WO2007054828A2 - Einspritzventil mit verbesserter kühlung - Google Patents

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WO2007054828A2
WO2007054828A2 PCT/IB2006/003896 IB2006003896W WO2007054828A2 WO 2007054828 A2 WO2007054828 A2 WO 2007054828A2 IB 2006003896 W IB2006003896 W IB 2006003896W WO 2007054828 A2 WO2007054828 A2 WO 2007054828A2
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valve
injection
fuel
line
chamber
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PCT/IB2006/003896
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English (en)
French (fr)
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WO2007054828A3 (de
Inventor
Maximilian Kronberger
Dejan Jovovic
Roman Brauneis
Original Assignee
Siemens Ag
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M53/00—Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • F02M53/04—Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means
    • F02M53/043—Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means with cooling means other than air cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/023—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive mechanical

Definitions

  • the invention relates to an injection valve according to the preamble of patent claim 1.
  • Injectors in particular pump-nozzle units are used in modern fuel injection systems to inject fuel at high pressure into a combustion chamber of the internal combustion engine. Due to the high pressures used and the high injection frequency relatively high temperatures are generated in the unit injector. The high temperatures can impair the operation of the unit injector unit.
  • DE 197 52 834 A1 shows a pump-nozzle unit in which a solenoid valve is used to meter the amount of fuel to be injected.
  • a cooling line is provided, which is connected in the housing to the fuel line, with which the pump space of the pump-nozzle unit is supplied with fuel.
  • the object of the invention is to provide an improved injection valve with a cooling line.
  • Fuel line is reduced. This is achieved by in that a means for damping pressure fluctuations is provided between the fuel feed line and the cooling line.
  • a damping element is designed in the form of a throttle.
  • the fuel line and the cooling line on separate inlet openings on the housing, via which fuel is supplied to the injection valve.
  • a relatively strong decoupling of the cooling line is given by the pressure waves.
  • the inlet openings of the fuel line and the cooling line by at least 30 ° with respect to a longitudinal axis of the pump-nozzle unit, preferably laterally spaced apart from each other up to 90 °.
  • a decoupling of the cooling line is achieved by the pressure waves of the fuel line.
  • the inlet openings thus open into the same Zuöns- space formed between the pump-nozzle unit and a cylinder head, but are laterally spaced from each other.
  • the damping of the pressure fluctuations has the advantage that the coolant can be passed directly to the valve member of the control valve and still no unwanted pressure effects on the control valve arise.
  • Cooling line and the fuel line on separate outlet openings.
  • the influence of pressure fluctuations conditions over the outlet openings of the cooling line and the fuel line reduced.
  • the cooling line and the fuel line are formed as separate lines with separate input and / or output openings in the housing.
  • a substantial decoupling of the cooling line is given by the fuel line.
  • the cooling line is guided parallel to the valve member of the control valve, so that heat generated by the control valve is dissipated via the cooling line substantially along the entire length of the control valve. This ensures good heat dissipation.
  • valve member of the control valve is guided in a spring chamber, in which a valve spring is formed, which biases the valve member.
  • cooling line is guided over the spring chamber and the cooling liquid is directly adjacent to the valve member.
  • the injection valve has an actuator with an actuator, which is guided via a valve chamber and is in operative connection with the valve member of the control valve.
  • the cooling line is guided over the valve chamber, wherein the actuator is sealed to the valve chamber and thus to the cooling line.
  • the outlet opening of the fuel line and the outlet opening of the cooling line are formed at different heights on the housing.
  • Figure 2 shows a second cross section through the pump-nozzle unit
  • Figure 3 is a schematic representation of the angular distance between the inputs of the cooling line and the fuel line.
  • the invention is described using the example of the pump-nozzle unit, but is applicable to any type of injection valve, such. B. applicable to an injection valve for a common rail injection system.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a partial cross-section of a pump-nozzle unit 1, which essentially comprises an actuator 2, a housing 3 and a pump piston 4.
  • the housing 3 has a nozzle body 5, an intermediate plate 6, a housing body 7, a throttle plate 8, a pump plate 9 and a valve body 10.
  • the nozzle body 5 and the intermediate plate 6 are clamped to the housing body 7 via a nozzle retaining nut 11.
  • the valve body 10 the pump plate 9 and the throttle plate 8 are clamped to the housing body 7 via a clamping nut 12.
  • the actuator 2 is mounted laterally.
  • the valve body 10 is continued upward, wherein in an upper end portion of the valve body 10 of the pump piston 4 is guided.
  • a pump chamber 13 is formed, which is bounded by the pump piston 4 and is connected via a feed line 14 to a fuel line 15.
  • the fuel line 15 is guided from a valve chamber 16, which is formed in the valve body 10, to a pressure chamber 17, which is arranged in the nozzle body 5.
  • a second fuel line 19 is guided through the pump plate 9, the throttle plate 8 in the valve body 10 and connected to an inlet / outlet opening 20. Above the inlet / outlet opening 20, fuel is added during a pumping process when the control valve 23 is open and discharged during a compression process.
  • a through hole 21 is formed, in which a valve member 22 of a control valve 23 is arranged.
  • the bore 21 is sealed in an end region with a stopper 24.
  • a valve spring 25 in a spring chamber 41 is arranged, which biases the valve member 22 from the plug 24 in the direction of the actuator 2.
  • the actuator 2 is arranged opposite to the stopper 24.
  • the valve member 22 defines in the bore 21 the valve chamber 16 having a first and a second valve chamber portion
  • valve member 22 In the first valve chamber portion 26 opens the fuel line 15. In the second valve chamber 27 opens the second fuel line 19. Between the first and the second valve chamber portion 26, 27 an annular sealing collar 28 is formed on the valve body 10, which is a second annular sealing collar 29 of the Valve member 22 is assigned. The sealing collar 28 is disposed between the second sealing collar 29 and the plug 24. The valve member 22 seals the first valve space portion 26 in the direction of the plug 24 and the second valve space portion 27 in the direction of the actuator 2 via corresponding guide portions. A second end of the valve member 22 is operatively connected to an actuator punch 30 which is formed at the lower end of the actuator 2 and is inserted into the bore 21. Between the lower end of the actuator 2 and the valve body 10, a valve chamber 49 is formed.
  • an injection needle 31 is guided, wherein the injection needle 31 has a pressure surface 32, which is formed in the pressure chamber 17 and over which the diameter of the injection needle tapers in the direction of a tip.
  • the injection needle 31 is connected via a needle piston 18 with a spring 33 in operative connection, which biases the injection needle 31 to a sealing seat 34 which is formed in the nozzle body 5.
  • the sealing seat 34 for example, has an annular surface and is assigned to a ring-shaped sealing surface of the tip of the injection needle 31. Below the sealing seat 34, an injection hole 35 is formed in the nozzle body 5.
  • the pump-nozzle unit 1 works as follows: If the actuator 2 is not energized, the valve member 22 is biased by the valve spring 25 in the direction of the actuator 2, so that the sealing collar 28 and the second sealing collar 29 not together issue. Thus, a hydraulic connection between the first and second valve chamber 26, 27 is given. Suck now in this situation the
  • the first valve chamber section 26 is thus separated from the second valve chamber section 27.
  • the fuel in the pumping space 13 is compressed in the compression process of the pump piston 4. Since the pump chamber 13 is connected via the fuel line 15 to the pressure chamber 17, the pressure in the pressure chamber 17 is also increased. The pressure is increased until the fuel pressure applied to the pressure surface 32 causes the injection needle 31 to resist the bias Spring 33 is lifted off the sealing seat 34. Thus, a hydraulic connection between the pressure chamber 17 and the injection hole 35 is made. As a result, fuel is discharged through the injection hole 35.
  • the actuator 2 is de-energized, so that the valve member 22 is moved by the valve spring 25 and / or by the actuator 2 in the starting position and a hydraulic connection between the first and the second valve chamber portion 26, 27 is opened becomes.
  • This fuel is discharged from the pump chamber 13 via the second valve chamber portion in the second fuel line 19.
  • the force of the spring 33 predominates, so that the injection needle 31 is pushed back onto the sealing seat 34. The injection is over.
  • FIG. 2 shows a further cross section through the pump-nozzle unit 1 of Figure 1.
  • this cross section is the
  • Cooling line 36 shown which is used for cooling the pump-nozzle unit 1.
  • the cooling line 36 has an inlet opening 37, which is formed on an outer wall of the valve body 10.
  • the cooling line 36 is guided starting from the inlet opening 37 up to the throttle plate 8.
  • a first throttle 38 is formed in the throttle plate 8.
  • the second portion 40 is guided, starting from the throttle plate 8 into the spring chamber 41, in which the valve spring 25 between the plug 24 and the valve member 22 is arranged.
  • the cooling line is guided via a third section 42 to the valve chamber 49.
  • the third portion 42 is spaced from the bore 21 and along, preferably guided parallel to the bore 21.
  • the third portion 42 above the bore 21, d. H. between the bore 21 and the pump piston 4 is arranged.
  • the valve chamber 49 is formed substantially as an annular space which is formed between an end portion of the actuator 2, the Aktorstempel 30 and the valve body 10.
  • the cooling line 36 is guided in a fourth section 43 from the valve body 10 through the throttle plate 8 in the housing body 7.
  • the fourth section 43 opens into an outlet opening 44.
  • a first sealing ring 45 is arranged on the housing body 7.
  • a second sealing ring 46 is arranged on the housing body 7.
  • a supply port is formed between a cylinder head and the pump-nozzle unit 1 via which fuel is supplied from the fuel tank.
  • a drainage space is formed between the cylinder head and the pump-nozzle unit 1, via which fuel is discharged via further lines to the fuel tank or to a fuel cooler. The inlet and the drainage spaces are thus separated from each other.
  • the coolant used is preferably fuel, which is supplied via the inlet opening 37 and is guided upward in the valve body 10 via the first throttle 38 to the spring chamber 41.
  • the coolant wets the valve member 22 of the control valve 23.
  • the valve member 22 exposed to the pressure of the coolant. Due to the direct contact with the valve member, a good heat transfer to the coolant is possible.
  • the fuel is led back down to the outlet opening 44 parallel to the valve member 22 and via the valve chamber 49.
  • the first section 39 of the cooling line and the second fuel line 19 are designed as a single bore.
  • the single bore is preferably connected to the supply line 14 via a further throttle, not shown, which is formed in the throttle plate 8.
  • the further throttle is seen in the flow direction in front of the first throttle 38, which connects the single bore with the second portion 40, so that pressure fluctuations that are generated by the pumping process in the pump chamber 13, not damped in the second portion 40 of Cooling line 36 forwarded.
  • An attenuation of the pressure fluctuation is achieved by the first throttle 38.
  • the single bore may be formed identically to the first portion 39.
  • the second fuel line 19 and the first portion 39 may have the same input port 37, 20 for supplying fuel.
  • Figure 3 shows schematically a cross section through the pump-nozzle unit 1 with the central axis M, wherein the inlet / outlet opening 20 and the inlet opening 37 are laterally spaced by a predetermined angle w.
  • the first and second access openings 37, 20 are at the same height, but at a fixed angle range on the cylindrical outer wall of the housing body. pers 7 spaced.
  • a good decoupling of the cooling line 36 from the pressure waves, which are generated by the pumping operation of the pump-nozzle unit is achieved at an angular distance of 30 °.

Abstract

Es wird ein Einspritzventil in Form einer Pumpe-Düse-Einheit mit einer Kühlleitung beschrieben, die eine effiziente Kühlung der Pumpe-Düse-Einheit ermöglicht und zudem eine Entkopplung von den Druckschwankungen der Pumpe-Düse-Einheit bewirkt. Die Kühlleitung ist an beiden Enden des Ventilgliedes des Steuerventils ausgebildet und vorzugsweise parallel zum Ventilglied angeordnet. Zudem wird durch die Kühlleitung das untere Aktorende gekühlt. Vorzugsweise weisen die Kühlleitung und die Kraftstoffleitung unterschiedliche Eingangsöffnungen auf.

Description

Beschreibung
Einspritzventil mit verbesserter Kühlung
Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Einspritzventile, insbesondere Pumpe-Düse-Einheiten werden in modernen Kraftstoffeinspritzanlagen eingesetzt, um Kraftstoff mit einem hohen Druck in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzen. Aufgrund der verwendeten hohen Drücke und der hohen Einspritzfrequenz werden in der Pumpe-Düse- Einheit relativ hohe Temperaturen erzeugt. Die hohen Temperaturen können zu einer Beeinträchtigung der Funktionsweise der Pumpe-Düse-Einheit führen.
Als Abhilfe gegen die Entwicklung von hohen Temperaturen ist es bereits im Stand der Technik bekannt, eine Kühlleitung für ein elektromagnetisches Ventil vorzusehen, mit dem die einge- spritzte Kraftstoffmenge gesteuert wird. DE 197 52 834 Al zeigt eine Pumpe-Düse-Einheit, bei der zur Zumessung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge ein Magnetventil verwendet wird. Zur Kühlung des Magnetventils ist eine Kühlleitung vorgesehen, die im Gehäuse an die Kraftstoffleitung angeschlos- sen ist, mit der der Pumpraum der Pumpe-Düse-Einheit mit Kraftstoff versorgt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Einspritzventil mit einer Kühlleitung vorzusehen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Einspritzventil gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Einspritzventils besteht darin, dass die Wechselwirkung zwischen der Kühlleitung und der
Kraftstoffleitung reduziert ist. Dies wird dadurch erreicht, dass zwischen der KraftstoffZuleitung und der Kühlleitung ein Mittel zum Dämpfen von Druckschwankungen vorgesehen ist.
In einer Ausführungsform des Einspritzventils ist ein Dämp- fungselement in Form einer Drossel ausgebildet. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Entkopplung von Druckwellen zwischen der Kühlleitung und der KraftstoffZuleitung erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform weisen als Dämpfungsmittel die Kraftstoffleitung und die Kühlleitung getrennte Eingangsöffnungen am Gehäuse auf, über die Kraftstoff dem Einspritzventil zugeführt wird. Somit ist eine relativ starke Entkopplung der Kühlleitung von den Druckwellen gegeben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Eingangsöffnungen der Kraftstoffleitung und der Kühlleitung um mindestens 30° in Bezug auf eine Längsachse der Pumpe-Düse- Einheit, vorzugsweise bis zu 90° seitlich voneinander beabstandet. Auch dadurch wird eine Entkopplung der Kühlleitung von den Druckwellen der Kraftstoffleitung erreicht. Die Eingangsöffnungen münden somit in den gleichen Zuleitungs- raum, der zwischen der Pumpe-Düse-Einheit und einem Zylinderkopf ausgebildet ist, sind jedoch seitlich voneinander beabstandet. Damit werden Druckwellen, die in der Kraftstoffleitung entstehen, nicht direkt in die Kühlleitung übertragen. Somit ist eine gute Dämpfung der Druckschwankungen in der Kühlleitung gegeben.
Die Dämpfung der Druckschwankungen hat den Vorteil, dass das Kühlmittel direkt am Ventilglied des Steuerventils vorbeigeführt werden kann und trotzdem keine unerwünschten Druckeinwirkungen auf das Steuerventil entstehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die
Kühlleitung und die Kraftstoffleitung getrennte Ausgangsöffnungen auf. Somit wird auch der Einfluss von Druckschwankun- gen über die Ausgangsöffnungen der Kühlleitung und der Kraftstoffleitung reduziert.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Kühlleitung und die Kraftstoffleitung als getrennte Leitungen mit getrennten Eingangs- und/oder Ausgangsöffnungen im Gehäuse ausgebildet. Damit ist eine weitgehende Entkopplung der Kühlleitung von der Kraftstoffleitung gegeben.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Kühlleitung parallel zum Ventilglied des Steuerventils geführt, so dass Wärme, die vom Steuerventil erzeugt wird, im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Steuerventils über die Kühlleitung abgeführt wird. Somit ist eine gute Wärmeabführung gewährleis- tet.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Ventilglied des Steuerventils in eine Federkammer geführt, in der eine Ventilfeder ausgebildet ist, die das Ventilglied vorspannt. In dieser Ausführungsform ist die Kühlleitung über die Federkammer geführt und die Kühlflüssigkeit grenzt direkt an das Ventilglied an.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Einspritzventil einen Aktor mit einem Stellglied auf, der über eine Ventilkammer geführt ist und mit dem Ventilglied des Steuerventils in Wirkverbindung steht. Die Kühlleitung ist über die Ventilkammer geführt, wobei der Aktor zur Ventilkammer und damit zur Kühlleitung hin abgedichtet ist. Auf diese Weise wird ei- ne effiziente Kühlung des Aktors erreicht, die insbesondere bei der Ausbildung des Aktors als piezoelektrisches Element vorteilhaft ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Aus- gangsöffnung der Kraftstoffleitung und die Ausgangsöffnung der Kühlleitung auf unterschiedlichen Höhen am Gehäuse ausgebildet. Dadurch kann die über die Ausgangsöffnung der Kraft- stoffleitung abgegebenen Kraftstoffmenge wieder dem Eingang der Kraftstoffleitung zugeführt werden, wohingegen die über die Kühlleitung abgegebenen Kraftstoffmenge über eine Rückleitung zu einem Kühler oder einem Kraftstofftank geführt wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Teilquerschnitt durch eine Pumpe-Düse-Einheit,
Figur 2 einen zweiten Querschnitt durch die Pumpe-Düse- Einheit, und
Figur 3 eine schematische Darstellung des Winkelabstandes zwischen den Eingängen der Kühlleitung und der Kraftstoffleitung.
Die Erfindung ist am Beispiel der Pumpe-Düse-Einheit be- schrieben, ist jedoch auf jede Art von Einspritzventil, wie z. B. einem Einspritzventil für ein Common-Rail- Einspritzsystem anwendbar.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teil- querschnitt einer Pumpe-Düse-Einheit 1, die im Wesentlichen einen Aktor 2, ein Gehäuse 3 und einen Pumpkolben 4 aufweist. Das Gehäuse 3 weist einen Düsenkörper 5, eine Zwischenplatte 6, einen Gehäusekörper 7, eine Drosselplatte 8, eine Pumpplatte 9 und einen Ventilkörper 10 auf. Der Düsenkörper 5 und die Zwischenplatte 6 sind mit dem Gehäusekörper 7 über eine Düsenspannmutter 11 verspannt. Zudem sind der Ventilkörper 10, die Pumpplatte 9 und die Drosselplatte 8 mit dem Gehäusekörper 7 über eine Spannmutter 12 verspannt. Am Ventilkörper 10 ist seitlich der Aktor 2 angebracht. Der Ventilkörper 10 ist nach oben weitergeführt, wobei in einen oberen Endabschnitt des Ventilkörpers 10 der Pumpkolben 4 geführt ist. In der Pumpplatte 9 ist ein Pumpraum 13 ausgebildet, der vom Pumpkolben 4 begrenzt wird und über eine Zuleitung 14 mit einer Kraftstoffleitung 15 verbunden ist. Die Kraftstoffleitung 15 ist von einem Ventilraum 16, der im Ventilkörper 10 ausge- bildet ist, bis zu einem Druckraum 17 führt, der im Düsenkörper 5 angeordnet ist.
Ausgehend vom Ventilraum 16 ist eine zweite Kraftstoffleitung 19 durch die Pumpplatte 9, die Drosselplatte 8 in den Ventil- körper 10 geführt und an eine Zu-/AblaufÖffnung 20 angeschlossen. Ober die Zu-/Ablauföffnung 20 wird Kraftstoff bei einem Pumpvorgang bei geöffnetem Steuerventil 23 zu- und bei einem Verdichtungsvorgang abgeführt.
Im Ventilkörper 10 ist eine durchgehende Bohrung 21 ausgebildet, in der ein Ventilglied 22 eines Steuerventils 23 angeordnet ist. Die Bohrung 21 ist in einem Endbereich mit einem Stopfen 24 abgedichtet. Zwischen dem Stopfen 24 und dem Ventilglied 22 ist eine Ventilfeder 25 in einem Federraum 41 an- geordnet, die das Ventilglied 22 vom Stopfen 24 in Richtung auf den Aktor 2 vorspannt. Der Aktor 2 ist gegenüberliegend zum Stopfen 24 angeordnet.
Das Ventilglied 22 begrenzt in der Bohrung 21 den Ventilraum 16, der einen ersten und einen zweiten Ventilraumabschnitt
26, 27 aufweist. In den ersten Ventilraumabschnitt 26 mündet die Kraftstoffleitung 15. In den zweiten Ventilraumabschnitt 27 mündet die zweite Kraftstoffleitung 19. Zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilraumabschnitt 26, 27 ist ein ring- förmiger Dichtbund 28 am Ventilkörper 10 ausgebildet, dem ein zweiter ringförmiger Dichtbund 29 des Ventilgliedes 22 zugeordnet ist. Der Dichtbund 28 ist zwischen dem, zweiten Dichtbund 29 und dem Stopfen 24 angeordnet. Das Ventilglied 22 dichtet den ersten Ventilraumabschnitt 26 in Richtung auf den Stopfen 24 und den zweiten Ventilraumabschnitt 27 in Richtung auf den Aktor 2 über entsprechende Führungsabschnitte ab. Ein zweites Ende des Ventilgliedes 22 steht in Wirkverbindung it einem AktorStempel 30, der am unteren Ende des Aktors 2 ausgebildet ist und in die Bohrung 21 eingeschoben ist. Zwischen dem unteren Ende des Aktors 2 und dem Ventilkörper 10 ist eine Ventilkammer 49 ausgebildet.
Im Düsenkörper 5 ist eine Einspritznadel 31 geführt, wobei die Einspritznadel 31 eine Druckfläche 32 aufweist, die im Druckraum 17 ausgebildet ist und über die sich der Durchmes- ser der Einspritznadel in Richtung auf eine Spitze verjüngt. Die Einspritznadel 31 steht über einen Nadelkolben 18 mit einer Feder 33 in Wirkverbindung, die die Einspritznadel 31 auf einen Dichtsitz 34 vorspannt, der im Düsenkörper 5 ausgebildet ist. Der Dichtsitz 34 ist beispielsweise ringflächig aus- gebildet und einer ringflächigen Dichtfläche der Spitze der Einspritznadel 31 zugeordnet. Unterhalb des Dichtsitzes 34 ist ein Einspritzloch 35 im Düsenkörper 5 ausgebildet.
Die Pumpe-Düse-Einheit 1 gemäß Figur 1 funktioniert wie folgt: Wird der Aktor 2 nicht bestromt, so wird das Ventilglied 22 durch die Ventilfeder 25 in Richtung auf den Aktor 2 vorgespannt, so dass der Dichtbund 28 und der zweite Dichtbund 29 nicht aneinander anliegen. Somit ist eine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Ventilraumab- schnitt 26, 27 gegeben. Saugt nun in dieser Situation der
Pumpkolben 4 durch eine Betätigung der Nockenwelle Kraftstoff über die Zu-/AblaufÖffnung 20, die zweite Kraftstoffleitung 19 und die Kraftstoffleitung 15 in den Pumpraum 13 und verdichtet den Kraftstoff im Pumpraum 13, so wird der Kraftstoff über das geöffnete Steuerventil 23 und die zweite Kraftstoffleitung 19 und die Kraftstoffleitung 15 zu- und abgeführt. Dadurch wird keine Erhöhung des Kraftstoffdruckes im Druckraum 17 erreicht. Die Einspritznadel ist durch die Feder 33 auf den Dichtsitz 34 vorgespannt. Somit besteht keine hydrau- lische Verbindung zwischen dem Druckraum 17 und dem Einspritzloch 35. Wird nun der piezoelektrische Aktor 2 bei einem Verdichtungshub des Pumpkolbens 4 angesteuert, so drückt der piezoelektrische Aktor 2 über einen Aktorstempel 30 das Ventilglied 22 mit dem zweiten Dichtbund 29 gegen den Dichtbund 28. Damit wird der erste Ventilraumabschnitt 26 vom zweiten Ventilraumabschnitt 27 getrennt. Als Folge wird der Kraftstoff im Pumpraum 13 bei dem Verdichtungsvorgang des Pumpkolbens 4 verdichtet. Da der Pumpraum 13 über die Kraftstoffleitung 15 mit dem Druckraum 17 in Verbindung steht, erhöht sich auch der Druck im Druckraum 17. Der Druck wird soweit erhöht, bis durch den Kraftstoffdruck, der an der Druckfläche 32 anliegt, die Einspritznadel 31 gegen die Vorspannung der Feder 33 vom Dichtsitz 34 abgehoben wird. Damit wird eine hydraulische Verbindung zwischen dem Druckraum 17 und dem Einspritzloch 35 hergestellt. Folglich wird Kraftstoff über das Einspritzloch 35 abgegeben. Soll nun die Einspritzung enden, so wird der Aktor 2 stromlos geschaltet, so dass das Ventilglied 22 durch die Ventilfeder 25 und/oder durch den Aktor 2 in die Ausgangsposition bewegt wird und eine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilraumabschnitt 26, 27 geöffnet wird. Damit wird Kraftstoff vom Pumpraum 13 über den zweiten Ventilraumabschnitt in die zweite Kraftstoffleitung 19 abgegeben. Somit sinkt der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung 15 und damit auch im Druckraum 17. über- wiegt die Kraft der Feder 33, so wird die Einspritznadel 31 wieder auf den Dichtsitz 34 gedrückt. Die Einspritzung ist damit beendet.
Figur 2 zeigt einen weiteren Querschnitt durch die Pumpe- Düse-Einheit 1 der Figur 1. In diesem Querschnitt ist die
Kühlleitung 36 dargestellt, die zur Kühlung der Pumpe-Düse- Einheit 1 verwendet wird. Die Kühlleitung 36 weist eine Eingangsöffnung 37 auf, die an einer Außenwand des Ventilkörpers 10 ausgebildet ist. Die Kühlleitung 36 ist ausgehend von der Eingangsöffnung 37 nach oben bis zur Drosselplatte 8 geführt. In der Drosselplatte 8 ist eine erste Drossel 38 ausgebildet. Über die erste Drossel 38 geht ein erster Abschnitt 39 der Kühlleitung 36 in einen zweiten Abschnitt 40 über. Der zweite Abschnitt 40 ist ausgehend von der Drosselplatte 8 bis in den Federraum 41 geführt, in dem die Ventilfeder 25 zwischen dem Stopfen 24 und dem Ventilglied 22 angeordnet ist. Ausgehend vom Federraum 41 wird die Kühlleitung über einen dritten Abschnitt 42 zur Ventilkammer 49 geführt. Der dritte Abschnitt 42 ist dabei beabstandet zur Bohrung 21 und entlang, vorzugsweise parallel zur Bohrung 21 geführt.
In der dargestellten Ausführungsform ist der dritte Abschnitt 42 oberhalb der Bohrung 21, d. h. zwischen der Bohrung 21 und dem Pumpkolben 4 angeordnet. Die Ventilkammer 49 ist im Wesentlichen als ringförmiger Raum ausgebildet, der zwischen einem Endbereich des Aktors 2, dem Aktorstempel 30 und dem Ventilkörper 10 ausgebildet ist. Ausgehend von der Ventilkammer 49 wird die Kühlleitung 36 in einem vierten Abschnitt 43 vom Ventilkörper 10 durch die Drosselplatte 8 in den Gehäusekörper 7 geführt. Der vierte Abschnitt 43 mündet in eine Ausgangsöffnung 44. Zwischen der Eingangsöffnung 37 und der Aus- gangsöffnung 44 ist ein erster Dichtring 45 am Gehäusekörper 7 angeordnet. Oberhalb der Ausgangsöffnung 44 ist ein zweiter Dichtring 46 am Gehäusekörper 7 angeordnet. Unterhalb des ersten Dichtringes 41 ist im montierten Zustand der Pumpe- Düse-Einheit 1 eine Zuführöffnung zwischen einem Zylinderkopf und der Pumpe-Düse-Einheit 1 ausgebildet, über die Kraftstoff vom Kraftstofftank zugeführt wird. Zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtring 45, 46 ist zwischen dem Zylinderkopf und der Pumpe-Düse-Einheit 1 ein Ablaufräum ausgebildet, über den Kraftstoff über weitere Leitungen zum Kraftstofftank oder zu einem Kraftstoffkühler abgeführt werden. Der Zulauf- und der Ablaufräum sind somit voneinander getrennt.
Als Kühlmittel wird vorzugsweise Kraftstoff eingesetzt, der über die Eingangsöffnung 37 zugeführt wird und nach oben im Ventilkörper 10 über die erste Drossel 38 zum Federraum 41 geführt wird. Im Federraum 41 benetzt das Kühlmittel das Ventilglied 22 des Steuerventils 23. Damit ist das Ventilglied 22 dem Druck des Kühlmittels ausgesetzt. Durch den direkten Kontakt mit dem Ventilglied ist eine gute Wärmeabgabe an das Kühlmittel möglich. Ausgehend vom Federraum 41 wird parallel zum Ventilglied 22 und über die Ventilkammer 49 der Kraft- stoff wieder nach unten zur Ausgangsöffnung 44 geführt. In einer einfachen Ausführungsform sind. der erste Abschnitt- 39 der Kühlleitung und die zweite Kraftstoffleitung 19 als eine einzige Bohrung ausgeführt. In dieser Ausführungsform ist die einzige Bohrung vorzugsweise über eine weitere, nicht darge- stellte Drossel, die in der Drosselplatte 8 ausgebildet ist, mit der Zuleitung 14 verbunden. Die weitere Drossel ist jedoch in Strömungsrichtung gesehen vor der ersten Drossel 38 angeordnet, die die einzige Bohrung mit dem zweiten Abschnitt 40 verbindet, so dass Druckschwankungen, die durch den Pump- Vorgang im Pumpraum 13 erzeugt werden, nicht ungedämpft in den zweiten Abschnitt 40 der Kühlleitung 36 weitergeleitet werden. Eine Dämpfung der Druckschwankung wird dabei durch die erste Drossel 38 erreicht. Die einzige Bohrung kann identisch mit dem ersten Abschnitt 39 ausgebildet sein.
In Abhängigkeit von der gewählten Ausführungsform können die zweite Kraftstoffleitung 19 und der erste Abschnitt 39 die gleiche Eingangsöffnung 37, 20 zum Zuführen bzw. Zu- und Abführen von Kraftstoff aufweisen.
Vorzugsweise sind jedoch getrennte Zugangsöffnungen 37, 20 . für die Kühlleitung 36 und die zweite Kraftstoffleitung 19 angeordnet .
Figur 3 zeigt schematisch einen Querschnitt durch die Pumpe- Düse-Einheit 1 mit der Mittelachse M, wobei die Zu- /Ablauföffnung 20 und die Eingangsöffnung 37 um einen festgelegten Winkel w seitlich beabstandet sind.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Zugangsöffnung 37, 20 auf der gleichen Höhe, jedoch um einen festgelegten Win-' kelbereich an der zylinderförmigen Außenwand des Gehäusekör- pers 7 beabstandet. Eine gute Entkopplung der Kühlleitung 36 von den Druckwellen, die durch den Pumpvorgang der Pumpe- Düse-Einheit erzeugt werden, wird bei einem Winkelabstand von 30° erreicht. Bei einem Winkelabstand von 90° und mehr sind kaum noch Auswirkungen von Druckschwankungen der Kraftstoffleitung 19, 15 in der Kühlleitung 36 gegeben.
Bezugszeichenliste
1 Pumpe-Düse-Einheit
2 Aktor
3 Gehäuse
4 Pumpkolben
5 Düsenkörper
6 Zwischenplatte
7 Gehäusekörper
8 Drosselplatte
9 Pumpplatte
10 Ventilkörper
11 Düsenspannmutter
12 Spannmutter
13 Pumpraum
14 Zuleitung
15 Kraftstoffleitung
16 Ventilraum
17 Druckraum
18 Nadelkolben
19 zweite Kraftstoffleitung
20 Zu-/AblaufÖffnung
21 Bohrung
22 Ventilglied
23 Steuerventil
24 Stopfen
25 Ventilfeder
26 erster Ventilraumabschnitt
27 zweiter Ventilraumabschnitt
28 Dichtbund
29 zweiter Dichtbund
30 Aktorstempel
31 Einspritznadel
32 Druckfläche
33 Feder
34 Dichtsitz
35 Einspritzloch Kühlleitung
Eingangsöffnung erste Drossel erster Abschnitt zweiter Abschnitt
Federraum dritter Abschnitt vierter Abschnitt
Ausgangsöffnung erster Dichtring zweiter Dichtring
Ventilkainmer

Claims

Ansprüche
1. Einspritzventil, insbesondere Pumpe-Düse-Einheit (1) mit einem Gehäuse (3) , wobei eine Kraftstoffleitung (15) mit einem Steuerventil (23) und mit einem Druckraum (17) verbunden ist, wobei' mit dem Steuerventil (23) der Kraftstoffdruck im Druckraum (17) einstellbar ist, wobei im Gehäuse (3) eine Einspritznadel (31) beweglich gelagert ist, wobei die Einspritznadel (31) in den Druckraum (17) geführt ist und im Druckraum (17)
Druckflächen (32) aufweist, wobei eine Kühlleitung (36) für Kraftstoff vorgesehen ist, über die Kraftstoff angrenzend an ein Ventilglied (22) des Steuerventils zu einem Ausgang (44) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung (36) über ein Dämpfungselement (38) oder ein Dämpfungsmittel von der Kraftstoffleitung (15) entkoppelt ist.
2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement in Form einer Drossel (38) ausgebildet ist.
3. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Dämpfungsmittel die Kraftstoffleitung (15, 19) und die Kühlleitung (36) getrennte Eingangsöffnungen (37, 20) am Gehäuse (3) auf- weisen.
4. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- .• net, dass das Gehäuse (3) eine mittige Längsachse aufweist, und dass die Eingangsöffnungen (37, 20) der Kraftstoffleitung (15) und der Kühlleitung (36) um min- destens 30°, vorzugsweise um bis zu 90° bezogen auf die Längsachse seitlich voneinander beabstandet sind.
5. Einspritzventil nach einem der Ansprüche.1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung (36) und die Kraftstoffleitung (19) getrennte Ausgangsöffnungen (20, 44) aufweisen.
6. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung (36) und' die Kraftstoffleitung (15, 19) als getrennte Leitungen im Gehäuse (3) ausgebildet sind.
7. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (23) einen Aktor (2) und ein Ventilglied (22) mit zugeordnetem
Ventilsitz (28, 29) aufweist, dass das Ventilglied (22) im Gehäuse (3) geführt ist, dass die Kühlleitung (36) beabstandet und parallel zum Ventilglied (22) geführt ist.
8. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1.bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Ventilgliedes in einen Federraum (41) mündet, in dem eine Ventilfeder (25) angeordnet ist, und dass die Kühlleitung (36) über den Federraum (41) geführt ist.
9. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (2) ein Stellglied (30) aufweist, das durch eine Ventilkammer (49) geführt ist und mit einem Ventilglied (22) des Steuerventils (23) in Wirkverbindung steht, dass der Aktor (2) zur Ventilkammer (49) hin abgedichtet ist, und dass die Kühlleitung (36) über die Ventilkammer (49) geführt ist.
10. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsöffnung der KraftstoffZuleitung (15) und der Kühlleitung (36) auf unterschiedlichen Höhen am Gehäuse (3) ausgebildet sind, so dass die über die Kühlleitung (36) ausgegebene Kraftstoffmenge zu einem Rücklauf führbar ist, wohingegen die über den Ausgang der Kraftstoffleitung wieder dem Eingang der Kraftstoffleitung (15, 19) zuführbar ist.
11. Einspritzventil nach einem der ..Ansprüche 1 bis 10,.. dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil in Form einer Pumpe-Düse-Einheit (1) ausgebildet ist, in dem ein Pumpraum (13) ausgebildet ist, der von einem Pumpkolben (4) begrenzt wird, wobei der Pumpkolben (4) beweglich im Gehäuse (3) geführt ist, wobei der Pumpraum (13) mit der Kraftstoffleitung (15) verbunden ist, wobei die Einspritznadel (31) eine Dichtfläche aufweist, die einem Dichtsitz (34) im Druckraum (17) des Gehäuses (3) zugeordnet ist, wobei in Strömungsrichtung gesehen unterhalb des Dichtsitzes (34) ein Einspritzloch (35) im Gehäuse (3) ausgebildet ist, wobei eine Feder (33) vorgesehen ist, die die Einspritznadel (31) auf den Dichtsitz (34) vorspannt, wobei der an die Druckfläche (32) der Einspritznadel (31) anliegende Druck die Ein- spritznadel (31) vom Dichtsitz (34) abheben will, wobei das Einspritzloch (35) von dem Druckraum (17) hydraulisch getrennt ist, wenn die Einspritznadel (31) auf dem Dichtsitz (34) sitzt, wobei die Einspritznadel (31) vom Dichtsitz (34) abhebt, wenn der Druck im Druckraum (17) bei entsprechender Schaltstellung des Steuerventils (23) einen festgelegten Wert übersteigt, und eine hydraulische Verbindung zwischen dem Druckraum (17) und dem Einspritzloch (35) freigibt, so dass eine Einspritzung erfolgt.
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