DE3313837A1 - Niederdruckeinspritzventil - Google Patents

Description

• Niederdruckeinspritzventil
• Beschreilung Die Erfindung be@rifft ein Niederdruckeinspritzventil für Ottomotoren mit einer Ventilkammer unt einem mit einam Ventilsitz der Ventilkammer zusammenwirkenden Ventilkörper.
• Niederdruckeinspritzventile arbeiten mit Einspritzdrücken von 3 bis 5 bar. Die Betätigung erfolgt normalerweise induktiv. Da hierbei ein Magnetfeld aufgebaut wird, sind der Ansprechgeschwindigkeit dieser Niederdruckeinspritzventile Grenzen gesetzt. Die Empfindlichkeit für kleine Abspritzmengan läßt sich nicht genau ganug beherrschen.
• Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines @iederdruckeinspritzventils, das mit hoher Ansprechgeschwindigkeit arbeitet und einen hohen Kraftatoffdurchfluß zuläßt.
• I)iese Aufgabe wi td nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ventilkörper ein piezoelektrischer Körper ist und daß die Verformungsrichtung desselben senkrecht zur Fläche des Ventilsitzes ausgerichtet ist.
• Da die Erregung eines piezoelektrischen Körpers durch Änderung des elektrischen Eeldes erfolgt, @rbeitet ein Niederdrucheinspritzventil dieser Art mit außerordentlich hoher Ansprechgeschwindigkeit. Die Änderung der Ladung des piezoelektrischen Körpers bzw. des elektrischen Feldes erfolgt nahezu trägbeitsles, so daß fi;r die Ansprechpeschwindigkeit keine Probleme auftreten.
• Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der piezoelektrische Körper als am Rand eingespannte Platte ausgebildet ist.
• In weiterer Ausbildung der Frfindung ist vorgesehen, daß eire Trögerplatte in einem mittleren Bereich einen piezoelektrischen Belag aufweist und im Randhereich Durchbrüche vorgesehen sind. Die Träger- platte ist normalerweise ein Messingblech, das im Mittelbereich den piezoelektrischen Belag nilt Elektroden aufweist. Eine derartige Platte führt Flächenbiegeschwingungen durch. Mit dem Mitte 1 bereich liegt die Platle auf dem Ventilsitz an und schließt dadurch den Durchtritt ab. Der in der Ventilkammer anstehende Kraftstoffdurck hält das Ventil geschlossen. Sobald eire elektrische Spannung an d'n piezoelektrischen Belag angelegt wird, biegt sich die Platte durch und hebt von dem Ventilsitz ab, so daß Kraftstoff aus der Diese des Ventils austrete@ kann. Der Kraftstoff befindet sich innerhalb der Ventilkammer unter Druck, so daß er ausgespritzt und zerstäubt wird.
• Durchgeführte Unterstehungen haben gezeigt, daß man für einen Hub des Ventilkörpers zwischen 0,15 und 0,2 mm eine Spannung von etwa 100 V berötigt.
• In Veiterbildung der Erfindung ist vorgeschen, daß die Trägerplatte den Innepraum der Ventilkammer unterteilt, um so eine weitgehcnde Druckentlastung sicherzustelten. Man Hann also die Fläche des Ventilsitzes vergleichsweise klein halten, während die Trägerplatte eine grofe Einspannfläche hat. Dieses bedeutet, daß man mit einer geringen Erregungsspannung einen großen Verstellweg erreicht. Außerder ist der Ventilkörper weitgehend druckentlastet.
• Nach einer abgewandtlte Ausführungsform der Erfindung ist der piezoelektrische Körper stabförmig ausgebildet. Diese Form bietet hinsichtlich der Stellkräfte und der Ansprechgeschwindigkeit zusätzlichte Voiteilt.
• Ein@ Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung erläutert, in der darstellen@ Fig. 1 einen Schnitt durch ein Niederdruckeinspritzfentil nach der Erfindung und Fig. 2 eine zur Hälfte geschnittene Draufsicht zu Fig. 1.
• Das Niederdruckeinspritzventil umfaßt eine Ventilkammer l, die aus einet zylindrischen Gehäuse 2 und einen Gehäusedeckel 3 zusammengesetzt st. Das Gehäuse 2 weist in seiner Stirnwand 4 eine zentrale Düse 5 mit einem ringförmigen Ventilsitz 6 auf. In einem Abstand von der Stirnwand 4 ist eine Ringstu@e 7 vorgesehen, die ur Auflage einer Trägerplatte 8 eines piezoelektrischen Körpers @ dient. Ein Dichtrin@ 10 dient zur Einspannung des Randes der Trägerplatte 8. Der Dichtrim 10 wird durch einen Sp@@mnrinp ll gchalten.
• Der Gehäusedeckel 3 schließ@ @nter Zwischenlage eines Dichtrings 12 das G@häuse 2 ab. An dem Gehäusedeckel 3 sitzt ein Stutzen 13 fär eine Kraftstoffleitung. Das Gehäuse 2 und der Geh@usedeckel 3 werden durch Schraubern 14 odcr andere Verbindungsmittel zusammengehalten.
• Die Trägerplatte 8 ist normalerweise eine Messingplatte. Der Rand der Trgerplatte 8 liegt auf der Ringstufe 7 auf und dient zur Einspannung. In einem Randstreifen weist die Trägerplatte 8 Durchbrüche 15 auf. Die Trägerplatte 8 teilt die Ventilkammer l in einen Einströmraum 16 und einen Austrittsraum 17. Die Durchbrüche 15 stellen einen Druckausgleich zwischen diesen beiden R@umen sicher. Der mittlere Bereich der Trägerplatte I weist einen piezoelektrischen bzw. piezokeramiscllen Belag 18 auf. Der piezoelekrrische Belag 18 ist auf der Oberseite mit einer Elektrode kontaktiert. Die Trtgerplatte 8 dient als Gegenelektrode. Der Spannring 11 sowie die landung des Gehäuses 2 besitzen Durchgänge 19 für eine elektrische Anschlußleitung 20, die an die Elektrode des piezoelektrischen Belags 18 angeschlossen ist. Die Durchgänge 19 sind mit eimer Vergußmasse 21 dicht ausgefüllt.
• Die Funktion des Niederdruckeinspritzventils ergibt sich ohne weiteres aus der vorstehenden Be.schreilung und der Zeichnung. An den Stutzen 13 ist eine Kraftstoffdruckleitung angeschlossen, die vor einer Druckquelle mit Kraftstoff upter dem Einspritzdruck gespeist wird. Der Kraftstoff füllt die Ventilkammer 1 und insbesondere den Einströmraum 16 sowie den Austrittsraur 17 aus. Die Trägerplatte 8 liegt an der Ventilsitz 6 an und dichtet denselber. ab. Der unter Druck befindliche Kraftstoff drücht die Trägerplatte F an ihrem Ventilsitz fest. Eine über die Anschlußleitung 20 angelegte Steuerspannung führt 7U einer Verformung der Tragerplatte, so daß dieselbe von dem Ventilsitz 6 abhebt und die-Diise 5 freigibt. Eine Spannung von etwa 100 V stellt eine Verformung der Trägerplatte 18 im Bereich von 0,15 bis 0,? mm slcher, so daß dadurch teine ordungsgemäße Funktion des Niederdruckeinspritzventils gewährleistet ist.
• Der piezoelektrische Körper 9 kann aucb z.B. a1s stabförmiger Körper ausgebildet sein.

Claims (5)

1. Niederdruckeinspritzventil Patentansprüche 1. Niederdruckeinspritzventil für Ottomotoren mit einer Ventilkammer und einem mit einem Ventilsitz der Ventilkammer zusammenwirkenden Ventilkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper ein piezoelektrischer Körper (9) ist und daß dit Verformungsrichtung desselben senkrecht zur Fläche des Ventilsitzes (6) ausgerichtet ist.
2. 2. Niederdruckeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Körper (9) als am Pand eingespannte Platte ausgebildet ist.
3. 3. Niederdruckeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerplatte (8) in einem mittleren Bereich einen piezoelektrischen Belag (18) aufweist und im Randbereich Durchbrüche (15) vorgesehen sind.
4. 4. Niederdrucl einspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (8) den Innenraum der Ventilkammer (1) unterteilt, um so eine weitgehende Druckentlastung sicherzustellen.
5. 5. Niederdurcheinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daE der piezoelektrische Körper stabförmig ausgebildet ist.