steuerraum (36) abgewandten Seite eine mit Brennstoff beaufschlagte, hydraulisch wirksame Kompensationsfläche (88) zur Erzeugung einer in Richtung gegen den Steuerraum (36) gerichteten Kompensationskraft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelführung (48) an einem Nadelführungsteil (47) ausgebildet ist, der an einem den Zylinder (30) bildenden Bauteil (28,10) angeformt ist oder an diesem Bauteil (28,10) zumindest während der Öffnungsbewegung des Einspritzventilgliedes (40) dichtend anliegt.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Steuerraum (36) zugewandter Endbereich des Einspritzventilgliedes (40) in der Nadelführung (48) in enger Gleitpassung geführt ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuatorkolben (26) im Zylinder (30) in enger Gleitpassung geführt ist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventilglied (40) mit der Kraft einer Feder (76) in Richtung gegen den Einspritzventilsitz (52) beaufschlagt ist und die Feder (76) sich am Nadelführungsteil (47) abstützt.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Steuerraum (36) begrenzende Querschnittsfläche des Einspritzventilgliedes (40) kleiner ist, als die den Steuerraum (36) begrenzende Kolbenfläche (86) des Aktuatorkolbens (26) .
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (36) mittels einer Trennwand (38) in einen dem Einspritzventilglied (40) zugeordneten ersten Teilraum (42) und einen dem Aktuatorkolben (26) zugeordneten zweiten Teilraum (44) unterteilt ist, und die beiden Teilräume (42,44) mittels einer, vorzugsweise in der Trennwand (38) angeordneten, Verbindungsöffnung (46) miteinander verbunden sind.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (38) am Nadelführungsteil (47) ausgebildet ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsöffnung (46) als Drosseldurchlass ausgebildet ist.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsöffnung (46) mittels einer einen Drosseldurchlass (82) aufweisenden Ventilelements (78) verschliessbar ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (78) im ersten Teilraum (42) angeordnet und mittels Federkraft (80) zurückdrängbar an der Trennwand (38) in Anlage gehalten ist.
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (30) auf der dem Steuerraum (36) abgewandten Seite des Aktuatorkolbens (26) einen mit dem Hochdruckraum (34) verbundenen Kompensationsraum (24) umfangsseitig begrenzt.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kompensationsraum (24) und dem Hochdruckraum (34) eine Drosselverbindung (98) vorhanden ist.
13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Parallelschaltung zur Drosselverbindung (98) eine weitere, mittels eines Rückschlagventils (100) verschliessbare Verbindung (32) vorhanden ist.
14. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuatorschaft (18) in enger Gleitpassung durch eine Gehäusedurchführung (96) geführt ist oder mit einem membranartigen Dichtelement (22) verbunden ist, um den Austritt von Brennstoff in Richtung zum Aktuator (18) minimal zu halten, beziehungsweise vollständig zu verhindern.
15. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (18) als piezoelektrischer oder magnetostriktiver Aktuator (18) ausgebildet ist.
EP04738041A 2003-07-01 2004-06-28 Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen Withdrawn EP1639256A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH11642003 2003-07-01
PCT/CH2004/000400 WO2005003550A1 (de) 2003-07-01 2004-06-28 Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1639256A1 true EP1639256A1 (de) 2006-03-29

Family

ID=33557707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP04738041A Withdrawn EP1639256A1 (de) 2003-07-01 2004-06-28 Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1639256A1 (de)
WO (1) WO2005003550A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2167135A2 (de) 2007-07-12 2010-03-31 Prosensa Technologies B.V. Moleküle für targeting von verbindungen auf verschiedene ausgewählte organe, gewebe oder tumorzellen
JP6441824B2 (ja) 2013-03-01 2018-12-19 ガンサー−ハイドロマグ アーゲーＧａｎｓｅｒ−Ｈｙｄｒｏｍａｇ Ａｇ 内燃機関の燃焼チャンバに燃料を噴射するための装置
GB201515892D0 (en) * 2015-09-08 2015-10-21 Delphi Int Operations Lux Srl Hydraulic lash adjuster arranged in a servo injector

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS601369A (ja) * 1983-06-16 1985-01-07 Nippon Soken Inc 燃料噴射弁
JPH01187363A (ja) * 1988-01-21 1989-07-26 Toyota Motor Corp 内燃機関用燃料噴射弁
US5230613A (en) * 1990-07-16 1993-07-27 Diesel Technology Company Common rail fuel injection system
DE4306072C2 (de) * 1993-02-26 1994-12-08 Siemens Ag Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen einer in einem Gehäuse vorhandenen Durchtrittsöffnung
JP3197385B2 (ja) * 1993-03-24 2001-08-13 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料噴射弁
GB9923823D0 (en) * 1999-10-09 1999-12-08 Lucas Industries Ltd Fuel injector

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005003550A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005003550A1 (de) 2005-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69738384T2 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP1266135B1 (de) Magnetventil zur steuerung eines einspritzventils einer brennkraftmaschine
EP2171258B1 (de) Steuerventil für ein kraftstoffeinspritzventil
EP2183476B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil mit verbesserter dichtheit am dichtsitz eines druckausgeglichenen steuerventils
DE19817320C1 (de) Einspritzventil für Kraftstoffeinspritzsysteme
DE19946827C1 (de) Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19709794A1 (de) Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
WO2008138800A1 (de) Injektor mit piezoaktor
EP2735725B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE10118053A1 (de) Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
EP1498187A2 (de) Ventileinrichtung
DE19946831C1 (de) Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE10019764B4 (de) Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19954288A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
WO2005003550A1 (de) Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen
DE102012223166A1 (de) Kraftstoffinjektor
EP1650427B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP1538331B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1319127A1 (de) Ventilausbildung für steuerventile
EP1714026B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE19858476B4 (de) Vorrichtung zum Übertragen einer Aktorauslenkung auf ein Stellglied und Einspritzventil mit einer solchen Vorrichtung
DE10101802A1 (de) Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
EP1276983B1 (de) Ventil zum steuern von flüssigkeiten
EP1620645B1 (de) Verlustfreies brennstoffeinspritzventil
EP0923672B1 (de) Ventil zum steuern von flüssigkeiten

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

17P Request for examination filed

Effective date: 20051118

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

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20080103