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DE10007735A1 - Einspritzventil - Google Patents

Einspritzventil

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Publication number
DE10007735A1
DE10007735A1 DE2000107735 DE10007735A DE10007735A1 DE 10007735 A1 DE10007735 A1 DE 10007735A1 DE 2000107735 DE2000107735 DE 2000107735 DE 10007735 A DE10007735 A DE 10007735A DE 10007735 A1 DE10007735 A1 DE 10007735A1
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DE
Germany
Prior art keywords
fuel
actuator
chamber
injection valve
pressure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2000107735
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Erhardt
Stephan Krell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE2000107735 priority Critical patent/DE10007735A1/de
Publication of DE10007735A1 publication Critical patent/DE10007735A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F02M61/04Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

Bei einem Einspritzventil mit einer durch einen Aktor betätigten, eine axial verschiebbare Düsennadel aufweisenden Einspritzdüse soll ein zuverlässiger und reproduzierbarer Einspritzvorgang des sich unter hohem Druck befindlichen Kraftstoffs und ein strörungsfreier Dauerbetrieb des Einspritzventils gewährleistet werden. DOLLAR A Hierzu ist zwischen der Kraftstoffkammer und dem Aktor eine Drossel angeordnet, durch die der Druck des sich im Bereich des Aktors befindlichen Kraftstoffs gegenüber dem Druck des zum Einspritzen verwendeten Kraftstoffs reduziert wird. DOLLAR A Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in den Verbrennungsraum eines Ottomotors.

Description

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in den Ver­ brennungsraum einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1. Ein derartiges Einspritzventil ist aus der DE 195 48 526 A1 bekannt. Um den Kraftstoff in den Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine einzusprit­ zen, werden zunehmend Einspritzventile eingesetzt, denen der von einer Kraftstoff­ pumpe bereitgestellte Kraftstoff unter hohem Druck zugeführt wird. Über eine Kraft­ stoffleitung gelangt der Kraftstoff an die Einspritzdüse, wobei die Injektion des Kraft­ stoffs in den Verbrennungsraum über die Betätigung einer Düsennadel der Ein­ spritzdüse entweder mittels einer nach außen öffnenden Einspritzdüse ("A-Düse") oder einer nach innen öffnenden Einspritzdüse ("I-Düse") erfolgt. Zur Betätigung der Düsennadel sind Aktoren vorgesehen (bsp. piezoelektrische Aktoren oder magneto­ striktive Aktoren), die in der Regel mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden; die Düsennadel kann entweder direkt oder indirekt vom Aktor betätigt wer­ den.
In der gattungsbildenden DE 195 48 526 A1 mit einer nach außen öffnenden Ein­ spritzdüse ("A-Düse") ist der Bereich des Einspritzventils mit sich unter hohem Druck befindlichen Kraftstoff (der Hochdruckbereich), insbesondere die zur Bereit­ stellung des Kraftstoff an die Düsennadel dienende Kraftstoffkammer, über eine als Dichtungsring ausgebildete Dichtung gegenüber dem Aktor (dem Niederdruckbe­ reich) abgedichtet. Im Betrieb des Einspritzventils kann dieser Dichtungsring die Abdichtung des sich unter hohem Druck befindlichen Kraftstoffs nur bedingt und aufgrund von Verschleiß nur kurzfristig gewährleisten, was insbesondere im Dauerbetrieb des Einspritzventils bei einer hohen Anzahl an Einspritzvorgängen Probleme verursachen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in den Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 anzugeben, mit dem auf einfache Weise ein zuverlässi­ ger und reproduzierbarer Einspritzvorgang und ein störungsfreier Betrieb des Ein­ spritzventils gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Patent­ ansprüchen.
Beim vorgestellten annähernd druckausgeglichenen Einspritzventil steht der sich unter hohem Druck befindliche Kraftstoff, insbesondere der sich in der Kraftstofflei­ tung und der Kraftstoffkammer befindliche Kraftstoff, mit dem sich am Aktor befind­ lichen Kraftstoff mittels einer eine (signifikante) Druckreduzierung bewirkenden Drossel in Verbindung; hierdurch wird im Einspritzventil ein Hochdruckbereich mit sich unter hohem Druck befindlichen Kraftstoff (Druck bsp. 300 bar) und ein vom Hochdruckbereich durch die Drossel getrennter Niederdruckbereich mit sich unter niedrigem Druck befindlichen Kraftstoff (Druck bsp. 5 bar) gebildet. Diese aufgrund von Reibung (Flüssigkeitsreibung, Wandreibung) und Stoßverlusten eine Druckredu­ zierung bewirkende Drossel ist zwischen der Düsennadel bzw. der Kraftstoffkammer und dem Aktor angeordnet, vorzugsweise zwischen einer an die Kraftstoffkammer angrenzenden, zur Vorspannung der Düsennadel dienenden Ventilfeder und einer an den Aktor angrenzenden, zur Vorspannung des Aktors dienenden Aktorfeder. Vor­ zugsweise wird die Drossel unter Zuhilfenahme eines sich in axialer Richtung von der Kraftstoffkammer in Richtung Aktor erstreckenden Trägerteils gebildet, welches auf einer bestimmten Länge von einem als Drosselführung ausgebildeten Drosselzy­ linder umfaßt wird, wobei der Spalt zwischen Trägerteil und Drosselzylinder mög­ lichst klein ist und wobei auf dem innerhalb des Drosselzylinders liegenden Träger­ teil (bsp. ringförmig umlaufende) Aussparungen angebracht werden können. Die Aussparungen auf dem Trägerteil sind bsp. als Nuten auf der Mantelfläche eines als Zylinder ausgebildeten Trägerteils ausgebildet. Vorzugsweise wird das Trägerteil im unteren Bereich von der zur Vorspannung der Düsennadel dienenden Ventilfeder umgeben, im oberen Bereich von der zur Vorspannung des Aktors dienenden Ak­ torfeder. Um die Verluste (Leckage) an Kraftstoff im Bereich der Drossel gering zu halten, ist der Abstand zwischen Drosselzylinder und Trägerteil möglichst klein (d. h. der Abstand bzw. Drosselspalt zwischen dem Trägerteil und dem Drosselzylinder ist gering, bsp. 2 µm), und die axiale Länge des Drosselzylinders ausreichend groß. Durch die vorzugsweise als Nuten mit definierter Formgebung ausgebildeten Aus­ sparungen wird die Drosselwirkung signifikant erhöht.
Das zwischen der Kraftstoffkammer und dem Aktor angeordnete Trägerteil dient gleichzeitig zur Aufnahme der Düsennadel, die auf dem Trägerteil kraftschlüssig oder formschlüssig angeordnet ist. Bei der Verbindung von Düsennadel und Trägerteil (d. h. beim kraftschlüssigen oder formschlüssigen Fügen von Düsennadel und Träger­ teil) wird die Position der Düsennadel auf dem Trägerteil sehr genau vorgegeben und gleichzeitig eine Vorspannung der Düsennadel durch die das Trägerteil im unteren Bereich umschließende Ventilfeder vorgenommen. Über die Ventilfeder erfolgt die kraftschlüssige Kopplung zwischen dem Aktor und dem Trägerteil. Nach der Verbin­ dung von Düsennadel und Trägerteil wird der Drosselzylinder in das die Einspritzdü­ se aufnehmende Kopfstück des Einspritzventils eingebracht, bsp. durch Einpressen, Einschrauben, Einschweißen, Einkleben o. ä.
Die Materialien von Trägerteil und Drosselzylinder werden vorzugsweise so gewählt, daß sie gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen; hierdurch wird sicherge­ stellt, daß Temperaturänderungen keine negative Auswirkungen auf den Spalt zwi­ schen Trägerteil und Drosselzylinder mit sich bringen, die sich negativ auf den Be­ trieb des Einspritzventils auswirken könnten (bsp. könnte bei Temperaturänderun­ gen der Spalt zwischen Trägerteil und Drosselzylinder verschwinden und eine unge­ wollte Reibung zwischen Trägerteil und Drosselzylinder auftreten). Auf dem Träger­ teil und/oder dem Drosselzylinder kann zum Schutz vor Abrieb eine Oberflächenbe­ schichtung als Verschleißschutz aufgebracht werden, bsp. eine Beschichtung aus CLD ("carbon like diamond").
Zur Gewährleistung eines Temperatur- und Toleranzausgleichs bei sich ändernden Systemeigenschaften des Einspritzventils oder variierenden äußeren Bedingungen (bsp. Temperaturschwankungen), insbesondere im gesamten im Betrieb des Ein­ spritzventils vorkommenden Temperaturbereich, ist auf der Oberseite des Aktors, also entgegengesetzt zu der der Düsennadel zugewandten Unterseite des Aktors, ein Ventilspielausgleich angeordnet; dieser Ventilspielausgleich ist dort positioniert, um die im Betrieb des Einspritzventils bewegten Massen gering zu halten. Der Ven­ tilspielausgleich besitzt eine mit Kraftstoff gefüllte Druckkammer und einen mit der Druckkammer verbundenen Ausgleichkolben; die Druckkammer weist eine mög­ lichst große Querschnittsfläche sowie ein möglichst kleines Volumen auf, so daß sowohl die durch den Aktor hervorgerufene Druckerhöhungen als auch die Leckage­ verluste und die Kompression des Kraftstoffs in der Druckkammer gering sind. Der Kraftstoff kann der Druckkammer entweder über ein mit der Kraftstoffkammer (dem Hochdruckbereich) verbundene Drosselbohrung zugeführt werden, vorzugsweise jedoch über ein mit dem Niederdruckbereich (Aktor) verbundene Bohrung, so daß sich in der Druckkammer Kraftstoff unter niedrigem Druck befindet
Oberhalb des Ventilspielausgleichs ist eine mit dem Niederdruckbereich verbundene zweite Kraftstoffleitung als Kraftstoff-Rückleitung zur Kraftstoffpumpe oder zum Kraftstofftank vorgesehen; durch diese Kraftstoff-Rückleitung, die vorzugsweise mit einem Druckregelventil versehen ist (Einstellung des Drucks in der Kraftstoff- Rückleitung auf den im Niederdruckbereich gewünschten Mindestdruck, um ein Verdampfen von Kraftstoff zu vermeiden), wird einerseits die Trennung des Kraft­ stoffs im Einspritzventil in einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich ermöglicht und andererseits eine sichere Entlüftung des Einspritzventils gewährlei­ stet. Die zwischen der Druckkammer und der Kraftstoff-Rückleitung angeordnete Drossel dient zur Entlüftung der Druckkammer sowie zur Minimierung von Leckage­ verlusten in der Druckkammer bei der Bestromung des Aktors.
Bei einer Aktivierung des Aktors (bei einer Beaufschlagung des Aktors mit einer vor­ gegebenen Spannung) bewegt sich die Düsennadel nach Kompression des Kraft­ stoffs in der Druckkammer und nach Kompensation der Vorspannkraft der Ventilfe­ der in die vorgegebene Richtung (bsp. bei einer A-Düse mit einer sich nach außen öffnenden Einspritzdüse nach außen), wodurch die Einspritzöffnung der Düsennadel vom Ventilsitz abhebt und ein Öffnungsspalt entsteht. Der Hub (Öffnungsweg) der Düsennadel wird beim Öffnen der Düsennadel durch eine an der der Einspritzöff­ nung abgewandten (bzw. an der dem Trägerteil zugewandten) Oberseite der Kraft­ stoffkammer (in diese mündet die Kraftstoffleitung oberhalb des Einspritzventils) ausgebildete Ausformung begrenzt; durch diese einen Anschlag für die Bewegung des Hubkolbens bildende Ausformung wird der Öffnungsweg der mit dem Trägerteil verbundenen Düsennadel definiert und reproduzierbar vorgegeben, d. h. die Auslen­ kung der Düsennadel wird beendet, wenn der Spalt zwischen dem Trägerteil und der Ausformung geschlossen wird. Vorzugsweise wird die Düsennadel bei jedem Ein­ spritzvorgang bis zum Anschlag (d. h. maximal) ausgelenkt und damit über die Be­ stromungsdauer des die Düsennadel betätigenden Aktors eine definierte Menge an Kraftstoff in den Verbrennungsraum eingespritzt; bsp. kann die Düsennadel maximal 80 µm ausgelenkt werden, wodurch innerhalb einer Millisekunde ein Volumen von 70 mm3 in den Verbrennungsraum eingespritzt wird. Nach der Deaktivierung des Aktors wird die Düsennadel wieder in ihre ursprüngliche Position zurückbewegt und damit der Öffnungsspalt zwischen Düsennadel und Ventilsitz geschlossen; die Leckageverluste an Kraftstoff im Ventilspielausgleich werden über das öffnende Rückschlagventil ausgeglichen. Das Rückschlagventil ist vorzugsweise zwischen derh Niederdruckbereich und der Druckkammer angeordnet; das Rückschlagventil wird durch eine (aufgrund der Betätigung des Aktors verursachte) Druckerhöhung in der Druckkammer geschlossen.
Durch die Drossel kann eine Trennung zwischen dem sich unter hohem Druck be­ findlichen Kraftstoff (dem Hochdruckbereich) und dem sich im Bereich des Aktors des Einspritzventils befindlichen Kraftstoffs (dem Niederdruckbereich) ohne großen Aufwand realisiert werden; durch die Druckreduzierung wird das Einspritzventil an­ nähend druckausgeglichen, so daß bei schwankenden Drücken der Kraftstoffversor­ gung eine hohe Reproduzierbarkeit der kinematischen Eigenschaften des Einspritz­ ventils gewährleistet ist; weiterhin kann die Kraft der Ventilfeder klein gewählt wer­ den, wodurch beim Einspritzvorgang eine hohe Dynamik erreicht wird.
Das Einspritzventil wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels im Zu­ sammenhang mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierbei zeigt die Figur in einer Schnittzeichnung die wesentlichen Komponenten des Einspritzventils zum Einsprit­ zen von Kraftstoff in den Verbrennungsraum eines Ottomotors.
Die Einspritzdüse 1 ist als nach außen öffnende Düse (A-Düse) ausgebildet, bei der die Düsennadel 2 außen am Ventilsitz 3 anliegt und diesen durchdringt. Die Dü­ sennnadel 2 wird über eine Ventilfeder 4 in den Ventilsitz 3 gepreßt, deren Feder­ kraft klein gehalten werden kann; somit wird die Einspritzdüse 1 durch die Ventilfe­ der 4 im spannungslosen Zustand des Aktors 6 verschlossen. Die Vorspannkraft der Ventilfeder 4 wird für die jeweilige Ausführung des Einspritzventils und der Einspritz­ düse 1 so eingestellt, daß ein sicheres Verschließen der Einspritzdüse 1 im span­ nungslosen Zustand des Aktors b erreicht wird. Der für den Betrieb des Einspritzven­ tils benötigte Einspritzdruck des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs 11 von bis zu 300 bar wird von einer dem Einspritzventil vorgeschalteten Kraftstoffpumpe be­ reitgestellt. Der unter Hochdruck stehende Kraftstoff 11 wird von der Kraftstoff­ pumpe vorzugsweise über ein Rail an einen Kraftstoffanschluß 13 und über die Kraftstoffleitung 5 im Inneren des Einspritzventils bis an die Düsennadel 2 geführt; die Kraftstoffleitung 5 mündet in die zur Kraftstoffzuführung an die Einspritzdüse 1 bzw. Düsennadel 2 vorgesehene Kraftstoffkammer 8. Die Kraftstoffkammer 8 ist bsp. als Drallkammer mit zur Verwirbelung des Kraftstoffs dienenden tangentialen Strömungskanälen ausgebildet; an der Oberseite 19 der Kraftstoffkammer 8 ist eine bsp. ringförmige Ausformung 9 vorgesehen.
Die Düsennadel 2 ist kraftschlüssig oder formschlüssig auf dem Trägerteil 7 aufge­ bracht (bsp. aufgepreßt), wobei beim Fügen von Düsennadel 2 und Trägerteil 7 eine sehr exakte Positionierung (und damit eine genaue Ausrichtung) der Düsennadel 2 ermöglicht wird. Der für den Einspritzvorgang notwendige Öffnungsweg (Hub) der Düsennadel 2 wird durch die an der Oberseite 19 der Kraftstoffkammer 8 ange­ brachte, einen Anschlag für das Trägerteil 7 bildende Ausformung 9 auf bsp. 80 µm begrenzt (maximaler Öffnungsweg der Düsennadel 2). Das Trägerteil 7 besitzt eine den unteren Bereich 17 begrenzende Ausformung 10 in der Art eines Federtellers; mit dieser Ausformung wird die Ventilfeder 4 vorgespannt. In dem sich nach der Ausformung 10 des Trägerteils 7 in Richtung Aktor 6 erstreckenden oberen Bereich 18 des Trägerteils 7, d. h. zwischen der Ventilfeder 4 und der Aktorfeder 15, ist eine zur Druckreduzierung des sich in der Kraftstoffleitung 5 und in der Kraftstoffkammer 8 befindlichen, unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs 11 dienende Drossel 14 vorgesehen; die Drossel 14 wird durch auf der Außenfläche des Trägerteils 7 einge­ brachte Aussparungen 27 und einem das Trägerteil 7 im Bereich der Aussparungen 27 umgebenden als Drosselführung ausgebildeten Drosselzylinder 16 gebildet. Das bsp. aus Stahl bestehende, im oberen Bereich 18 in der Form eines Zylinders aus­ gebildete Trägerteil 7 besitzt eine Außendurchmesser von bsp. 3 mm; auf einer Län­ ge von bsp. 10 mm sind bsp. 8 umlaufende Nuten mit einer Tiefe von bsp. 0.2 mm als Aussparungen 27 in die Mantelfläche des Trägerteils 7 eingebracht. Das Träger­ teil 7 wird im oberen Bereich 18 von dem als Drosselführung ausgebildeten Dros­ selzylinder 16 im Abstand von bsp. 2 µm umschlossen, so daß bei einem Druckge­ fälle von bsp. 300 bar zwischen Hochdruckbereich und Niederdruckbereich 25 ein Leckagestrom an Kraftstoff von bsp. 2 l/h auftritt. Nach dem Einsetzen von Düsen­ nadel 2 und Trägerteil 7 in das Kopfstück 25 des Gehäuses des Einspritzventils wird die Düsennadel 2 mit dem Trägerteil 7 formschlüssig verbunden, bsp. auf das Trä­ gerteil 7 aufgepreßt. Anschließend wird der Drosselzylinder 16 in das Kopfstück 25 eingebracht und dort bsp. eingeschweißt.
Das durch die Ventilfeder 4 vorgespannte Trägerteil 7 ist direkt kraftschlüssig mit dem Aktor 6 gekoppelt; hierdurch wird die vom Aktor 6 hervorgerufene Bewegung direkt auf das Trägerteil 7 und damit auf die Düsennadel 2 bzw. Einspritzdüse 1 übertragen. Der Aktor 6 ist von einer als Kapselung gegenüber dem Kraftstoff 12 fungierenden Aktorgehäuse 28 umgeben. Als mit einer elektrischen Spannung be­ aufschlagter Aktor 6 ist bsp. ein piezoelektrischer Aktor 6 mit einer Länge von bsp. 70 mm vorgesehen, der sich proportional zur an den Aktor 6 angelegten Spannung ausdehnt.
Zur Realisierung eines Temperatur- und Toleranzausgleichs ist an der der Einspritz­ düse 1 bzw. der Düsennadel 2 abgewandten Oberseite 20 des Aktors 6 oberhalb des Aktors 6 ein Ventilspielausgleich 21 vorgesehen, der eine mit dem sich unter niedrigem Druck stehenden Kraftstoff 12 gefüllte Druckkammer 22 und einen mit der Druckkammer 22 in Verbindung stehenden Ausgleichskolben 23 aufweist; der aus dem Druckraum 22 verdrängte Kraftstoff 12 wird über die Kraftstoff-Rückleitung 29 dem Kraftstofftank bzw. der Kraftstoffpumpe zur Verfügung gestellt. Die im Be­ trieb des Einspritzventils auftretenden Leckageverluste an Kraftstoff 12 in der Druckkammer 22 werden über eine mit einem Rückschlagventil 26 gesicherte Kraft­ stoffzuführung aus dem Niederdruckbereich 24 (Aktor 6) oder über eine Drosselboh­ rung 30 zum Hochdruckbereich (Kraftstoffkammer 8) ausgeglichen; gemäß der Figur wird der Kraftstoff 12 der Druckkammer 22 über die Drosselbohrung 30 zugeführt. Durch die Vorgabe der Querschnittsfläche (der Stirnfläche) der Druckkammer 22 kann die bei einer Bewegung des Aktors 6 hervorgerufene Druckerhöhung und da­ mit die Kompression der sich in der Druckkammer 22 befindlichen Kraftstoffs 12 beeinflußt werden; durch Wahl einer großen Querschnittsfläche (Stirnfläche) sowie eines möglichst kleinen Volumens der Druckkammer 22 können Kompression und Leckageverluste des Kraftstoffs 12 gering gehalten werden. Zur Montage des Rück­ schlagventils 26 und zur Abdichtung des Druckraums 22 ist ein bsp. als Stopfen ausgebildeter Verschluß vorgesehen. Die Vorspannfeder 32 dient zur Vorspannung des Rückschlagventils 26. Zwischen der Druckkammer 22 und der Kraftstoff- Rückleitung 29 ist eine Entlüftungsdrossel 33 zur Entlüftung der Druckkammer 22 sowie zur Minimierung der Leckageverluste in der Druckkammer 22 vorgesehen. Der Stecker 34 dient zur Abdichtung der Druckkammer 22 bzw. des Niederdruckbe­ reichs 24 sowie zur Kontaktierung des Aktors 6.
Während eines Einspritzvorgangs wird der Aktor 6 (bsp. von einem Steuergerät) mit einer konstanten oder sich zeitlich ändernden Spannung beaufschlagt und hierdurch aktiviert; durch die Ausdehnung des Aktors 6 wird nach Kompensation der Vor­ spannkraft der Ventilfeder 4 und nach Kompression des Kraftstoffs 12 in der Druck­ kammer 22 das Trägerteil 7 nach unten bewegt, wodurch die Düsennadel 2 vom Ventilsitz 3 abhebt und über den hierdurch entstehenden Öffnungsspalt eine be­ stimmte Menge an sich unter hohem Druck befindlichen Kraftstoff 11 proportional zur (Zeitdauer der) Bestromung des Aktors 6 in den entsprechenden Verbrennungs­ raum des Ottomotors eingespritzt wird. Der Öffnungsweg bzw. die Auslenkung der Düsennadel 2 wird dadurch begrenzt, daß der Spalt zwischen dem Trägerteil 7 und der an der Oberseite 19 der Kraftstoffkammer 8 befindlichen Ausformung 9 ge­ schlossen wird, d. h. daß das Trägerteil 7 gegen den durch die Ausformung 9 gebildeten Anschlag fährt. Nach dem Deaktivieren des Aktors 6 werden die Düsennadel 2 bzw. das Trägerteil 7 sowie der Aktor 6 durch die Federkräfte der jeweils zugehö­ rigen Feder (Ventilfeder 4 bzw. Aktorfeder 15) in ihre Ausgangslage zurückgestellt. Durch die Drossel 14 wird der Druck des sich im Hochdruckbereich befindlichen Kraftstoffs 11 gegenüber dem sich im Niederdruckbereich 24 befindlichen Kraftstoff 12 stark reduziert, bsp. von 300 bar auf 5 bar. Um eine hohe Dynamik im Betrieb des Einspritzventils zu erreichen, besitzen alle bewegten Bauteile des Einspritzven­ tils (insbesondere Trägerteil 7, Aktorfeder 15 und Düsennadel 2) eine geringe Mas­ se. Um die Leckageverluste und die Kompression des Kraftstoffs 12 in der Druck­ kammer 22 des Ventilspielausgleichs 21 bei der Ausdehnung des Aktors 6 zu mini­ mieren, besitzt die. Druckkammer 22 eine große Querschnittsfläche von bsp. 100 mm2 und eine geringe Bauhöhe von bsp. 1 mm.

Claims (14)

1. Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff (11) unter hohem Druck in den Ver­ brennungsraum einer Brennkraftmaschine, mit
einer eine axial verschiebbare Düsennadel (2) aufweisenden Einspritzdüse (1),
einem mit einer elektrischen Spannung beaufschlagten Aktor (6) zur Betätigung der Düsennadel (2),
einer Kraftstoffleitung (5), die in eine mit der Einspritzdüse (1) verbundene Kraft­ stoffkammer (8) mündet,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck des sich im Bereich des Aktors (6) befindlichen Kraftstoffs (12) gegenüber dem zum Einspritzen verwendeten Kraftstoff (11) mittels einer zwi­ schen der Kraftstoffkammer (8) und dem Aktor (6) angeordneten Drossel (14) reduziert ist.
2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (14) zwischen einer an die Kraftstoffkammer (8) angrenzenden Ventilfeder (4) und ei­ ner an den Aktor (6) angrenzenden Aktorfeder (15) angeordnet ist.
3. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dros­ sel (14) unter Verwendung eines sich in axialer Richtung zwischen der Kraft­ stoffkammer (8) und dem Aktor (6) erstreckenden Trägerteils (7) gebildet ist.
4. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (14) durch den Spalt zwischen der Außenfläche des Trägerteils (7) und einen das Trägerteil (7) umgebenden Drosselzylinder (16) gebildet ist.
5. Einspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Drossel (14) Aussparungen (27) auf der Außenfläche des Trägerteils (7) einge­ bracht sind.
6. Einspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Au­ ßenfläche des Trägerteils (7) eingebrachte Aussparungen (27) als ringförmige Nuten ausgebildet sind.
7. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (7) mit dem Aktor (6) kraftschlüssig verbunden ist.
8. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffkammer (8) auf der dem Aktor (6) zugewandten Oberseite (19) eine Ausformung (9) aufweist, so daß bei einer Bewegung des Trägerteils (7) der Hub der Düsennadel (2) begrenzt ist.
9. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffkammer (8) als Drallkammer mit tangentialen Strömungskanälen ausgebildet ist.
10. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite (20) des Aktors (6) ein mit dem Aktor (6) gekoppelter Ventil­ spielausgleich (21) vorgesehen ist, der eine mit sich unter niedrigem Druck be­ findlichen Kraftstoff (12) gefüllte Druckkammer (22) aufweist.
11. Einspritzventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkam­ mer (22) mit einem Ausgleichskolben (23) in Verbindung steht.
12. Einspritzventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kraftstoff-Rückleitung (29) vorgesehen ist, die über die Drossel (14) mit der Kraftstoffkammer (8) in Verbindung steht.
13. Einspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckkammer (22) und der Kraftstoff-Rückleitung (29) eine Entlüftungsdrossel (33) angeordnet ist.
14. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (1) eine nach außen öffnende Düsennadel (2) aufweist.
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