EP1759114A1 - Kraftstoffinjektor mit variabler aktorhubübersetzung - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit variabler aktorhubübersetzung

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EP1759114A1
EP1759114A1 EP05717042A EP05717042A EP1759114A1 EP 1759114 A1 EP1759114 A1 EP 1759114A1 EP 05717042 A EP05717042 A EP 05717042A EP 05717042 A EP05717042 A EP 05717042A EP 1759114 A1 EP1759114 A1 EP 1759114A1
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EP
European Patent Office
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injection valve
fuel injector
sleeve
stroke
pressure
Prior art date
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EP05717042A
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English (en)
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EP1759114B1 (de
Inventor
Wolfgang Stoecklein
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP1759114B1 publication Critical patent/EP1759114B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/167—Means for compensating clearance or thermal expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic

Definitions

  • high-pressure accumulator injection systems are used in addition to pump-nozzle fuel injection systems.
  • the individual fuel injectors assigned to the cylinders of the internal combustion engine are supplied with fuel from a high-pressure accumulator (common rail).
  • the fuel injectors can either be operated via solenoid valves or via piezo actuators. If the fuel injectors are actuated via piezo actuators, an injection valve member that can be actuated directly via the piezo actuator can also be implemented.
  • An injection valve is known from DE 697 20 145 C2.
  • the injection valve comprises a valve needle which is tensioned against a seat surface by a spring located in a spring chamber.
  • the spring is embedded between a spring bearing, which is connected to the valve needle, and a movable stop.
  • a narrow flow path is provided through which the fuel can flow out of the spring chamber at a limited speed or in a limited amount.
  • the injection valve also has a valve including a movable stop surface, this valve being able to be actuated during operation of the injection valve in such a way that fuel can flow out of the spring chamber at a second, higher speed or quantity.
  • the valve is formed by a seat surface which is formed around an opening communicating with the spring chamber, the movable stop being able to come into ali position with the seat surface, so that the fuel flow can be controlled through the opening.
  • the movable stop can be influenced by the fuel pressure be designed to be movable within a pump chamber.
  • the actuator In order to be able to open the injection valve member in the case of fuel injectors with direct controllability of the injection valve head via an actuator, the actuator must overcome a high opening force. The high, necessary opening force that has to be applied by the actuator is due to the fact that the injector-shaped injection valve gKed, which is pressurized with system pressure (pressure level in the high-pressure storage space), is pressed into its seat.
  • the forces required to open the injection valve from its seat are usually several 100 N, for example about 400 N.
  • the injection valve member executes a maximum stroke of several 100 ⁇ m, for example in the range between 200 ⁇ m and 300 ⁇ m.
  • the sizes mentioned, ie the force of several 100 N required to open the injection valve member and the maximum representable stroke of the injection valve from its fully closed to its fully open position are essentially the determining parameters for the size of a piezo actuator to be integrated in a fuel injector , Although the length-to-diameter ratio of the piezo actuator can be varied by integrating a hydraulic ratio, the size of the actuator, also referred to as the actuator volume, is essentially proportional to the opening force to be applied and the maximum possible travel of the needle valve injector that can be designed using needles.
  • the forces required for moving the needle-shaped injection valve device can be adapted to the forces of an actuator integrated in the fuel injector for direct control of the injection valve device by means of a variable translation arrangement.
  • the actuator volume ie its size, can thus be optimally used and the actuator to be integrated into the fuel injector can be represented in a very small manner.
  • the solution proposed according to the invention can be used to achieve a stable injection of small injection quantities in a fuel injector which is actuated by a piezo actuator and which directly controls the injection valve gHed, since the variable transmission arrangement acts like an intermediate stroke stop for the needle-shaped injection valve gHed.
  • reaction of an intermediate stroke control between the closed position of the injection valve handle and the open position of the injection valve handle also takes account of the fact, even in the event of fluctuations, i.e. Scattering of the control voltage of the piezo actuator in the case of a pre-injection or in the case of small injection quantities, to generate a defined stroke of the injection valve head.
  • FIG. 1 shows a fuel injector with an injection valve gHed that can be actuated directly via a piezo actuator with a variable converter arrangement
  • FIG. 2 shows an embodiment variant of the translation arrangement shown in FIG. 1 with a further sleeve enclosing a forward stroke sleeve
  • FIG. 3 shows a further embodiment variant of a variable translator arrangement with the adjusting sleeve arranged on both end faces of the adjusting washers
  • FIG. 4.1 the voltage curve in the piezo actuator, plotted over time
  • FIG. 4.3 the pressure curve in the hydraulic coupling space between the injection valve gHed and the variable converter arrangement
  • FIG. 4.4 the stroke profile of an injection valve that can be bent into a needle shape
  • FIG. 5 shows the characteristic curves which are compared with one another with regard to the switching energy, the opening pressures and the power stroke characteristics of fuel injectors with or without a variable translator arrangement. design variants
  • FIG. 1 shows a fuel injector whose needle-shaped injection valve gHed is actuated directly via a piezo actuator integrated in the fuel injector, to which a variable translator arrangement is assigned.
  • a fuel injector 1 has an injector body 2 and a nozzle body 3.
  • the nozzle body 3 and the injector body 2 are, for example, connected to one another in a sealing manner by means of a clamping sleeve 4 at a screw connection 5.
  • a high-pressure connection 6 is formed on the injector body 2 of the fuel injector 1, in which fuel under system pressure, ie fuel with the pressure prevailing in a high-pressure storage space (common rail), flows into a cavity 7 of the injector body 2.
  • the system pressure is indicated by p R.
  • the fuel under system pressure flows through a high-pressure inlet 22 to a high-pressure chamber 21.
  • the fuel under system pressure p CR flows over free areas 19, which are padded on the circumference of a needle-shaped injection valve 9, to an annular gap 20, at the combustion chamber end of which is not shown in FIG. 1, for example in the form of or one or more concentric rows of holes can be formed.
  • a disk 12 which acts as a guide for a piston 10 of the variable transmission arrangement.
  • the piston 10 is enclosed by the disk 12 and biased by a piston spring 11.
  • the piston spring 11 is supported on the one hand on the upper plane side of the disk 12 and on the other hand on the underside of the piezo actuator 8.
  • the diameter of the piston 10 is denoted by d A
  • the end face of the piston 10 projects into a coupling space 13.
  • a spring element 15 which can be bendable, for example, as a spiral spring, is accommodated.
  • a pre-stroke sleeve identified by reference numeral 17 within the nozzle body 3.
  • the pre-stroke sleeve is placed by a spring element 23 against a collar 14 at the upper region of the injection valve gHedes 9, which can be designed in the form of a needle.
  • the spring element 15 is on a centering pin 16 above centered half of the federal government 14 at the injector valve 9.
  • the spring element 15 which can be designed as a spiral spring, for example, acts on the injection valve gHed 9, which can be baked in the form of a needle, in the closing direction, ie moves it into its seat, which is denoted by the diameter ds.
  • the diameter of the injection valve gHedes 9, which can be shaped into a needle shape, is denoted by ⁇ t , the outer diameter of the preliminary stroke sleeve 17 by d v .
  • the pre-stroke sleeve 17 is controlled via the spring element 23 against the collar 14 on the upper side of the injection valve head 9 which can be bent into a needle shape.
  • the upper end face of the preliminary stroke sleeve 17 therefore bears against the collar 14 of the injection valve head 9.
  • the upper end face of the pre-stroke sleeve is at a defined distance h v from an edge 18 on the lower plane side of the disk 12, in which the coupling space 13 is formed.
  • the injection valve gHed 9 is pressed into its seat at the end of the nozzle body 3 on the combustion chamber side by means of the spring element 15.
  • the pre-stroke sleeve 17 is always pressed by the spring element 23 within the high-pressure space 21 against the collar 14 on the injection valve gHed 9, which can be formed in a needle-shaped manner, whereby a defined starting position of the pre-stroke sleeve 17 is given, represented by the defined distance h v .
  • the piezo actuator 8 of the fuel injector 1 is under voltage, that is to say its piezoelectric crisis has lengthened in the vertical direction.
  • the needle-shaped injection valve head 9 now moves together with the pre-stroke sleeve 17 and thus, compared to the piston 10, at a slower speed.
  • the opening force resulting from the pressure infiltration of the seat (d s ) of the needle-shaped injection valve 9, on the other hand, is reduced in the same ratio and acts on the piezo actuator 8.
  • the nozzle-needle-shaped injection valve gHed 9 opens and follows " the movement of the piezo actuator 8 with the now effective transmission ratio i 2.
  • The" second critical opening pressure pö, 2 depends essentially on how large the pressure under the (partially open) nozzle seat d s is and therefore cannot be specified exactly.
  • the needle-shaped injection valve gHed 9 is advantageously prevented at the stop 18 of the pre-stroke sleeve 17 on the lower flat surface of the disk 12 until the voltage U at the piezo actuator 8 is raised again, which results in the needle-shaped injection valve handle 9 being fired.
  • FIG. 2 shows a further embodiment variant of a variable transmission arrangement, in which the pre-lifting sleeve is surrounded by a further sleeve that is prestressed by a spring element.
  • the pre-stroke sleeve 17, which is supported on an upper collar 14 of the needle-shaped injection valve head 9, is enclosed by a further sleeve 30.
  • the further sleeve 30 is in turn biased by a biasing spring 31.
  • the biasing spring 31 is arranged between the lower end face of the further sleeve 30 and the bottom of the high-pressure chamber 21 in the nozzle module 3.
  • the piston 10 and the upper region of the injection valve head 9 which can be configured in the form of a needle, provide a hydraulic coupling space 13 in which the spring 15 acting on the injection valve 9 in the direction of the compression is accommodated.
  • several free areas 19 are arranged on the circumferential surface of the needle-shaped injection valve 9, which flow past allow the fuel.
  • variable translator arrangement shows a further embodiment variant of the variable translator arrangement proposed according to the invention.
  • the collar 14 is located in the upper area of the needle-shaped injection valve 9, between the upper end face of the preliminary stroke sleeve 17 and the underside of the collar 14, a first shim 32 is inserted, while a second shim 33 is arranged on the lower end face of the preliminary stroke sleeve 17.
  • the second shim 33 is provided with one or more openings 34, so that fuel flowing into the high-pressure chamber 21 via the high-pressure inlet 22 under system pressure pc R can pass through the second shim 33. From the high-pressure chamber 21, the fuel flows along the annular gap 20 in the direction of the injection openings that are exhausted at the end of the fuel injector 1 on the combustion chamber side.
  • the injection openings can be configured as a single row of holes or as a plurality of rows of holes running concentrically to one another.
  • FIG. 4.1 The figure sequence of Figures 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 shows the voltage curve at the piezo actuator 8, the stroke curve at the piezo actuator 8, the pressure curve of the pressure p in the coupling space 13 and the curve of the needle-shaped injection valve gHedes 9, each plotted over the time axis ,
  • the actuator voltage U at the piezo actuator U max is , that is to say the piezoelectric crystals of the piezo actuator have a maximum of current applied to them and are therefore elongated to a maximum.
  • the actuator stroke is H A h x
  • the coupling space pressure p is at time t 0 P C R (Rail pressure).
  • the needle-shaped injection valve gHed 9 is completely closed.
  • the maximum voltage U max drops to a critical value U k _ t . Accordingly, the elongation of the piezoelectric crystal of the piezo actuator 8 shrinks by a small amount.
  • the piston 10 extends from the pre-stroke sleeve 17 so that the pressure p in the coupling space 13 by ⁇ p! fall away. As a result, the needle-shaped injection valve gHed 9 starts its opening movement.
  • the injection valve gHed 9 has overcome the defined distance h v , ie has carried out a preliminary stroke and is now a little open.
  • the time t marks the end of the reduction range A, in which the needle-shaped injection valve gHed 9 moves more slowly together with the preliminary stroke sleeve 17 and with respect to the piston 10.
  • the actuator voltage Um a x has dropped to its minimum value U mm , ie the piezoelectric crystals of the piezo actuator 8 are no longer energized, so that the elongation of the actuator is 0.
  • the injection valve gHed 9 which can be expanded with a needle, is in its maximum opening position at time t 4 in accordance with FIG. 4.4, ie has traveled the maximum stroke l.
  • the actuator voltage U assumes its minimum value U m in, the maximum possible amount of fuel is injected into the combustion chamber of the self-igniting internal combustion engine.
  • the actuator is energized again, so that its piezocrystals stack begins to lengthen again.
  • the pressure in the coupling space decreases again between t 5 and t 6 and the needle-shaped injection valve gHed 9 is moved from its maximum opening stroke lw to the defined distance h v at time t ⁇ in the direction of its closing control.
  • the defined distance hy which is accompanied by a pressure increase by ⁇ p 2 in the coupling space 13 between the piston 10 and the upper end face of the injector 9.
  • the diagram according to FIG. 5 shows the opening force curves of injection valve springs on fuel injectors, which are designed with or without a step ratio.
  • the second opening pressure o ⁇ of the needle-shaped injection valve gHedes 9 of a fuel injector with a piezo actuator and step ratio is considerably lower. Therefore, a lower actuating force for the injection valve gHed is also necessary, so that such a piezo actuator 8 has a small overall volume.
  • the pressure p in the coupling space decreases when the defined distance h v is reached , in order to rise sharply again after a pressure jump and then decrease degressively towards system pressure pcR.
  • the pressure p in the coupling space 13 is identical to the system pressure p C R.
  • the switching energy of a fuel injector lies - cf. Reference numeral 42 and the dashed area in FIG. 5 - significantly lower, so that a corresponding piezo actuator 8 can be designed smaller without impairing the function of a fuel injector with a directly actuated, needle-shaped blow-in injector 9.
  • the solution proposed according to the invention makes optimal use of the properties of the piezo actuator 8 and their adaptation to the stroke-force characteristic of an injection valve head 9 by means of a variable transmission ratio. Consequently, even the smallest injection quantities can be realized by an intermediate stroke stop, which is given by the edge 18 (cf. defined distance h v between edge 18 and the upper end face of the preliminary stroke sleeve 17).

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor (1) mit einem ein Einspritzventilglied (9) betätigenden Piezoaktor (8). Dieser wirkt auf das Einspritzventilglied (9), das über einem Federelement (15) in Schließrichtung beaufschlagt ist. Der Kraftstoffinjektor (1) umfasst einen hydraulischen Kopplungsraum (13), der einen Übersetzerkolben (10) und das Einspritzventilglied (9) hydraulisch verbindet. Am Einspritzventilglied (9) stützt ein hülsenförmiger Körper (17) ab, der mit einer einen Zwischenhubanschlag für das Einspritzventilgliedes (9) bildenden Kante (18) zusammenwirkt.

Description

Kraftstoffinjektor mit variabler Aktorhubübersetzung
Technisches Gebiet
An modernen, selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen kommen heute neben Pumpe- Düse-Kraftstoffeinspritzsystemen auch Hochdruckspeichereinspritzsysteme (Common Rail) zum Einsatz. Bei Hochdruckspeichereinspritzsystemen werden die einzelnen, den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine jeweils zugeordneten Kraflstoffinjektoren von einem Hoch- druckspeicher (Common Rail) aus mit Kraftstoff versorgt. Die Kraftstoffinjektoren können entweder über Magnetventile oder auch über Piezoaktoren betätigt werden. Werden die Kraftstoffinjektoren über Piezoakoren betätigt, so lässt sich auch ein unmittelbar über den Piezoaktor betätigbares Einspriteventilglied realisieren.
Stand der Technik
Aus DE 697 20 145 C2 ist ein Einspritzventil bekannt. Das Einspritzventil umfasst eine Ventilnadel, die durch eine innerhalb einer Federkammer befindliche Feder gegen eine Sitz- fläche gespannt ist. Die Feder ist zwischen einem Feder- iderlager, welches mit der Ventilnadel in Verbindung steht, und einem beweglichen Anschlag eingebettet. Es ist ein verengter Durchflussweg vorgesehen, durch den der Kraftstoff mit einer beschränkten Geschwindigkeit beziehungsweise in beschränkter Menge aus der Federkammer fließen kann. Das Ein- spritzventil weist ferner ein Ventil unter Einschluss einer beweglichen Anschlagfläche auf, wobei dieses Ventil während des Betriebes des Einspritzventils derart betätigt werden kann, dass Kraftstoff mit einer zweiten, höheren Geschwindigkeit beziehungsweise Menge aus der Federkammer abströmen kann. Das Ventil wird durch eine Sitzfläche gebildet, die rund um eine mit der Federkammer kommunizierende Öffnung ausgebildet ist, wobei der bewegliche Anschlag mit der Sitzfläche in Alilage kommen kann, so dass sich der KraftstofEQuss durch die Öffnung steuern lässt Der bewegliche Anschlag kann unter Einwirkung des Kraftstoffdruckes innerhalb eines Pumpenraumes bewegbar ausgebildet sein. Um bei Kraftstoftlnjektoren mit direkter Ansteuerbarkeit des EinspritzventilgHedes über einen Aktor das Einspritzventilglied öffnen zu können, muss der Aktor eine hohe Öflhungs- kraft überwinden. Die hohe, erforderliche Öflhungskraft, die durch den Aktor aufzubringen ist, findet ihre Ursache darin, dass das düsennadelförmig ausbildbare EinspritzventilgKedmit Systemdruck (Druckniveau im Hochdruckspeicherraum) beaufschlagt in ihren Sitz gedrückt wird. Die zum Offnen des EinspritzventilgHedes aus seinem Sitz erforderlichen Kräfte betragen üblicherweise mehrere 100 N, so zum Beispiel etwa 400 N. Um für einen ausreichenden KraftstoflSuss bei vollständig geöffnetem Emspritzventilglied durch die Einspritz- öff ungen in den Brennraum einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine zu sorgen, ist es außerdem erforderlich, dass das Einspritzventilglied einen maximalen Hübweg von mehreren 100 μm, so zum Beispiel im Bereich zwischen 200 μm und 300 μm ausfuhrt. Die genannten Größen, d.h. die zum Öffnen des Einspritzventilgliedes erforderlich Kraft von mehreren 100 N sowie der maximal darstellbare Hubweg des EinspritzventilgHedes von seiner vollständig geschlossenen in seine voHständig geöffnete Position sind im WesentH- chen die bestimmenden Parameter für die Größe eines in einen Kraftstoffinjektor zu integrierenden Piezoaktor. Zwar lässt sich durch Integration einer hydrauHschen Übersetzung das Längen-ZDurchmesser- Verhältnis des Piezoaktors variieren, jedoch ist die Baugröße des Aktors, auch als Aktorvolumen bezeichnet, im WesentHchen proportional zur aufzubringenden Öfihungskraft und dem darzustellenden maximalen Hübweg des nadelfδπnig ausbildba- ren EinspritzventilgHedes.
Darstellung der Erfindung- ^
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung können durch eine variable Übersetzungsanordnung die Kräfte, die zur Bewegung des nadeiförmig ausgebildeten EinspritzventilgHedes erforderiich sind, an die Kräfte eines in den Kraftstoffinjektor integrierten Aktors zur direkten Ansteuerung des EinspritzventilgHedes angepasst werden. Somit lässt sich das Aktorvolumen, d.h. dessen Baugröße, in optimaler Weise ausnutzen und der in den Kraftstoffinjektor zu integrierende Aktor kann sehr klein dargestellt werden. Des Weiteren lässt sich durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erreichen, bei einem Kraftstoffinjektor, der über einen Piezoaktor betätigt wird und das EinspritzventilgHed direkt ansteuert, kleine Einspritzmengen stabil darzustellen, da die variable Übersetzungsanordnung wie ein Zwischenhubanschlag für das nadeiförmig ausbildbare EinspritzventilgHed wirkt. Im Allgemeinen lassen sich Zwischenhubsteilungen eines EinspritzventilgHedes, d.h. Zwischenhübe, die in balHstischen Betriebsstellungen des EinspritzventilgHedes ohne Abstützung desselben an einem Anschlag dargestellt werden müssen, nur schwierig halten und extrem schwierig reproduzieren. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene variable Überset- zungsanordnung kann dieser kritische Betriebszustand eines nadeiförmig ausgebildeten EinspritzventilgHedes stabilisiert, d.h. reproduzierbar gestaltet werden.
Die ReaHsierung eines zwischen der Schließstellung des EinspritzventilgHedes und der Öff- nungsstellung des EinspritzventilgHedes liegenden ZwischenhubsteUung trägt zudem dem Umstand Rechnung, auch bei Schwankungen, d.h. Streuungen der Ansteuerspannung des Piezoaktors im Falle einer Voreinspritzung oder im Falle von kleinen Einspritzmengen, einen definierten Hub des EinspritzventilgHedes zu erzeugen.
Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 einen Kraftstoffinjektor mit über einen Piezoaktor direkt betätigbaren EinspritzventilgHed mit variabler Übersetzeranordnung,
Figur 2 eine Ausführungsvariante der in Figur 1 dargesteUten Übersetzungsanordnung mit einer eine Vorhubhülse umschließenden weiteren Hülse,
Figur 3 eine weitere Ausfuhrungsvariante einer variablen Übersetzeranordnung mit der Vorhubhülse an beiden Stirnseiten so geordneten Passscheiben,
Figur 4.1 den Spannungs verlauf im Piezoaktor, aufgetragen über die Zeit,
Figur 4.2 den Aktorhub, aufgetragen über die Zeit,
Figur 4.3 den Druckverlauf im hydraulischen Kopplungsraum zwischen EinspritzventilgHed und variabler Übersetzeranordnung,
Figur 4.4 den Hubverlauf eines nadeiförmig ausbüdbaren Einspritzventiles und
Figur 5 die einander gegenübergesteUte Kennlinienverläufe hinsichtiich der Schaltenergie, der Öffhungsdrücke und der Krafthubkennlinien von Kraftstoffinjektoren mit beziehungsweise ohne variable Übersetzeranordnung. Ausfuhrungsvarianten
Der DarsteUung gemäß Figur 1 ist ein Kraftstoffinjektor zu entnehmen, dessen nadeiförmig ausgebildetes EinspritzventilgHed über einen im Kraftstoffinjektor integrierten Piezoaktor direkt betätigt wird, dem eine variable Übersetzeranordnung zugeordnet ist.
Aus der Darstellung gemäß Figur geht hervor, dass ein Kraftstoffinjektor 1 einen Injektor- körper 2 sowie einen Düsenkörper 3 aufweist. Der Düsenkörper 3 und der Injektorkörper 2 sind über eine Spannhülse 4 an einer Verschraübung 5 beispielsweise, dichtend miteinander verbunden.
Am Injektorkörper 2 des Kraftstoflfinjektors 1 ist ein Hochdruckanschluss 6 ausgebildet, in welchem unter Systemdruck stehender Kraftstoff, d.h. Kraftstoff mit dem in einem Hochdruckspeicherraum (Common Rail) herrschenden Druck, in einen Hohlraum 7 des I jektor- körpers 2 einströmt. Der Systemdruck ist durch p R angedeutet. Vom Hohlraum 7, in welchem sich ein Piezoaktor 8 befindet, strömt der unter Systemdruck stehende Kraftstoff über einen Hochdruckzulauf 22 einem Hochdruckraum 21 zu. Von diesem strömt der unter Sys- temdruck pCR stehende Kraftstoff über Freiflächen 19, die am Umfang eines nadeiförmig ausgebüdeten EinspritzventilgHedes 9 ausgebüdet sind, einem Ringspalt 20 zu, an dessen brennraumseitigem Ende in Figur 1 nicht näher dargestellter Einspritzöffhungen, so zum Beispiel in Form oder ein oder mehreren konzentrischen Lochreihen, ausgebildet sein können.
Zwischen dem Injektorkörper 2 und dem Düsenkörper 3 befindet sich eine Scheibe 12, die als Führung für einen Kolben 10 der variablen Übersetzeranordnung fungiert. Der Kolben 10 ist von der Scheibe 12 umschlossen und über eine Kolbenfeder 11 vorgespannt. Die Kolbenfeder 11 stützt sich einerseits an der oberen Planseite der Scheibe 12 und andererseits an der Unterseite des Piezoaktors 8 ab. Der Durchmesser des Kolbens 10 ist durch dA bezeichnet
Die Stirnseite des Kolbens 10 ragt in einen Kopplungsraum 13 hinein. Im Kopplungsraum 13 ist ein beispielsweise als Spiralfeder ausbüdbares Federelement 15 aufgenommen. Unter- halb des Kopplungsraumes 13 befindet sich innerhalb des Düsenkörpers 3 eine mit Bezugszeichen 17 identifizierte Vorhubhülse. Die Vorhubhülse ist durch ein Federelement 23 gegen einen Bund 14 am oberen Bereich des nadeiförmig ausbildbaren EinspritzventilgHedes 9 gestellt. Im Kopplungsraum 13 ist das Federelement 15 an einem Zentrierzapfen 16 ober- halb des Bundes 14 am EinspritzventilgHed 9 zentriert. Das als Spiralfeder beispielsweise ausbildbare Federelement 15 beaufschlagt das nadeiförmig ausbüdbare EinspritzventilgHed 9 in Schließrichtung, d.h. rückt diesen in seinen Sitz, der mit dem Durchmesser ds bezeichnet ist.
Der Durchmesser des nadeiförmig ausbüdbaren EinspritzventilgHedes 9 ist durch ά t bezeichnet, der Außendurchmesser der Vorhubhülse 17 durch dv.
Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass die Vorhubhülse 17 über das Feder- element 23 gegen den Bund 14 an der Oberseite des nadeiförmig ausbüdbaren EinspritzventilgHedes 9 gesteUt ist. Mithin liegt die obere Stirnseite der Vorhubhülse 17 am Bund 14 des EinspritzventilgHedes 9 an. Die obere Stirnseite der Vorhubhülse befindet sich jedoch in einem definierten Abstand hv von einer Kante 18 an der unteren Planseite der Scheibe 12, in welcher der Kopplungsraum 13 ausgebildet ist.
Mittels des Federelementes 15 wird das EinspritzventilgHed 9 in seinen Sitz am brennraum- seitigen Ende des Düsenkörpers 3 gedrückt. Die Vorhubhülse 17 wird durch das Federelement 23 innerhalb des Hochdruckraumes 21 stets gegen den Bund 14 am nadeiförmig aus- bUdbaren EinspritzventilgHed 9 gedrückt, wodurch eine definierte Ausgangsposition der Vorhubhülse 17 gegeben ist, dargestellt durch den definierten Abstand hv. Im Folgenden wird angenommen, dass der Piezoaktor 8 des Kraftstoffinjektors 1 unter Spannung stehe, d.h. sich dessen PiezokristaUe in vertikale Richtung gesehen gelängt haben.
Wird die Spannung U am Piezoaktor 8 reduziert, bewegt sich der Kolben 10 aus dem Kopplungsraum 13 hinaus, was auf die Wirkung der den Kolben 10 beaufschlagenden Kolbenfeder 11 zurückzuführen ist. Dadurch sinkt der Druck p im Kopplungsraum ab. Je weiter die Spannung U am Piezoaktor 8 abgesenkt wird, desto tiefer fällt der Druck p im Kopplungsraum ab. Ab Erreichen eines kritischen Öffhungsdruckes po öffnet das nadeiförmig ausgebildete EinspritzventilgHed 9. Der Öffhungsdruck pö,ι wird durch den Sitzdurchmesser ds des nadeiförmig ausbildbaren EinspritzventilgHedes 9 und den Systemdruck pCR sowie den Durchmesser dv der Vorhubhülse 17 gemäß der nachfolgenden Beziehung definiert: pö,ι = PCR (dv2 - ds 2) / dv 2.
Bei einem relativ groß definierten Durchmesser dv der Vorhubhülse 17 stellt sich am nadeiförmig ausbüdbaren EinspritzventilgHed 9 ein recht hoher Öffiiungsdruck po ein. Aufgrund dessen muss die Spannung U am Piezoaktor 8 nur geringfügig abgesenkt werden, bis das nadelförmig ausgebüdete EinspritzventilgHed 9 öffnet (vgl. auch Figuren 4.1 bis 4.4 und Figur 5).
Das nadeiförmig ausgebildete EinspritzventilgHed 9 bewegt sich nun gemeinsam mit der Vorhubhülse 17 und damit, vergHchen zum Kolben 10, mit langsamerer Geschwindigkeit. Das sich einstellende Geschwindigkeitsübersetzungsverhältnis wird durch das Übersetzungsverhältnis ii = dA 2 / dv 2 festgelegt.
Die sich durch die Druckunterwanderung des Sitzes (ds) des nadeiförmig ausbildbaren Ein- spritzventügHedes 9 ergebende Öffnungskraft wird hingegen im gleichen Verhältnis untersetzt und wirkt auf den Piezoaktor 8.
Erst wenn die obere Stirnseite der Vorhubhülse 17 am Anschlag 18 an der unteren Planfläche der Scheibe 12 angelangt ist, ändert sich das Übersetzungsverhältnis von ii in i2 = dA 2 / dN 2.
Um das nadeiförmig ausbüdbare EinspritzventilgHed 9 weiter zu öffnen, ist eine weitere Druckabsenkung im Kqpplungsraum 13 erforderlich, d.h. die Spannung U am Piezoaktor 8 ist weiter abzusenken.
Ab einem zweiten kritischen Öffnungsdruck po, 2 öffnet das düsennadelförmige EinspritzventilgHed 9 und folgt "der Bewegung des Piezoaktors 8 mit der nun wirksamen Übersetzung i2. Der« zweite kritische Öflhungsdruck pö,2 hängt im Wesentlichen davon^ab, wie groß der Druck unter dem (teilgeöflneten) Düsensitz ds ist und kann demzufolge nicht exakt an- gegeben werden.
Falls es erforderHch ist, dass nur eine zweite, geringere Einspritzmenge in den Brennraum der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine einzuspritzen ist, wird das nadeiförmig ausgebüdete EinspritzventilgHed 9 in vorteilhafter Weise am Anschlag 18 der Vorhubhülse 17 an der unteren Planfläche der Scheibe 12 verweüen, bis die Spannung U amPiezoaktor 8 wieder angehoben wird, was ein SchHeßen des nadeiförmigen EinspritzventilgHedes 9 zur Folge hat.
Der DarsteUung gemäß Figur 2 ist eine weitere Ausfuhrungsvariante einer variablen Über- setzeranordnung zu entnehmen, bei der die Vorhubhülse von einer weiteren, über ein Federelement vorspannten Hülse umgeben ist. Im Unterschied zur Ausführungsvariante gemäß Figur 1 ist die Vorhubhülse 17, die sich an einem oberen Bund 14 des nadeiförmig ausbildbaren EinspritzventilgHedes 9 abstützt, von einer weiteren Hülse 30 umschlossen. Die weitere Hülse 30 ist ihrerseits über eine Vorspannfeder 31 vorgespannt. Die Vorspannfeder 31 ist zwischen der unteren Stirnseite der weiteren Hülse 30 und dem Boden des Hochdruckraumes 21 im Düsenmodul 3 angeordnet. Mit der die Vorhubhülse 17 umschließenden weiteren Hülse 30 ist ein radialer Montageausgleich bei der Montage von Injektorkörper 2 und Düsenkörper 3 möglich. Auch in der Ausführungsvariante gemäß Figur 2 wird durch den Kolben 10 und den oberen Bereich des nadeiförmig ausbildbaren EinspritzventilgHedes 9 ein hydraulischer Kopplungsraum 13 reali- siert, in dem die das nadeiförmige EinspritzventilgHed 9 in SchHeßrichtung beaufschlagende Feder 15 aufgenommen ist. Um ein Abströmen von mit Systemdruck pCR über den Hochdruckraumzulauf 22 in den Hochdruckraum 21 einströmenden Kraftstoff in Richtung auf die brennraumseitigen Einspritzöffhungen am Düsenkörper 3 zu ermögHchen, sind an der Um- f ngsfläche des nadeiförmig ausbüdbaren EinspritzventilgHedes 9 mehrere Freiflächen 19 angeordnet, die ein Vorbeiströmen des Kraftstoffes ermöglichen.
Der Darstellung gemäß Figur 3 ist eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen variablen Übersetzeranordnung zu entnehmen.
Im oberen Bereich des nadeiförmig ausgebüdeten EinspritzventilgHedes 9 befindet sich der Bund 14. Zwischen der oberen Stirnseite der Vorhubhülse 17 und der Unterseite des Bundes 14 ist eine erste Passscheibe 32 eingelassen, während an der unteren Stirnseite der Vorhubhülse 17 eine zweite Passscheibe 33 angeordnet ist. Die zweite Passscheibe 33 ist mit einer oder mehreren Öffnungen 34 versehen, so dass über den Hochdruckzulauf 22 unter Systemdruck pcR in den Hochdruckraum 21 einströmender Kraftstoff die zweite Passscheibe 33 zu passieren vermag. Vom Hochdruckraum 21 aus strömt der Kraftstoff entlang des Ringspaltes 20 in Richtung auf die am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 1 ausgebüdeten Einspritzöffhungen. Die Einspritzöfihungen können als einzelne Lochreihe oder auch als mehrere konzentrisch zueinander verlaufende Lochreihen ausgebüdet sein.
Der Figurensequenz der Figuren 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 sind übereinander Hegend der Spannungsverlauf am Piezoaktor 8, der Hubverlauf am Piezoaktor 8, der Druckverlauf des Druckes p im Kopplungsraum 13 und der Hübverlauf des nadeiförmig ausbüdbaren EinspritzventilgHedes 9 zu entnehmen, jeweils aufgetragen über die Zeitachse.
Zum Zeitpunkt t0 betrage die Aktorspannung U am Piezoaktor Umax, d.h. die PiezokristaUe des Piezoaktors sind maximal beslromt und demzufolge maximal gelängt. Zum Zeitpunkt tn beträgt der Aktorhub HA hx, der Kopplungsraumdruck p beträgt zum Zeitpunkt t0 P CR (Raildruck). Zum Zeitpunkt t0 ist das nadeiförmig ausbildbare EinspritzventilgHed 9 vollständig geschlossen.
Zum Zeitpunkt ti sinkt die Maximaispannung Umax auf einen kritischen Wert Uk_t ab. Dem- zufolge schwindet die Längung der PiezokristaUe des Piezoaktors 8 um einen geringen Betrag. Der Kolben 10 fahrt aus der Vorhubhülse 17 aus, so dass zum Zeitpunkt ti der Druck p im Kopplungsraum 13 um Δp! abfallt. Demzufolge beginnt das nadeiförmig ausbüdbare EinspritzventilgHed 9 seine Öffnungsbewegung. Zum Zeitpunkt t2 beträgt der Druck p im Kopplungsraum 13 pH, was einem Haltedruck entspricht, vgl. pH =pö,_-
Bei weiter fortschreitendem Abfall der Aktorspannung U am Piezoaktor 8 fährt der Kolben 10 weiter aus dem Kopplungsraum 13 aus, so dass es bis zum Zeitpunkt t3 zu einer zweiten Druckabnahme Δp2 im Kopplungsraum 13 kommt. Zum Zeitpunkt t3 hat das EinspritzventilgHed 9 den definierten Abstand hv überwunden, d.h. einen Vorhub ausgeführt und steht nun ein wenig geöffnet. Der Zeitpunkt t markiert das Ende des Untersetzungsbereiches A, in welchem das nadeiförmig ausbüdbare EinspritzventilgHed 9 sich gemeinsam mit der Vorhubhülse 17 und gegenüber dem Kolben 10 langsamer bewegt. Die Geschwindigkeitsüber- selzung im Bereich A wird durch das Übersetzungsverhältnis ii = dA 2 / dy2 bestimmt.
Ist der definierte Abstand hv überwunden, d.h. liegt die obere Stirnseite der Vorhubhülse 17 am Anschlag 18 an der unteren Stirnseite der Scheibe 12 an, ändert sich das Übersetzungsverhältnis in i2 = dA 2 / dN 2. Bei weiter abfallender Aktorspannung U ändert sich das Übersetzungsverhältnis ii in i2, so dass ab Erreichen eines zweiten kritischen Öffhungsdruckes pö,2 das nadeiförmige EinspritzventilgHed 9 im Übersetzungsbereich beöfϊhet. Zum Zeitpunkt t4 ist die Aktorspannung Umax auf ihren Minimalwert Umm gefallen, d.h. die PiezokristaUe des Piezoaktors 8 sind nunmehr nicht mehr bestromt, so dass die Längung des Aktors 0 beträgt. Das nadelföπnig ausbüdbare EinspritzventilgHed 9 ist zum Zeitpunkt t4 gemäß Figur 4.4 in seiner maximalen Öflnungsstellung, d.h. hat den Maximalhub l zurückgelegt. Während der zwischen t4 und t5 Hegenden Zeitspanne, in der die Aktorspannung U ihren Minimalwert Umin annimmt, wird die maximal mögliche Menge Kraftstoff in den Brennraum der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine eingespritzt.
Zum Zeitpunkt t5 erfolgt eine erneute Bestromung des Aktors, so dass dessen PiezokristaU- stapel sich wieder zu längen beginnt. Demzufolge nimmt der Druck im Kopplungsraum in der Zeitspanne zwischen t5 und t6 wieder ab und das nadeiförmig ausbildbare EinspritzventilgHed 9 wird von seinem maximalen Öflhungshύb lw bis zum Erreichen des definierten Abstandes hv zum Zeitpunkt tβ in Richtung auf seine SchließsteUung gefahren. Zwischen dem Zeitpunkt t6 und t7 stellt sich zwischen der Oberseite der Vorhubhülse 17 und dem An- schlag 18 an der unteren Planfläche der Scheibe 12 wieder der definierte Abstand hy ein, was mit einem Druckanstieg um Δp2 im Kopplungsraum 13 zwischen dem Kolben 10 und der oberen Stirnseite des EinspritzventilgHedes 9 einhergeht.
Zwischen t7 und ts erfolgt ein Druckaufbau um Δp! im Kopplungsraum 13, da die Aktorspannung U am Piezoaktor 8 wieder auf Maximalspannung Uma ansteigt.
Der DarsteUung gemäß Figur 5 sind Öffiiungskraftverläufe von EinspritzventilgHedern an Kraftstoffinjektoren zu entnehmen, die mit beziehungsweise ohne Stufenübersetzung ausge- büdet sind.
In der DarsteUung gemäß Figur 5 ist der Druck im Kopplungsraum 13 p über den Hub HE des nadeiförmig ausbüdbaren EinspritzventilgHedes 9 aufgetragen.
Aus dem Öffnungskraftverlauf 40 für einen einen Kraftstoffinjektor ohne Stufenübersetzung betätigenden Piezoaktor geht hervor, dass dessen Öffnungsdruck p0,3 wesentlich unter dem Öflhungsdruck po,ι eines Kraftstoff njektors Hegt, der mit einem Piezoaktor mit Stufenübersetzung arbeitet. Entsprechend des Öflhungskraftverlaufes 40 benötigt ein ohne Stufenübersetzung arbeitender Piezoaktor eine durch den schraffierten Bereich angedeutete Schalt- energie, gegeben durch das Dreieck a-b-c gemäß der Darstellung in Figur 5.
Demzufolge liegt der zweite Öffhungsdruck o^ des nadeiförmig ausbildbaren EinspritzventilgHedes 9 eines Rraftstoffinjektors mit Piezoaktor und Stufenübersetzung wesentüch niedriger. Daher ist auch eine geringere Betätigungskraft für das EinspritzventilgHed nötig, so dass ein derartiger Piezoaktor 8 ein geringes Bauvolumen aufweist.
Gemäß des Öffnungskraftverlaufes 41 für einen Kraftstoffinjektor mit Piezoaktor 8 und Stufenübersetzung nimmt der Druck p im Kopplungsraum bei Erreichen des definierten Ab- standes hv ab, um nach einem Drucksprung wieder stark anzusteigen und dann degressiv in Richtung auf Systemdruck pcR abzufallen. Bei Erreichen des maximalen Öffhungshύbes des nadeiförmig ausbüdbaren EinspritzventilgHedes 9 ist der Druck p im Kopplungsraum 13 mit dem Systemdruck pCR identisch.
Die Schaltenergie eines __aftstoffinjektors, dessen EinspritzventilgHed 9 mit einem Piezoak- tor 8 direkt angesteuert wird, liegt - vgl. Bezugszeichen 42 und gestrichelter Bereich in Figur 5 - erhebHch niedriger, so dass ein dementsprechender Piezoaktor 8 kleiner ausgelegt werden kann, ohne die Funktion eines Kraftstoffinjektors mit direkt angesteuertem, nadeiförmig ausbüdbaren EinspritzventilgHedes 9 zu beeinträchtigen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erfolgt ein optimales Ausnutzen der Eigenschaften des Piezoaktors 8 und deren Anpassung an die Hub-K aftkennlinie eines EinspritzventilgHedes 9 durch eine variable Übersetzung. Mithin lassen sich auch stabüe kleinste Einspritzmengen durch einen Zwischenhubanschlag, der durch die Kante 18 (vgl. definierter Abstand hv zwischen Kante 18 und obere Stirnseite der Vorhubhülse 17 gegeben ist) reaHsieren.
BezugszeichenHste
1 Kraftstoffinjektor 2 Injektorkörper (Haltekörper) 3 Düsenkörper 4 Spannhülse 5 Verschraubung 6 Hochdruckanschluss 7 Hohlraum 8 Piezoaktor 9 EinspritzventilgHed 10 Kolben 11 Kolbenfeder dA Durchmesser von Kolben 10 12 Scheibe 13 Kopplungsraum 14 Bund EinspritzventilgHed 15 Federelement Hv definierter Abstand (Zwischenanschlag) 16 Zentrierzapfen 17 Vorhubhülse dv Durchmesser Vorhubhülse
> .«. 18 Anschlagkante dN Durchmesser EinspritzventilgHed 19 Freifläche 20 Ringspalt 21 Hochdruckraum 22 Hochdruckzulauf 23 Federelement der Vorhubhülse 17
30 weitere Hülse 31 Vorspannfeder weitere Hülse 32 erste Passscheibe 33 zweite Passscheibe 34 Öffnungen für Kraftstoffdurchfluss
U Aktorspannung Umin Minimalspannung Umax Maximalspannung
HA Aktorhub hi Öffhungshüb (Aktor) h2 Schließhub (Aktor) p Kopplungsraumdruck
Δpi erste Druckabnahme pH Haltedruck
Δp2 zweite Druckäbnabme p3 Öffhungsdruck EinspritzventilgHed [ HE Hub EinspritzventilgHed
A Untersetzungsbereich
B Übersetzungsbereich hma Maximalhub EinspritzventilgHed 9
40 Öffi ungskraflverlauf Kraftstoffinjektor ohne Übersetzung
41 Öffhungskraftverlauf Kraftstoffinjektor mit Übersetzung PCR Systemdruck (Raüdruck) pö,ι Offiiungsdruck für Hübbeginn pö,_ Öffhungsdruck nach Umschalten des Übersetzungsverhältnisses a-b-c Schaltenergie Aktor ohne Stufenübersetzung
42 Schaltenergie Aktor mit Stufenübersetzung hv Vorhub bis zum Umschalten der Übersetzung pö,3 Öffhungsdruck ohne Stufenübersetzung' [pö, 3 =PCR (dr - ds 2) / dN 2

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffinjektor mit einem ein EinspritzventilgHed (9) direkt betätigenden Aktor (8), welcher auf das EinspritzventilgHed (9) wirkt, das über einem Federelement (15) in SchHeßrichtung beaufschlagt ist und der Kraftstoffinjektor (1) einen hydraulischen Kopplungsraum (13) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrauHsche Kopplungsraum (13) einen Übersetzerkolben (10) und das EinspritzventilgHed (9) hydrau- Hsch verbindet und sich an dem EinspritzventilgHed (9) ein hülsenförmiger Körper (17) abstützt, der mit einer eine ZwischenhubsteUung des EinspritzventilgHedes (9) büden- den Kante (18) zusammenwirkt.
2. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmige Körper (17) relativ zum EinspritzventilgHed (9) bewegbar ist.
3. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Relativbewegung des EinspritzventilgHedes (9) in Bezug auf den hülsenförmigen Körper (17) nach Zurücklegen eines definierten Hubes hv zwischen dem hülsenförmigen Körper (17) und der Kante (18) erfolgt.
4. Kraftstoffinjektor gemäß der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ersten Druckentlastung Δpi des Kopplungsraums (13) bis zum Durchfahren des definierten Hubes hv sich die Vorhubhülse (17) und das EinspritzventilgHed (9) gemeinsam mit einem ersten Geschwindigkeitsverhältnis ii bewegen.
5. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ge- schwindigkeitsverhältnis ii durch dA 2 / dy2 bestimmt ist, wobei dA den Durchmesser des Kolbens (10) und dv den Durchmesser der Vorhubhülse (17) bezeichnet.
6. Kraftstoffinjektor gemäß der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten des definierten Hubes hv bei einer zweiten Druckabsenkung Δp2 im Kopplungsraum (13) das EinspritzventilgHed (9) sich mit einer zweiten Geschwindigkeitsübersetzung i2 bewegt.
7. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Geschwindigkeitsverhältnis i2 durch dA 2 / dN 2 bestimmt ist, wobei dA den Durchmesser des Kolbens (10) und dNden Durchmesser des EinspritzventilgHedes (9) bezeichnet.
8. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Zwischenstellung das EinspritzventilgHed (9) an der Kante (18) liegt.
9. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsraum (13) durch den Kolben (10), dem Injektorkörper (2), die Vorhubhülse (17) sowie eine weitere Hülse (30) gebüdet ist.
10. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Hub hv durch eine erste Passscheibe (32) und eine Öffnungen (34) aufweisende zweite Passscheibe (33) begrenzbar ist, wobei sich die erste Passscheibe (33) an einem Bund (14) und die zweite Passscheibe (33) am Hochdruckraum (21) abstützt.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005015997A1 (de) 2004-12-23 2006-07-13 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit direkter Steuerung des Einspritzventilgliedes
DE102005008973A1 (de) * 2005-02-28 2006-08-31 Robert Bosch Gmbh Einspritzdüse
DE102005012929A1 (de) 2005-03-21 2006-09-28 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit direkter Steuerung des Einspritzventilglieds und variabler Übersetzung
DE102005025133A1 (de) * 2005-06-01 2006-12-07 Robert Bosch Gmbh Common-Rail-Injektor
DE102006004645B4 (de) * 2006-01-31 2012-09-06 Man Diesel & Turbo Se Kraftstoffinjektor
DE102006008647A1 (de) * 2006-02-24 2007-08-30 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit direktbetätigbarer Düsennadel und variabler Aktorhubübersetzung
JP4270293B2 (ja) * 2007-03-05 2009-05-27 株式会社デンソー 燃料噴射弁
JP4333757B2 (ja) * 2007-03-13 2009-09-16 株式会社デンソー 燃料噴射弁
CN100419279C (zh) * 2007-03-22 2008-09-17 浙江大学 压电晶体数字阀
JP5024320B2 (ja) * 2009-03-25 2012-09-12 株式会社デンソー 燃料噴射弁
JP5024321B2 (ja) * 2009-03-25 2012-09-12 株式会社デンソー 燃料噴射弁
DE102009024596A1 (de) * 2009-06-10 2011-04-07 Continental Automotive Gmbh Einspritzventil mit Übertragungseinheit
DE102009024595A1 (de) * 2009-06-10 2011-03-24 Continental Automotive Gmbh Einspritzventil mit Übertragungseinheit
CN101963119B (zh) * 2010-11-08 2012-04-25 郑国璋 一种压电式高压共轨电控喷油器
DE102013219225A1 (de) * 2013-09-25 2015-03-26 Continental Automotive Gmbh Piezo-Injektor zur Kraftstoff-Direkteinspritzung
DE102014206971A1 (de) * 2014-04-10 2015-10-15 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4022166A (en) * 1975-04-03 1977-05-10 Teledyne Industries, Inc. Piezoelectric fuel injector valve
DE19500706C2 (de) * 1995-01-12 2003-09-25 Bosch Gmbh Robert Zumeßventil zur Dosierung von Flüssigkeiten oder Gasen
DE19843535A1 (de) * 1998-09-23 2000-03-30 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE10006319A1 (de) * 2000-02-12 2001-08-16 Daimler Chrysler Ag Einspritzventil
US6343587B1 (en) * 2000-06-28 2002-02-05 Siemens Automotive Corporation Fuel injector armature permitting fluid and vapor flow
DE10145622B4 (de) * 2001-09-15 2009-09-10 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE10148594A1 (de) * 2001-10-02 2003-04-10 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE10326046A1 (de) * 2003-06-10 2004-12-30 Robert Bosch Gmbh Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen
DE10326707B3 (de) * 2003-06-11 2005-01-27 Westport Germany Gmbh Ventilvorrichtung und Verfahren zum Einblasen von gasförmigem Kraftstoff
US6971172B2 (en) * 2003-08-08 2005-12-06 Cummins Inc. Piezoelectric control valve adjustment method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005121543A1 *

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EP1759114B1 (de) 2008-07-23
DE102004028522A1 (de) 2005-12-29
JP2006522899A (ja) 2006-10-05
CN1965163A (zh) 2007-05-16
US20070023542A1 (en) 2007-02-01
WO2005121543A1 (de) 2005-12-22
DE502005004819D1 (de) 2008-09-04

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