JP4072172B2 - Fuel injection valve - Google Patents

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    • 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
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • 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
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/167Means for compensating clearance or thermal expansion

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1の上位概念に記載の燃料噴射弁に関する。
【0002】
欧州特許出願公開第0477400号明細書により、燃料噴射弁のための圧電式アクチュエータの変位変換器のための、行程方向に作用する適応型の機械的な誤差補償のための装置が公知である。この場合、アクチュエータの行程は液圧室を介して伝達される。液圧室は、所定の漏れ率を有する所定の漏れ部を有している。アクチュエータの行程は、マスタピストンを介して液圧室に導入され、スレーブピストンを介して駆動すべきエレメントに伝えられる。このエレメントは例えば燃料噴射弁の弁ニードルである。
【0003】
マスタシリンダにはスレーブピストンがガイドされている。スレーブピストンはマスタシリンダも閉じており、これにより液圧室が形成されている。液圧室内にはばねが配置されている。このばねはマスタシリンダとスレーブピストンを互いに離れるように押圧する。アクチュエータがマスタシリンダに行程運動を伝えると、この行程運動は液圧室における液圧流体の圧力によりスレーブピストンに伝えられる。何故ならば、液圧室における液圧流体は圧縮されず、行程の短時間の間には、液圧流体の僅かな部分しかリングギャップから逃げないからである。アクチュエータが圧力をマスタシリンダに加えない休止段階では、スレーブピストンがばねによりシリンダから押し出され、生じる不圧によってリングギャップを介して液圧媒体が液圧室に進入し液圧室を再び充填する。これにより、液圧的なカップラは自動的に長さ伸長に合わせて、かつ圧力に基づく燃料噴射弁の膨張に合わせて調節される。液圧媒体のシールはシールリングによって行われる。
【0004】
先行技術によりさらに、ベローズ状もしくは蛇腹状のシール部材により液圧媒体をシールする燃料噴射弁が公知である。
【0005】
この公知の先行技術の欠点は、戻し力がばねによってのみ負荷されることにある。例えば老朽化によるばねの特性の変化が戻し力に大きく影響するので、カップラの特性にも影響がでる。さらにばねの構成サイズが大きくなる。
【0006】
発明の効果
これに対して、請求項1の特徴を備えた本発明による燃料噴射弁は、カップラが簡単かつ安価に製造可能であり、僅かなコストで形成され、確実に長期使用に耐え、その特性は運転期間に殆ど依存していないという利点を有している。
【0007】
従属請求項の特徴により請求項1の燃料噴射弁の有利な別の構成が得られる。
【0008】
第1の有利な構成では、補償室が横方向孔を介して絞りに接続されている、及び/又は圧縮ばねが螺旋状に形成されている。これによりカップラは特に簡単に形成される。
【0009】
底面によってカップラ容積部を部分的に制限しているスレーブピストンの第1のスレーブ区分をコップ状に形成することにより、又はマスタピストンにおいて第1のスレーブ区分をガイド遊びをもって軸方向にガイドすることにより、又はマスタピストンによって第1のスレーブ区分を部分的にカップ状に取り囲むことにより、又はカップ状の第1のスレーブ区分の底面に絞りを配置することにより、カップラは特にコンパクトかつ単純に安価に構成することができる。
【0010】
別の構成では、絞りは、開口に絞りギャップをもってガイドされている絞り球を有している。これにより絞りを簡単に構成することができ、圧縮ばねは簡単に絞り球を介して、マスタピストンのカップラ容積部を制限する面に支持される。これによりさらに、簡単かつコンパクトな構成形式が得られる。
【0011】
軸方向区分および半径方向区分による孔付きプレート状の構成およびスリーブ状の構成によりコンパクトで簡単なフレキシブル区分の固定が可能である。
【0012】
簡単かつ確実で、特に気密なフレキシブル区分の固定は有利には、半径方向区分に形成された端部が、スレーブピストンに形成された第2の切欠に係合することによって、及び/又は軸方向区分に形成された端部が、マスタピストンに配置された切欠に係合することによって得られる。このことは切欠が窪み状に形成されていることにより、又は端部がクランプ固定されていることにより、又は端部が肉厚にされていることによりさらに改善される。
【0013】
さらに別の構成では、フレキシブル区分の端部が内側に向かって曲げられており、この場合、この端部が窪みを形成する。有利には、この場合、端部が気密に切欠に係合する。有利には補償室の内圧がこれにより使用されて、液圧媒体を介した圧力伝達によりフレキシブル区分の端部が液密に切欠に押し付けられ、ひいては確実に継続的にシールされる。
【0014】
図面
本発明の実施例を図面に簡単に示し、以下に詳しく説明する。
【0015】
図1は、先行技術による燃料噴射弁の概略的な断面図を示しており、
図2は、図1に示した燃料噴射弁と類似の先行技術による燃料噴射弁のカップラの領域を示した概略的な部分断面図を示しており、
図3は、本発明による燃料噴射弁の実施例をカップラの領域で示しており、
図4は、本発明による燃料噴射弁の別の実施例を、カップラのフレキシブル区分の領域で示している。
【0016】
実施例の説明
次に本発明の実施例を説明する。
【0017】
本発明の有利な構成について詳しく説明する前に、より良い理解のために先行技術の燃料噴射弁の主要な構成部分を図1および図2につき簡単に説明する。この場合、同じ構成部分には複数の図面において同じ符号を付してある。
【0018】
図1に示した燃料噴射弁1は、混合気圧縮型の火花点火式内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁1として形成されている。この燃料噴射弁1は、特に内燃機関の燃焼室(図示せず)に燃料を直接噴射するために適している。
【0019】
燃料噴射弁1はケーシング2を有していて、このケーシング2内には、アクチュエータ被覆射出成形部3を備えた圧電式または磁歪式のアクチュエータ4が配置されている。アクチュエータ4には電気的なライン5により電圧が供給される。この電気的なライン5には、ケーシング2から突出する電気的な接続部6を形成することができる。アクチュエータ4は、流入側で液圧的なカップラ7のマスタピストン9に支持されていて、流出側でアクチュエータヘッド8に支持されている。液圧的なカップラ7はさらに1つのスレーブピストン10と、液圧的なカップラ7を所定のプレロードで負荷している圧縮ばね11と、液圧媒体が充填された補償室12とを有している。燃料は流入部14を介して中心に供給される。
【0020】
カップラ7とその機能の詳しい説明は図2につき説明する。
【0021】
アクチュエータヘッド8の流出側には操作体15が配置されていて、この操作体15は弁ニードル16に作用する。弁ニードル16は流出側の端部に弁閉鎖体17を有している。弁閉鎖体17は、ノズル本体19に形成されている弁座面18と協働してシール座部を形成する。戻しばね20は弁ニードル16を負荷し、アクチュエータ4が通電されていない状態では燃料噴射弁1が閉鎖状態にとどまるようにしている。戻しばね20はさらに、噴射段階後には弁ニードル16を戻すために働く。
【0022】
ノズル本体19は溶接シーム21によって内側ケーシング22に位置固定されていて、この内側ケーシング22はアクチュエータ4を燃料に対してシールしている。燃料は供給部14からケーシング2と内側ケーシング22との間を通ってシール座部へと流れる。
【0023】
図2には図1に示したカップラ7と似たように形成されたカップラ7が示されている。
【0024】
燃料噴射弁1に設けられた液圧的なカップラ7は通常、一つにはアクチュエータ4の行程運動を弁ニードル16の行程運動へと変換するために設計されており、また一つには、アクチュエータ4とケーシング2の温度に基づく長さ変化を補償するために形成されている。このような補償は実施例に示したように、2媒体カップラとして形成されたカップラ7によって行われる。このカップラ7は、燃料に接触しない液圧媒体を有している。この場合、この液圧媒体は補償室12並びに、マスタピストン9とスレーブピストン10との間に形成されたカップラ容積部23を充填している。このカップラ容積部23は補償室12に絞り24を介して接続されている。
【0025】
補償室12は、スレーブピストン10の内側および外側に配置されている。この場合、両部分は横方向孔31によって互いに接続されていて、補償室12の外側に位置する部分は、ベローズシール部材として形成されたフレキシブルな区分13によって、燃料噴射弁1を貫流する燃料に対してシールされている。
【0026】
温度変化の際にはカップラ容積部23の間の液圧媒体は絞り24を介して補償室12のものと交換される。必要な充填圧はこの場合、蓄圧室32においてスレーブピストン10に配置された圧縮ばね11を介して付与される。この蓄圧室32は、第1の閉鎖体25と第2の閉鎖体26との間に配置されている。この場合、第1の閉鎖体25は、カップラ室12をシールするためのシールリング28が配置された溝27を有している。
【0027】
例えば製造時にカップラ7に液圧媒体を充填するのは通路29を介して行われる。この通路は例えばプレス嵌めされた閉鎖球体30によって閉鎖することができる。
【0028】
図3には、本発明により構成された燃料噴射弁1のためのカップラ7の実施例が示されている。スレーブピストン10は、コップ状の第1のスレーブ区分34で、片側で閉じられた中空円筒状のマスタピストン9に係合している。スレーブピストン10もしくは第1のスレーブ区分34はマスタピストン9内で軸方向運動可能にガイドギャップ38にガイドされている。ガイドギャップ38は比較的小さく、この場合、ガイドギャップ38を流れる液圧媒体の量は極めて小さい。別の実施例ではこのガイドギャップ38が絞り機能を有している。
【0029】
この実施例ではスレーブピストン10は、第1のスレーブ区分34と第2のスレーブ区分35と接続区分33とから成っている。第1のスレーブ区分34は閉じられた端部で、マスタピストン9の底面と共にカップラ容積部23を形成している。第1のスレーブ区分34の閉じられた端部にはセンタリングされて絞り24が配置されている。絞り24はセンタリングされてコップ状の第1のスレーブ区分24の底面にはいちされた開口36と、その開口に絞りギャップ37によってガイドされた絞り球39とから成っている。
【0030】
カップラ容積部23とは反対側の第1のスレーブ区分34の開かれた端部は接続区分33によって閉じられている。接続区分33はこの場合、部分的に第1のスレーブ区分34に係合していて、例えばプレス嵌めまたは溶接によって第1のスレーブ区分34に相対運動不能に接合されている。第1のスレーブ区分34に係合している接続区分33の端部と絞り球体39との間に、第1のスレーブ区分34に配置されたばね室45においてプレロードがかけられた圧縮ばね11が配置されている。
【0031】
圧縮ばね11はコイル状であって、ばね受け40を介在して絞り球体39を押圧している。この場合、絞り球体39は、カップラ容積23におけるマスタピストン9の底面に支持されている。第1のスレーブ区分34及びマスタピストン9の、カップラ容積部23とは反対側の上方の端部は、ほぼ同じ高さに位置している。この場合、接続区分33はフランジ44で、第1のスレーブ区分34の上方の端部に載置されていて、部分的に第1のスレーブ区分34から突出している。フランジ44は第1のスレーブ区分34の直径とほぼ同じ直径を有している。
【0032】
補償室12は、フレキシブルな区分13と、接続区分33と、フランジ44と、マスタピストン9と、第1のスレーブ区分34とによって制限されており、補償室12は、横方向孔31と、ばね室45とを介して絞り24に接続されている。フレキシブルな区分13は弾性的で、例えばエラストマまたは鋼から成っている。
【0033】
この実施例では、フレキシブルな区分13は、スレーブピストン10の運動方向に向かって軸方向で延びている軸方向区分46と、スレーブピストン10の運動方向に対して半径方向に延びている半径方向区分47とに分割されている。このようにプレート状かつスリーブ状に形成されたフレキシブルな区分13の端部が肉厚にされている。フレキシブルな区分13は、半径方向区分47に形成された端部で、フランジ44の、カップラ容積部23とは反対の側に形成された第2の切欠43内に位置していて、軸方向区分46に形成された端部で、マスタピストン9の上方の端部の領域の外面に配置されている第1の切欠42内に位置している。切欠42,43は窪み状である。
【0034】
半径方向区分47に形成された肉厚の端部は、接続区分33上に載置され、この接続区分33に部分的に係合している第2のスレーブ区分35によって第2の切欠43に気密に押し込まれここで固定されている。フレキシブルな区分13の軸方向区分46に形成された端部は、マスタピストン9を部分的に取り囲むスリーブ41によって第1の切欠42に気密に押し込まれここで固定される。
【0035】
このスリーブ41は軸方向区分46と、半径方向区分47への移行部とをぴったりと取り囲んでおり、従ってスリーブ41は拡張制限部材として働く。スリーブは軸方向区分46の後方で減径して、上方に向かって延長されていて、この場合、第2のスレーブ区分35を少なくとも部分的に半径方向で僅かな遊びをもってぴったりと取り囲んでいる。
【0036】
例えば温度に基づくアクチュエータ4の伸張の際に生じる、カップラ7に長時間にわたって軸方向で加えられる力により、液圧媒体がカップラ容積部23から絞り24を通り、ばね室45と横方向孔31とを介して補償室12へと流出することにより、カップラ容積部23は縮小される。補償室12は弾性的でダイアフラム状にフレキシブルな区分13によって部分的に制限されている。フレキシブルな区分13と圧縮ばね11のプレロードにより、カップラ容積部23を拡大させる圧力が液圧媒体に加えられる。この場合、圧縮ばね11は、液圧媒体を介して作用することなしに、堅固な構成部分のみを介してマスタピストン9とスレーブピストン10とを互いに離すように押圧する。
【0037】
圧縮ばね11はばね室45の外側に配置されていても良い。
【0038】
カップラ7の動力学的な剛性は特に絞りギャップ37のサイズと形状および場合によってはガイドギャップ38のサイズと形状によって決まる。
【0039】
図4には、図3と類似の実施例として本発明による燃料噴射弁1の別の実施例が、カップラ7のフレキシブルな区分13の領域で示されている。図3の実施例との相違点は、フレキシブルな区分13の両端部が内側に向かって曲げられている点にある。これにより、フレキシブルな区分13の端部の、補償室12に面した側に窪み48が形成される。端部の外面は気密に切欠42,43に当接する。窪み48の形状はこの場合、例えば半円形、三角形、楕円または多角形として形成することができる。
【0040】
本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、燃料噴射弁1の任意の構成、特に自己発火式内燃機関のための燃料噴射弁1及び/又は内側開放式の燃料噴射弁に適している。総じて記載した特徴は互いに任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】先行技術による燃料噴射弁の概略的な断面図である。
【図2】図1に示した燃料噴射弁と類似の先行技術による燃料噴射弁のカップラの領域を示した概略的な部分断面図である。
【図3】本発明による燃料噴射弁の実施例をカップラの領域で示した図である。
【図4】本発明による燃料噴射弁の別の実施例を、カップラのフレキシブル区分の領域で示した図である。
【Technical field】
[0001]
The present invention relates to a fuel injection valve according to the superordinate concept of claim 1.
[0002]
EP-A-0477400 discloses an apparatus for adaptive mechanical error compensation acting in the stroke direction for a displacement actuator of a piezoelectric actuator for a fuel injection valve. In this case, the stroke of the actuator is transmitted through the hydraulic chamber. The hydraulic chamber has a predetermined leak portion having a predetermined leak rate. The stroke of the actuator is introduced into the hydraulic chamber via the master piston and transmitted to the element to be driven via the slave piston. This element is, for example, a valve needle of a fuel injection valve.
[0003]
A slave piston is guided in the master cylinder. The slave piston also closes the master cylinder, thereby forming a hydraulic chamber. A spring is disposed in the hydraulic chamber. This spring presses the master cylinder and the slave piston away from each other. When the actuator transmits a stroke motion to the master cylinder, the stroke motion is transmitted to the slave piston by the pressure of the hydraulic fluid in the hydraulic chamber. This is because the hydraulic fluid in the hydraulic chamber is not compressed and only a small portion of the hydraulic fluid escapes from the ring gap during a short stroke. In the idle phase when the actuator does not apply pressure to the master cylinder, the slave piston is pushed out of the cylinder by the spring, and the hydraulic medium enters the hydraulic chamber through the ring gap due to the resulting non-pressure and refills the hydraulic chamber. As a result, the hydraulic coupler is automatically adjusted to the length extension and to the expansion of the fuel injection valve based on the pressure. The hydraulic medium is sealed by a seal ring.
[0004]
A fuel injection valve for sealing a hydraulic medium with a bellows-like or bellows-like sealing member is also known from the prior art.
[0005]
The disadvantage of this known prior art is that the return force is only loaded by the spring. For example, a change in spring characteristics due to aging greatly affects the return force, so the coupler characteristics are also affected. Furthermore, the constituent size of the spring is increased.
[0006]
On the other hand, in the fuel injection valve according to the present invention having the features of claim 1, the coupler can be manufactured easily and inexpensively, is formed at a small cost, and reliably withstands long-term use. The characteristic has the advantage that it is almost independent of the operating period.
[0007]
The features of the dependent claims result in an advantageous further configuration of the fuel injection valve of claim 1.
[0008]
In a first advantageous configuration, the compensation chamber is connected to the throttle via a transverse hole and / or the compression spring is spirally formed. This makes the coupler particularly easy to form.
[0009]
By forming the first slave section of the slave piston partially limiting the coupler volume by the bottom surface in the shape of a cup, or by guiding the first slave section in the master piston in the axial direction with guide play The coupler is particularly compact and simply inexpensive, by partially enclosing the first slave section in a cup shape with a master piston, or by placing a throttle on the bottom surface of the cup-shaped first slave section can do.
[0010]
In another configuration, the stop has a stop sphere guided with a stop gap in the aperture. This makes it possible to easily configure the throttle, and the compression spring is supported by a surface that limits the coupler volume of the master piston via the throttle ball. This further provides a simple and compact configuration format.
[0011]
A compact and simple flexible section can be fixed by means of a plate-like structure with holes and a sleeve-like structure with axial and radial sections.
[0012]
The fixing of the simple, reliable and particularly airtight flexible section is advantageously done by engaging the end formed in the radial section with a second notch formed in the slave piston and / or axially The end formed in the section is obtained by engaging a notch arranged in the master piston. This is further improved by the notch being formed in a recess, by clamping the end, or by making the end thick.
[0013]
In yet another configuration, the end of the flexible section is bent inward, in which case this end forms a recess. Advantageously, in this case, the end engages the notch in a gas-tight manner. Advantageously, the internal pressure of the compensation chamber is thereby used so that the end of the flexible section is pressed against the notch in a fluid-tight manner by pressure transmission via the hydraulic medium, and thus reliably and continuously sealed.
[0014]
Drawings Embodiments of the invention are shown in the drawings briefly and are described in detail below.
[0015]
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a fuel injection valve according to the prior art,
FIG. 2 shows a schematic partial cross-section showing the region of a coupler of a fuel injection valve according to the prior art similar to the fuel injection valve shown in FIG.
FIG. 3 shows an embodiment of a fuel injection valve according to the invention in the area of the coupler,
FIG. 4 shows another embodiment of the fuel injector according to the invention in the area of the flexible section of the coupler.
[0016]
Description of Examples Next, examples of the present invention will be described.
[0017]
Before describing the advantageous configuration of the present invention in detail, the main components of the prior art fuel injector are briefly described with reference to FIGS. 1 and 2 for a better understanding. In this case, the same components are denoted by the same reference numerals in a plurality of drawings.
[0018]
The fuel injection valve 1 shown in FIG. 1 is formed as a fuel injection valve 1 for a fuel injection device of a mixture compression type spark ignition internal combustion engine. The fuel injection valve 1 is particularly suitable for directly injecting fuel into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
[0019]
The fuel injection valve 1 has a casing 2, and a piezoelectric or magnetostrictive actuator 4 having an actuator-coated injection molding portion 3 is disposed in the casing 2. A voltage is supplied to the actuator 4 through an electrical line 5. In the electrical line 5, an electrical connection portion 6 protruding from the casing 2 can be formed. The actuator 4 is supported on the master piston 9 of the hydraulic coupler 7 on the inflow side, and is supported on the actuator head 8 on the outflow side. The hydraulic coupler 7 further includes one slave piston 10, a compression spring 11 that loads the hydraulic coupler 7 with a predetermined preload, and a compensation chamber 12 filled with a hydraulic medium. Yes. The fuel is supplied to the center via the inflow portion 14.
[0020]
A detailed description of the coupler 7 and its function will be described with reference to FIG.
[0021]
An operating body 15 is disposed on the outflow side of the actuator head 8, and this operating body 15 acts on the valve needle 16. The valve needle 16 has a valve closing body 17 at the end on the outflow side. The valve closing body 17 forms a seal seat portion in cooperation with the valve seat surface 18 formed in the nozzle body 19. The return spring 20 loads the valve needle 16 so that the fuel injection valve 1 remains closed when the actuator 4 is not energized. The return spring 20 further serves to return the valve needle 16 after the injection phase.
[0022]
The nozzle body 19 is fixed to the inner casing 22 by a welding seam 21, and the inner casing 22 seals the actuator 4 against fuel. The fuel flows from the supply section 14 between the casing 2 and the inner casing 22 to the seal seat.
[0023]
FIG. 2 shows a coupler 7 formed similar to the coupler 7 shown in FIG.
[0024]
The hydraulic coupler 7 provided on the fuel injection valve 1 is usually designed in part to convert the stroke movement of the actuator 4 into the stroke movement of the valve needle 16, and in part, It is formed in order to compensate for the length change based on the temperature of the actuator 4 and the casing 2. Such compensation is performed by a coupler 7 formed as a two-media coupler as shown in the embodiment. The coupler 7 has a hydraulic medium that does not contact the fuel. In this case, the hydraulic medium fills the compensation chamber 12 and the coupler volume 23 formed between the master piston 9 and the slave piston 10. The coupler volume 23 is connected to the compensation chamber 12 via a diaphragm 24.
[0025]
The compensation chamber 12 is disposed inside and outside the slave piston 10. In this case, both parts are connected to each other by a lateral hole 31, and the part located outside the compensation chamber 12 is made into the fuel flowing through the fuel injection valve 1 by the flexible section 13 formed as a bellows seal member. Sealed against.
[0026]
When the temperature changes, the hydraulic medium between the coupler volume parts 23 is exchanged with that of the compensation chamber 12 via the restriction 24. In this case, the necessary filling pressure is applied via the compression spring 11 arranged in the slave piston 10 in the pressure accumulating chamber 32. The pressure accumulating chamber 32 is disposed between the first closing body 25 and the second closing body 26. In this case, the first closing body 25 has a groove 27 in which a seal ring 28 for sealing the coupler chamber 12 is disposed.
[0027]
For example, the hydraulic medium is filled into the coupler 7 at the time of manufacture via the passage 29. This passage can be closed by a closed sphere 30 fitted with a press, for example.
[0028]
FIG. 3 shows an embodiment of a coupler 7 for a fuel injection valve 1 constructed according to the invention. The slave piston 10 is a cup-shaped first slave section 34 and engages a hollow cylindrical master piston 9 closed on one side. The slave piston 10 or the first slave section 34 is guided by a guide gap 38 so as to be axially movable within the master piston 9. The guide gap 38 is relatively small, and in this case, the amount of hydraulic medium flowing through the guide gap 38 is very small. In another embodiment, the guide gap 38 has a throttling function.
[0029]
In this embodiment, the slave piston 10 comprises a first slave section 34, a second slave section 35 and a connection section 33. The first slave section 34 is a closed end and forms a coupler volume 23 with the bottom surface of the master piston 9. Centered on the closed end of the first slave section 34 is a stop 24. The diaphragm 24 comprises an opening 36 centered on the bottom surface of the cup-shaped first slave section 24 and a diaphragm sphere 39 guided by a diaphragm gap 37 in the opening.
[0030]
The open end of the first slave section 34 opposite the coupler volume 23 is closed by a connection section 33. The connecting section 33 is in this case partly engaged with the first slave section 34 and is joined to the first slave section 34 in a relatively immovable manner, for example by press fitting or welding. A compression spring 11 preloaded in a spring chamber 45 arranged in the first slave section 34 is arranged between the end of the connection section 33 engaged with the first slave section 34 and the throttle sphere 39. Has been.
[0031]
The compression spring 11 has a coil shape, and presses the throttle sphere 39 through a spring receiver 40. In this case, the throttle sphere 39 is supported on the bottom surface of the master piston 9 in the coupler volume 23. The upper ends of the first slave section 34 and the master piston 9 on the side opposite to the coupler volume 23 are located at substantially the same height. In this case, the connection section 33 is a flange 44, which rests on the upper end of the first slave section 34 and partially projects from the first slave section 34. The flange 44 has approximately the same diameter as that of the first slave section 34.
[0032]
Compensation chamber 12 is limited by flexible section 13, connection section 33, flange 44, master piston 9, and first slave section 34, and compensation chamber 12 includes lateral hole 31, spring It is connected to the diaphragm 24 through the chamber 45. The flexible section 13 is elastic, for example made of elastomer or steel.
[0033]
In this embodiment, the flexible section 13 includes an axial section 46 extending axially toward the direction of movement of the slave piston 10 and a radial section extending radially relative to the direction of movement of the slave piston 10. It is divided into 47. Thus, the edge part of the flexible division 13 formed in plate shape and sleeve shape is made thick. The flexible section 13 is located at the end formed in the radial section 47 and in the second notch 43 formed on the opposite side of the flange 44 from the coupler volume 23 and is in the axial section. The end formed at 46 is located in a first notch 42 disposed on the outer surface of the upper end region of the master piston 9. The notches 42 and 43 are hollow.
[0034]
The thick end formed in the radial section 47 is placed on the connection section 33 and is brought into the second notch 43 by the second slave section 35 partially engaged with this connection section 33. It is pushed in airtight and fixed here. The end formed in the axial section 46 of the flexible section 13 is hermetically pushed into the first notch 42 by the sleeve 41 partially surrounding the master piston 9 and is fixed here.
[0035]
This sleeve 41 closely surrounds the axial section 46 and the transition to the radial section 47, so that the sleeve 41 acts as an expansion limiting member. The sleeve is reduced in diameter behind the axial section 46 and extended upwards, in which case it closely surrounds the second slave section 35 at least partly with little play in the radial direction.
[0036]
For example, due to the force applied to the coupler 7 in the axial direction over a long period of time, which occurs when the actuator 4 is extended based on temperature, the hydraulic medium passes through the throttle 24 from the coupler volume 23, and the spring chamber 45 and the lateral hole 31. As a result, the coupler volume portion 23 is reduced. The compensation chamber 12 is partially limited by an elastic, diaphragm-like flexible section 13. Due to the preloading of the flexible section 13 and the compression spring 11, a pressure that expands the coupler volume 23 is applied to the hydraulic medium. In this case, the compression spring 11 presses the master piston 9 and the slave piston 10 away from each other only through a rigid component without acting via the hydraulic medium.
[0037]
The compression spring 11 may be disposed outside the spring chamber 45.
[0038]
The dynamic stiffness of the coupler 7 is determined in particular by the size and shape of the throttle gap 37 and possibly the size and shape of the guide gap 38.
[0039]
FIG. 4 shows another embodiment of the fuel injector 1 according to the invention as an embodiment similar to FIG. 3 in the region of the flexible section 13 of the coupler 7. The difference from the embodiment of FIG. 3 is that both ends of the flexible section 13 are bent inward. Thereby, a recess 48 is formed on the end of the flexible section 13 on the side facing the compensation chamber 12. The outer surface of the end portion abuts against the notches 42 and 43 in an airtight manner. The shape of the recess 48 can in this case be formed, for example, as a semicircle, a triangle, an ellipse or a polygon.
[0040]
The present invention is not limited to the illustrated embodiment, and is suitable for any configuration of the fuel injection valve 1, particularly for the fuel injection valve 1 for a self-igniting internal combustion engine and / or for an inner opening type fuel injection valve. Yes. The features described generally can be arbitrarily combined with each other.
[Brief description of the drawings]
[0041]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a fuel injection valve according to the prior art.
2 is a schematic partial cross-sectional view showing a region of a coupler of a fuel injection valve according to the prior art similar to the fuel injection valve shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a view showing an embodiment of a fuel injection valve according to the present invention in the region of a coupler.
FIG. 4 is a view showing another embodiment of the fuel injection valve according to the present invention in the area of the flexible section of the coupler.

Claims (22)

燃料噴射弁であって、圧電式または磁歪式のアクチュエータ(4)が設けられており、該アクチュエータは、弁座面(18)と協働してシール座部を形成する弁閉鎖体(17)を操作し、液圧的なカップラ(7)が設けられており、該カップラ(7)が、マスタピストン(9)と、スレーブピストン(10)と、これらの間に形成されているカップラ容積部(23)とを有しており、カップラ容積部(23)は絞り(24)を介して補償室(12)に接続されていて、弾性的でフレキシブルな区分(13)が補償室(12)を少なくとも部分的に制限しており、カップラ容積部(23)と、絞り(24)と補償室(12)とが液圧媒体によって充填されている形式のものにおいて、
フレキシブルな区分(13)がプレロードによって圧力を液圧媒体に加えており、スレーブピストン(10)及び/又はマスタピストン(9)に直接的に及び/又は堅固な構成部分(40,39)を介して支持される圧縮ばね(11)の力のプレロードが、この力がカップラ容積部(23)を拡大する方向に向けられていて、絞り(24)が絞り球(39)を有しており、該絞り球が絞りギャップ(37)を持って開口部(36)においてガイドされていることを特徴とする燃料噴射弁。
A fuel injection valve is provided piezoelectric or magnetostrictive actuator (4) is, the actuator is a valve closing body which forms a sealing seat cooperates with a valve seat surface (18) (17 ), And a hydraulic coupler (7) is provided. The coupler (7) includes a master piston (9), a slave piston (10), and a coupler volume formed therebetween. And the coupler volume (23) is connected to the compensation chamber (12) via the restriction (24), and the elastic and flexible section (13) is the compensation chamber (12). ) At least partly, in which the coupler volume (23), the throttle (24) and the compensation chamber (12) are filled with a hydraulic medium,
A flexible section (13) applies pressure to the hydraulic medium by preloading, directly to the slave piston (10) and / or the master piston (9) and / or via a rigid component (40, 39). The preload of the force of the compression spring (11) supported in this way is directed in a direction in which this force expands the coupler volume (23), and the throttle (24) has a throttle ball (39), a fuel injection valve characterized that you have been guided in the narrowed sphere with throttle gap (37) opening (36).
補償室(12)が横方向孔(31)を介して絞り(24)に接続されている、請求項1記載の燃料噴射弁。  2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the compensation chamber (12) is connected to the throttle (24) via a transverse hole (31). 圧縮ばね(11)が螺旋状である、請求項1または2記載の燃料噴射弁。  The fuel injection valve according to claim 1 or 2, wherein the compression spring (11) is helical. 圧縮ばね(11)がばね室(45)におけるスレーブピストン(10)に配置されている、請求項1から3までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。  4. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the compression spring (11) is arranged on the slave piston (10) in the spring chamber (45). スレーブピストン(10)が、カップ状の第1のスレーブ区分(34)を有しており、該スレーブ区分(34)の底面がカップラ容積部(23)を部分的に制限している、請求項1から4までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。  The slave piston (10) has a cup-shaped first slave section (34), the bottom surface of the slave section (34) partially limiting the coupler volume (23). The fuel injection valve according to any one of 1 to 4. 第1のスレーブ区分(34)が軸方向で、ガイド遊び(38)をもってマスタピストン(9)においてガイドされている、請求項5記載の燃料噴射弁。  6. The fuel injection valve according to claim 5, wherein the first slave section (34) is guided in the master piston (9) in the axial direction with guide play (38). マスタピストン(9)が第1のスレーブ区分(34)を部分的にカップ状に取り囲んでいる、請求項5または6記載の燃料噴射弁。  7. The fuel injection valve according to claim 5, wherein the master piston (9) partially surrounds the first slave section (34). 絞り(24)が、カップ状の第1のスレーブ区分(34)の底面に配置されている、請求項5から7までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。  8. The fuel injection valve according to claim 5, wherein the throttle (24) is arranged on the bottom surface of the cup-shaped first slave section (34). 圧縮ばね(11)が絞り球(39)を介して支持されている、請求項1から8までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。A compression spring (11) is supported via a throttle ball (39), a fuel injection valve of any one of claims 1 to 8. 圧縮ばね(11)がばねプレート(40)を介して絞り球(39)に支持されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 9 , wherein the compression spring (11) is supported by the throttle ball (39) via a spring plate (40). 絞り球(39)が、マスタピストン(9)の、カップラ容積部(23)を制限する面に支持されている、請求項から10までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。Stop ball (39) is a master piston (9) is supported on a surface to restrict coupler volume (23), a fuel injection valve of any one of claims 1 to 10. 補償室(12)が、フレキシブルな区分(13)とスレーブピストン(10)とマスタピストン(9)とによって制限されている、請求項1から11までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。Compensation chamber (12), a flexible section (13) and the slave piston (10) and is limited by the master piston (9), the fuel injection valve of any one of claims 1 to 11. フレキシブルな区分(13)が、スレーブピストン(10)の運動方向に対して軸方向で延びる軸方向区分(46)と、スレーブピストン(10)の運動方向に対して半径方向で延びる半径方向区分(47)とを有している、請求項1から12までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。Flexible section (13), axial segment extending in the axial direction with respect to the direction of movement of the slave piston (10) and (46), radial portion extending radially with respect to the direction of movement of the slave piston (10) ( 47) and a fuel injection valve of any one of claims 1 to 12. フレキシブルな区分(13)が孔付きプレート状でかつスリーブ状である、請求項13記載の燃料噴射弁。14. The fuel injection valve according to claim 13 , wherein the flexible section (13) is in the form of a plate with a hole and in the form of a sleeve. 半径方向区分(47)に形成された端部が、スレーブピストン(10)に形成された第2の切欠(43)に係合し、及び/又は軸方向区分(46)に形成された端部が、マスタピストン(9)に配置された第1の切欠(42)に係合する、請求項13または14記載の燃料噴射弁。An end formed in the radial section (47) engages a second notch (43) formed in the slave piston (10) and / or an end formed in the axial section (46) The fuel injection valve according to claim 13 or 14 , wherein the fuel injection valve engages a first notch (42) arranged in the master piston (9). 少なくとも1つの前記切欠(42,43)が窪み状である、請求項15記載の燃料噴射弁。The fuel injection valve according to claim 15 , wherein at least one of the notches (42, 43) is recessed. 第2の切欠(43)が、スレーブピストン(10)の接続区分(33)と、スレーブピストン(10)の第2のスレーブ区分(35)との間に配置されていて、前記接続区分(33)は、第1のスレーブ区分(34)の、カップラ容積部(23)とは反対側の端部に配置されていて、第2のスレーブ区分(35)は前記接続区分(33)上に載置されている、請求項15または16記載の燃料噴射弁。A second notch (43) is disposed between the connection section (33) of the slave piston (10) and the second slave section (35) of the slave piston (10), and the connection section (33 ) Is disposed at the end of the first slave section (34) opposite the coupler volume (23), and the second slave section (35) is mounted on the connection section (33). that is location, claim 15 or 16 fuel injection valve according. 半径方向区分(47)の端部がクランプされている、または気密にクランプされている、請求項15記載の燃料噴射弁。 16. The fuel injection valve according to claim 15 , wherein the end of the radial section (47) is clamped or airtightly clamped. 軸方向区分(46)の端部が、マスタピストン(9)の外面と、マスタピストン(9)を少なくとも部分的に取り囲むスリーブ(41)との間にクランプされており、特に気密にクランプされている、請求項15から18までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。The end of the axial section (46) is clamped between the outer surface of the master piston (9) and the sleeve (41) which at least partly surrounds the master piston (9), in particular airtightly clamped The fuel injection valve according to any one of claims 15 to 18 . フレキシブルな区分(13)の端部が肉厚にされている、請求項1から19までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 19 , wherein the end of the flexible section (13) is thickened. フレキシブルな区分(13)の端部のうち少なくとも1つが内側に向かって曲げられており、これにより窪み(48)を形成している、請求項16から20までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。At least one of the ends of the flexible section (13), but is bent inwardly, thereby recess (48) forms a fuel injection according to any one of claims 16 to 20 valve. フレキシブルな区分(13)の少なくとも一方の曲げられた端部がその外面で気密に切欠(42,43)内に位置している、請求項21記載の燃料噴射弁。 22. The fuel injection valve according to claim 21 , wherein at least one bent end of the flexible section (13) is located in the notch (42, 43) hermetically on its outer surface.
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