【発明の詳細な説明】
直接制御式噴射弁、特に燃料噴射弁
いわゆるコモンレール技術の燃料噴射装置を備えたピストン式内燃機関の場合
には、噴射すべき燃料がポンプによって手前に接続された圧力系内で所定の圧力
下で一定に保持されている。個々のシリンダの噴射弁はこの圧力系に直接接続さ
れているので、噴射弁が開放する度に、圧力下にある燃料は実質的に遅延するこ
となく圧力系からシリンダに直接噴射可能である。噴射弁の制御は従来はそれぞ
れサーボ弁を介して行われた。サーボ弁が一部の流れだけを切換えるので、サー
ボ弁は非常に小さく採寸可能であり、それによって切換え時間が非常に短くなる
。そして、弁ニードルは噴射すべき燃料流を切換える。この弁ニードルはサーボ
回路によって制御される。この装置の場合、噴射弁の動的挙動は全体として、迅
速なサーボ弁よりはサーボ回路の動的挙動によって決まる。このサーボ回路は一
般的に、サーボ弁よりも遅い。
噴射弁の動的特性は、アクチュエータに連結された弁によって噴射すべき燃料
流を切り換えることによって大幅に改善することができる。噴射を直接制御する
ために、例えば圧電式アクチュエータによって弁ニードルを直接操作することが
提案された（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３６２１５４１号公報、Rumph-or
st著“ディーゼルエンジン用の新しい電子式高圧噴射装置(Ein neues elekt-ron
isches Hochdruckeinspritzsystem fuer Dieselmotoren)”ＭＴＺ５６、Haft 3:
1995年）。この解決策の場合には、圧力付勢され弁ニードルの面が大きいので、
高い噴射圧力の際に、対応する力を準備する非常に大きなアクチュエータが必要
であるという欠点がある。このアクチュエータは高価であるだけでなく、動作が
緩慢であり、そして電気的に操作される普通のアクチュエータの場合には切換え
のために大きな電気エネルギーを必要とする。
本発明の根底をなす課題は、噴射すべき燃料流の直接的な切換えを可能にし、
かつアクチュエータ、特に具現化可能なエネルギーコストによる運転を許容する
電気式アクチュエータの使用を可能にする、噴射弁を提供することである。
この課題は、ケーシングを具備し、このケーシング内に圧力室が配置され、液
体供給装置に接続された、圧力下で噴射すべき液体のための供給管路が前記圧力
室に開口し、圧力室が噴射ノズルとして形成された少なくとも１つの流出口を備
え、ピストンに連結されかつ戻しばねの力に抗して摺動可能に案内された弁ニー
ドルが圧力室内に配置され、圧力室が無圧でなったときに、弁ニードルが流出口
を閉鎖し、更に、液体用供給管路内に配置された圧力付勢されていない制御弁を
具備し、この制御弁がアクチュエータに連結されている、噴射弁、特に燃料噴射
弁によって解決される。この構造は、制御弁を介して、噴射すべき燃料流が直接
的に、すなわち流れ全体を切換え可能であるという利点がある。制御弁が開放さ
れると、圧力室は圧力下の液体供給装置、自動車の場合にはコモンレールに直接
接続される。この場合、高い燃料圧力は戻しばねの力に抗してピストンを介して
弁ニードルを持ち上げるので、燃料は噴射ノズルとして形成された流出開口を経
て再び圧力室に流出可能である。制御弁が閉じると、圧力室は無圧になるので、
戻しばねは弁ニードルを再び閉鎖位置に摺動させることができる。この場合、制
御弁が圧力付勢解除された弁として形成されているので、制御弁を介して高圧下
の流れ全体を直接切り換えるという事実にもかかわらず、弁の圧力付勢解除部を
介して小さな操作力を加えるだけでよいことが重要である。この場合、制御弁は
滑り弁としてまたはシート弁として形成可能である。最も簡単な実施の形態では
、制御弁は２／２方向制御弁として形成可能である。しかし、制御弁が３／２方
向制御弁として形成されていると、特に有利である。この３／２方向制御弁は制
御位置に応じて、供給管路を液体供給装置の高圧側または低圧側に接続する。こ
れにより、弁ニードルの閉鎖位置で、圧力室が低圧側に接続されるので、圧力室
から圧力を迅速に逃がすことができ、それによって弁ニードルの迅速な閉鎖が可
能であり、噴射の後引きが回避される。
本発明の特に有利な実施の形態では、制御弁が溢流室を備え、この溢流室がノ
ズル供給管路を介して圧力室に接続され、アクチュエータに接続されたスライド
体が溢流室内で往復運動可能に案内され、スライド体が一方の端位置において供
給管路を溢流室に対して遮断し、他端位置において供給管路を開放し、供給管路
が環状室に開口し、この環状室がスライド体に対して間隔をおいて、このスライ
ド体に連結されたピストン体によって画成され、スライド体とピストン体の圧力
作用面積が同じであるか少なくともほぼ同じである。この構造により、圧力付勢
時に切換えられる液体流によって外側に作用する力を生じ得る圧力付勢される面
が回避される。スライド体に付加的なピストン体を付設することにより、圧力付
勢される面の力のつり合いが生じるので、スライド体を動かすためには操作力を
加えるだけでよく、しかも開放位置へに動かすためにも遮断位置に戻すためにも
操作力を加えるだけでよく、この操作力は打ち勝たなければならない流れの力、
慣性力および摩擦力だけによって決まる。スライド体に加えてピストン体を配置
することは、制御弁を滑り弁として形成する場合にも、制御弁をシート弁として
形成する場合にも行うことができる。滑り弁との場合には、スライド体自体がピ
ストンとして形成されているので、同じピストン直径によって要求を満たすこと
ができる。シート弁として形成する場合には、弁座のシールエッジがピストンと
同じ直径を有するので、圧力で付勢される有効面積は非常に小さい。
３／２方向制御弁として制御弁を形成する場合には、本発明に従って、供給管
路の開口部と反対の溢流室の側でドレン管路が溢流室に付設され、スライド体の
遮断位置でドレン管路がノズル供給管路に接続されている。これにより、制御弁
の閉鎖時に、圧力室内にある液体は、弁ニードルに連結されたピストンによって
もはや流出口から押し出す必要はなく、制御弁の閉鎖直後ドルン管路を経て排出
可能である。それにより、戻しばねの戻し力によって弁ニードルを非常に迅速に
かつ噴射の後引きなしに閉鎖位置に摺動させることができる。
本発明の合目的な実施の形態では、ドレン管路内に流れの絞りが配置されてい
る。切換え中、すなわちスライド体がその遮断位置から開放位置に移動する時間
内に、高圧側に接続された供給管路は溢流室を経てドレン管路に接続され、この
ドルン管路自体は低圧側に接続されているので、高圧液体の直接的な流出が可能
である。ドルン管路内に流れの絞りを配置したことにより、液体流出の遅れが生
じ、妨げになる圧力降下が充分に回避される。
本発明の有利な実施形では、制御弁のアクチュエータが軸方向、すなわち流れ
方向において圧力室の手前で、ケーシングに付設されている。この配置により、
流出口と制御弁の間の管路の長さが短縮されて最小となり、無駄時間が実質的に
回避される。
アクチュエータとしては、電磁アクチュエータ、磁歪アクチュエータまたは圧
電式アクチュエータを使用することができる。なぜなら、これらのアクチュエー
タの必要スペースが小さく、従ってこれらのアクチュエータを制御弁のケーシン
グに一体化可能であるからである。この場合、アクチュエータがスライド体に液
圧式に作用連結されていると合目的である。これにより、アクチュエータ側の小
さな操作変位で、スライド体側に比較的な大きな操作変位を生じることができる
。
実施の形態の概略図に基づいて本発明を詳しく説明する。
図１は２／２方向制御弁を備えた装置を回路図の形で示す図、
図２は３／２方向制御弁を備えた装置を回路図の形で示す図、
図３は噴射弁の縦断面図、
図４は図３の弁範囲Ｘの拡大図、
図５は他の実施の形態の図３の弁範囲Ｘの拡大図である。
概略的な図１は、ケーシング２を備えた噴射弁１を示している。このケーシン
グは圧力室３を備え、この圧力室内では、ピストン４に連結された弁ニードル５
が戻しばね６の力に抗して往復運動可能に案内されている。
圧力室３は噴射ノズルを形成する少なくとも１つのノズル開口７を備えている
。このノズル開口は戻しばね６を介して弁ニードル５の尖端８によって閉鎖可能
である。
圧力室３には、噴射すべき液体のためのノズル供給管路９．１が開口している
。このノズル供給管路は圧力付勢解除された制御弁１３に接続されている。この
制御弁は供給管路９を介して液体供給装置１０に接続されている。液体供給装置
１０は実質的に、アキュムレータ１１と高圧ポンプ１２によって形成されている
。高圧ポンプ１２はアキュムレータ１１内の液体を、設定された予圧下で一定に
保持する。
制御弁１３はアクチュエータ１４によって操作可能である。図示した実施の形
態の場合、制御弁１３は２／２（２ウェイ２位置）方向制御弁として形成されて
いる。
ノズルニードル５と反対側のケーシング２の室１５は、還流管路１６を介して
液体供給装置の低圧側１７に接続されているので、圧力室３から室１５に流れる
漏洩液は流出可能である。
制御弁13が図１に示した位置にあるときには、圧力室３は無圧であるので、戻
しばね６の力によって弁ニードル５の尖端８はそのシート部に押付けられ、ノズ
ル開口７を閉鎖している。
制御弁１３が切換えられると、圧力室３がアキュムレータ１１に直接接続され
るので、ピストン４は戻しばね６の力に抗して液圧で持上げられ、ノズル開口７
を開放する。従って、ノズル開口の開放時間だけ、液量が供給すべき室、例えば
ピストン式内燃機関のシリンダ内に噴射される。制御弁１３が再び閉鎖位置に戻
るや否や、圧力室３内の液圧は低下し、弁ニードル５の尖端はノズル開口７を再
び閉鎖する。
図２に示した回路図は、３／２方向制御弁として形成された制御弁１３を備え
た、図１に基づいて説明した装置を示している。その他の構造は図１の構造と一
致している。従って、同じ構成要素には同じ参照符号が付けてある。違いは単に
、圧力室３が還流管路１６．１を介して液体供給装置１０の低圧側１７に接続さ
れていることにある。制御弁１３が切換えられると、還流管１６．１は閉鎖され
、そして前述のように供給管路９がアキュムレータ１１に接続されるので、噴射
を行うことができる。続いて、制御弁１３が元の位置に切換えられると、図２に
示すように、圧力室３が供給管路９と還流管路１６．１を介して低圧側１７に接
続されるので、これにより、圧力室３はこの切換えによって無圧となり、弁ニー
ドル５は急速に閉じることができ、噴射や滴下の後引きが回避される。
液体流れの直接的な切換えを生じるという利点を完全に利用できるようにする
ために、制御弁１３と圧力室３の間の供給管路９．１の長さをできるだけ短くす
ると合目的である。図３には、制御弁を一体化した燃料噴射弁の実施の形態が示
してある。制御弁が２／２方向制御弁として形成されているので、構造と機能に
関して図１の回路図を参照することができる。図１で用いた参照符号は同じ部品
を示している。
噴射弁の構造は図１の概略図の構造に一致しているので、同じ部品にはここで
も同じ参照符号が付けてある。
ケーシング２内で、ピストン４を備えた弁ニードル５が軸方向に摺動可能に案
内されている。この弁ニードルは圧力室３を通過している。弁ニードル５は戻し
ばね６の力によって閉鎖位置に保持される。圧力室３には供給管路９．１が開口
している。
図示した実施の形態の場合には、制御弁１３が噴射弁に一体化され、軸方向、
すなわち流れ方向において圧力室３の手前で、ケーシング２に付設されている。
次に、図４の拡大図に基づいて、構造の細部を詳細に説明する。
制御弁１３は溢流室１８を備えている。この溢流室はノズル供給管路９．１を
介して圧力室３に接続され、溢流室内ではスライド体１９が往復運動可能に案内
されている。このスライド体はアクチュエータ１４に連結されている。
アキュムレータ１１（ここには図示していない）に接続されている供給管路９
は一端が溢流室１８に開口している。スライド体は、一端位置で、図示のように
供給管路９を溢流室１８に対して遮断し、そして他方の端位置で開放するように
形成されている。スライド体がアクチュエータ１４を介して他方の位置に摺動す
るや否や、スライド体は供給管路９を溢流室に対して開放し、それによって供給
管路９とノズル供給管路９．１とが直接的に接続され、噴射が可能となる。アク
チュエータ１４が作動停止すると、スライド体１９は戻しばね２１を介して再び
その遮断位置に滑動して戻る。
スライド体１９が供給管路９を経て全液圧にさらされるので、圧力付勢解除の
ために環状室２２が設けられている。この環状室はスライド体に対して間隔をお
いて、このスライド体に連結されたピストン体２３によって画成されている。こ
の場合、スライド体１９の圧力作用面とピストン体２３の圧力作用面は同じであ
るか少なくともほぼ同じにある。この手段により、スライド体の圧力付勢解除が
生じるので、アキュムレータ１１を経て作用する液圧は、スライド体に対して開
放方向または閉鎖方向に力を加えないかあるいは実質的に加えない。従って、ス
ライド体を開放位置に動かすためにはアクチュエータ１４の力で充分であり、戻
すためには戻しばね２１の力で充分である。噴射弁はスライド弁としてあるいは
シート弁として形成可能である。
図示した実施の形態の場合には、アクチュエータ１４として、圧電式アクチュ
エータが設けられている。このアクチュエータの端面２４はダイヤフラム２５に
よって閉鎖されている。このダイヤフラムは圧力室２６を画成している。圧力室
２６は液体管路２７を介してスライド体１９のピストン２３に接続されている。
従って、アクチュエータおよびそれに連結された長さ変更部を作動させると、液
体は圧力室２３から管路２７を経て押圧される。そして、この液体はスライド体
１９をその開放位置に摺動させる。漏洩管路２８により、スライド体１９の摺動
のために必要な圧力室２６内の液量が常に調整される。
図４の拡大図には、２／２方向制御弁としての制御弁１３の細部が示してある
。図から判るように、溢流室１８は閉鎖位置を決定するその端位置に、シート面
１８．１を備えている。閉鎖体１９はこれに付設されたシート面１９．１を備え
ている。シート面１８．１の内側エッジは同時に、スライド体のためのガイド２
９を画成しているので、環状室２２を画成するピストン２３は、シート面の内側
にあるエッジと同じ直径を有する。それによって、ここで図示した閉鎖位置にお
いて、供給管路９を経て環状室に作用する高い圧力を介して、スライド体１９は
開放位置に付勢され、ピストン２３が閉鎖位置に付勢され、それによって所望の
圧力付勢解除が生じ、従ってスライド体１９を閉鎖位置に保持するためにあるい
は閉鎖位置に戻すために戻しばね２１の力で充分である。圧電式アクチュエータ
は弁ストロークひいては開口横断面積を可変にすることができる。それによって
流量ひいては噴射速度に影響を与えることができる。
図５は、３／２方向制御弁として形成された制御弁の拡大図である。基本構造
が図４に基づいて説明した構造に一致しているので、前述の説明を参照すること
ができる。違いは単に、環状室２２と反対のスライド体１９の側に、他の環状室
３０が付設され、この環状室に還流管路１６．１が開口していることにある。こ
れにより、図示した遮断位置で圧力室３はノズル管路９．１と溢流室１８を介し
て還流管路１６．１ひいては液体供給装置１０の低圧側１７に接続される。アク
チュエータによってスライド体１９がその他方の端位置に摺動すると、還流管路
１６．１が溢流室１８に対して閉鎖されるので、液体は供給管路９とノズル供給
管路９．１との間の直接的な接続部を経てのみ、圧力室３に流れることができる
。
切換えの間、高圧下にある供給管路９と低圧側１７に接続された還流管路１６
．１とが短時間だけ流れ的に直接接続され、圧力ヘッドに基づいてここでも圧力
降下と共に液体流出が短時間だけ行われるので、絞り３１が流出管路１６．１に
設けられていると合目的である。それによって、装置の高圧側と低圧側の間の“
短絡”が回避される。
図３，４，５から判るように、調節弁１３は構造的に簡単に噴射弁に一体化可
能であるので、圧力室３と弁の間に短い流路を有する狭く構成された噴射弁が形
成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Direct control injectors, especially fuel injectors
In the case of a piston type internal combustion engine equipped with a so-called common rail technology fuel injection device
At a certain pressure in the pressure system connected upstream by the pump.
It is kept constant below. The individual cylinder injectors are connected directly to this pressure system.
Each time the injector opens, the fuel under pressure is substantially delayed.
It is possible to inject directly from the pressure system to the cylinder. Conventional control of injection valve
It was done through a servo valve. Since the servo valve switches only part of the flow,
BoVal is very small and scalable, which results in very short switching times
. The valve needle then switches the fuel flow to be injected. This valve needle is servo
Controlled by the circuit. With this device, the dynamic behavior of the injectors as a whole is
Rather than a fast servo valve, it is determined by the dynamic behavior of the servo circuit. This servo circuit
Generally slower than a servo valve.
The dynamic characteristics of the injection valve depend on the fuel to be injected by the valve connected to the actuator.
A significant improvement can be achieved by switching the flow. Direct control of injection
For this purpose, it is possible to operate the valve needle directly, for example by means of a piezoelectric actuator.
Proposed (DE-A-362 1541, Rumph-or
"New electronic high-pressure injector for diesel engines (Ein neues elekt-ron
isches Hochdruckeinspritzsystem fuer Dieselmotoren) "MTZ56, Haft 3:
1995). In the case of this solution, the pressure is biased and the face of the valve needle is large,
Requires very large actuators to provide the corresponding force at high injection pressures
There is a disadvantage that it is. This actuator is not only expensive, but also
Switching in the case of ordinary actuators that are slow and electrically operated
Requires large electrical energy for
The object underlying the invention is to enable a direct switching of the fuel flow to be injected,
And allow operation with actuators, especially realizable energy costs
The object of the present invention is to provide an injection valve which enables the use of an electric actuator.
The problem is to provide a casing in which a pressure chamber is arranged,
The supply line for the liquid to be jetted under pressure is connected to the
Chamber, wherein the pressure chamber has at least one outlet formed as an injection nozzle.
Valve knee connected to the piston and slidably guided against the force of the return spring.
The dollar is placed in the pressure chamber, and when the pressure chamber is no pressure, the valve needle
And a non-pressure-controlled control valve located in the supply line for the liquid.
An injection valve, in particular a fuel injection, wherein said control valve is connected to an actuator
Solved by valve. This design allows the fuel flow to be injected directly via the control valve.
This has the advantage that the entire flow can be switched. Control valve is open
The pressure chamber is directly connected to the liquid supply device under pressure,
Connected. In this case, high fuel pressure is applied via the piston against the force of the return spring.
As the valve needle is raised, the fuel passes through an outlet opening formed as an injection nozzle.
Can flow back into the pressure chamber. When the control valve closes, the pressure chamber becomes non-pressure,
The return spring can slide the valve needle back into the closed position. In this case,
Since the control valve is formed as a pressure de-energized valve, high pressure
Despite the fact that the entire flow is switched directly, the pressure release of the valve
It is important that only a small actuation force be applied via. In this case, the control valve
It can be formed as a slide valve or as a seat valve. In the simplest embodiment,
, The control valve can be formed as a 2 / 2-way control valve. However, the control valve is 3/2 way
It is particularly advantageous if it is designed as a directional control valve. This 3/2 directional control valve is
Depending on the control position, the supply line is connected to the high or low pressure side of the liquid supply. This
As a result, the pressure chamber is connected to the low pressure side at the closed position of the valve needle.
Pressure can be relieved quickly, allowing quick closure of the valve needle
And the delay of the injection is avoided.
In a particularly advantageous embodiment of the invention, the control valve comprises an overflow chamber, which overflow chamber is
A slide connected to the pressure chamber via the chisel supply line and connected to the actuator
The body is guided reciprocally in the overflow chamber, and the slide body is provided at one end position.
The supply line is blocked from the overflow chamber, and the supply line is opened at the other end position.
Opens into the annular chamber, which is spaced from the slide body and
The pressure of the slide body and the piston body is defined by the piston body connected to the
The working areas are the same or at least approximately the same. With this structure, pressure
A pressure-biased surface that can produce outwardly acting forces due to occasionally switched liquid flows
Is avoided. By adding an additional piston body to the slide body,
Since the balance of the forces on the surfaces to be biased occurs, the operating force is required to move the slide body.
It only needs to be added, and also for moving to the open position and returning to the shut-off position
You only need to apply the operating force, which is the force of the flow that must be overcome,
It depends only on inertia and friction. Placing piston body in addition to slide body
This means that even when the control valve is formed as a slide valve, the control valve can be used as a seat valve.
It can also be performed when forming. In the case of a slide valve, the slide body itself
Formed as a ston, satisfying demands with the same piston diameter
Can be. When formed as a seat valve, the sealing edge of the valve seat
Since they have the same diameter, the effective area under pressure is very small.
If the control valve is formed as a 3/2 directional control valve, according to the invention the supply line
A drain pipe is attached to the overflow chamber on the side of the overflow chamber opposite to the opening of the channel, and the
At the shut-off position, the drain line is connected to the nozzle supply line. This allows the control valve
When the valve is closed, the liquid in the pressure chamber is released by a piston connected to the valve needle.
It no longer needs to be pushed out of the outlet and drains via the Dorn line immediately after closing the control valve
It is possible. This allows the return force of the return spring to move the valve needle very quickly.
And it can be slid into the closed position without the retraction of the injection.
In a preferred embodiment of the invention, a flow restriction is arranged in the drain line.
You. During switching, that is, the time required for the slide to move from its blocking position to its open position
Inside, the supply line connected to the high pressure side is connected to the drain line through the overflow chamber.
The Dorn line itself is connected to the low pressure side, allowing direct outflow of high pressure liquid
It is. The placement of the flow restrictor in the Dorn line causes a delay in liquid outflow.
And obstructive pressure drops are largely avoided.
In an advantageous embodiment of the invention, the actuator of the control valve is axial,
In front of the pressure chamber in the direction, it is attached to the casing. With this arrangement,
The length of the line between the outlet and the control valve is reduced and minimized, and the dead time is substantially reduced.
Be avoided.
Actuators include electromagnetic actuators, magnetostrictive actuators, and pressure actuators.
An electric actuator can be used. Because these actors
The space required for the actuator is small, so these actuators
This is because they can be integrated into a tag. In this case, the actuator
It is expedient if they are operatively connected by pressure. As a result, small actuator-side
With a small operation displacement, a relatively large operation displacement can be generated on the slide body side.
.
The present invention will be described in detail based on a schematic diagram of an embodiment.
FIG. 1 shows, in the form of a circuit diagram, a device with a 2/2 directional control valve,
FIG. 2 shows a device with a 3/2 directional control valve in the form of a circuit diagram;
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the injection valve,
FIG. 4 is an enlarged view of the valve range X of FIG. 3,
FIG. 5 is an enlarged view of a valve range X of FIG. 3 according to another embodiment.
FIG. 1 schematically shows an injection valve 1 with a casing 2. This casein
The pressure chamber comprises a pressure chamber 3 in which a valve needle 5 connected to a piston 4 is provided.
Are guided so as to be able to reciprocate against the force of the return spring 6.
The pressure chamber 3 has at least one nozzle opening 7 forming an injection nozzle.
. This nozzle opening can be closed by the point 8 of the valve needle 5 via the return spring 6
It is.
In the pressure chamber 3, a nozzle supply line 9.1 for the liquid to be sprayed is open.
. This nozzle supply line is connected to the control valve 13 which has been depressurized. this
The control valve is connected to a liquid supply device 10 via a supply line 9. Liquid supply device
10 is substantially formed by an accumulator 11 and a high-pressure pump 12
. The high-pressure pump 12 keeps the liquid in the accumulator 11 constant under the set preload.
Hold.
The control valve 13 is operable by an actuator 14. Illustrated implementation
In the case of the state, the control valve 13 is formed as a 2/2 (2 way 2 position) directional control valve,
I have.
The chamber 15 of the casing 2 opposite to the nozzle needle 5 is connected via a reflux line 16.
Since it is connected to the low pressure side 17 of the liquid supply device, it flows from the pressure chamber 3 to the chamber 15
The leaked liquid can flow out.
When the control valve 13 is at the position shown in FIG.
The tip 8 of the valve needle 5 is pressed against its seat by the force of the spring 6, and the
The opening 7 is closed.
When the control valve 13 is switched, the pressure chamber 3 is directly connected to the accumulator 11.
Therefore, the piston 4 is lifted by hydraulic pressure against the force of the return spring 6, and the nozzle opening 7
To release. Therefore, only for the opening time of the nozzle opening, the chamber to which the liquid volume is to be supplied,
It is injected into the cylinder of a piston type internal combustion engine. The control valve 13 returns to the closed position again.
As soon as the hydraulic pressure in the pressure chamber 3 drops, the point of the valve needle 5 reopens the nozzle opening 7.
And close.
The circuit diagram shown in FIG. 2 comprises a control valve 13 formed as a 3/2 directional control valve
2 also shows the device described with reference to FIG. Other structures are the same as those in FIG.
I do. Accordingly, the same components have the same reference numerals. The difference is simply
, The pressure chamber 3 is connected via a reflux line 16.1 to the low pressure side 17 of the liquid supply device 10.
It is in being. When the control valve 13 is switched, the return line 16.1 is closed.
And, since the supply line 9 is connected to the accumulator 11 as described above,
It can be performed. Subsequently, when the control valve 13 is switched to the original position, FIG.
As shown, the pressure chamber 3 is connected to the low pressure side 17 via the supply line 9 and the reflux line 16.1.
As a result, the pressure chamber 3 becomes non-pressure by this switching, and the valve knee
Dollar 5 can be closed quickly, avoiding jetting or dripping backtracking.
Make full use of the advantage of causing direct switching of the liquid flow
For this purpose, the length of the supply line 9.1 between the control valve 13 and the pressure chamber 3 should be as short as possible.
That is a good purpose. FIG. 3 shows an embodiment of a fuel injection valve in which a control valve is integrated.
I have. Since the control valve is formed as a 2 / 2-way control valve,
For this, the circuit diagram of FIG. 1 can be referred to. Reference numerals used in FIG. 1 are the same parts.
Is shown.
Since the structure of the injection valve corresponds to the structure of the schematic diagram of FIG.
Have the same reference numerals.
A valve needle 5 having a piston 4 is slidable in the axial direction in the casing 2.
Has been inside. This valve needle passes through the pressure chamber 3. Return the valve needle 5
It is held in the closed position by the force of the spring 6. The supply line 9.1 is open in the pressure chamber 3
are doing.
In the case of the illustrated embodiment, the control valve 13 is integrated with the injection valve,
That is, it is attached to the casing 2 before the pressure chamber 3 in the flow direction.
Next, details of the structure will be described in detail based on the enlarged view of FIG.
The control valve 13 has an overflow chamber 18. This overflow chamber has a nozzle feed line 9.1.
The slide body 19 is reciprocally guided in the overflow chamber.
Have been. This slide is connected to the actuator 14.
Supply line 9 connected to an accumulator 11 (not shown here)
One end is open to the overflow chamber 18. Slide body at one end position, as shown
So that the supply line 9 is closed off to the overflow chamber 18 and is open at the other end position.
Is formed. The slide body slides to the other position via the actuator 14
As soon as the slide has opened the supply line 9 to the overflow chamber,
The line 9 and the nozzle supply line 9.1 are directly connected, enabling injection. Aku
When the operation of the tutor 14 is stopped, the slide body 19 is again moved via the return spring 21.
It slides back to its blocking position.
Since the slide body 19 is exposed to the full hydraulic pressure through the supply line 9, the pressure release is released.
For this purpose, an annular chamber 22 is provided. This annular chamber is spaced from the slide body.
And is defined by a piston body 23 connected to the slide body. This
In this case, the pressure acting surface of the slide body 19 and the pressure acting surface of the piston body 23 are the same.
Or at least about the same. By this means, the pressure release of the slide body can be released.
As a result, the hydraulic pressure acting through the accumulator 11 is released to the slide body.
No or substantially no force in the release or closing direction. Therefore,
The force of the actuator 14 is sufficient to move the ride body to the open position.
For this purpose, the force of the return spring 21 is sufficient. The injection valve can be as a slide valve or
It can be formed as a seat valve.
In the illustrated embodiment, the actuator 14 is a piezoelectric actuator.
An eta is provided. The end face 24 of this actuator is attached to the diaphragm 25
Therefore it is closed. This diaphragm defines a pressure chamber 26. Pressure chamber
Reference numeral 26 is connected to a piston 23 of the slide body 19 via a liquid conduit 27.
Therefore, when the actuator and the length changing unit connected thereto are operated, the fluid
The body is pressed from pressure chamber 23 via line 27. And this liquid is a slide
Slide 19 to its open position. The slide body 19 slides due to the leak line 28.
The amount of liquid in the pressure chamber 26 necessary for the operation is constantly adjusted.
The enlarged view of FIG. 4 shows details of the control valve 13 as a 2 / 2-directional control valve.
. As can be seen, the overflow chamber 18 has a sheet surface at its end position which determines the closed position.
18.1 The closure 19 has a seat surface 19.1 attached thereto.
ing. The inner edge of the seat surface 18.1 is at the same time a guide 2 for the slide body.
9, the piston 23 defining the annular chamber 22 is located inside the seat surface.
Has the same diameter as the edge at Thereby, the closed position shown here is
And the slide body 19, via the high pressure acting on the annular chamber via the supply line 9,
The piston 23 is urged to the closed position, and thereby to the desired position.
To release the pressure, and thus to hold the slide body 19 in the closed position,
Is sufficient to return to the closed position. Piezoelectric actuator
Can make the valve stroke and thus the opening cross-sectional area variable. Thereby
The flow rate and thus the injection speed can be influenced.
FIG. 5 is an enlarged view of a control valve formed as a 3 / 2-directional control valve. Basic structure
Corresponds to the structure described with reference to FIG. 4, so refer to the above description.
Can be. The difference is simply that on the side of the slide body 19 opposite the annular chamber 22, the other annular chamber
30 is provided, and a reflux line 16.1 is open in this annular chamber. This
The pressure chamber 3 is thereby connected via the nozzle line 9.1 and the overflow chamber 18 in the illustrated shut-off position.
It is connected to the reflux line 16.1 and thus to the low-pressure side 17 of the liquid supply device 10. Aku
When the slide body 19 slides to the other end position by the tutor, the return line
Since 16.1 is closed to the overflow chamber 18, the liquid is supplied to the supply line 9 and to the nozzle supply.
It is possible to flow into the pressure chamber 3 only via a direct connection to the line 9.1.
.
During switching, the supply line 9 under high pressure and the reflux line 16 connected to the low pressure side 17
. 1 is directly connected in a flowable manner only for a short time, and again, based on the pressure head,
As the liquid flows out for a short time with the descent, the throttle 31 is connected to the outflow line 16.1.
It is expedient if provided. This allows the “high pressure side and low pressure side”
"Shorts" are avoided.
As can be seen from FIGS. 3, 4, and 5, the control valve 13 can be easily integrated into the injection valve structurally.
A narrow injection valve having a short flow path between the pressure chamber 3 and the valve.
Is done.
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(72)発明者 ラウメン・ヘルマン・ヨーゼフ
ドイツ連邦共和国、Ｄ―52525 ハインス
ベルク、ニューゲン、21
(72)発明者 シュミュッカー・カール・ヨーアヒム
ベルギー国、Ｂ―4731 アイナッテン、ヨ
ーベルクストラート、12────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(72) Inventor Laumen Hermann Josef
Germany, D-52525 Hyns
Berg, Neugen, 21
(72) Inventor Schmucker Karl Joachim
Belgium, B-4731 Ainatten, Yo
-Bergstraat, 12