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WO2003081020A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil Download PDF

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WO2003081020A1
WO2003081020A1 PCT/DE2003/000237 DE0300237W WO03081020A1 WO 2003081020 A1 WO2003081020 A1 WO 2003081020A1 DE 0300237 W DE0300237 W DE 0300237W WO 03081020 A1 WO03081020 A1 WO 03081020A1
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WO
WIPO (PCT)
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fuel injection
injection valve
actuator
piston
coupler
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE2003/000237
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fevzi Yildirim
Michael Huebel
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to JP2003578726A priority patent/JP2005520978A/ja
Priority to US10/508,758 priority patent/US20050205686A1/en
Priority to KR10-2004-7015100A priority patent/KR20040111432A/ko
Publication of WO2003081020A1 publication Critical patent/WO2003081020A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/167—Means for compensating clearance or thermal expansion
    • 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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08—Fuel-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

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • a hydraulic coupler for a piezoelectric actuator is known from EP 0 477 400 AI, the actuator transmitting a lifting force to a master piston.
  • ⁇ is non-positively connected to a guide cylinder for a slave piston.
  • Master pistons form a hydraulic chamber.
  • a spring is arranged in the hydraulic chamber, which presses the master piston and the slave piston apart.
  • an end portion of the guide cylinder and the slave piston is arranged a rubber sleeve, through which a storage chamber is sealed for a viscous hydraulic fluid from a fuel compartment.
  • the viscosity of the hydraulic fluid is adapted to the annular gap between the slave piston and the guide cylinder.
  • the slave piston mechanically transmits a stroke movement to, for example, a valve needle.
  • this stroke movement is caused by the pressure of the hydraulic fluid in the hydraulic chamber on the slave piston transferred because the hydraulic fluid in the hydraulic chamber can not be compressed and only a small proportion of the hydraulic fluid can escape through the annular gap during the short period of a stroke in the storage space formed by the rubber sleeve.
  • the spring pushes the slave piston out of the guide cylinder and the resulting negative pressure penetrates the hydraulic fluid into the hydraulic chamber via the annular gap and refills it.
  • the coupler automatically adjusts to the linear expansion and pressure-related expansion of a fuel injector.
  • a disadvantage of the hydraulic coupler known from EP 0 477 400 • AI is in particular that the sealing by a rubber sleeve, which is usually pressed against the end section of the guide cylinder and the slave piston by two clamping rings, is only incomplete in the long term.
  • the highly viscous hydraulic fluid and the fuel can mix and the coupler can fail. If fuel, for example gasoline, gets into the interior of the coupler, a malfunction can occur since, due to the low viscosity of the gasoline, this liquid can pass through the annular gap too quickly and no pressure can build up in the pressure chamber during the stroke.
  • a fuel injection valve with a piezo actuator which is connected to a large-area pressure piston.
  • This pressure piston is biased against the piezoelectric actuator with a plate spring, which is supported against a fuel injector body.
  • the pressure piston is guided in a bore in the valve body and has a central bore in which a slave piston is guided, which is connected to a valve needle.
  • a spring In the bore of the pressure piston, between the bottom of the bore and the slave piston, there is a spring that holds the slave piston biased in the direction of a valve seat and pressed out of the bore.
  • the fuel injector has a valve needle that opens inwards.
  • the pressure chamber is connected to the actuator chamber via the annular gap between the slave piston and the pressure piston, the bore in the pressure piston and a connecting bore.
  • the actuator space serves as a storage space for a hydraulic fluid.
  • a disadvantage of the fuel injector known from DE 43 06 073 C1 is, in particular, that no solution is made possible for an outwardly opening fuel injector. Another disadvantage is that no devices are provided for quickly refilling the pressure chamber after return m the rest position. Finally, the structure is multi-part and complicated, since a pressure piston, which is guided in the fuel injection valve in an exact bore, must in turn have a bore for the slave piston that has to be manufactured exactly.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage over the fact that the coupler gap of the hydraulic coupler is closed when the internal combustion engine is cold, in that the actuator is made of a material with a negative coefficient of thermal expansion.
  • the valve needle is thus actuated directly by the actuator in the cold state, so that the opening time of the Fuel injector is not dependent on the leakage losses of the hydraulic coupler.
  • the hydraulic coupler passes through a sleeve, which is supported on a disk connected to the slave piston.
  • the sleeve has a shoulder which is surmounted by the slave piston and in this way limits the stroke of the master piston.
  • the total stroke of the valve needle is composed of partial strokes, which are advantageously activated by the thermal change in length of the actuator depending on the operating temperature of the internal combustion engine.
  • Fig. 1 shows a schematic section through an embodiment of a fuel injector according to the invention in the region of the actuator and coupler, and
  • Fig. 2 is a schematic diagram of the hydraulic coupler designed according to the invention of the exemplary shown in Fig. 1
  • Fig. 1 shows a highly schematic representation of an embodiment of an embodiment according to the invention Fuel injection valve 1.
  • the fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into the combustion chamber of a mixture-compressing, externally ignited internal combustion engine.
  • the fuel injector 1 has a housing 2, in which an actuator 4 encapsulated in an actuator cartridge 3 is arranged.
  • the actuator 4 can be designed, for example, as a piezoelectric or magnetostrictive actuator 4.
  • the actuator 4 is supported on the inlet side of a housing component 5, while on the downstream side it rests against a stamp-shaped actuating element 6.
  • the actuator 4 is preloaded by a biasing spring 9 arranged between a shoulder 7 of the actuating element 6 and a support disk 8.
  • the actuating element 6 is supported in the discharge direction on a master piston 12 of a hydraulic coupler 13.
  • a coupler gap 15 is formed between the master piston 12 and a slave piston 14.
  • the slave piston 14 is supported on a further support disk 16, on the other side of which a valve needle 17 is arranged.
  • a valve closing body 18 is formed on the valve needle 17 and forms a sealing seat with a valve seat surface 20 formed on a valve seat body 19.
  • a return spring 26 is arranged between the support disk 16 and the valve seat body 19, which biases the valve needle 17 in such a way that the fuel injector 1 is kept closed when the actuator 4 is deenergized.
  • the hydraulic coupler 13 passes through a sleeve 21, which is formed via a flange 22 and a spring 23 on a piece with the slave piston 14 or in suitably supported with this connected disc 24.
  • the sleeve 21 is thus displaceably arranged both in relation to the hydraulic coupler 13 and in relation to the housing 2 of the fuel injector 1.
  • the operation of the hydraulic coupler 13 with the sleeve 21 is designed according to the invention such that both a cold start phase of the internal combustion engine, in which the components are not yet subject to thermal change in length, and continuous operation with the internal combustion engine warmed up can be carried out with satisfactory opening times.
  • Valve needle 17 prematurely due to the pressure loss
  • the coupler gap 15 between the master piston 12 and the slave piston 14 of the hydraulic coupler 13 in the manner according to the invention, it can be ensured with a predetermined width of leakage gaps 27 of the hydraulic coupler 13 that the hydraulic coupler 13 will not work even with long opening times of the fuel injector 1 runs idle and the fuel injector 1 can be kept open.
  • the actuator 4 consists of a piezoelectric or magnetostrictive material which contracts as the temperature rises and expands as the temperature falls.
  • the actuator 4 If the actuator 4 is energized, it expands in one stroke direction, so that the valve needle 17 is actuated directly by the actuator 4.
  • the direct actuation of the valve needle 17 by the actuator 4 means that, when the coupler 13 is bridged, its leakage losses cannot influence the opening time of the fuel injector 1, so that it can only be kept in the open position as long as required, depending on the actuation time of the actuator 4.
  • the actuator 4 is subject to a thermal change in length, which leads to the coupler gap 15 between the master piston 12 and the slave piston 14 being opened, which is illustrated in FIG. 2 by the solid contour of the master piston 12, so that the valve needle 17 is actuated indirectly via the hydraulic coupler 13 with stroke translation.
  • the axial width h w of the remaining gap 28 is always greater or at most equal to the maximum stroke h ges of the actuator 4.
  • the width h w of the coupler gap 15 h w is preferably 25 to 50 at 20 ° C. and a fuel pressure of 0.5 MPa microns.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiment shown, but can also be used for agnetostrictive actuators 4 and for any construction of fuel injection valves 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere ein Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, umfasst einen piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (4), der über einen hydraulischen Koppler (13) einen an einer Ventilnadel (17) ausgebildeten Ventilschliesskörper (18) betätigt, der mit einer Ventilsitzfläche (20) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Der hydraulische Koppler (13) weist einen Geberkolben (12) sowie einen Nehmerkolben (14) auf. Ein zwischen dem Geberkolben (12) und dem Nehmerkolben (14) ausgebildeter Kopplerspalt (15) ist so bemessen, dass er im kalten Zustand des Brennstoffeinspritzventils geschlossen ist und sich mit zunehmender Temperatur des Brennstoffeinspritzventils (1) durch eine temperaturbedingte Längenänderung des Aktors (4) öffnet.

Description

Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Aus der EP 0 477 400 AI ist ein hydraulischer Koppler für einen piezoelektrischen Aktor bekannt, wobei der Aktor eine Hubkraft auf einen Geberkolben überträgt. Der Geberkolben
■ ist mit einem Führungszylinder für einen Nehmerkolben kraftschlüssig verbunden. Der Nehmerkolben, der
Führungszylinder und der den Führungszylinder abschließende
Geberkolben bilden eine Hydraulikkammer . In der Hydraulikkammer ist eine Feder angeordnet, die den Geberkolben und den Nehmerkolben auseinander drückt. Um, einen Endabschnitt des FührungsZylinders und den Nehmerkolben ist eine Gummimanschette angeordnet, durch die ein Vorratsraum für ein viskoses Hydraulikfluid gegenüber einem Brennstoffraum abgedichtet wird. Die Viskosität des Hydraulikfluids ist dem Ringspalt zwischen Nehmerkolben und Führungszylinder angepaßt.
Der Nehmerkolben überträgt eine Hubbewegung mechanisch auf beispielsweise eine Ventilnadel. Wenn der Aktor auf den Geberkolben und den Führungszylinder eine Hubbewegung überträgt, wird diese Hubbewegung durch den Druck des Hydraulikfluids in der Hydraulikkammer auf den Nehmerkolben übertragen, da das Hydraulikfluid in der Hydraulikkammer sich nicht zusammenpressen läßt und nur ein geringer Anteil des Hydraulikfluids durch den Ringspalt während des kurzen Zeitraumes eines Hubes in den durch die Gummimanschette gebildeten Vorratsraum entweichen kann. In der Ruhephase, wenn der Aktor keine Druckkraft auf den Geberkolben ausübt, wird durch die Feder der Nehmerkolben aus dem Führungszylinder herausgedrückt und durch den entstehenden Unterdruck dringt über den Ringspalt das Hydraulikfluid in den Hydraulikraum ein und füllt diesen wieder auf. Dadurch stellt sich der Koppler automatisch auf Längenausdehnungen und druckbedingte Dehnungen eines Brennstoffeinspritzventils ein.
Nachteilig an dem aus der EP 0 477 400 • AI bekannten hydraulischen Koppler ist insbesondere, daß die Abdichtung durch eine Gummimanschette, die üblicherweise durch zwei Spannringe gegen den Endabschnitt des FührungsZylinders und den Nehmerkolben gedrückt wird, auf Dauer nur unvollständig ist. Das hochviskose Hydraulikfluid und der Brennstoff können sich vermischen und es kann zu einem Ausfall des Kopplers kommen. Wenn Brennstoff, beispielsweise Benzin, in das Innere des Kopplers gelangt, so kann es zum Funktionsausfall kommen, da aufgrund der geringen Viskosität des Benzins diese Flüssigkeit zu schnell durch den Ringspalt hindurchtreten kann und sich in der Zeit des Hubes kein Druck im Druckraum aufbauen kann.
Weiterhin ist aus der DE 43 06 073 Cl ein Brennstoffeinspritzventil mit einem Piezoaktor bekannt, der mit einem großflächigen Druckkolben verbunden ist. Dieser Druckkolben wird mit einer Tellerfeder, die sich gegen einen Brennstoffeinspritzventilkörper abstützt, gegen den piezoelektrischen Aktor vorgespannt. Der Druckkolben ist in einer Bohrung des Ventilkörpers geführt und weist eine zentrale Bohrung auf, in der ein Nehmerkolben geführt ist, der mit einer Ventilnadel verbunden ist. In der Bohrung des Druckkolbens, zwischen dem Grund der Bohrung und dem Nehmerkolben, befindet sich eine Feder, die den Nehmerkolben m Richtung auf einen Ventilsitz vorspannt und aus der Bohrung herausdruckt. Das Brennstoffeinspritzventil weist eine Ventilnadel auf, die nach innen öffnet. Zwischen dem Brennstoffemspritzventilkorper und dem Druckkolben sowie der Gegenseite des Nehmerkolbens befindet sich ein Druckraum. Über den Ringspalt zwischen Nehmerkolben und Druckkolben, die Bohrung m dem Druckkolben und eine Verbindungsbohrung steht der Druckraum mit dem Aktorraum in Verbindung. Der Aktorraum dient dabei als Vorratsraum für ein Hydraulikfluid. Wenn der Piezoaktor durch Anlegen einer Spannung betätigt wird, wird der Druckkolben m Richtung auf den Ventilsitz bewegt und durch die Erhöhung des Drucks des Hydraulikfluids im Druckraum der Nehmerkolben m die Bohrung in den Druckkolben entgegen zu dessen Bewegungsrichtung gedruckt und somit eine Ventilnadel aus dem Ventilsitz angehoben.
Nachteilig an dem aus der DE 43 06 073 Cl bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, daß keine Losung für ein nach außen öffnendes Brennstoffeinspritzventil ermöglicht wird. Weiterhin ist nachteilig, daß keine Vorrichtungen zum schnellen Wiederbefullen des Druckraums nach Ruckkehr m die Ruhelage vorgesehen sind. Schließlich ist der Aufbau mehrteilig und kompliziert, da ein Druckkolben, der m dem Brennstoffeinspritzventil m einer exakten Bohrung geführt wird, wiederum eine exakt zu fertigende Bohrung für den Nehmerkolben aufweisen muß.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haupt nspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, daß der Kopplerspalt des hydraulischen Kopplers im kalten Zustand der Brennkraftmaschine geschlossen ist, indem der Aktor aus einem Material mit einem negativen Temperaturausdehnungskoeffizienten hergestellt ist. Die Ventilnadel wird somit im kalten Zustand direkt durch den Aktor betätigt, so daß die Öffnungszeit des Brennstoffeinspritzventils nicht von den Leckageverlusten des hydraulischen Kopplers abhängig ist.
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Von Vorteil ist insbesondere, daß der hydraulische Koppler eine Hülse durchgreift, welche sich an einer mit dem Nehmerkolben verbundenen Scheibe abstützt. Die Hülse weist eine Schulter auf, welche von dem Nehmerkolben überragt wird und auf diese Weise den Hub des Geberkolbens begrenzt .
Der Gesamthub der Ventilnadel setzt sich aus Teilhüben zusammen, welche vorteilhafterweise je nach der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine durch die thermische Längenänderung des Aktors aktiviert sind.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich des Aktors und Kopplers, und
Fig. 2 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäß ausgestalteten hydraulischen Kopplers des in Fig. 1 dargestellten beispielhaften
Brennstoffeinspritzventils .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezundeten Brennkraftmaschine geeignet.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein in einer Aktorpatrone 3 gekapselter Aktor 4 angeordnet ist. Der Aktor 4 kann beispielsweise als piezoelektrischer oder magnetostriktiver Aktor 4 ausgebildet sein. Der Aktor 4 stutzt sich zulaufseitig an einem Gehausebauteil 5 ab, während er abströmseitig an einem Stempelformigen Betatigungsele ent 6 anliegt. Der Aktor 4 wird durch eine zwischen einer Schulter 7 des Betatigungselements 6 und einer Stutzscheibe 8 angeordnete Vorspannfeder 9 auf Vorspannung gebracht. Eine Dichtung 10, welche beispielsweise wellrohrformig ausgebildet sein kann, schließt die Aktorpatrone 3 gegenüber einem Innenraum 11 des Brennstoffeinspritzventils 1 ab. Dadurch wird der Aktor 4 vor dem Brennstoff, welcher das Brennstoffeinspritzventil 1 durchströmt, sowohl mechanisch als auch chemisch geschützt.
Das Betatigungselement 6 stutzt sich m Abstrorαrichtung an einem Geberkolben 12 eines hydraulischen Kopplers 13 ab. Zwischen dem Geberkolben 12 und einem Nehmerkolben 14 ist ein Kopplerspalt 15 ausgebildet. Der Nehmerkolben 14 stutzt sich an einer weiteren Stützscheibe 16 ab, an deren anderer Seite eine Ventilnadel 17 angeordnet ist. An der Ventilnadel 17 ist ein Ventilschließkorper 18 ausgebildet, der mit einer an einem Ventilsitzkorper 19 ausgebildeten Ventilsitzflache 20 einen Dichtsitz bildet. Zwischen der Stützscheibe 16 und dem Ventilsitzkorper 19 ist eine Ruckstellfeder 26 angeordnet, welche die Ventilnadel 17 so mit einer Vorspannung beaufschlagt, daß das Brennstoffeinspritzventil 1 im unbestromten Zustand des Aktors 4 geschlossen gehalten wird.
Der hydraulische Koppler 13 durchgreift eine Hülse 21, welche sich über einen Flansch 22 und eine Feder 23 an einer mit dem Nehmerkolben 14 emstuckig ausgebildeten oder in geeigneter Weise mit diesem verbundenen Scheibe 24 abstützt. Die Hülse 21 ist somit sowohl gegenüber dem- hydraulischen Koppler 13 als auch gegenüber dem Gehäuse 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 verschieblich angeordnet.
Die Funktionsweise des hydraulischen Kopplers 13 mit der Hülse 21 ist dabei erfindungsgemäß so ausgelegt, daß sowohl eine Kaltstartphase der Brennkraftmaschine, in welcher die Bauteile noch keiner thermischen Langenänderung unterworfen sind, als auch der Dauerbetrieb bei warmgelaufener Brennkraftmaschine mit zufriedenstellenden Öffnungszeiten durchführbar ist.
Wird die Brennkraftmaschine im kalten Zustand gestartet, müssen bis zu zwanzigfache Vollastmengen bei sehr niedrigen
Temperaturen, die bei -40 °C liegen können, und geringen
Drücken, welche bei ca. 0,5 MPa liegen, realisiert werden.
Bedingt durch den niedrigen Systemdruck und die großen
Vollastmengen ergeben sich Ansteuerzeiten des Aktors 4, welche erheblich über den Ansteuerzeiten bei warmer
Brennkraftmaschine liegen. Die Leckageverluste im hydraulischen Koppler 13 sind dabei so groß, daß die
Ventilnadel 17 durch den Druckverlust vorzeitig in den
Dichtsitz zurückfällt und daher nicht die geforderte Menge an Brennstoff abgespritzt werden kann.
Stellt man daher den Kopplerspalt 15 zwischen dem Geberkolben 12 und dem Nehmerkolben 14 des hydraulischen Kopplers 13 in erfindungsgemäßer Weise ein, kann bei vorgegebener Weite von Leckagespalten 27 des hydraulischen Kopplers 13 sichergestellt werden, daß auch bei langen Öffnungszeiten des Brennstoffeinspritzventils 1 der hydraulische Koppler 13 nicht leerläuft und das Brennstoffeinspritzventil 1 offengehalten werden kann. Eine detaillierte Darstellung der relevanten Komponenten ist der folgenden Beschreibung in Verbindung mit Fig. 2 zu entnehmen. Im kalten Zustand der Brennkraftmaschine ist der Kopplerspalt 15 geschlossen, wie in Fig. 2 anhand der gestrichelten Linie dargestellt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Aktor 4 aus einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Material besteht, welches sich bei steigender Temperatur zusammenzieht und bei sinkender Temperatur ausdehnt. Wird der Aktor 4 bestromt, dehnt er sich in einer Hubrichtung aus, so daß die Ventilnadel 17 durch den Aktor 4 direkt betätigt wird. Durch die direkte Betätigung der Ventilnadel 17 durch den Aktor 4 können bei überbrücktem Koppler 13 dessen Leckageverluste die Öffnungszeit des Brennstoffeinspritzventils 1 nicht beeinflussen, so daß dieses beliebig lange nur abhängig von der Ansteuerzeit des Aktors 4 in Offenstellung gehalten werden kann. Der Hub beträgt in diesem Fall hges = hk, wobei der Teilhub h die Weite eines Restspaltes 28 bei kalter Brennkraftmaschine zwischen dem Geberkolben 12 und der Schulter 25 der Hülse 21 ist.
Ist die Brennkraftmaschine warmgelaufen, unterliegt u. a. der Aktor 4 einer thermischen Längenänderung, welche dazu führt, daß der Kopplerspalt 15 zwischen dem Geberkolben 12 und dem Nehmerkolben 14 geöffnet wird, was in Fig. 2 durch die durchgezogene Kontur des Geberkolbens 12 verdeutlicht wird, so daß die Ventilnadel 17 indirekt über den hydraulischen Koppler 13 unter Hubübersetzung betätigt wird. Der Hub beträgt in diesem Fall hges = hw + hk, wobei hw die Weite des Kopplerspaltes 15 zwischen dem Geberkolben 12 und dem Nehmerkolben 14 ist. Die axiale Weite hw des Restspalts 28 ist dabei immer größer oder höchstens gleich dem maximalen Hub hges des Aktors 4. Die Weite hw des Kopplerspalts 15 hw beträgt bei 20 °c und einem Brennstoffdruck von 0,5 MPa vorzugsweise 25 bis 50 μm.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern auch für agnetostriktive Aktoren 4 sowie für beliebige Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (4), der über einen hydraulischen Koppler (13) einen an einer Ventilnadel (17) vorgesehenen Ventilschließkörper (18) betätigt, der mit einer Ventilsitzfläche (20) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, wobei der hydraulische Koppler (13) einen Geberkolben (12) sowie einen Nehmerkolben (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem Geberkolben (12) und dem Nehmerkolben (14) ausgebildeter Kopplerspalt (15) so bemessen ist, daß er im kalten Zustand des Brennstoffeinspritzventils (1) geschlossen ist und sich durch eine temperaturbedingte Längenänderung des Aktors (4) mit zunehmender Temperatur des Brennstoffeinspritzventils (1) öffnet.
2. Brennstof einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltweite des Kopplerspalts (15) bei einer Temperatur von 20°C und einem Brennstoffdruck von 0,5 MPa zwischen 25 μ und 50 μ beträgt.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Koppler (13) eine Hülse (21) durchgreift, welche über einen mit der Hülse (21) verbundenen Flansch (22) an einer Feder (23) anliegt.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (23) an einer mit dem Nehmerkolben (14) kraftschlussig verbundenen Scheibe (24) abstützt.
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (21) eine Schulter (25) aufweist, welche von dem Nehmerkolben (14) axial um eine Länge hk überragt wird.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamthub hges des Aktors (4) im kalten Zustand des Brennstoffeinspritzventils (1) der Länge hk entspricht.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hub hw gleich der axialen Weite des zwischen dem
Geberkolben (12) und dem Nehmerkolben (14) ausgebildeten
Kopplerspalts (15) ist und daß der Gesamthub hges des Aktors (4) im warmen Zustand des
Brennstoffeinspritzventils (1) gleich der Summe des Teilhubs hw und der Länge hk ist .
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge hk zwischen 40 μm und 70 μm beträgt.
PCT/DE2003/000237 2002-03-27 2003-01-29 Brennstoffeinspritzventil Ceased WO2003081020A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03706256A EP1490590A1 (de) 2002-03-27 2003-01-29 Brennstoffeinspritzventil
JP2003578726A JP2005520978A (ja) 2002-03-27 2003-01-29 燃料噴射弁
US10/508,758 US20050205686A1 (en) 2002-03-27 2003-01-29 Fuel injecton valve
KR10-2004-7015100A KR20040111432A (ko) 2002-03-27 2003-01-29 연료 분사 밸브

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10213858.3 2002-03-27
DE10213858A DE10213858A1 (de) 2002-03-27 2002-03-27 Brennstoffeinspritzventil

Publications (1)

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Family Applications (1)

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Country Status (6)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1519034A1 (de) * 2003-09-17 2005-03-30 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
WO2005068820A1 (de) * 2004-01-16 2005-07-28 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit direkter nadelsteuerung
WO2005068821A1 (de) * 2004-01-16 2005-07-28 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit direkt angesteuertem einspritzventilglied
WO2006003048A1 (de) 2004-07-01 2006-01-12 Robert Bosch Gmbh Common-rail-injektor

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100891962B1 (ko) * 2007-05-29 2009-04-08 인하대학교 산학협력단 중공 압전작동기를 이용한 비접촉 방식의 디스펜서 헤드
FI121719B (fi) * 2009-05-28 2011-03-15 Waertsilae Finland Oy Polttoaineen ruiskutusventtiili
DE102013219225A1 (de) * 2013-09-25 2015-03-26 Continental Automotive Gmbh Piezo-Injektor zur Kraftstoff-Direkteinspritzung
DE102015226326A1 (de) * 2015-12-21 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Kopplereinrichtung und Kraftstoffeinspritzventil mit einer solchen
JP7583053B2 (ja) * 2020-02-13 2024-11-13 ウエスト ファーマスーティカル サービシーズ インコーポレイテッド 極低温貯蔵用の格納・搬送システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0477400A1 (de) 1990-09-25 1992-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung für einen in Hubrichtung wirkenden adaptiven, mechanischen Toleranzausgleich für den Wegtransformator eines piezoelektrischen Aktors
DE4306073C1 (de) 1993-02-26 1994-06-01 Siemens Ag Zumeßvorrichtung für Fluide
DE19500706A1 (de) * 1995-01-12 1996-07-18 Bosch Gmbh Robert Zumeßventil zur Dosierung von Flüssigkeiten oder Gasen
WO2000042313A1 (de) * 1999-01-18 2000-07-20 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil und verfahren zum betreiben eines brennstoffeinspritzventils
WO2001014734A1 (de) * 1999-08-20 2001-03-01 Robert Bosch Gmbh Einspritzsystem und verfahren zum betreiben eines einspritzsystems

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01187363A (ja) * 1988-01-21 1989-07-26 Toyota Motor Corp 内燃機関用燃料噴射弁
ATE140515T1 (de) * 1989-08-28 1996-08-15 Nigel Eric Rose Hydraulisches stellglied
DE19746143A1 (de) * 1997-10-18 1999-04-22 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19843534A1 (de) * 1998-09-23 2000-03-30 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE19946841A1 (de) * 1999-09-30 2001-05-03 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19946827C1 (de) * 1999-09-30 2001-06-21 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
US6400066B1 (en) * 2000-06-30 2002-06-04 Siemens Automotive Corporation Electronic compensator for a piezoelectric actuator
DE10162250A1 (de) * 2001-12-18 2003-07-03 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0477400A1 (de) 1990-09-25 1992-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung für einen in Hubrichtung wirkenden adaptiven, mechanischen Toleranzausgleich für den Wegtransformator eines piezoelektrischen Aktors
DE4306073C1 (de) 1993-02-26 1994-06-01 Siemens Ag Zumeßvorrichtung für Fluide
DE19500706A1 (de) * 1995-01-12 1996-07-18 Bosch Gmbh Robert Zumeßventil zur Dosierung von Flüssigkeiten oder Gasen
WO2000042313A1 (de) * 1999-01-18 2000-07-20 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil und verfahren zum betreiben eines brennstoffeinspritzventils
WO2001014734A1 (de) * 1999-08-20 2001-03-01 Robert Bosch Gmbh Einspritzsystem und verfahren zum betreiben eines einspritzsystems

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1519034A1 (de) * 2003-09-17 2005-03-30 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
WO2005068820A1 (de) * 2004-01-16 2005-07-28 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit direkter nadelsteuerung
WO2005068821A1 (de) * 2004-01-16 2005-07-28 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit direkt angesteuertem einspritzventilglied
WO2006003048A1 (de) 2004-07-01 2006-01-12 Robert Bosch Gmbh Common-rail-injektor
US7418949B2 (en) 2004-07-01 2008-09-02 Robert Bosch Gmbh Common rail injector

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