DE3313837C2

DE3313837C2 -

Info

Publication number: DE3313837C2
Application number: DE3313837A
Authority: DE
Inventors: Reinhold 5980 Werdohl De Blauhut
Original assignee: AFT Atlas Fahrzeugtechnik GmbH
Current assignee: Schaeffler Engineering GmbH
Priority date: 1983-04-16
Filing date: 1983-04-16
Publication date: 1992-05-21
Also published as: DE3313837A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Niederdruckeinspritzventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a low pressure injection valve according to the Preamble of claim 1.

Niederdruckeinspritzventile arbeiten mit Einspritzdrücken von 3 bis 5 bar. Die Betätigung erfolgt normalerweise induktiv. Da hierbei ein Magnetfeld aufgebaut wird, sind der Ansprechgeschwindigkeit die ser Niederdruckeinspritzventile Grenzen gesetzt. Die Empfindlichkeit für kleine Abspritzmengen läßt sich nicht genau genug beherrschen.Low pressure injectors work with injection pressures of 3 up to 5 bar. The actuation is normally inductive. Because here a magnetic field is built up, the response speed are the low pressure injectors set limits. The sensitivity it cannot be controlled precisely enough for small spray quantities.

Aus der DE-OS 24 02 085 ist ein Ventil der gattungsgemäßen Art bekannt. Dort ist der piezoelektrische Ventilkörper stabförmig ausge bildet und arbeitet als Längsschwinger. Zur Erzielung eines ausrei chenden Öffnungsweges benötigt man einen Ventilkörper vergleichsweise großer Länge. Die Bewegung des Ventilkörpers ist kontinuierlich, so daß das Ventil vegleichsweise langsam öffnet.From DE-OS 24 02 085 is a valve of the generic type known. There the piezoelectric valve body is rod-shaped forms and works as a longitudinal transducer. To achieve a sufficient opening path you need a valve body comparatively great length. The movement of the valve body is continuous, so that the valve opens slowly.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Niederdruck einspritzventils, das den Durchflußquerschnitt sehr schnell öffnet.The object of the invention is to provide a low pressure injection valve that opens the flow cross section very quickly.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ventilkörper als Trägerplatte mit einem in einem mittleren Bereich aufgebrachten piezoelektrischen Belag ausgebildet ist und daß im Rand bereich Durchbrüche (15) vorgesehen sind.This object is achieved according to the invention in that the valve body is designed as a carrier plate with a piezoelectric coating applied in a central area and that openings ( 15 ) are provided in the edge area.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als unter Ausnutzung einer Biegeverformung ein sehr schnelles Öff nungsverhalten erzielt wird. Die Trägerplatte ist normalerweise ein Messingblech, das im Mittelbereich den piezoelektrischen Belag mit Elektroden aufweist. Eine derartige Platte führt Flächenbiegeschwin gungen durch. Mit dem Mittelbereich liegt die Platte auf dem Ventil sitz an und schließt dadurch den Durchtritt ab. Der in der Ventilkam mer anstehende Kraftstoffdruck hält das Ventil geschlossen. Sobald eine elektrische Spannung an den piezoelektrischen Belag angelegt wird, dehnt sich die Piezokeramik in radialer Richtung, während die Blechplatte beziehungsweise Trägerplatte ihre Abmessungen nicht än dert. Infolgedessen biegt sich die Anordnung schnappfederartig durch und hebt von dem Ventilsitz ab, so daß Kraftstoff aus der Düse des Ventils austreten kann. Der Kraftstoff befindet sich innerhalb der Ventilkammer unter Druck, so daß er ausgespritzt und zerstäubt wird.The invention differs from the prior art in that than a very fast opening using a bending deformation behavior is achieved. The carrier plate is usually a Sheet brass that has the piezoelectric coating in the middle Electrodes. Such a plate has surface bending vibrations through. With the middle area, the plate lies on the valve sit on and thereby closes the passage. The one in the valve came The existing fuel pressure keeps the valve closed. As soon as an electrical voltage is applied to the piezoelectric covering the piezoceramic expands in the radial direction, while the Sheet metal or carrier plate do not change their dimensions different. As a result, the arrangement bends like a snap spring and lifts off the valve seat so that fuel from the nozzle of the Valve can leak. The fuel is inside the Valve chamber under pressure so that it is sprayed out and atomized.

Durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, daß man für einen Hub des Ventilkörpers zwischen 0,15 und 0,2 mm eine Spannung von etwa 100 V benötigt.Investigations carried out have shown that for one Stroke of the valve body between 0.15 and 0.2 mm a tension of about 100 V required.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Träger platte den Innenraum der Ventilkammer unterteilt, um so eine weitge hende Druckentlastung sicherzustellen. Man kann also die Fläche des Ventilsitzes vergleichsweise klein halten, während die Trägerplatte eine große Einspannfläche hat. Dieses bedeutet, daß man mit einer geringen Erregungsspannung einen großen Verstellweg erreicht. Außer dem ist der Ventilkörper weitgehend druckentlastet.In a development of the invention it is provided that the carrier plate divided the interior of the valve chamber, so as a Weitge ensure pressure relief. So you can see the area of the Keep the valve seat comparatively small while the backing plate has a large clamping area. This means that with a low excitation voltage reaches a large adjustment range. Except the valve body is largely relieved of pressure.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Be zugnahme auf die anliegende Zeichnung erläutert, in der darstellen:An embodiment of the invention is described below under Be explained on the attached drawing, in which:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Niederdruckeinspritzventil nach der Erfindung und Fig. 1 shows a section through a low pressure injection valve according to the invention and

Fig. 2 eine zur Hälfte geschnittene Draufsicht zu Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of FIG. 1 cut in half.

Das Niederdruckeinspritzventil umfaßt eine Ventilkammer 1, die aus einem zylindrischen Gehäuse 2 und einem Gehäusedeckel 3 zusammen gesetzt ist. 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 Ringstufe 7 vorgesehen, die zur Auflage einer Trägerplatte 8 eines piezoelektrischen Körpers 9 dient. Ein Dichtring 10 dient zur Einspannung des Randes der Trägerplatte 8. Der Dichtring 10 wird durch einen Spannring 11 gehalten.The low-pressure injection valve comprises a valve chamber 1 , which is composed of a cylindrical housing 2 and a housing cover 3 . The housing 2 has in its end wall 4 a central nozzle 5 with an annular valve seat 6 . A ring step 7 is provided at a distance from the end wall 4 and serves to support a carrier plate 8 of a piezoelectric body 9 . A sealing ring 10 serves to clamp the edge of the carrier plate 8 . The sealing ring 10 is held by a clamping ring 11 .

Der Gehäusedeckel 3 schließt unter Zwischenlage eines Dichtrings 12 das Gehäuse 2 ab. An dem Gehäusedeckel 3 sitzt ein Stutzen 13 für eine Kraftstoffleitung. Das Gehäuse 2 und der Gehäusedeckel 3 werden durch Schrauben 14 oder andere Verbindungsmittel zusammengehalten.The housing cover 3 closes the housing 2 with the interposition of a sealing ring 12 . A connector 13 for a fuel line sits on the housing cover 3 . The housing 2 and the housing cover 3 are held together by screws 14 or other connecting means.

Die Trägerplatte 8 ist normalerweise eine Messingplatte. Der Rand der Trägerplatte 8 liegt auf der Ringstufe 7 auf und dient zur Einspannung. In einem Randstreifen weist die Trägerplatte 8 Durch brüche 15 auf. Die Trägerplatte 8 teilt die Ventilkammer 1 in einen Einströmraum 16 und einen Austrittsraum 17. Die Durchbrüche 15 stel len einen Druckausgleich zwischen diesen beiden Räumen sicher. Der mittlere Bereich der Trägerplatte 8 weist einen piezoelektrischen bzw. piezokeramischen Belag 18 auf. Der piezoelektrische Belag 18 ist auf der Oberseite mit einer Elektrode kontaktiert. Die Trägerplatte 8 dient als Gegenelektrode. Der Spannring 11 sowie die Wandung des Ge häuses 2 besitzen Durchgänge 19 für eine elektrische Anschlußleitung 20, die an die Elektrode des piezoelektrischen Belags 18 angeschlos sen ist. Die Durchgänge 19 sind mit einer Vergußmasse 21 dicht ausge füllt.The carrier plate 8 is usually a brass plate. The edge of the carrier plate 8 lies on the ring step 7 and is used for clamping. In an edge strip, the carrier plate 8 through openings 15 . The carrier plate 8 divides the valve chamber 1 into an inflow space 16 and an outlet space 17 . The breakthroughs 15 ensure pressure equalization between these two spaces. The central region of the carrier plate 8 has a piezoelectric or piezoceramic covering 18 . The piezoelectric coating 18 is contacted on the top with an electrode. The carrier plate 8 serves as a counter electrode. The clamping ring 11 and the wall of the Ge housing 2 have passages 19 for an electrical connection line 20 which is ruled out to the electrode of the piezoelectric coating 18 . The passages 19 are filled with a sealing compound 21 tightly.

Die Funktion des Niederdruckeinspritzventils ergibt sich ohne weiteres aus der vorstehenden Beschreibung und der Zeichnung. An den Stutzen 13 ist eine Kraftstoffdruckleitung angeschlossen, die von einer Druckquelle mit Kraftstoff unter dem Einspritzdruck gespeist wird. Der Kraftstoff füllt die Ventilkammer 1 und insbesondere den Einströmraum 16 sowie den Austrittsraum 17 aus. Die Trägerplatte 8 liegt an dem Ventilsitz 6 an und dichtet denselben ab. Der unter Druck befindliche Kraftstoff drückt die Trägerplatte 8 an ihrem Ven tilsitz fest. Eine über die Anschlußleitung 20 angelegte Steuerspan nung führt zu einer Verformung der Trägerplatte, so daß dieselbe von dem Ventilsitz 6 abhebt und die Düse 5 freigibt. Eine Spannung von etwa 100 V stellt eine Verformung der Trägerplatte 18 im Bereich von 0,15 bis 0,2 mm sicher, so daß dadurch eine ordnungsgemäße Funktion des Niederdruckeinspritzventils gewährleistet ist.The function of the low pressure injector is readily apparent from the above description and the drawing. A fuel pressure line is connected to the connector 13 and is supplied with fuel under the injection pressure from a pressure source. The fuel fills the valve chamber 1 and in particular the inflow space 16 and the outlet space 17 . The carrier plate 8 lies against the valve seat 6 and seals the same. The fuel under pressure presses the carrier plate 8 firmly on its Ven tilsitz. A control voltage applied via the connecting line 20 leads to a deformation of the carrier plate, so that the latter lifts off from the valve seat 6 and releases the nozzle 5 . A voltage of approximately 100 V ensures that the carrier plate 18 is deformed in the range from 0.15 to 0.2 mm, so that proper functioning of the low-pressure injection valve is ensured.

Claims

1. Low pressure injection valve for gasoline engines with a valve chamber and with a valve seat of the valve chamber cooperate with the valve body, characterized in that the valve body is designed as a carrier plate ( 8 ) with a piezoelectric coating ( 18 ) applied in a central region and that openings in the edge region ( 15 ) are provided.

2. Low pressure injection valve according to claim 1, characterized in that the carrier plate ( 8 ) divides the interior of the valve chamber ( 1 ) in such a way that the area delimited by the valve seat is kept small in comparison with the entire area of the carrier plate ( 8 ).