JP2000511614A - 圧電式又は磁歪式のアクチュエータを備えた燃料噴射弁 - Google Patents

圧電式又は磁歪式のアクチュエータを備えた燃料噴射弁

Info

Publication number
JP2000511614A
JP2000511614A JP10541038A JP54103898A JP2000511614A JP 2000511614 A JP2000511614 A JP 2000511614A JP 10541038 A JP10541038 A JP 10541038A JP 54103898 A JP54103898 A JP 54103898A JP 2000511614 A JP2000511614 A JP 2000511614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel injection
valve
injection valve
pump 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.)
Pending
Application number
JP10541038A
Other languages
English (en)
Inventor
レムボルト ヘルムート
ハーグ ゴットロープ
シュトゥッツェンベルガー ハインツ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2000511614A publication Critical patent/JP2000511614A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/04Pumps peculiar thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/027Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive electric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46Valves
    • F02M59/462Delivery valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/21Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other 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
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0057Means for avoiding fuel contact with valve actuator, e.g. isolating actuators by using bellows or diaphragms

Abstract

(57)【要約】 燃料噴射弁、特に内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁が、並進的なポンプ運動を実施するために圧電式又は磁歪式のアクチュエータ(2)によって駆動可能なポンプピストン(7)を有している。少なくとも1つの噴射開口(76)を備えた噴射ノズル(70)が燃料圧力管路(60)を介してポンプピストン(7)に液圧的に接続されている。ポンプピストンにより燃料圧力管路(60)内に形成された燃料圧が予め与えられた閾値を上回ると、噴射ノズル(70)が開く。燃料圧力管路(60)内には、噴射ノズル(70)へ向かって開き、かつその反対方向で閉じる少なくとも1つの逆止弁(61)が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】 圧電式又は磁歪式のアクチュ エータを備えた燃料噴射弁 背景技術 本発明は圧電式又は磁歪式のアクチュエータを備えた燃料噴射弁に関する。圧 電式のアクチュエータを備えた燃料噴射弁は、例えばドイツ連邦共和国特許出願 公開第19500706号明細書から公知である。この公知の燃料噴射弁では圧 電式又は磁歪式のアクチュエータが作動ピストンを操作し、この作動ピストンは 、液圧的な行程変換器(Wegtransformator)を介して行程ピス トンを負荷する。この行程ピストンは弁ニードルを介して、噴射開口に設けられ た弁閉鎖体に形状接続的に結合、つまり嵌合に基づく係合により結合している。 それゆえ、圧電式又は磁歪式のアクチュエータは液圧的な行程変換器を介して、 動力が伝達されるように、つまり力伝達可能に、弁閉鎖体に結合されている。こ のアクチュエータが適当な電圧で負荷されると、このアクチュエータは伸張して 作動ピストンを相応して移動せしめる。作動ピストンが比較的わずかに移動した だけでも、この移動は液圧的な行程変換器を介して行程ピストンの著しく大きな 移動に変換され、その結果、弁閉鎖体は十分な横断面 を有する噴射開口を開放する。同様の構造を有する燃料噴射弁がドイツ連邦共和 国特許第4306073号明細書に開示されている。ドイツ連邦共和国特許第4 306073号明細書からは、アクチュエータ端面が僅かに互いに平行ではない 場合に、圧電式のアクチュエータをこのアクチュエータによって負荷される圧力 ピストンに全面で当て付けるために、特にアクチュエータをケーシング側で特別 な球面板軸受内に支承することも公知である。 上記公知の燃料噴射弁には次のような欠点がある。すなわち、噴射圧が、燃料 ポンプにより燃料供給管路内に形成される燃料圧によって予め決定されており、 それゆえ利用され得る噴射圧が制限されている。さらに、別の欠点は行程ピスト ン、弁ニードル及び弁閉鎖体の質量慣性が無視できない程大きいことにある。こ れらの構成要素の質量慣性により、燃料噴射弁の応答時間が決定される。 発明の利点 請求項1の特徴部に記載の本発明による燃料噴射弁は、従来のものに比べて次 のような利点を有している。すなわち、燃料が比較的高い噴射圧で噴射される。 この目的のために、圧電式又は磁歪式のアクチュエータによって駆動可能なポン プピストンによって燃料の付加的な圧縮が行われるので、ポンプピストンと噴射 ノズルとの間の燃料圧力管路内に生じる燃料圧は、燃 料供給管路内に生じる燃料圧よりも著しく高く形成される。噴射ノズルの操作は 液圧的に行なわれ、この場合、燃料圧力管路内に生じる燃料圧が、所定の閾値を 上回ると、噴射ノズルが開くようになっている。こうして、圧電式又は磁歪式の アクチュエータによって、噴射圧の増大も、噴射ノズルの液圧的な操作も行われ る。こうして、2つの機能が極めてコンパクトな1つの構造ユニットにまとめら れる。 このようなコンパクトな構造により、さらに、燃料のための比較的短い吸込路 が得られるので、キャビテーションの問題が回避される。ピストンポンプによっ て圧縮されるべき燃料体積は比較的小さくなり、しかも比較的短く形成可能な燃 料圧力管路の容積と、同様に極めて小さな寸法で形成可能な噴射ノズル内部の容 積とに限定される。したがって、ポンプピストンに対応するデッドスペースは比 較的小さくなるので、ポンプピストンの比較的小さな行程で十分となる。 公知の燃料噴射弁で必要とされた、アクチュエータの熱長さ膨張補償を完全に 不要にすることができる。それというのは、噴射ノズルが行程ピストンと弁ニー ドルとを介して機械的に操作されるのではなく、液圧的に操作されるからである 。したがって、ポンプピストンに結合されたアクチュエータの、熱に関連した長 さ伸張に基づき、ピストンポンプが熱に関連して少しだけ移動することは、本発 明による燃料噴射弁の機能 にとっては無害となる。本発明の燃料噴射弁のモジュール構造は、組付けに適し た差込み手段を有しており、このような差込み手段は、比較的短い組付け時間内 で半自動的又は全自動的に組付け可能となる。 請求項2以下に記載の手段により、請求項1に記載の燃料噴射弁の有利な改良 が可能である。 アクチュエータは有利には部分球状の支承エレメントを備えた連結装置を介し てポンプピストンに力伝達可能に結合されている。その場合、部分球状の支承エ レメントは、アクチュエータによって並進的な主力に対して付加的に加えられる 半径方向力がポンプピストンの並進運動に不都合な影響を与えないことを保証す る。 ポンプピストンは特に有利にはポット状に形成されていて、しかも中央の心棒 を取り囲む燃料プレチャンバ、つまり燃料前室を備えていてよい。中央の心棒は アクチュエータによって加えられる押圧力を導入するために働く。ポンプピスト ンのポット状の構成によって、ポンプピストンは特に小さな質量慣性を有してお り、このことにより、本発明による燃料噴射弁の応答時間が付加的に減じられる 。さらに、燃料前室がポンプピストンに組み込まれ、このことにより特にコンパ クトな構造が生じる。燃料前室はさらに有利にはアクチュエータに対して、もし くはアクチュエータを収容する構成部分に対して、フレキシブルなダイヤフラム によってシールされていてよい。こうして、例えばシールリングの使用時におけ る漏れ又は摩耗を生ぜしめる恐れのある、問題となるシール箇所が生じなくなる 。ダイヤフラムの耐圧性には特別な要求は課せられないで済む。なぜならば、こ のダイヤフラムが燃料供給圧でしか負荷されないからである。 燃料圧力管路から燃料前室内への燃料の逆流を阻止する逆止弁が、直接に燃料 圧力管路の入口に配置されていると有利である。この逆止弁は弁ピストンを有し ていてよく、この弁ピストンはポンプピストンに設けられた流出開口を取り囲む 座面と共に座弁を形成する。燃料圧力管路の出口もしくは噴射ノズルの入口に、 第2の逆止弁が設けられていると有利である。この第2の逆止弁は、噴射ノズル の内部の燃料圧がポンプピストンの吸込行程時に減少しないことを確保する。 図面 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。 第1図は本発明による燃料噴射弁の軸方向の断面図であり、第2図は第1図に 示された本発明による燃料噴射弁の噴射側の端部領域の拡大図である。 実施例の説明 第1図は本発明による燃料噴射弁1の全体を軸方向で断面して示す。図示の実 施例では、圧電式のアクチュエータ2がアクチュエータケーシング3の内部に配 置されており、かつ電気的な供給ケーブル4を介して供給電圧で負荷されるよう になっている。圧電式のアクチュエータ2は公知形式で多層のピエゾスタックと して形成されている。圧電式のアクチュエータの代わりに磁歪式のアクチュエー タ2を同様に使用することもできる。圧電式のアクチュエータ2はその自由端で 2つの収容エレメント5,6により収容されている。圧電式のアクチュエータ2 は、さらに詳しく説明されるポンプピストン7とは逆の側の端部で収容エレメン ト5を介して支承ブロック8内に支承されており、この支承ブロックはねじ山9 を介してアクチュエータケーシング3に固定されている。ポット状に形成された 支承ブロック8の内側の端面11はスペーサリング10を介してアクチュエータ ケーシング3から間隔を置いて配置されている。収容エレメント5はアクチュエ ータ2もしくは燃料噴射弁1のの長手方向軸線12の領域内に突起13を備えて おり、この突起は支承ブロック8の内側の端面11に当接している。 アクチュエータ2はポンプピストン7に隣接した端部で別の収容エレメント6 内に支承されており、この収容エレメントは皿ばね15を収容するための環状の 切欠14を備えている。この皿ばね15は、アクチュエータ2を予め規定された 押圧緊締力で両収容エレメント5,6の間に緊締するためにアクチュエータ2に 軸方向のプレロードをかけるために働く。アクチュエ ータ2とアクチュエータケーシング3との間に形成された環状室16は必要に応 じて、冷却媒体供給開口17を介して流入して図示されていない冷却媒体排出開 口を介して流出する液状又はガス状の冷却媒体により通流される。 アクチュエータケーシング3はポンプピストン7に隣り合った端部に雄ねじ山 18を備えており、この雄ねじ山は弁ブロック20の対応する雌ねじ山19内に ねじ込まれている。弁ブロック20自体はねじ山21を介してポット状のノズル 閉鎖体22に結合可能である。アクチュエータケーシング3、弁ブロック20及 びノズル閉鎖体22は、燃料噴射弁1がユニットとして内燃機関のシリンダヘッ ド24の段付孔23内に挿入されるのに先立ってユニットとして予備組立てされ る。燃料噴射弁1は本実施例ではスリーブ25によってシリンダヘッド24に固 定されている。スリーブ25はシリンダヘッド24の段付孔23のねじ山26内 にねじはめられており、かつこの目的のために弁ブロック20の端面27に係合 している。スリーブ25は例えば雄六角部の形状の工具係合体28を備えており 、この工具係合体に適当な工具、例えばねじスパナを係合させることができる。 脱気のために、閉鎖可能な脱気孔29が役立っている。燃料の供給は少なくとも 部分的にシリンダヘッド24の内部に延びる燃料管路30を介して行われる。ス リーブ25、弁ブロック2 0及びノズル閉鎖体22の、それぞれシリンダブロック24に対するシールは例 えばOリングとして形成されることのできる適当なシール部材31,32,33 を介して行われる。 図示の実施例の引き続く説明は、第1図で全体を示した本発明による燃料噴射 弁の噴射側の端部領域の拡大図である第2図を参照して行われる。既に説明した エレメントは同じ符号で示されている。 弁ブロック20は軸方向の段付孔40を備えており、この段付孔は弁ブロック 全体を通して軸方向に延びている。段付孔40の案内部分41内には、ポット状 にかつ軸対称的に形成されたポンプピストン7が挿入されている。図示の実施例 では、ポンプピストン7は長手方向軸線12の領域内に中央の心棒42を備えて いる。この中央の心棒42は環状の燃料前室43によって囲まれており、この燃 料前室は弁ブロック20内に設けられた半径方向孔94を介して燃料供給管路3 0に連通している。 燃料前室43は、例えばフレキシブルなプラスチック材料から成るフレキシブ ルなダイヤフラム44によってアクチュエータ2に対して、もしくはアクチュエ ータケーシング3、収容エレメント6に対して、かつ特に冷却媒体を収容する環 状室16に対してシールされている。ダイヤフラム44は変形を容易にするため に少なくとも1つのリング状に循環する隆起部45を 有している。このダイヤフラム44が燃料供給管路30内に生じた燃料供給圧に よってしか負荷されないため、ダイヤフラム44の耐圧強度には特別な要求は課 せられていない。燃料供給圧は例えばわずかに3〜4バールである。フレキシブ ルなダイヤフラム44によるシールの有する利点は、漏れ又は例えばシールリン グの使用した場合に燃料噴射弁1の長時間運転後に生じることのある摩耗が回避 されることにある。 ポンプピストン7に隣合う収容エレメント6はポンプピストン7に対向して位 置する側の端面46に球面状の切欠47を備えており、この切欠内には部分球状 の、例えば半球状の支承エレメント48が挿入されている。支承エレメント48 はポンプピストン7の中央の心棒42と向かい合って位置しており、かつフレキ シブルなダイヤフラム44によってこの心棒から分離されている。ポンプピスト ン7の噴射側の端面49と弁ブロック20の段付孔23の当接面50との間に、 ピストンポンプ7の中央の心棒42を支承エレメント48に常時当接させておく 皿ばね51が設けられている。収容エレメント6は境界面の球面状の構成にもと づき、支承エレメント48に対してある限度内で傾動可能である。アクチュエー タ2の作動時に収容エレメント6が長手方向軸線12に対して若干傾動した場合 でも、このことにより、ダイヤフラム44への、ひいては間接的にはポンプピス トン7の中央の心棒42へ の支承エレメント48の全面での当接が損なわれることはない。 ポンプピストン7は、段付孔40の案内部分41内で案内された中空円筒状の 壁部分52を備えている。ポンプピストン7はその噴射側の端部に、横方向孔5 4を介して環状の燃料前室43に接続された中央の流出開口53を有している。 ポンプピストン7のこの流出開口53は燃料圧力管路60内へ開口している。燃 料圧力管路60の入口には、図示の実施例では第1の逆止弁61が設けられてい る。第1の逆止弁61は本実施例では円筒状の弁ピストン62から成り、この弁 ピストンはばねエレメント93例えばコイルばねによってポンプピストン7の端 面49に圧着されている。それゆえ、弁ピストン62はポンプピストン7とあい まって平座弁を形成しており、その場合、弁ピストン62は、逆止弁61の閉鎖 位置ではポンプピストン7の流出開口53の周りの座面63に密に当接し、かつ 逆止弁61の開放時には座面63から持ち上げられる。 端面49と当接面50とがポンプ室90を制限しており、このポンプ室の容積 はポンプピストン7の軸方向の位置により決定され、かつ弁ピストン62の周り に位置する有利には複数の例えば3つの接続スリット64を介して燃料圧力管路 60に接続されている。燃料圧力管路60の出口もしくはさらに詳細に説明する 噴射ノズル70の入口には第2の逆止弁71が配置されている。この第2の逆止 弁71は、燃料圧力管路60を閉鎖する弁座72を備えており、この弁座は本実 施例では球状の弁体73により閉鎖可能である。弁体73はばねエレメント74 によって弁座72に圧着されている。 逆止弁71の下流には、噴射開口76を備えたノズル体75が設けられている 。噴射開口76は弁閉鎖体77によって閉鎖可能であり、この弁閉鎖体は、ノズ ル体75の軸方向の長手方向孔78に貫通係合している弁ニードル79を介して ばね受け80に結合されている。ばね受け80とノズル体75の環状つば81と の間には予負荷された戻しばね82、例えばコイルばねが緊縮されており、この 戻しばねは、外向きに開放される噴射ノズル70の弁閉鎖体77を閉鎖位置へ予 負荷している。燃料は、逆止弁71及びノズル体75の収容に役立つ、弁ブロッ ク20の段付孔40の部分83を介してノズル体75に流入し、かつ半径方向孔 84を介してノズル体を貫流して、弁ニードル79を囲む軸方向の長手方向孔7 8へ流入し、かつ最終的に噴射開口76へ案内される。 次に、本発明による燃料噴射弁1の機能を詳細に説明する。 燃料は燃料供給管路30を介して前室43内に流入する。圧電式のアクチュエ ータ2に供給電圧が印加さ れると、圧電式のアクチュエータは供給電圧の高さに依存して軸方向に伸張する 。アクチュエータ2のこの軸方向の伸張により、支承エレメント48のところひ いてはアクチュエータ2のポンプピストン側の自由端に結合された収容エレメン ト6のところで皿ばね51によって当接保持されているポンプピストン7の軸方 向の位置が決定される。アクチュエータ2の供給電圧が低下すると、アクチュエ ータの軸方向の伸張が減少し、その結果、ポンプピストン7はアクチュエータ2 へ向かって運動し、その結果、ポンプピストン7と弁ブロック20の当接面50 との間に形成されているポンプ室90の容積が増大する。ポンプ室90の容積の 増大により、燃料圧力管路60内の圧力が低下して燃料前室43内の燃料圧より 低くなる。その際、燃料圧力管路60は第2の逆止弁71によって噴射ノズル7 0へ向かって閉鎖される。燃料圧力管路60内に形成された、燃料前室43に対 する負圧は、ポンプピストン7に形成された座面63から弁ピストン62が持ち 上がることで第1のチェック61を開放せしめる。それゆえ、燃料はポンプピス トン7の上述の吸込行程時に開らかれる第1の逆止弁61を介してポンプ室90 内へ流入し、その際ポンプ室の容積はポンプピストン7の吸込行程の増大に伴い 次第に増大する。ポンプ室90を充填することができるように、例えば皿ばね5 1に軸方向の孔が設けられ、又は皿ばねの支持面49 ,50に供給通路が設けられている。 アクチュエータ2への供給電圧が再び上昇すると、アクチュエータの軸方向の 伸張が増大する。それゆえ、ポンプピストン7は噴射ノズル70へ向けて運動し 、その結果、ポンプ室90の容積が次第に減少する。この形式で、ポンプ室90 ひいてはこれに接続されている燃料圧力管路60内には燃料前室43に対して過 圧が生じる。それゆえ、ポンプピストン7に形成された座面63に弁ピストン6 2が当接することで第1の逆止弁61が閉鎖される。 燃料圧力管路60内に形成される燃料圧が噴射ノズル70内に形成される燃料 圧を上回ると直ちに第2のチェック71が開放され、その結果、高い圧力下にあ る燃料が燃料圧力管路60から噴射ノズル70の内部容積91内へ補充される。 噴射ノズル70の内部容積91内に形成される燃料圧は噴射開口76へ向かう移 動力で弁閉鎖体77を負荷する。圧力に依存したこの移動力が戻しばね82によ り作用する戻し力を上回ると直ちに、弁ニードル79を介してばね受け80に結 合された弁閉鎖体77が噴射開口を開放し、その結果、燃料は前方に設けられた 、内燃機関の燃焼室内へ噴射される。噴射ノズル70が開放される圧力の閾値は 戻しばね82によって作用する戻し力に依存すると共に、戻しばね82のばね定 数と予負荷とによって予め規定される。 本発明による燃料噴射弁1のアクチュエータ2は従って2つの機能を満たして いる。第1に、アクチュエータ2により駆動されるポンプピストン7によって燃 料の圧力が増大し、その結果、供給管路30内に形成される燃料供給圧に比して 燃料の噴射圧が著しく上昇する。燃料の噴射圧がこのように上昇することにより 噴射特性が著しく良好となる。第2に、アクチュエータ2が噴射ノズル70の間 接的な液圧的な操作に役立てられる。 噴射ノズル70もしくは弁閉鎖体77の液圧的な操作は、純機械的な操作に対 比してシステム全体の質量慣性をわずかにし、ひいては応答時間を短くするとい う利点を有する。本発明による燃料噴射弁1においては吸込路程が比較的短く、 このことによりキャビテーション問題が回避される。ポンプピストン7と噴射開 口76との間の無駄スペースは比較的少ない容積を有しており、このことが、燃 料噴射弁1の応答時間を付加的に減少させる。アクチュエータ2の熱的な長さ伸 張の補償は不要である。それというのは、ポンプピストン7の静的なわずかな移 動が燃料噴射弁1の動的な機能に影響を与えないからである。 ポンプピストン7の壁部分52と軸方向の長手方向孔40の案内部分41との 間に残されている環状隙間は同様に本発明による燃料噴射弁1の動力学に不都合 な影響を与えない。環状隙間、要するにポンプピスト ン7のピストンの遊びはたかだか3〜4μmであり、この環状隙間に生じる漏れ は噴射量に著しく影響しない。アクチュエータ2の作動時間は1msのオーダで あるため、ポンプピストン7の作動時には壁部分52と案内部分41との間に著 しい漏れは生じない。それゆえ、ポンプピストン7の外径もしくは案内部分41 の内径の製作誤差に対して極度に大きな要求は課せられず、従って、本発明によ る燃料噴射弁1の製作コストは段付孔40の案内部分41内へポンプピストン7 を適合させることにより著しくは増大しない。 圧電式のアクチュエータ2の伸張が供給電圧に比例しているため、燃料の噴射 量はアクチュエータに印加される供給電圧の高さにより影響されることができる 。供給電圧は1000Vまでのオーダ内にある。しかし、比較的低い電圧でのそ の他のピエゾスタックも可能である。 本発明は図示の実施例に限定されるものではない。特に、その他の公知構成の ポンプピストン7、逆止弁61,71及び噴射ノズル70を使用することもでき る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインツ シュトゥッツェンベルガー ドイツ連邦共和国 D―71665 ヴァイヒ ンゲン シュヴァープシュトラーセ 19 /2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.燃料噴射弁(1)、特に内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁 において、 ポンプピストン(7)が設けられていて、該ポンプピストン(7)が、並進的 なポンプ運動を実施するために圧電式又は磁歪式のアクチュエータ(2)によっ て駆動可能であり、 燃料圧力管路(60)を介してポンプピストン(7)に液圧的に接続された、 少なくとも1つの噴射開口(76)を有する噴射ノズル(70)が設けられてい て、ポンプピストン(7)によって燃料圧力管路(60)内に形成された燃料圧 が、予め与えられた閾値を上回ると、該噴射ノズル(70)が開くようになって おり、 燃料圧力管路(60)内に配置された少なくとも1つの逆止弁(61)が設け られていて、該逆止弁(61)が、噴射ノズル(70)へ向かう方向では開き、 その反対方向では閉じるようになっていることを特徴とする、圧電式又は磁歪式 のアクチュエータを備えた燃料噴射弁燃料噴射弁。 2.アクチュエータ(2)が連結装置(6,48)を介してポンプピストン( 7)に力伝達可能に作用結合されており、ポンプピストン(7)が第1のばねエ レメント(51)を介して前記連結装置(6,48) に当て付けられた状態に保持されている、請求項1記載の燃料噴射弁。 3.前記連結装置(6,48)が、アクチュエータ(2)の自由端を収容する ための収容エレメント(6)と、該収容エレメントに設けられた球面状の切欠( 47)内へ係合する部分球状の支承エレメント(48)とを有している、請求項 2記載の燃料噴射弁。 4.ポンプピストン(7)がポット状に形成されていて、中央の心棒(42) を取り囲む燃料プレチャンバもしくは燃料前室(43)を備えており、中央の心 棒(42)がアクチュエータ(2)に力伝達可能に作用結合されている、請求項 1から3までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。 5.燃料前室(43)がアクチュエータ(2)に対してフレキシブルなダイヤ フラム(44)を介してシールされている、請求項4記載の燃料噴射弁。 6.前記連結装置(6,48)の部分球状の支承エレメント(48)が、ポン プピストン(7)の中央の心棒(42)に向かい合って位置しており、フレキシ ブルなダイヤフラム(44)が、部分球状の支承エレメント(48)と中央の心 棒(42)との間に配置されている、請求項3又は5記載の燃料噴射弁。 7.燃料前室(43)が、燃料供給管路(30)に連通していて、さらに中央 の心棒(42)を貫通した横方向孔(54)を介して、燃料圧力管路(60)に 開口した流出開口(53)に接続されている、請求項4から6までのいずれか1 項記載の燃料噴射弁。 8.第1の逆止弁(61)が燃料圧力管路(60)の入口に配置されていて、 しかも閉鎖位置でポンプピストン(7)に設けられた座面(63)に接触しかつ ポンプピストン(7)の流出開口(53)を閉鎖する弁ピストン(62)を備え た座弁として形成されていること、請求項7記載の燃料噴射弁。 9.燃料圧力管路(60)内に形成された燃料圧が、燃料前室(43)内に形 成された燃料圧を上回らない限り、前記弁ピストン(62)が、第2のばねエレ メント(93)によってポンプピストン(7)の座面(63)に当て付けられた 状態に保持されている、請求項8記載の燃料噴射弁。 10.ポンプピストン(7)の一方の端面(49)がポンプ室(90)に隣接 しており、該ポンプ室の容積がポンプピストン(7)の位置により規定されてお り、さらに前記ポンプ室(90)が、燃料圧力管路(60)には直接的に、燃料 前室(43)には、ポンプピストン(7)の、第1の逆止弁(61)により閉鎖 可能な流出開口(53)を介してそれぞれ接続されている、請求項8又は9記載 の燃料噴射弁。 11.燃料圧力管路(60)の出口又は噴射ノズル(70)の入口に、第2の 逆止弁(71)が配置されている、請求項1から10までのいずれか1項記載の 燃料噴射弁。 12.噴射ノズル(70)が、噴射開口(76)を閉鎖する弁閉鎖体(77) を備えており、該弁閉鎖体が、第3のぱねエレメント(82)によって閉鎖位置 の方向に負荷されるようになっていて、前記弁閉鎖体(77)を負荷する燃料圧 が、予め与えられた閾値を上回ると、噴射開口(76)が開放されるようになっ ている、請求項1から11までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。
JP10541038A 1997-03-27 1998-01-12 圧電式又は磁歪式のアクチュエータを備えた燃料噴射弁 Pending JP2000511614A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19712921A DE19712921A1 (de) 1997-03-27 1997-03-27 Brennstoffeinspritzventil mit piezoelektrischem oder magnetostriktivem Aktor
DE19712921.8 1997-03-27
PCT/DE1998/000080 WO1998044256A1 (de) 1997-03-27 1998-01-12 Brennstoffeinspritzventil mit piezoelektrischem oder magnetostriktivem aktor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000511614A true JP2000511614A (ja) 2000-09-05

Family

ID=7824816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10541038A Pending JP2000511614A (ja) 1997-03-27 1998-01-12 圧電式又は磁歪式のアクチュエータを備えた燃料噴射弁

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6079636A (ja)
EP (1) EP0910740A1 (ja)
JP (1) JP2000511614A (ja)
KR (1) KR20000015898A (ja)
CZ (1) CZ291253B6 (ja)
DE (1) DE19712921A1 (ja)
WO (1) WO1998044256A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010174865A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Denso Corp 液体噴射供給装置の制御方法
JP2010174864A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Denso Corp 液体噴射供給装置

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19856202A1 (de) * 1998-12-05 2000-06-15 Bosch Gmbh Robert Piezoelektrischer Aktor
DE19918423A1 (de) * 1999-04-23 2000-10-26 Denys F Hackert Einspritzanlage für flüssige Medien
DE19923422C2 (de) * 1999-05-21 2003-05-08 Bosch Gmbh Robert Elektronisches Einspritzsystem
DE19947071B4 (de) * 1999-09-30 2006-07-27 Siemens Ag Geräuschgedämpfte Aktoreinheit
DE19951012A1 (de) * 1999-10-22 2001-04-26 Bosch Gmbh Robert Aktor
US6570474B2 (en) 2000-02-22 2003-05-27 Siemens Automotive Corporation Magnetostrictive electronic valve timing actuator
US6400066B1 (en) 2000-06-30 2002-06-04 Siemens Automotive Corporation Electronic compensator for a piezoelectric actuator
US6345771B1 (en) 2000-06-30 2002-02-12 Siemens Automotive Corporation Multiple stack piezoelectric actuator for a fuel injector
DE10035168A1 (de) * 2000-07-19 2002-02-07 Siemens Ag Stellantrieb, Ventil sowie Verfahren zum Herstellen eines Stellantriebs
DE10050599B4 (de) * 2000-10-12 2006-11-02 Siemens Ag Einspritzventil mit einem Pumpkolben
DE10102684A1 (de) * 2001-01-22 2002-08-08 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Formung eines flexiblen Einspritzdruckverlaufes mittels eines schaltbaren Aktors
US6499471B2 (en) 2001-06-01 2002-12-31 Siemens Automotive Corporation Hydraulic compensator for a piezoelectrical fuel injector
DE10130208A1 (de) * 2001-06-22 2003-01-02 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE10140796A1 (de) * 2001-08-20 2003-03-06 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
US6766965B2 (en) 2001-08-31 2004-07-27 Siemens Automotive Corporation Twin tube hydraulic compensator for a fuel injector
DE10149914A1 (de) * 2001-10-10 2003-04-24 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
US6820598B2 (en) * 2002-03-22 2004-11-23 Chrysalis Technologies Incorporated Capillary fuel injector with metering valve for an internal combustion engine
US7357124B2 (en) * 2002-05-10 2008-04-15 Philip Morris Usa Inc. Multiple capillary fuel injector for an internal combustion engine
DE10245109A1 (de) * 2002-09-27 2004-04-08 Siemens Ag Injektor, insbesondere Kraftstoff-Einspritzventil, mit einem piezoelektrischen Aktor
DE10248433B4 (de) * 2002-10-17 2015-01-15 Cummins Ltd. Vorrichtung zum Fördern von Medien, insbesondere Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen
DE10326707B3 (de) * 2003-06-11 2005-01-27 Westport Germany Gmbh Ventilvorrichtung und Verfahren zum Einblasen von gasförmigem Kraftstoff
DE10352736A1 (de) * 2003-11-12 2005-07-07 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit direkter Nadeleinspritzung
DE10355645A1 (de) * 2003-11-28 2005-07-07 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzsystem
DE10356959A1 (de) * 2003-12-05 2005-06-30 Robert Bosch Gmbh Aktormodul
US7337768B2 (en) * 2004-05-07 2008-03-04 Philip Morris Usa Inc. Multiple capillary fuel injector for an internal combustion engine
US7255290B2 (en) * 2004-06-14 2007-08-14 Charles B. Bright Very high speed rate shaping fuel injector
US7100577B2 (en) * 2004-06-14 2006-09-05 Westport Research Inc. Common rail directly actuated fuel injection valve with a pressurized hydraulic transmission device and a method of operating same
DE102004039673B3 (de) * 2004-08-16 2006-04-13 Siemens Ag Stellantrieb für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine, Verwendung für einen derartigen Stellantrieb, sowie Kraftstoffinjektoranordnung einer Brennkraftmaschine
DE102005004738A1 (de) * 2005-02-02 2006-08-10 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit direkter Nadelsteuerung für eine Brennkraftmaschine
ITMI20050719A1 (it) * 2005-04-21 2006-10-22 Dellorto Spa Attuatore piezoelettrico per l'azionamento di una pompa d'iniezione per motori a combustione interna e complesso iniettore-pompa con esso realizzato
ATE419520T1 (de) 2005-06-20 2009-01-15 Wilharm Peter Dr Apparatur und verfahren zur automatisierten cetanzahlbestimmung
US7307371B2 (en) * 2005-11-18 2007-12-11 Delphi Technologies, Inc. Actuator with amplified stroke length
US7762478B1 (en) * 2006-01-13 2010-07-27 Continental Automotive Systems Us, Inc. High speed gasoline unit fuel injector
US8783229B2 (en) 2010-06-07 2014-07-22 Caterpillar Inc. Internal combustion engine, combustion charge formation system, and method
US8113179B1 (en) 2010-08-10 2012-02-14 Great Plains Diesel Technologies, L.C. Programmable diesel fuel injector
US8418676B2 (en) 2010-08-10 2013-04-16 Great Plains Diesel Technologies, L.C. Programmable diesel fuel injector
US8683982B2 (en) 2010-08-10 2014-04-01 Great Plains Diesel Technologies, L.C. Programmable diesel fuel injector
DE102012014892A1 (de) * 2012-07-27 2014-01-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Stellantrieb und Verfahren zum Entwärmen eines in einem Stellantrieb mit einem Stellglied eingehausten Festkörperaktors
EP2954569A4 (en) 2013-02-06 2016-11-02 Great Plains Diesel Technologies L C MAGNETOSTRICTIVE ACTUATOR
EP2883800B1 (en) * 2013-12-13 2017-08-16 Discma AG Piston device comprising a valve controlling the inlet of the piston device
CN112547329A (zh) * 2020-11-23 2021-03-26 石家庄禾柏生物技术股份有限公司 一种试剂盒出液装置
CN112431930A (zh) * 2020-11-23 2021-03-02 石家庄禾柏生物技术股份有限公司 一种密封阀及包含该密封阀的出液结构

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60104762A (ja) * 1983-11-10 1985-06-10 Nippon Soken Inc 電歪式アクチュエータ及びそれを用いた燃料噴射弁
JPS61286540A (ja) * 1985-06-14 1986-12-17 Nippon Denso Co Ltd 燃料噴射制御装置
DE3742241A1 (de) * 1987-02-14 1988-08-25 Daimler Benz Ag Piezosteuerventil zur steuerung der kraftstoffeinspritzung ueber ein einspritzventil bei brennkraftmaschinen
DE4306073C1 (de) 1993-02-26 1994-06-01 Siemens Ag Zumeßvorrichtung für Fluide
JPH0874702A (ja) * 1994-08-31 1996-03-19 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射装置
JPH08165967A (ja) * 1994-12-13 1996-06-25 Aisin Seiki Co Ltd 燃料噴射装置
DE19500706C2 (de) * 1995-01-12 2003-09-25 Bosch Gmbh Robert Zumeßventil zur Dosierung von Flüssigkeiten oder Gasen
WO1996038663A1 (en) * 1995-06-02 1996-12-05 Caterpillar Inc. Direct operated check injector
JP3740733B2 (ja) * 1996-02-13 2006-02-01 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射装置
US5884848A (en) * 1997-05-09 1999-03-23 Cummins Engine Company, Inc. Fuel injector with piezoelectric and hydraulically actuated needle valve

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010174865A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Denso Corp 液体噴射供給装置の制御方法
JP2010174864A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Denso Corp 液体噴射供給装置

Also Published As

Publication number Publication date
CZ358998A3 (cs) 1999-04-14
CZ291253B6 (cs) 2003-01-15
US6079636A (en) 2000-06-27
EP0910740A1 (de) 1999-04-28
KR20000015898A (ko) 2000-03-15
DE19712921A1 (de) 1998-10-01
WO1998044256A1 (de) 1998-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000511614A (ja) 圧電式又は磁歪式のアクチュエータを備えた燃料噴射弁
US9291162B2 (en) High-pressure fuel pump
US7540274B2 (en) High pressure fuel supply pump for internal combustion engine
MXPA02002198A (es) Montaje de inyector de combustible y motor de combustion interna que lo incluye.
EP0324905A1 (en) A fuel injector for an engine
JPH11241781A (ja) 液体を制御する弁
JP2003510504A (ja) 液体を制御する弁
US6155532A (en) Valve for controlling fluids
KR20060120105A (ko) 엔진의 연소실로 연료를 분사하기 위한 인젝터, 특히 압전액추에이터 제어식 커먼-레일-인젝터
JP2002525486A (ja) 燃料噴射弁
JP4173821B2 (ja) 内燃機関用の燃料噴射装置
JPH09126090A (ja) 内燃機関のための燃料噴射装置
JP4297879B2 (ja) インジェクタ
JP3539959B2 (ja) 内燃機関のための燃料噴射装置
KR20000069118A (ko) 액체 제어 밸브
WO2021054006A1 (ja) 電磁吸入弁及び高圧燃料供給ポンプ
JP4614189B2 (ja) 燃料噴射装置
JP2003510510A (ja) 液体を制御する弁
KR20060103894A (ko) 니들 직접 제어식 연료 분사기
US6520156B2 (en) High-pressure fuel supply system
US7275520B2 (en) Fuel injection device
JP4532495B2 (ja) 内燃機関用の燃料噴射系
US6530556B1 (en) Control unit for controlling a pressure build-up in a pump unit
JP3852145B2 (ja) 燃料噴射弁
US20060175436A1 (en) Fuel injection device