WO1996024764A1 - Fluid proportioning and atomizing device - Google Patents

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WO1996024764A1
WO1996024764A1 PCT/DE1996/000154 DE9600154W WO9624764A1 WO 1996024764 A1 WO1996024764 A1 WO 1996024764A1 DE 9600154 W DE9600154 W DE 9600154W WO 9624764 A1 WO9624764 A1 WO 9624764A1
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heating element
chamber
heating
heat
fluid
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PCT/DE1996/000154
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Andreas Kappel
Randolf Mock
Hans Meixner
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Siemens Aktiengesellschaft
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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
    • F02M53/00Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • F02M53/04Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means
    • F02M53/06Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means with fuel-heating means, e.g. for vaporising

Definitions

  • a is the thermal conductivity and is derived from

Abstract

The invention concerns a fluid proportioning and atomizing device which should be easy to manufacture and have a long useful life. High demands are also placed on the proportioning accuracy and quality of atomization. The device of the invention comprises a fluid-filled chamber (K) in which a heating element (H) for evaporating the fluid is disposed. If the vapour pressure in the chamber (K) rises above a specific threshold value, a spray valve (AV) opens the chamber (K) and the fluid is injected through a spray nozzle (ED).

Description

Beschreibungdescription
Vorrichtung zum Zumessen und Zerstäuben von FluidFluid metering and atomizing device
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zumessen und Zer¬ stäuben von Fluid. Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der Einspritzventiltechnik bekannt.The invention relates to a device for metering and atomizing fluid. A device of this type is known from injection valve technology.
Strengere Abgaswerte stellen zunehmend höhere Anforderungen an die Genauigkeit der KraftStoffdosierung und Gemischbil¬ dung. Moderne Motormanagementkonzepte können zu einer höheren Umweltverträglichkeit der Kraftfahrzeuge beitragen. Eine zentrale Rolle spielen hierbei die Kraftstoffeinspritzven¬ tile, da von ihrer Leistungscharakteristik die Verbesserung des Verbrennungsmotors entscheidend mitbestimmt wird.Stricter exhaust gas values place increasingly higher demands on the accuracy of fuel metering and mixture formation. Modern engine management concepts can contribute to a higher environmental compatibility of the motor vehicles. The fuel injection valves play a central role here, since the improvement in the combustion engine is decisively determined by their performance characteristics.
Da die pro Arbeitsspiel eingespritzte Kraftstoffmenge über die Öffnungsdauer des Kraftstoff-Einspritzventils gesteuert wird, ist zur genauen und reproduzierbaren Abspritzung auch kleiner Treibstoffmengen ein Einspritzventil erforderlich, bei dem der Öffnungs- oder Schließvorgang im Vergleich zur Öffnungsdauer sehr wenig Zeit in Anspruch nimmt. Dies ist insbesondere im Teillast- und Leerlaufbetrieb des Motors von großer Bedeutung. Hier müssen wegen der geringen Belastung des Motors relativ kleine Kraftstoffmengen pro Arbeitsspiel sehr genau dosiert werden.Since the amount of fuel injected per work cycle is controlled via the opening time of the fuel injection valve, an injection valve is required for accurate and reproducible spraying of even small amounts of fuel, in which the opening or closing process takes very little time compared to the opening time. This is of great importance, especially in the part-load and idle mode of the engine. Because of the low load on the engine, relatively small amounts of fuel have to be dosed very precisely per work cycle.
Aus dem Stand der Technik US 5 165 373 ist ein elektrother- misch arbeitendes Kraftstoffeinspritzsystem zur Kraftstoffzu- messung bekannt. Gepulste thermische Energie erzeugt eine Vo¬ lumenänderung des Kraftstoffs. Diese Volumenänderung wird ausgenutzt, um den Kraftstoff über ein Kraftstoffventil abzu¬ geben. Ein Computer und Sensoren sind vorgesehen, um die Pulsbreite, Höhe und die Zahl der Pulse unter Berücksichti- gung der Motoreigenschaften zu bestimmen. O 96/24764An electrothermal fuel injection system for measuring fuel is known from the prior art US Pat. No. 5,165,373. Pulsed thermal energy produces a change in the volume of the fuel. This change in volume is used to deliver the fuel via a fuel valve. A computer and sensors are provided to determine the pulse width, height and the number of pulses taking into account the motor properties. O 96/24764
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Zumes¬ sen und Zerstäuben von Fluid anzugeben, die wenige bewegte Teile aufweist und deren Herstellung niedrige Anforderungen an die Maßhaltigkeit der einzelnen Teile stellt.The object of the invention is to provide a device for metering and atomizing fluid, which has few moving parts and whose manufacture places low demands on the dimensional accuracy of the individual parts.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Patentan¬ spruch 1 gelöst.The object is achieved by a device according to patent claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous configurations result from the dependent claims.
So ist ein Heizelement gemäß Anspruch 2 wegen der großen Wir¬ koberfläche und der niedrigen thermischen Zeitkonstante be¬ sonders geeignet.A heating element according to claim 2 is particularly suitable because of the large active surface and the low thermal time constant.
Um Wärmeverluste während des Heizvorgangs möglichst gering zu halten und um das Heizelement zu schützen, hat sich ein Auf¬ bau gemäß Anspruch 3 und Anspruch 4 als vorteilhaft erwiesen.In order to keep heat losses during the heating process as low as possible and to protect the heating element, a structure according to claims 3 and 4 has proven to be advantageous.
Weiterhin hat das gemäß den Ansprüchen 2, 3 und 4 beschrie¬ bene Heizelement den Vorteil, daß der Druck in der Kammer nach Überschreiten eines Schwellwertes der AnsteuerSpannung weitgehend konstant und unabhängig von der Betriebsspannung ist.Furthermore, the heating element described according to claims 2, 3 and 4 has the advantage that the pressure in the chamber is largely constant after a threshold value of the control voltage is exceeded and is independent of the operating voltage.
Um die abzuspritzende Flüssigkeitsmenge noch exakter dosieren zu können, kann das Heizelement, wie in Anspruch 5 angegeben, gestaltet sein.In order to be able to meter the amount of liquid to be sprayed even more precisely, the heating element can be designed as specified in claim 5.
Mit einem gemäß Anspruch 11 dimensionierten Heizelement läßt sich die thermische Zeitkonstante und damit die Schnelligkeit der Vorrichtung weiter verbessern.With a heating element dimensioned according to claim 11, the thermal time constant and thus the speed of the device can be further improved.
Mit einem zusätzlichen Heizelement gemäß Anspruch 12 läßt sich die Dosiergenauigkeit weiter verbessern. Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Figuren näher erläutert.With an additional heating element according to claim 12, the metering accuracy can be further improved. The invention is explained in more detail below with reference to several figures.
Figur 1 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.Figure 1 shows a possible embodiment of the device according to the invention.
Figur 2 zeigt die selbe Vorrichtung wie in Figur 1, jedoch während der Befüllphase.Figure 2 shows the same device as in Figure 1, but during the filling phase.
Figur 3 zeigt die selbe Vorrichtung wie in Figur l, jedoch während der Abspritzphase.Figure 3 shows the same device as in Figure 1, but during the spraying phase.
Figur 4 zeigt den Druckverlauf in der Kammer der Vorrichtung gemäß Figur 1 - 3.FIG. 4 shows the pressure curve in the chamber of the device according to FIGS. 1-3.
Figur 5 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.Figure 5 shows a further possible embodiment of the device according to the invention.
Figur 6 zeigt die selbe Vorrichtung wie in Figur 5, jedoch während der Abspritzphase.Figure 6 shows the same device as in Figure 5, but during the spraying phase.
Figur 7 zeigt den Schichtaufbau eines Heizelements.Figure 7 shows the layer structure of a heating element.
Figur 8 zeigt eine besondere Ausgestaltung des Heizelements.Figure 8 shows a special embodiment of the heating element.
Figur 9 zeigt das zu dem in Figur 5 gezeigten Heizelement korrespondierende elektrische Ersatzschaltbild.FIG. 9 shows the electrical equivalent circuit diagram corresponding to the heating element shown in FIG. 5.
Figur 10 zeigt zwei Druckdiagramme.Figure 10 shows two pressure diagrams.
Figur 11 zeigt eine Druck-Ansteuerspannungs-Kennlinie eines Heizelemementes.Figure 11 shows a pressure control voltage characteristic of a heating element.
Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung zum Zumessen und Zerstäu¬ ben von Fluid weist eine Kammer K auf, die mit einem Zulauf Z und einem Ablauf A versehen ist. In der Kammer K ist ein Rückstromventil RV angeordnet, das den Zulauf Z verschließt oder öffnet. Im Ablauf A ist ein Abspritzventil AV vorgese¬ hen. Im Ruhezustand (Figur 1) verriegelt das Rückstromventil RV den Zulauf Z und das Abspritzventil AV den Abfluß A. Im folgenden wird der Begriff verschließbarer Zulauf für das Rückstromventil RV in Verbindung mit dem Zulauf Z verwendet. Beide Ventile RV und AV werden im Ruhezustand über Federn Fl, F2 gegen die Ventilsitze VS gepreßt. Beide Federn Fl, F2 stützen sich an einem feststehenden Lager ab. Weiterhin ist in der Kammer K ein Heizelement H angeordnet, das über zwei Anschlußleitungen AL mit einer nicht gezeigten Ansteuerelek¬ tronik verbunden ist.The device for metering and atomizing fluid shown in FIG. 1 has a chamber K which is provided with an inlet Z and an outlet A. In the chamber K is a Backflow valve RV arranged, which closes or opens the inlet Z. A discharge valve AV is provided in sequence A. In the idle state (FIG. 1), the backflow valve RV locks the inlet Z and the spray valve AV the outlet A. In the following, the term closable inlet is used for the backflow valve RV in connection with the inlet Z. In the idle state, both valves RV and AV are pressed against the valve seats VS via springs F1, F2. Both springs Fl, F2 are supported on a fixed bearing. Furthermore, a heating element H is arranged in the chamber K, which is connected to a control electronics (not shown) via two connecting lines AL.
Die Vorrichtung funktioniert wie folgt:The device works as follows:
Über den Zulauf Z wird, wie in Figur 2 gezeigt, ein Fluid bei geöffnetem Rückstromventil RV in die Kammer K gedrückt. Der Einfülldruck bestimmt sich zu pz - PR, wobei pz der Zuflu߬ druck und PR der Öffnungsdruck des Rückstromventils RV ist. Der Druck PR, der notwendig ist, um das Rückstromventil RV zu öffnen, kann über die Federhärte und die Federvorspannung der Feder F2 im Rückstromventil RV, sowie über die Geometrie des Rückstromventils RV an den Zuflußdruck pz angepaßt werden. Das Abspritzventil AV bleibt wegen der stärkeren Vorspann- kraft der Feder Fl noch geschlossen. Ist die Kammer K voll¬ ständig mit Fluid gefüllt verschließt das Rückstromventil RV die Kammer K.A fluid is pressed into the chamber K via the inlet Z, as shown in FIG. 2, with the backflow valve RV open. The filling pressure is determined as p z - PR, where p z is the inflow pressure and PR is the opening pressure of the backflow valve RV. The pressure PR, which is necessary to open the backflow valve RV, can be adapted to the inflow pressure p z via the spring hardness and the spring preload of the spring F2 in the backflow valve RV, as well as via the geometry of the backflow valve RV. The spray valve AV remains closed due to the stronger preload force of the spring F1. If the chamber K is completely filled with fluid, the backflow valve RV closes the chamber K.
Um ein Ansaugen von Gas, z.B. Luft aus dem Außenraum durch das Abspritzventil AV in die Kammer K zu vermeiden, liegt der Öffnungsdruck pa des Abspritzventils AV über dem Öffnungs¬ druck PR des Rückstromventils RV. Hierdurch wird erreicht, daß bei sinkendem Druck in der Kammer K zuerst das Abspritz- ventil AV schließ .In order to prevent gas, for example air, from being drawn in from the outside through the spray valve AV into the chamber K, the opening pressure p a of the spray valve AV is above the opening pressure PR of the backflow valve RV. This ensures that when the pressure in the chamber K drops, the spray valve AV closes first.
Über die Anschlußleitungen AL wird, wie in Figur 3 gezeigt, an das Heizelement H ein elektrischer AnSteuerimpuls I ge- legt. Dies führt dazu, daß Teile der Flüssigkeit, die in Kon¬ takt mit der Heizelementoberfläche stehen, innerhalb sehr kurzer Zeit extrem überhitzt werden. Die Flüssigkeit ver¬ dampft, es entsteht eine expandierende Dampfblase EDB, die in dem abgeschlossenen Flüssigkeitsvolumen in der Kammer K kurz¬ zeitig einen hohen Überdruck (bezogen auf den Kammerdruck pz - PR) entstehen läßt, der größer als die Rückstellkraft (der Öffnungsdruck pa) des Abspritzventils AV ist und dieses da¬ durch geöffnet wird. Ein Teil des in der Kammer K befindli- chen Fluids wird durch die Einspritzdüse ED abgespritzt.As shown in FIG. 3, an electrical control pulse I is applied to the heating element H via the connecting lines AL. sets. As a result, parts of the liquid which are in contact with the surface of the heating element become extremely overheated within a very short time. The liquid evaporates, an expanding vapor bubble EDB is created, which briefly creates a high excess pressure (based on the chamber pressure p z - PR) in the closed liquid volume in the chamber K, which is greater than the restoring force (the opening pressure p a ) the spray valve is AV and this opens it. Part of the fluid in the chamber K is sprayed off through the injection nozzle ED.
Fällt die Dampfblase wieder in sich zusammen, verringert sich der Druck in der Kammer K und bei Unterschreitung des Ab- spritzventilδffnungsdrucks pa schließt das Abspritzventil AV selbsttätig. Die in der Kammer K fehlende abgespritze Flüs- sigkeitsmenge führt bei einem weiteren Zusammenfallen der Dampfblase zu einem Unterdruck (bezogen auf das stationäre Kammerdruckniveau pz - PR) , wodurch das Öffnen des Rückstrom¬ ventils RV und das Wiederbefüllen der Kammer K bewirkt wird. Nach dem Wiederbefüllen kann der oben beschriebene Vorgang erneut ausgelöst werden.If the vapor bubble collapses again, the pressure in the chamber K is reduced and if the discharge valve opening pressure p a is undershot, the discharge valve AV closes automatically. The missing amount of liquid sprayed off in the chamber K leads to a negative pressure (in relation to the stationary chamber pressure level p z - PR) when the vapor bubble collapses further, which causes the opening of the backflow valve RV and the refilling of the chamber K. After refilling, the process described above can be triggered again.
Die Teile der Flüssigkeit, die in Kontakt mit der Heizober¬ fläche stehen, werden innerhalb kürzester Zeit überhitzt, wo¬ bei die physikalische Grenze der Überhitzbarkeit durch die Temperatur der Flüssigkeit am kritischen Punkt gegeben ist.The parts of the liquid which are in contact with the heating surface are overheated within a very short time, the physical limit of the overheatability being the temperature of the liquid at the critical point.
Die Figur 4 zeigt im oberen Teil ein Druck-/Zeitdiagramm bei dem auf der Ordinate der Kammerinnendruck Pj und auf der Ab¬ szisse die Zeit t angetragen ist. Mit I ist ein elektrischer Ansteuerimpuls gekennzeichnet. Im unteren Teil der Figur 4 ist ein Ansteuerspannungs-/Zeitdiagramm abgebildet, bei dem auf der Ordinate die Ansteuerspannung U und auf der Abszisse wiederum die Zeit t angetragen ist. Bei dem Verdampfungsvor¬ gang - es findet hierbei ein Phasenübergang von flüssig nach dampfförmig statt - entsteht in der abgeschlossenen Kammer K kurzzeitig ein hoher Überdruck, der zum Abspritzen der Flüs¬ sigkeit aus dem federbelasteten Abspritzventil AV führt, so- bald der Druck p^ in der Kammer K den Abspritzventilöffnungs- druck pa überschreitet. Der Verdampfungsvorgang führt zur Ausbildung der unter hohem Kammerinnendruck pjζ expandierenden Dampfblase EDB. Er wird von der Wärmemenge gespeist, die in der dünnen überhitzten Flüssigkeitsschicht über dem Heiz¬ element gespeichert ist. Die Expansion der Dampfblase hält so lange an wie die zum weiteren Verdampfen von Flüssigkeit an der Phasengrenzfläche der Dampfblase benötigte Verdampfungs- wärme aus Teilen der zuvor überhitzten dünnen Flüssigkeits- schicht durch Wärmeleitung herbeigeführt werden kann. Die obere Schraffur im Diagramm kennzeichnet den Abspritzvorgang AV, während die untere Schraffur den Befüllvorgang BV dar¬ stellt.4 shows in the upper part a pressure / time diagram in which the internal pressure Pj is plotted on the ordinate and the time t is plotted on the abscissa. I is an electrical control pulse. A control voltage / time diagram is shown in the lower part of FIG. 4, in which the control voltage U is plotted on the ordinate and the time t is plotted on the abscissa. During the evaporation process - there is a phase transition from liquid to vapor - a high overpressure occurs briefly in the closed chamber K, which leads to the liquid being sprayed out of the spring-loaded spray valve AV. soon the pressure p ^ in the chamber K exceeds the discharge valve opening pressure p a . The evaporation process leads to the formation of the vapor bubble EDB expanding under high chamber pressure pjζ. It is fed by the amount of heat that is stored in the thin, overheated liquid layer above the heating element. The expansion of the vapor bubble continues as long as the heat of vaporization required for further vaporization of liquid at the phase interface of the vapor bubble can be brought about from parts of the previously overheated thin liquid layer by heat conduction. The upper hatching in the diagram indicates the spraying process AV, while the lower hatching represents the filling process BV.
Der Spitzendruck (= Kammerdruck pjς) kann einige 100 bar er¬ reichen. Dadurch erfolgt die Einspritzung des Fluids in Form eines wesentlich feineren Aerosols als dies bei den mit 2 bis 3 bar Einspritzdruck arbeitenden elektromagnetischen Ein¬ spritzventilen der Fall ist.The peak pressure (= chamber pressure pjς) can reach some 100 bar. As a result, the fluid is injected in the form of a much finer aerosol than is the case with the electromagnetic injection valves operating at 2 to 3 bar injection pressure.
Typische Werte sind für:Typical values are for:
Abspritzventilöffnungsdruck pa: 5 bar Zuflußdruck pz: 3 bar Rückstromventilδffnungsdruck PR: 1 barSpray valve opening pressure p a : 5 bar inlet pressure p z : 3 bar backflow valve opening pressure PR: 1 bar
Eine weitere Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung zeigt Figur 5. Die Kammer K weist hier einen Zulauf Z, einen Rücklauf R und einen Ablauf A auf. Der Zulauf Z ist durch ein erstes Absperrventil AVI von der Kammer K herme- tisch trennbar. Der Rücklauf R ist von der Kammer K durch ein zweites Absperrventil AV2 hermetisch trennbar. Der Ablauf A ist hier auf die selbe Weise, wie in Figur 1 gezeigt und oben bereits beschrieben, ausgebildet. Ebenso wie in Figur 1 be¬ findet sich in Figur 5 in der Kammer K ein Heizelement H, das über Anschlußleitungen AL mit einer nicht gezeigten An¬ steuerelektronik verbunden ist. Die Absperrventile AVI und AV2 können elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechan- sich angetrieben werden.FIG. 5 shows a further embodiment of the device according to the invention. The chamber K here has an inlet Z, a return R and an outlet A. The inlet Z can be hermetically separated from the chamber K by a first shut-off valve AVI. The return R can be hermetically separated from the chamber K by a second shut-off valve AV2. The sequence A is designed here in the same way as shown in FIG. 1 and already described above. Just as in FIG. 1, there is a heating element H in FIG. 5 in the chamber K, which is connected to control electronics (not shown) via connecting lines AL. The AVI and AV2 can be driven electrically, hydraulically, pneumatically or mechanically.
Die Vorrichtung gemäß Figur 5 funktioniert wie folgt:The device according to FIG. 5 works as follows:
Während der Spülphase, gleichbedeutend mit der Befüllphase, sind die beiden Absperrventile AVI und AV2 geöffnet, d.h. die Flüssigkeit strömt vom Zulauf Z durch die Kammer K in den Rücklauf R.During the rinsing phase, which is synonymous with the filling phase, the two shut-off valves AVI and AV2 are open, i.e. the liquid flows from the inlet Z through the chamber K into the return R.
Ist der Spülvorgang beendet, vergleiche Figur 6, werden die beiden Absperrventile AVI und AV2 geschlossen, d.h. die Ver¬ bindung zwischen Zulauf Z und Kammer K und die Verbindung zwischen Kammer K und Rücklauf R wird unterbrochen. Eine an das Heizelement H angelegte Spannung führt dazu, daß die an der Heizelementoberfläche befindliche Flüssigkeit sehr schnell verdampft und der Druck in der Kammer entsprechend schnell anwächst. Beim Überschreiten des Abspritzventilδff- nungsdrucks pa öffnet sich das Abspritzventil AV, und die Flüssigkeit wird durch die Einspritzdüse ED abgespritzt. So¬ bald der Druck in der Kammer K unter den Abspritzventilδff- nungsdruck pa fällt, schließt das Abspritzventil AV selbst¬ tätig. Die beiden Absperrventile AVI und AV2 können geöffnet werden und der oben beschriebene Vorgang kann von neuem be- ginnen.When the flushing process has ended, compare FIG. 6, the two shut-off valves AVI and AV2 are closed, ie the connection between inlet Z and chamber K and the connection between chamber K and return R is interrupted. A voltage applied to the heating element H means that the liquid on the heating element surface evaporates very quickly and the pressure in the chamber increases correspondingly quickly. When the spray valve opening pressure p a is exceeded, the spray valve AV opens and the liquid is sprayed through the injection nozzle ED. As soon as the pressure in the chamber K falls below the spray valve opening pressure p a , the spray valve AV closes automatically. The two shut-off valves AVI and AV2 can be opened and the process described above can start again.
Während der Spülphase wird die Kammer K zum Wiederbefüllen und Austreiben von residuellen Dampfblasen von der Flüssig¬ keit durchflössen.During the rinsing phase, the liquid flows through the chamber K to refill and expel residual vapor bubbles.
Der Zustand starker Überhitzung läßt sich in der Flüssigkeit nur für sehr kurze Zeit aufrechterhalten, da bereits durch geringste unvermeidbare Störungen, wie thermische Fluktuatio¬ nen der Phasenübergang flüssig nach dampfförmig eingeleitet wird. Ein solcher Zustand wird als metastabil bezeichnet.The state of severe overheating can only be maintained in the liquid for a very short time, since the slightest unavoidable disturbances, such as thermal fluctuations, induce the phase transition from liquid to vapor. Such a condition is called metastable.
Daraus folgt, daß die Überhitzung der Flüssigkeit innerhalb einer Zeitspanne erfolgen muß, die kleiner als die Zerfalls- θ zeit für diesen metastabilen Aggregatszustand ist. Für diesen Zweck besonders gut geeignet ist ein planares Dünnschicht- oder Dickschichtheizelement, das trotz einer großen wirksamen Oberfläche eine sehr kleine thermische Zeitkonstante τtherm (0,lμs < T hβrm < 100ms) hat.It follows that the liquid must overheat within a period of time that is less than the decay rate. θ time for this metastable aggregate state. A planar thin-film or thick-film heating element is particularly well suited for this purpose. Despite a large effective surface, it has a very small thermal time constant τ therm (0.1μs <T hβrm <100ms).
Die thermische Zeitkonstante τthβrm eines solchen Dünnfilm¬ heizelements, wie in Figur 7 dargestellt, wird dabei durch die Wärmekapazität der Widerstandsschicht und die Summe der Wärmekapazitäten der elektrischen, chemischen und mechani¬ schen Schutz- und Passivierungsschichen DS, DF und WB be¬ stimmt, in die das Heizelement H zur Erhöhung der Lebensdauer eingebettet werden muß.The thermal time constant τ thβrm of such a thin-film heating element, as shown in FIG. 7, is determined by the heat capacity of the resistance layer and the sum of the heat capacities of the electrical, chemical and mechanical protective and passivation layers DS, DF and WB, in which the heating element H must be embedded to increase the service life.
Wie in Figur 7 dargestellt ist, weist das Heizelement H meh¬ rere Schichten auf . Das Schichtsystem hat neben der genannten Schutzfunktion eine differenzierte thermische Funktion zu er¬ füllen. Um Wärmeverluste während der Aufheizphase gering zu halten, ist die Wärmequelle WQ, auch als Heizschicht bezeich- net, von dem thermisch sehr gut leitenden Si-Substrat S, auch als Wärmesenke bezeichnet, (spezifische Wärmeleitfähigkeit λ Si = 150W/mK) durch eine um den Faktor 100 schlechter wärme¬ leitende Wärmebarriere WB (spezifische Wärmeleitfähigkeit λ Si02 = lf5W/mK) der Dicke d aus Siθ2 getrennt. Die Eindring- tiefe δ der sich von der Wärmequelle WQ, die in Form einerAs shown in FIG. 7, the heating element H has several layers. In addition to the protective function mentioned, the layer system has to perform a differentiated thermal function. In order to keep heat losses low during the heating phase, the heat source WQ, also referred to as the heating layer, is made of the thermally highly conductive Si substrate S, also referred to as the heat sink (specific thermal conductivity λ Si = 150W / mK) by a µm the factor 100 worse heat-conducting heat barrier WB (specific thermal conductivity λ Si02 = lf5W / mK) of thickness d is separated from SiO 2. The penetration depth δ of the heat source WQ, which is in the form of a
Widerstandsschicht ausgebildet ist, innerhalb der Aufheizzeit Δt ausbreitenden Wärmewelle kann näherungsweise mit Hilfe der FormelResistance layer is formed, within the heating time Δt propagating heat wave can be approximated using the formula
δ = 1,28 Ja • Δtδ = 1.28 Yes • Δt
berechnet werden, wobei a die Temperaturleitfähigkeit ist und sich auscan be calculated, where a is the thermal conductivity and is derived from
Figure imgf000010_0001
bestimmen läßt, λ ist die spezifische Wärmeleitfähigkeit, p die Dichte und c die spezifische Wärmekapazität. Um die Heizschicht WQ während der Aufheizzeit Δt thermisch wirkungs¬ voll vom Silizium-Substrat S zu entkoppeln, muß die Dicke d der Wärmebarriere WB größer als die Eindringtiefe δ sein, d.h. die Dicke d der Wärmebarriere WB muß so gewählt werden, daß die sich von der Wärmequelle WQ ausbreitende Wärmewelle innerhalb der Aufheizzeit Δt nicht das Si-Substrat S er¬ reicht. Für typische Aufheizzeiten von Δt = 6μs ergibt sich beispielsweise eine minimal notwendige Dicke d der Wärmebar¬ riere WB von d > 3μm, wobei die Temperaturleitfähigkeit agiQ2 = 0,874-10~6 m2/s beträgt. Für einen neuen Betätigungsvorgang müssen die Wärmequelle WQ und der übrige Schichtaufbau vorher auf die niedrigere, unter dem Siedepunkt der Flüssigkeit F liegende Umgebungstemperatur abgekühlt sein. Es ist daher nicht zweckmäßig, die Dicke d der Wärmebarriere WB zu erhöhen, da sich hierdurch erstens der Energiebedarf nicht weiter verringern läßt und zweitens die Wiederholfrequenz aufgrund der längeren Abkühlpausen abnimmt.
Figure imgf000010_0001
can be determined, λ is the specific thermal conductivity, p the density and c the specific heat capacity. In order to decouple the heating layer WQ from the silicon substrate S in a thermally effective manner during the heating-up time Δt, the thickness d of the heat barrier WB must be greater than the penetration depth δ, ie the thickness d of the heat barrier WB must be chosen such that the the heat wave propagating from the heat source WQ does not reach the Si substrate S within the heating time Δt. For typical heating times of Δt = 6μs, for example, the minimum required thickness d of the heat barrier WB is d> 3μm, the temperature conductivity being agi Q 2 = 0.874-10 ~ 6 m 2 / s. For a new actuation process, the heat source WQ and the rest of the layer structure must have previously cooled to the lower ambient temperature below the boiling point of the liquid F. It is therefore not expedient to increase the thickness d of the heat barrier WB, since firstly the energy requirement cannot be reduced further and secondly the repetition frequency decreases due to the longer cooling pauses.
Um eine stabile Arbeitsweise und einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, muß die in der Wärmequelle WQ erzeugte Wärme mög¬ lichst verlustfrei und schnell in die Flüssigkeit übertragen werden. Dies kann durch ein Deckschichtmaterial mit einer ho- hen Temperaturleitfähigkeit bei geringer Dicke erreicht wer¬ den. Da die Deckschicht DS, auch als Wärmeleitschicht be¬ zeichnet, zusätzlich noch eine elektrische und chemische Iso¬ lationsfunktion hat, eignen sich hierfür bevorzugt mittels Plasmaabscheideverfahren (CVD, PECVD etc.) oder Sputtern ab- geschiedene Dielektrika oder Materialien mit geringer elek¬ trischer, aber möglichst hoher thermischer Leitfähigkeit, wie Si3N4, SiC und eingeschränkt Siθ2-In order to achieve a stable mode of operation and a high degree of efficiency, the heat generated in the heat source WQ must be transferred into the liquid as quickly and without loss as possible. This can be achieved by a cover layer material with a high temperature conductivity and a small thickness. Since the cover layer DS, also referred to as a heat-conducting layer, additionally has an electrical and chemical insulation function, dielectrics or materials with low electrical, deposited by means of plasma deposition processes (CVD, PECVD etc.) or sputtering are preferably suitable but as high a thermal conductivity as possible, such as Si3N4, SiC and limited Siθ2-
Zum Schutz der Heizelementoberfläche vor Kavitationseffekten, die beim Zusammenfallen (=Kollaps) der Dampfblase entstehen, kann die Deckschicht DS zusätzlich mit einem dünnen, vorzugs¬ weise metallischen Dünnfilm DF (= Schutzschicht) , zum Beispiel Tantal bedeckt werden. Obwohl das thermische Ver¬ halten dadurch etwas verschlechtert wird, steigt die Lebens¬ dauer des Heizelements H durch diese Maßnahme erheblich.To protect the heating element surface from cavitation effects that occur when the vapor bubble collapses (= collapse), the cover layer DS can additionally be coated with a thin, preferably metallic thin film DF (= protective layer) Example tantalum can be covered. Although the thermal behavior deteriorates somewhat as a result, the service life of the heating element H increases considerably as a result of this measure.
Der Aufbau der Deckschicht DS und des Dünnfilms DF ist auf die verwendete Flüssigkeit F individuell abzustimmen.The structure of the cover layer DS and the thin film DF must be individually matched to the liquid F used.
Das Heizelement H kann beispielsweise durch Sputtern oder Aufdampfen von hochschmelzenden Metallen oder deren Verbin- düngen hergestellt und mit Hilfe phototechnischer Verfahren strukturiert werden. Als für die Heizwiderstandsschicht WQ besonders geeignete Materialien haben sich die Boride der Übergangsmetalle, insbesondere HfB2 und ZrB2 erwiesen. Die HfB2-Verbindung ist wegen ihres sehr hohen Schmelzpunktes Tm ≡ 3600°C, ihres sehr kleinen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes Tjς = -70ppm und der sehr guten Haftfestigkeit auf Siθ2 für die Anwendung als Wärmequelle WQ (elektrothermsicher Wandler) besonders gut geeignet.The heating element H can be produced, for example, by sputtering or vapor deposition of high-melting metals or their compounds and structured using phototechnical processes. The borides of the transition metals, in particular HfB2 and ZrB2, have proven to be particularly suitable materials for the heating resistance layer WQ. Because of its very high melting point T m ≡ 3600 ° C, its very low temperature coefficient of electrical resistance Tjς = -70ppm and the very good adhesive strength on Siθ2, the HfB2 connection is particularly well suited for use as a heat source WQ (electrothermal transducer).
Die Haftfestigkeit ist für die Lebensdauer des Heizelementes H von großer Bedeutung, da durch die sehr schnellen Aufheiz- und Abkühlvorgänge im Schichtsystem sehr hohe thermomecha- nische Spannungen entstehen.The adhesive strength is of great importance for the service life of the heating element H, since the very fast heating and cooling processes in the layer system result in very high thermomechanical stresses.
Für das Heizelement H haben sich folgende Maße und Material¬ ien als besonders geeignet erwiesen:The following dimensions and materials have proven to be particularly suitable for the heating element H:
Schicht Dicke Material Funktion/BemerkungLayer Thickness Material Function / remark
Dünnfilm DF 0,6 μm Tantal KavitationsschutzThin film DF 0.6 μm tantalum cavitation protection
Deckschicht DS 1,0 μm Si3N4 PassivierungCover layer DS 1.0 μm Si3N4 passivation
Wärmequelle WQ 0,2 μm HfB2 HeizwiderstandHeat source WQ 0.2 μm HfB2 heating resistor
Wärmebarriere WB 3,0 μm Si02 PassivierungThermal barrier WB 3.0 μm Si02 passivation
Wärmesenke S 560 μm Si Substrat 1 - 10mm AI mechanischer TrägerHeat sink S 560 μm Si substrate 1 - 10mm AI mechanical carrier
Die abgespritzte Flüssigkeitsmenge ist sowohl zu der Einwirk- dauer als auch zu der Höhe des in der Flüssigkeit wirkenden Drucks proportional. Über die wirksame Fläche des Hei¬ zelements H kann man damit auf die abgespritzte Flüssig¬ keitsmenge Einfluß nehmen. Eine besonders vorteilhafte Anord¬ nung zum Heizen zeigt Figur 8. Hierbei ist das gesamte Heiz- element H in einzelne getrennt ansteuerbare Einzelheizele¬ mente EH unterteilt, wobei die Flächen der Einzelheizelemente EH beispielsweise binär gewichtet sind, d.h. wenn FQ die Fläche des kleinsten Einzelheizelements EH ist, so betragen die Flächen der folgenden Einzelheizelemente EH in auf- steigender Reihenfolge 21-FQ, 2 -FQ, ...2n-FQ, wobei n die Anzahl der einzelnen Heizelmente EH darstellt.The amount of liquid sprayed is related both to the duration of action and to the level of the amount acting in the liquid Pressure proportional. The effective area of the heating element H can thus be used to influence the amount of liquid sprayed off. A particularly advantageous arrangement for heating is shown in FIG. 8. Here, the entire heating element H is subdivided into individual separately controllable individual heating elements EH, the areas of the individual heating elements EH being, for example, binary-weighted, ie if F Q is the area of the smallest individual heating element EH is, the areas of the following individual heating elements EH are in ascending order 2 1 -FQ, 2 -FQ, ... 2 n -FQ, where n represents the number of individual heating elements EH.
In Figur 8 sind fünf Einzelheizelemente EH gezeigt. Damit lassen sich 32 Druckstufen erzeugen. Weisen die Heizflächen der Einzelheizelemente EH jeweils die gleiche Breite 1 und jeweils die gleiche Dicke D auf, ergibt sich bei einer Span¬ nungsansteuerung eine für alle Einzelheizelemente EH gleich¬ bleibende Flächenleistungsdichte Pn/Fn = const. , wobei die Leistung Pn des n-ten Einzelheizelements EH sich ausIn Figure 8, five individual heating elements EH are shown. This enables 32 pressure levels to be generated. If the heating surfaces of the individual heating elements EH each have the same width 1 and the same thickness D, a voltage control results in a constant area power density P n / F n = const for all individual heating elements EH. , where the power P n of the nth individual heating element EH
Pn = n • U /R0 P n = n • U / R 0
und R„ = —pu 1 ergibt.and R "= —p u 1 results.
0 D • b 0 D • b
Mit einem nach dieser Methode strukturierten Heizelement H lassen sich durch individuelle Ansteuerung der einzelnen Heizelemente EH, siehe elektrisches Ersatzschaltbild Figur 9, somit 2n äquidistante Schaltzustände, sprich Druckstufen er¬ zeugen. Das gesamte Heizelement H stellt damit einen Digital- Analog-Wandler dar, mit dem es möglich ist, digitale elektro¬ nische SpannungsSignale in äquivalente analoge Drucksignale umzuwandeln. Aufgrund der Proportionalität zwischen Druck¬ amplitude/Wirkdauer und Einspritzmenge kann man z.B. bei einem nach obigen Verfahren acht-fach gewichteten Heizelement H die Einspritzmenge in 256 Abstufungen dosieren. Da zum Abspritzen der Flüssigkeit zunächst der Abspritzdüsen- Öffnungsdruck pa überwunden werden muß, ist es vorteilhaft, den linearen Arbeitsbereich des nach dem Digital-/Analog- Wandlerprinzip arbeitenden Spannungs-/Druckwandlers erst in der Nähe des Öffnungsdrucks pa des Abspritzventils AV begin¬ nen zu lassen. In Figur 10 ist hierzu links ein Druck- /Heizflächendiagramm ohne Basisdruck und rechts mit Basis- druck dargestellt. Dieser kann mit Hilfe eines zusätzlichen einzelnen Heizelementes der Fläche Fg = k -FQ erzeugt wer- den, wobei k eine an die Randbedingungen der Vorrichtung an¬ gepaßte Konstante ist. Dieses jeweils mitbetriebene Basis- Heizelement dient zur Erzeugung eines Basisdrucks, der im allgemeinen etwas geringer als der Öffnungsdruck pa des Ab¬ spritzventils AV ist. Je nach Auslegung kann auf diese Weise entweder die Druckdosiergenauigkeit gesteigert oder der Dy¬ namikbereich vergrößert werden.With a heating element H structured according to this method, individual control of the individual heating elements EH, see electrical equivalent circuit diagram in FIG. 9, can thus produce 2 n equidistant switching states, that is to say pressure stages. The entire heating element H thus represents a digital-to-analog converter with which it is possible to convert digital electronic voltage signals into equivalent analog pressure signals. Due to the proportionality between pressure amplitude / duration of action and injection quantity, the injection quantity can be metered in 256 steps, for example, in the case of a heating element H weighted eight times according to the above method. Since the spray nozzle opening pressure p a must first be overcome in order to spray the liquid, it is advantageous to begin the linear working range of the voltage / pressure converter working according to the digital / analog converter principle only in the vicinity of the opening pressure p a of the spray valve AV to leave. For this purpose, a pressure / heating surface diagram without base pressure and on the right with base pressure is shown in FIG. 10. This can be generated with the help of an additional individual heating element of the area Fg = k -FQ, where k is a constant adapted to the boundary conditions of the device. This base heating element, which is also operated in each case, is used to generate a base pressure which is generally somewhat lower than the opening pressure p a of the spray valve AV. Depending on the design, this can either increase the pressure metering accuracy or increase the dynamic range.
Ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen Druckerzeugungs- verfahrens besteht darin, daß der Druckimpuls nach Über- schreiten eines Schwellwerts der AnsteuerSpannung U über ei¬ nen weiten Bereich nahezu konstant und unabhängig von der Be¬ triebsspannung ist. Dieses, in Figur 11 dargestellte Verhal¬ ten ist in der Thermodynamik und Kinetik des Wirkprinzips be¬ gründet. Der Arbeitsbereich AB eines solchen thermodynami- sehen Heizelements H ist durch das Auftreten eines Plateaus in der Druck-/Ansteuerspannungskennlinie gekennzeichnet. Deshalb kann ein umständliches und teures Abgleichverfahren entfallen. Für den praktischen Betrieb ist ein Arbeitspunkt in der Nähe des linken Plateaubereichs zu bevorzugen. Da die- ser einerseits genügend weit von dem instabilen ansteigenden Ast der Kennlinie entfernt ist und andererseits eine unnötige thermische Überlastung des Heizelementes H vermieden wird. Am Punkt TZ der Kennlinie tritt die thermische Zerstörung des Heizelements H ein.An essential advantage of the pressure generation method described is that the pressure pulse is almost constant over a wide range and independent of the operating voltage after a threshold value of the control voltage U has been exceeded. This behavior, shown in FIG. 11, is based on the thermodynamics and kinetics of the active principle. The working range AB of such a thermodynamic heating element H is characterized by the appearance of a plateau in the pressure / control voltage characteristic. Therefore, a complicated and expensive adjustment procedure can be omitted. A working point near the left plateau area is preferred for practical operation. Since this is on the one hand sufficiently far from the unstable rising branch of the characteristic curve and on the other hand an unnecessary thermal overload of the heating element H is avoided. The thermal destruction of the heating element H occurs at point TZ of the characteristic curve.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist als Kraftstoffeinspritz- ventil mit elektrothermischem Flüssigkeitsverdampfer als druckerzeugenden Antriebselement geeignet. Eine sehr präzise Dosierung auch kleinster Einspritzmengen zu exakt definierten Zeitpunkten bei einer Zeitauflδsung von einigen μs ist mög¬ lich.The device according to the invention is designed as a fuel injection valve with an electrothermal liquid evaporator pressure-generating drive element suitable. A very precise dosing of even the smallest injection quantities at precisely defined times with a time resolution of a few μs is possible.
Zusätzliche Vorteile der Vorrichtung sind die gute Aerosol- qualität, die Möglichkeit einer einfachen (digitalen) elek¬ tronischen Leistungsansteuerung, die Verschleißarmut und eine hohe Lebensdauer (wenige mechanisch bewegte Teile) , die ein- fache und kostengünstige Herstellbarkeit der Vorrichtung, welche letzlich auch einen Aktor darstellt, mit Batchmethoden der Dünnfilmprozeßtechnik, die geringe Baugröße des Aktors (einige mm2 Aktorfläche) und die hohe Arbeitsfrequenz.Additional advantages of the device are the good aerosol quality, the possibility of a simple (digital) electronic power control, the low wear and a long service life (few mechanically moving parts), the simple and inexpensive manufacturability of the device, which ultimately also one Actuator represents, with batch methods of thin film process technology, the small size of the actuator (a few mm 2 actuator area) and the high working frequency.
Das Rückstromventil RV, das Abspritzventil AV und die Ab¬ sperrventile AVI, AV2 müssen nicht, wie in den Figuren ge¬ zeigt ausgebildet sein. In den Figuren ist eine mögliche Aus¬ gestaltung gezeigt. Jedoch seht die gesamte Palette an be¬ kannten Ventilen zur Verfügung. H. J. Matthies beschriebt in "Einführung in die Ölhydraulik", Teubner-Verlag, Stuttgart,The backflow valve RV, the spray valve AV and the shut-off valves AVI, AV2 do not have to be designed as shown in the figures. A possible embodiment is shown in the figures. However, the entire range of known valves is available. H. J. Matthies described in "Introduction to Oil Hydraulics", Teubner-Verlag, Stuttgart,
1991 im Kapitel "Elemente und Geräte zur EnergieSteuerung und Regelung (Ventile) " Ventile, die für die obengenannte Vor¬ richtung verwendbar sind. 1991 in the chapter "Elements and devices for energy control and regulation (valves)" valves which can be used for the above-mentioned device.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Zumessen und Zerstäuben von Fluid,1. device for metering and atomizing fluid,
- bei der eine mit dem Fluid befüllbare Kammer (K) vorge¬ sehen ist, - bei der in der Kammer (K) ein planares Heizelement (H) zum Erhitzen des Fluids vorgesehen ist,- in which a chamber (K) which can be filled with the fluid is provided, - in which a planar heating element (H) is provided in the chamber (K) for heating the fluid,
- bei der die Kammer (K) einen verschließbaren Zulauf (RV, Z; AVI, Z) aufweist, welcher während des Heizvorgangs ver¬ schlossen ist, und - bei der die Kammer (K) zur Abgabe des Fluids an die Um¬ gebung einen verschließbaren Abfluß (A; AV2) aufweist.- in which the chamber (K) has a closable inlet (RV, Z; AVI, Z), which is closed during the heating process, and - in which the chamber (K) for delivering the fluid to the environment closable drain (A; AV2).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,2. Device according to claim 1,
- bei der das Heizelement (H) ein planares Dünnschicht- oder Dickschicht-Heizelement ist.- In which the heating element (H) is a planar thin-film or thick-film heating element.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,3. Device according to claim 1 or 2,
- bei der das Heizelement (H) ein wärmeleitendes Substrat (S) aufweist, über welchem eine Wärmebarriere (WB) ange¬ ordnet ist,in which the heating element (H) has a heat-conducting substrate (S) over which a heat barrier (WB) is arranged,
- bei der über der Wärmebarriere (WB) eine Wärmequelle (WQ) angeordnet ist,- in which a heat source (WQ) is arranged above the heat barrier (WB),
- bei der über der Wärmequelle (WQ) eine Wärmeleitschicht (DS) angeordnet ist,- in which a heat-conducting layer (DS) is arranged above the heat source (WQ),
- bei der über der Wärmeleitschicht (DS) eine Schutzschicht (DF) angeordnet ist.- In which a protective layer (DF) is arranged over the heat-conducting layer (DS).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,4. The device according to claim 3,
- bei der die Dicke d der Wärmebarriere (WB) der Unglei¬ chung d > 1,28 • -v/a • Δt genügt,where the thickness d of the thermal barrier (WB) of the inequality d> 1.28 • -v / a • Δt is sufficient,
- wobei a die Temperaturleitfähigkeit der Wärmebarriere (WB) und Δt die Aufheizzeit der Wärmequelle (WQ) ist. - where a is the thermal conductivity of the heat barrier (WB) and Δt is the heating time of the heat source (WQ).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4,5. Device according to one of claims 1-4,
- bei der das Heizelement (H) mehrere Einzelheizelemente (EH) aufweist,- in which the heating element (H) has several individual heating elements (EH),
- bei der die Einzelheizelemente (EH) unterschiedlich große wirksame Heizflächen aufweisen.- In which the individual heating elements (EH) have different sized effective heating surfaces.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5,6. Device according to one of claims 1-5,
- bei der dem Abfluß (A) eine Einspritzdüse (ED) nachge¬ ordnet ist.- In which an outflow (A) is followed by an injection nozzle (ED).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, - bei der die Kammer (K) einen verschließbaren Rücklauf (AV2) aufweist, welcher während des Heizvorgangs ver¬ schlossen ist.7. Device according to one of claims 1-6, - in which the chamber (K) has a closable return (AV2) which is closed during the heating process.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7,8. Device according to one of claims 1-7,
- bei der der Abfluß (A) ein federbelastetes oder elekt¬ risch steuerbares Ventil ist.- In which the drain (A) is a spring-loaded or electrically controllable valve.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8,9. Device according to one of claims 1-8,
- bei der der verschließbare Zulauf (Z) ein federbelastetes oder elektrisch steuerbares Ventil ist.- in which the closable inlet (Z) is a spring-loaded or electrically controllable valve.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, - bei der der verschließbare Rücklauf (R) ein federbelaste¬ tes oder elektrisch steuerbares Ventil ist.10. The device according to claim 7, 8 or 9, - in which the closable return (R) is a federbelaste¬ tes or electrically controllable valve.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 10,11. The device according to any one of claims 1-10,
- bei der das Heizelement (H) folgende Merkmale aufweist:- in which the heating element (H) has the following features:
Schicht Dicke Material Funktion/BemerkungLayer Thickness Material Function / remark
Dünnfilm DF 0,6 μm Tantal KavitationsschutzThin film DF 0.6 μm tantalum cavitation protection
Deckschicht DS 1,0 μm Si3N4 PassivierungCover layer DS 1.0 μm Si3N4 passivation
Wärmequelle WQ 0,2 μm HfB2 HeizwiderstandHeat source WQ 0.2 μm HfB2 heating resistor
Wärmebarriere WB 3,0 μm Si02 PassivierungThermal barrier WB 3.0 μm Si02 passivation
Wärmesenke S 560 μm Si Substrat 1 - 10mm AI mechanischer Träger Heat sink S 560 μm Si substrate 1 - 10mm AI mechanical carrier
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 11,12. The device according to one of claims 1-11,
- bei der ein zusätzliches Heizelement (H) zur Erzeugung eines Basisdrucks vorgesehen ist.- In which an additional heating element (H) is provided for generating a base pressure.
13. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 12, zum Zumessen und Zerstäuben von Kraftstoff. 13. Use of the device according to one of claims 1-12, for metering and atomizing fuel.
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