DE10152253B4

DE10152253B4 - Valve for controlling fluids

Info

Publication number: DE10152253B4
Application number: DE2001152253
Authority: DE
Inventors: Werner Hassel; Christian Postler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-10-20
Filing date: 2001-10-20
Publication date: 2014-10-09
Anticipated expiration: 2021-10-21
Also published as: DE10152253A1; WO2003038266A1

Abstract

Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten umfassend einen Piezoaktor (2), einen Übersetzer (3), ein Steuerventil (8), eine Zwischenscheibe (12) und eine in einem Düsenkörper (13) angeordnete Düsennadel (14), wobei ein Ende der Düsennadel (14) mindestens eine Einspritzöffnung (20) verschließt und das andere Ende der Düsennadel (14) in einem Steuerraum (25) angeordnet ist, wobei in der Zwischenscheibe (12) ein erster Zulauf (22) zur Verbindung eines Hochdruckbereichs mit dem Steuerraum, ein Ablauf (23) zur Verbindung des Steuerraums (25) mit dem Steuerventil (8), ein zweiter Zulauf (24) zur Verbindung des Hochdruckbereichs mit dem Steuerventil (8) und eine Hochdruckbohrung (21), über welche ein unter hohem Druck stehender Kraftstoff dem Hochdruckbereich zugeführt wird, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zulauf (24) vom Ablauf (23) getrennt zum Steuerventil (8) führt und dass der zweite Zulauf (24) über eine separate Bohrung (18) im Düsenkörper (13) mit dem Hochdruckbereich verbunden ist.Valve for controlling liquids comprising a piezo actuator (2), a booster (3), a control valve (8), an intermediate disk (12) and a nozzle needle (14) arranged in a nozzle body (13), one end of the nozzle needle (14 ) at least one injection opening (20) closes and the other end of the nozzle needle (14) is arranged in a control chamber (25), a first inlet (22) in the intermediate disk (12) for connecting a high-pressure area to the control chamber, an outlet ( 23) to connect the control chamber (25) to the control valve (8), a second inlet (24) to connect the high pressure area to the control valve (8) and a high pressure bore (21) through which a high pressure fuel is fed to the high pressure area , are arranged, characterized in that the second inlet (24) leads separately from the outlet (23) to the control valve (8) and that the second inlet (24) via a separate bore (18) in the nozzle body (13) with the high pressure area ch is connected.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten, insbesondere fur ein Kraftstoff-Speichereinspritzsystem einer Verbrennungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a valve for controlling fluids, in particular for a fuel-injection-injection system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Ventile zum Steuern von Flussigkeiten sind beispielsweise als Kraftstoffeinspritzventile in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Die bekannten Ventile weisen dabei eine Dusennadel auf, die in einem Düsenkorper angeordnet ist. Die Dusennadel wird dabei uber ein Steuerventil gesteuert, welches mit einem Aktor, beispielsweise einem Piezoaktor, in Verbindung steht. Hierzu ist die Dusennadel in einem Steuerraum angeordnet, welcher durch eine am Ende der Dusennadel angeordnete Steuerraumhulse und eine Zwischenscheibe gebildet wird. Vom Steuerraum geht eine Ablaufdrossel zum Steuerventil. Weiterhin ist in der Steuerraumhulse eine Zulaufdrossel vorgesehen, um eine Verbindung zwischen dem Steuerraum und dem Hochdruckbereich des Ventils bereitzustellen. An der Steuerraumhulse greift eine Dusenschließfeder an, welche mit der Dusennadel verbunden ist, um eine Schließkraft fur die Dusennadel bereitzustellen. Wenn ein Einspritzen von Kraftstoff erfolgen soll, wird das Steuerventil geoffnet, so dass der Steuerraum uber die Ablaufdrossel mit einem Niederdruckbereich des Ventils verbunden ist, so dass sich die Dusennadel von ihrem Sitz abhebt. Dabei bewegt sich die Dusennadel entgegen der Kraft der Dusenschließfeder. Wenn die Einspritzung beendet werden soll, wird das Steuerventil wieder geschlossen, so dass sich im Steuerraum wieder der ursprungliche Druck aufbauen kann, so dass die Dusennadel wieder die Einspritzdusen des Ventils verschließt.Valves for controlling fluids are known, for example, as fuel injectors in various configurations. The known valves in this case have a nozzle needle, which is arranged in a nozzle body. The nozzle needle is controlled via a control valve, which is in communication with an actuator, such as a piezoelectric actuator. For this purpose, the nozzle needle is arranged in a control chamber, which is formed by a arranged at the end of the nozzle needle Steuerraumhulse and an intermediate disc. From the control room, an outlet throttle goes to the control valve. Furthermore, an inlet throttle is provided in the Steuerraumhulse to provide a connection between the control chamber and the high pressure region of the valve. At the Steuerraumhulse attacks a Dusenschließfeder, which is connected to the nozzle needle to provide a closing force for the nozzle needle. When fuel is to be injected, the control valve is opened, so that the control chamber is connected via the outlet throttle to a low-pressure region of the valve, so that the nozzle needle lifts from its seat. The nozzle needle moves against the force of the nozzle closing spring. When the injection is to be ended, the control valve is closed again, so that the original pressure can build up again in the control chamber, so that the nozzle needle again closes the injection nozzles of the valve.

Bei derartigen Kraftstoffeinspritzventilen ist jedoch nachteilig, dass sich insbesondere hinsichtlich der Abdichtung im Bereich der Steuerraumhulse Probleme ergeben. Weiterhin ergibt sich an der Steuerraumhulse ein nachteiliger Verschleiß, welcher zu Ungenauigkeiten bei der Bemessung der Einspritzmenge fuhren kann. Daruberhinaus weist das bekannte Einspritzventil eine Vielzahl von Einzelteilen auf, deren Herstellung sehr kostenintensiv ist und welche einen erhohten Montageaufwand notwendig machen. Insbesondere sind die Dusennadel sowie die Steuerraumhulse samt zugehorigen Zusatzbauteilen sehr kostenintensiv in ihrer Herstellung. Weiterhin weisen die bekannten Kraftstoffeinspritzventile eine relativ lange Schließzeit auf, so dass sich Abweichungen in der vorbestimmten Kraftstoffeinspritzmenge ergeben können.In such fuel injection valves, however, it is disadvantageous that problems arise, in particular with regard to the sealing in the area of the control chamber. Furthermore, there is an adverse wear on the Steuerraumhulse, which can lead to inaccuracies in the design of the injection quantity. Daruberhinaus, the known injection valve on a variety of items, their production is very expensive and which make an increased installation effort necessary. In particular, the nozzle needle and the Steuerraumhulse together with associated additional components are very expensive to produce. Furthermore, the known fuel injection valves have a relatively long closing time, so that deviations in the predetermined fuel injection quantity can result.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemaße Ventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenuber den Vorteil, dass es einen einfachen und kompakten Aufbau aufweist und besonders kostengunstig herstellbar ist. Dabei kann weiterhin die Schließzeit des Ventils verringert werden. Da erfindungsgemaß eine geringere Anzahl von Abdichtstellen vorhanden ist, kann weiterhin eine sichere und verlassliche Abdichtung zwischen den Hochdruck- und Niederdruckbereichen des Ventils gewährleistet werden. Dies wird erfindungsgemaß dadurch erreicht, dass das Ventil einen Piezoaktor, einen Ubersetzer, ein Steuerventil, eine Zwischenscheibe und eine in einem Dusenkorper angeordnete Dusennadel umfasst. Ein Ende der Dusennadel verschließt dabei eine Einspritzoffnung und das andere Ende der Düsennadel ist in einem Steuerraum angeordnet. In der Zwischenscheibe ist ein erster Zulauf, ein Ablauf, ein zweiter Zulauf und eine Hochdruckbohrung angeordnet. Der erste Zulauf verbindet einen Hochdruckbereich mit dem Steuerraum. Der Ablauf verbindet den Steuerraum mit dem Steuerventil. Der zweite Zulauf verbindet den Hochdruckbereich mit dem Steuerventil. Durch diese erfindungsgemaße Ausbildung der Zwischenscheibe ist es moglich, dass die Bauteileanzahl eines Ventils reduziert wird, da auf die im Stand der Technik notwendige Steuerraumhulse an der Dusennadel verzichtet werden kann. Somit konnen erfindungsgemaß die Fertigungskosten und die Montagekosten deutlich reduziert werden. Weiterhin ist das erfindungsgemaße Ventil sehr verschleißarm aufgebaut und ermöglicht die Verwendung von einfach aufgebauten Dusenkorpern und Dusennadeln. Weiterhin ist erfindungsgemaß eine sehr gute Trennung zwischen dem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich des Ventils moglich. Dabei ist die Duse insbesondere bis ca. 2050 bar hochdruckfest.The inventive valve with the features of claim 1 has the advantage that it has a simple and compact design and is particularly inexpensive to produce. In this case, the closing time of the valve can be further reduced. Since according to the invention a smaller number of sealing points is present, a safe and reliable sealing between the high pressure and low pressure areas of the valve can continue to be ensured. This is inventively achieved in that the valve comprises a piezoelectric actuator, a translator, a control valve, an intermediate disc and a nozzle needle arranged in a Dusenkorper. One end of the nozzle needle closes an injection opening and the other end of the nozzle needle is arranged in a control chamber. In the intermediate disc, a first inlet, a drain, a second inlet and a high pressure bore is arranged. The first inlet connects a high pressure area with the control room. The process connects the control room to the control valve. The second inlet connects the high pressure area with the control valve. By this inventive design of the washer, it is possible that the number of components of a valve is reduced, since it can be dispensed with the necessary in the prior art Steuerraumhulse on the nozzle needle. Thus, according to the invention, the manufacturing costs and the assembly costs can be significantly reduced. Furthermore, the valve according to the invention is constructed very wear and allows the use of simply constructed Dusenkorpern and Dusennadeln. Furthermore, according to the invention, a very good separation between the high-pressure region and the low-pressure region of the valve is possible. The nozzle is particularly high pressure resistant up to about 2050 bar.

Uber den zweiten Zulauf der Zwischenscheibe wird insbesondere ein schnelleres Schließen der Dusennadel erreicht, da beim Schließvorgang Fluid einerseits uber den ersten Zulauf in den Steuerraum stromen kann und andererseits uber den zweiten Zulauf und den Ablauf zum Steuerraum stromt. Dabei kehrt sich im Vergleich mit einem offenen Ventil die Strömungsrichtung im Ablauf um.In particular, a faster closing of the nozzle needle is achieved via the second inlet of the intermediate disc, since during the closing process fluid can flow on the one hand via the first inlet into the control chamber and on the other hand flows via the second inlet and the outlet to the control chamber. In this case, in comparison with an open valve, the flow direction is reversed in the process.

Besonders bevorzugt ist der Steuerraum durch eine Aussparung im Dusenkorper gebildet. Dadurch ist es moglich, dass ein besonders kompaktes Ventil mit geringen axialen Abmessungen bereitgestellt wird.Particularly preferably, the control chamber is formed by a recess in Dusenkorper. This makes it possible to provide a particularly compact valve with small axial dimensions.

Gemaß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Steuerraum durch eine Aussparung in der Zwischenscheibe gebildet. Dadurch lassen sich noch kleinere axiale Abmessungen des Ventils erreichen. Es sei angemerkt, dass der Steuerraum auch derart gebildet sein kann, dass er teilweise sowohl im Dusenkorper als auch in der Zwischenscheibe ausgebildet ist und somit bei Montage des Ventils am Ubergangsbereich zwischen der Zwischenscheibe und dem Dusenkorper entsteht.According to another preferred embodiment of the present invention, the control chamber is formed by a recess in the washer. As a result, even smaller axial dimensions of the valve can be achieved. It was It should be noted that the control chamber can also be formed in such a way that it is partially formed both in the nozzle body and in the intermediate disk and thus arises during assembly of the valve at the transition region between the intermediate disk and the Dusenkorper.

Weiter bevorzugt ist in der Zwischenscheibe ein Federsitz ausgebildet, um eine Dusenschließfeder aufzunehmen. Die Dusenschließfeder dient zum Schließen der Dusenfeder, wobei beim Offnen der Dusennadel die Federkraft überwunden werden muss.More preferably, a spring seat is formed in the washer to receive a Dusenschließfeder. The nozzle closing spring serves to close the nozzle spring, wherein when opening the nozzle needle, the spring force must be overcome.

Gemaß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Düsenschließfeder an der zur Dusennadel gerichteten Endfläche des Zwischenstucks abgestutzt.According to another preferred embodiment of the present invention, the nozzle closing spring is truncated on the end face of the intermediate stub directed towards the nozzle needle.

Um eine sichere Befestigung der Dusenschließfeder an der Dusennadel zu ermoglichen, ist vorzugsweise an dem zum Steuerraum gerichteten Ende der Düsennadel ein Federsitz ausgebildet.In order to allow a secure attachment of the nozzle closing spring on the nozzle needle, a spring seat is preferably formed at the end facing the control chamber end of the nozzle needle.

Gemaß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der zweite Zulauf uber eine separate Bohrung im Dusenkorper mit dem Hochdruckbereich des Ventils verbunden. Dadurch kann zum einen eine unsymmetrische Verformung des Dusenkorpers ausgeglichen werden und zum anderen kann eine Sitzdesaxierung dadurch weitgehend vermieden werden.According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the second inlet is connected via a separate bore in Dusenkorper with the high-pressure region of the valve. As a result, on the one hand unbalanced deformation of the Dusenkorpers be compensated and on the other hand a Sitzdesaxierung be largely avoided.

Gemaß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der zweite Zulauf derart in der Zwischenscheibe angeordnet, dass er unmittelbar von der Hochdruckbohrung der Zwischenscheibe abzweigt. Dadurch kann auf eine zweite separate Bohrung im Dusenkorper verzichtet werden.According to another preferred embodiment of the present invention, the second inlet is arranged in the intermediate disc such that it branches off directly from the high-pressure bore of the intermediate disc. This eliminates the need for a second separate bore in Dusenkorper.

Gemaß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Schließen der Dusennadel ausschließlich durch den Fluiddruck aus dem Hochdruckbereich des Ventils, welcher in den Steuerraum uber den ersten und den zweiten Zulauf zugefuhrt wird. Dadurch ist es erfindungsgemaß moglich, auf die Schließfedern fur die Dusennadel zu verzichten, so dass weitere Einsparpotenziale am erfindungsgemaßen Ventil realisierbar sind.According to a further preferred embodiment of the present invention, the closing of the nozzle needle takes place exclusively by the fluid pressure from the high-pressure region of the valve, which is fed into the control chamber via the first and the second inlet. As a result, it is possible according to the invention to dispense with the closing springs for the nozzle needle, so that further potential savings can be realized in the valve according to the invention.

Um ein sicheres Bewegen der Dusennadel im Dusenkörper zu ermoglichen, ist an dem zum Steuerraum gerichteten Ende der Dusennadel vorzugsweise eine Fase vorgesehen.In order to allow a safe movement of the nozzle needle in the nozzle body, a chamfer is preferably provided on the end directed toward the control chamber end of the nozzle needle.

Das erfindungsgemaße Ventil zum Steuern von Flussigkeiten wird insbesondere als Kraftstoffeinspritzventil bei Speichereinspritzsystemen verwendet. Als Ubersetzer für den Hub des Piezoaktors kann dabei sowohl ein mechanischer als auch ein hydraulischer Ubersetzer verwendet werden.The fluid control valve according to the invention is used in particular as a fuel injection valve in accumulator injection systems. As a translator for the stroke of the piezoelectric actuator can be used both a mechanical and a hydraulic translator.

Zeichnungdrawing

Mehrere Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erlautert.Several embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 1 shows a schematic sectional view of a fuel injection valve according to a first exemplary embodiment of the present invention,

2 zeigt eine vergroßerte Detailansicht des in 1 dargestellten Ventils, 2 shows an enlarged detail of the in 1 illustrated valve,

3 zeigt eine schematische Teilquerschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 3 shows a schematic partial cross-sectional view of a fuel injection valve according to a second exemplary embodiment of the present invention,

4 zeigt eine schematische Teilquerschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemaß einem dritten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 4 shows a schematic partial cross-sectional view of a fuel injection valve according to a third exemplary embodiment of the present invention, and

5 zeigt eine schematische Teilquerschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemaß einem vierten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 shows a schematic partial cross-sectional view of a fuel injection valve according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

Beschreibung der AusfuhrungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Kraftstoffeinspritzventil 1 gemaß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.The following is with reference to the 1 and 2 a fuel injection valve 1 described according to a first exemplary embodiment of the present invention.

Wie in 1 gezeigt, umfasst das Kraftstoffeinspritzventil einen Piezoaktor 2, welcher uber einen Betatigungskolben 3 mit einem hydraulischen Ubersetzer 4 verbunden ist. Der hydraulische Ubersetzer 4 besteht aus einem ersten Kolben 5, einem zweiten Kolben 6 und einem zwischen den beiden Kolben angeordneten Druckraum 7. Uber ein Betatigungsglied steht der zweite Kolben 6 mit einem Steuerventil 8 in Verbindung. Das Steuerventil 8 umfasst ein Ventilglied 9, welches im nicht betatigten Zustand des Piezoaktors an einem Ventilsitz 10 anliegt.As in 1 shown, the fuel injection valve comprises a piezoelectric actuator 2 , which has an actuating piston 3 with a hydraulic translator 4 connected is. The hydraulic translator 4 consists of a first piston 5 , a second piston 6 and a pressure chamber arranged between the two pistons 7 , About an actuator is the second piston 6 with a control valve 8th in connection. The control valve 8th includes a valve member 9 , Which in the non-actuated state of the piezoelectric actuator to a valve seat 10 is applied.

Weiterhin umfasst das Kraftstoffeinspritzventil ein Zwischenstuck 12 sowie einen Dusenkorper 13, in welchem eine Dusennadel 14 angeordnet ist. Die Dusennadel 14 offnet bzw. schließt dabei mehrere Einspritzoffnungen 20, uber welche Kraftstoff in einen nicht dargestellten Brennraum eines Motors eingespritzt werden kann. Die Hubhöhe der Dusennadel 14 ist in den 1 und 2 mit H bezeichnet.Furthermore, the fuel injection valve comprises an intermediate piece 12 and a Dusenkorper 13 in which a nozzle needle 14 is arranged. The nozzle needle 14 opens or closes several Einspritzoffnungen 20 , about which fuel can be injected into a combustion chamber, not shown, of an engine. The lifting height of the nozzle needle 14 is in the 1 and 2 denoted by H.

In 2 ist das erfindungsgemaße Zwischenstuck 12 im Detail dargestellt. Wie in 2 dargestellt, ist im Zwischenstuck 12 eine Hochdruckbohrung 21, eine Zulaufdrossel 22, eine Ablaufdrossel 23 und ein zweiter Zulauf 24 ausgebildet. Die Hochdruckbohrung 21 verbindet eine Hochdruckleitung 19, über welche ein unter hohem Druck stehender Kraftstoff von einer nicht dargestellten Hochdruckpumpe zugefuhrt wird, mit einer Bohrung 17 im Düsenkorper 13. Die Bohrung 17 fuhrt zu einem Hochdruckbereich 16 des Ventils. Die Zulaufdrossel 22 verbindet die Hochdruckbohrung 21 mit einem Steuerraum 25. Uber die Ablaufdrossel 23 ist der Steuerraum 25 mit dem Steuerventil 8 verbunden. Weiterhin ist das Steuerventil 8 uber den zweiten Zulauf 24 und eine Bohrung 18 mit dem Hochdruckbereich 16 des Ventils verbunden (vgl. 2). In 2 is the intermediate piece according to the invention 12 shown in detail. As in 2 pictured is in the middle 12 a high pressure bore 21 , an inlet throttle 22 , an outlet throttle 23 and a second feed 24 educated. The high pressure bore 21 connects a high pressure line 19 , via which a high-pressure fuel from a high-pressure pump, not shown, with a bore 17 in the nozzle body 13 , The hole 17 leads to a high pressure area 16 of the valve. The inlet throttle 22 connects the high pressure hole 21 with a control room 25 , About the outlet throttle 23 is the control room 25 with the control valve 8th connected. Furthermore, the control valve 8th over the second inlet 24 and a hole 18 with the high pressure area 16 the valve connected (see. 2 ).

Im Steuerraum 25 ist weiterhin ein Ende der Dusennadel 14 angeordnet, wobei an der Dusennadel 14 eine breite Fase 29 ausgebildet ist. Eine Dusenschließfeder 26 ist in einer Aussparung 27 angeordnet, welche ebenfalls im Zwischenstuck 12 ausgebildet ist. Die Dusenschließfeder 26 stützt sich somit einerseits am Zwischenstuck 12 ab und andererseits ander Düsennadel 14.In the control room 25 is still an end of the nozzle needle 14 arranged, being at the Dusennadel 14 a wide chamfer 29 is trained. A nozzle closing spring 26 is in a recess 27 arranged, which also in the Zwischenstuck 12 is trained. The nozzle closing spring 26 thus supports on the one hand at the intermediate piece 12 from and on the other hand to the nozzle needle 14 ,

Die einzelnen Bauteile des Ventils werden in bekannter Weise uber eine Dusenspannmutter 15 zusammengehalten (vgl. 1). Die Dusennadel 14 ist weiter uber eine Nadelfuhrung 30 in den Dusenkörper 13 gefuhrt. Weiterhin ist an der Dusennadel 14 eine Schulter 31 ausgebildet, welche im Hochdruckbereich 16 des Ventils positioniert ist.The individual components of the valve are in a known manner via a Dusenspannmutter 15 held together (cf. 1 ). The nozzle needle 14 is still on a Nadelelfuhrung 30 in the shower body 13 guided. Furthermore, at the nozzle needle 14 one shoulder 31 formed, which in the high pressure area 16 the valve is positioned.

Die Funktion des Kraftstoffeinspritzventils gemaß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel ist dabei wie folgt: Wenn eine Einspritzung von Kraftstoff erfolgen soll, wird der Piezoaktor 2 angesteuert, so dass sich dieser langt. Dieser Hub des Piezoaktors 2 wird uber den Betatigungskolben 3 und den hydraulischen Ubersetzer 4 auf das Ventilglied 9 des Steuerventils 8 übertragen, welches sich von seinem Ventilsitz 10 abhebt. Dadurch ist eine Verbindung zum Niederdruckbereich 11 geoffnet. Genauer steht der Steuerraum 25 uber die Aussparung 27 und die Ablaufdrossel 23 mit dem Niederdruckbereich 11 in Verbindung. Dadurch sinkt der Druck im Steuerraum 25, wodurch die Dusennadel 14 durch den im Hochdruckbereich 16 herrschenden Druck an der Schulter 31 nach oben in den Steuerraum 25 bewegt wird, so dass sich die Düsennadel 14 von ihrem Sitz abhebt. Dadurch erfolgt eine Einspritzung von Kraftstoff an den Einspritzoffnungen 20. Die Dusennadel 14 wird dabei entgegen der Kraft der Dusenschließfeder 26 bewegt.The function of the fuel injection valve according to the first exemplary embodiment is as follows: If an injection of fuel is to take place, the piezoelectric actuator becomes 2 controlled, so that this reaches. This stroke of the piezoelectric actuator 2 is about the actuating piston 3 and the hydraulic translator 4 on the valve member 9 of the control valve 8th transferred, extending from its valve seat 10 takes off. This is a connection to the low pressure area 11 open. More exactly is the control room 25 over the recess 27 and the outlet throttle 23 with the low pressure area 11 in connection. This reduces the pressure in the control room 25 , causing the nozzle needle 14 by the in the high pressure area 16 prevailing pressure on the shoulder 31 up to the control room 25 is moved, so that the nozzle needle 14 takes off from their seat. This results in an injection of fuel at the Einspritzoffnungen 20 , The nozzle needle 14 is doing against the force of the nozzle closing spring 26 emotional.

Wenn die Einspritzung von Kraftstoff beendet werden soll, wird der Piezoaktor 2 wieder angesteuert, so dass er sich wieder auf seine ursprungliche Lange verkurzt. Dadurch bewegt sich das Ventilglied 9 wieder auf seinen Ventilsitz 10, so dass die Verbindung zum Niederdruckbereich 11 wieder unterbrochen ist. Dadurch kann sich im Steuerraum 25 wieder ein hoherer Druck aufbauen, welcher zum Schließen der Dusennadel 14 fuhrt. Dieser hohere Druck im Steuerraum 25 wird dabei einerseits uber die durch die Zulaufdrossel 22 bereitgestellte Verbindung zur Hochdruckbohrung 21 bereitgestellt als auch uber die Verbindung vom Hochdruckbereich 16 uber die Bohrung 18 und den zweiten Zulauf 24 sowie die Ablaufdrossel 23. Dabei kehrt sich die Stromungsrichtung in der Ablaufdrossel 23 um. Dadurch ist es erfindungsgemaß moglich, dass ein schnelleres Schließen der Dusennadel 14 bereitgestellt wird.When the injection of fuel is to be stopped, the piezo actuator becomes 2 controlled again, so that he again reduced to its original length. As a result, the valve member moves 9 back to his valve seat 10 , so the connection to the low pressure area 11 is interrupted again. This can be in the control room 25 again build up a higher pressure, which to close the nozzle needle 14 leads. This higher pressure in the control room 25 is on the one hand via the through the inlet throttle 22 provided connection to the high pressure bore 21 provided as well as via the connection from the high pressure area 16 over the hole 18 and the second inlet 24 as well as the outlet throttle 23 , The flow direction is reversed in the outlet throttle 23 around. As a result, it is inventively possible that a faster closing of the nozzle needle 14 provided.

Durch die Ausbildung der Zwischenscheiben 12 mit der Hochdruckbohrung 21, der Zulaufdrossel 22, der Ablaufdrossel 23, dem zweiten Zulauf 24 und der Aussparung 27 zur Aufnahme der Dusenschließfeder 26 wird somit erfindungsgemäß ein besonders kompakt aufgebautes Ventil ermoglicht. Der Steuerraum 25 ist dabei im Dusenkorper 13 gebildet. Dadurch kann erfindungsgemaß auf die im Stand der Technik verwendeten Steuerraumhulsen verzichtet werden, welche einerseits die Herstellkosten deutlich erhöhen und andererseits zu Dichtigkeitsproblemen im Bereich der Hülsen fuhren. Beim erfindungsgemaßen Ventil 1 sind der Hochdruckbereich und der Niederdruckbereich dagegen über das Steuerventil 8 sicher voneinander getrennt. Weiterhin wird durch die symmetrische Anordnung der beiden Bohrungen 17 und 18 eine symmetrische Druckverteilung im Dusenkorper 13 erreicht.Through the formation of the intermediate discs 12 with the high pressure bore 21 , the inlet throttle 22 , the outlet throttle 23 , the second inflow 24 and the recess 27 for receiving the nozzle closing spring 26 Thus, according to the invention, a particularly compact valve is made possible. The control room 25 is doing in Dusenkorper 13 educated. As a result, according to the invention, the control chamber sleeves used in the prior art can be dispensed with, which on the one hand significantly increase the production costs and on the other hand lead to leakage problems in the area of the sleeves. In the inventive valve 1 On the other hand, the high-pressure area and the low-pressure area are via the control valve 8th safely separated from each other. Furthermore, by the symmetrical arrangement of the two holes 17 and 18 a symmetrical pressure distribution in the Dusenkorper 13 reached.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 3 ein Kraftstoffeinspritzventil gemaß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugsziffern wie im ersten Ausfuhrungsbeispiel bezeichnet.The following is with reference to the 3 a fuel injection valve according to a second embodiment of the present invention described. Identical or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the first exemplary embodiment.

Wie in 3 gezeigt, ist im Unterschied zum ersten Ausfuhrungsbeispiel im zweiten Ausfuhrungsbeispiel die Dusenschließfeder 26 derart angeordnet, dass sie sich einerseits an einer zur Dusennadel 14 gerichteten Endflache des Zwischenstucks 12 abstutzt und andererseits an einem an der Dusennadel 14 gebildeten Federsitz 28 abstutzt. Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel ware es jedoch auch moglich, dass in dem Zwischenstück 12 eine erweiterte Aussparung angeordnet wird, so dass sich der Steuerraum sowohl in den Dusenkorper 13 als auch in das Zwischenstuck 12 erstreckt. Ansonsten entspricht das zweite Ausfuhrungsbeispiel im Wesentlichen dem ersten Ausfuhrungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.As in 3 is shown, in contrast to the first exemplary embodiment in the second exemplary embodiment, the nozzle closing spring 26 arranged so that they are on the one hand to a nozzle needle 14 directed end surface of the stucco 12 braces and on the other hand on one at the nozzle needle 14 formed spring seat 28 braced. In this embodiment, however, it would also be possible that in the intermediate piece 12 an extended recess is arranged so that the control chamber both into the Dusenkorper 13 as well as in the intermediate piece 12 extends. Otherwise, the second exemplary embodiment essentially corresponds to the first exemplary embodiment, so that reference can be made to the description given there.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 4 ein drittes Ausfuhrungsbeispiel gemaß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausfuhrungsbeispielen bezeichnet.The following is with reference to the 4 A third exemplary embodiment according to the present invention is described. Identical or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the preceding exemplary embodiments.

Im Unterschied zu den beiden vorhergehenden Ausfuhrungsbeispielen weist das Ventil 1 gemaß dem dritten Ausfuhrungsbeispiel keine Dusenschließfeder auf. Das Schließen der Dusennadel 14 erfolgt beim dritten Ausfuhrungsbeispiel derart, dass der Schließvorgang ausschließlich durch den Hydraulikdruck ausgefuhrt wird.In contrast to the two previous exemplary embodiments, the valve 1 according to the third embodiment, no Dusenschließfeder on. Closing the nozzle needle 14 takes place in the third exemplary embodiment such that the closing operation is performed exclusively by the hydraulic pressure.

Hierzu sind die Flachen an der Schulter 31 der Dusennadel 14 einerseits und der zum Steuerraum 25 gerichteten Flache der Dusennadel 14 andererseits unterschiedlich, so dass eine resultierende Kraft in Richtung der Schließrichtung der Dusennadel 14 erzeugt wird, wenn das Steuerventil 8 geschlossen ist. Ansonsten entspricht das dritte Ausfuhrungsbeispiel den beiden vorhergehenden Ausfuhrungsbeispielen, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen werden kann.These are the flat on the shoulder 31 the nozzle needle 14 on the one hand and to the control room 25 directed surface of the shower needle 14 on the other hand different, so that a resultant force in the direction of the closing direction of the nozzle needle 14 is generated when the control valve 8th closed is. Otherwise, the third exemplary embodiment corresponds to the two preceding exemplary embodiments, so that reference may be made to the description there.

In 5 ist ein Kraftstoffventil 1 gemaß einem vierten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausfuhrungsbeispielen bezeichnet.In 5 is a fuel valve 1 illustrated according to a fourth exemplary embodiment of the present invention. Identical or functionally identical parts are again denoted by the same reference numerals as in the preceding exemplary embodiments.

Wie in 5 gezeigt, weist das Ventil 1 gemaß dem vierten Ausfuhrungsbeispiel ebenfalls keine Schließfeder auf. Weiterhin ist der zweite Hochdruckzulauf 24 derart im Zwischenstuck 12 angeordnet, dass der zweite Zulauf eine unmittelbare Verbindung zwischen der Hochdruckbohrung 21 und dem Steuerventil 8 herstellt (vgl. 5). Dadurch ist es moglich, dass auf die zweite Bohrung im Dusenkörper 13 verzichtet wird. Dadurch kann das erfindungsgemaße Ventil noch kostengunstiger hergestellt werden. Die Funktion des Ventils entspricht wieder der Funktion der vorhergehend beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele, wobei der zweite Zulauf 24 ebenfalls fur ein schnelleres Schließen der Dusennadel 14 verwendet wird. Es sei angemerkt, dass die Anordnung des zweiten Zulaufs 24 gemaß dem vierten Ausfuhrungsbeispiel auch in den anderen Ausfuhrungsbeispielen eingesetzt werden kann.As in 5 shown points the valve 1 according to the fourth embodiment, also no closing spring. Furthermore, the second high-pressure inlet 24 so in the middle piece 12 arranged that the second inlet has a direct connection between the high pressure bore 21 and the control valve 8th produces (cf. 5 ). This makes it possible for the second hole in the body of the shower 13 is waived. As a result, the valve according to the invention can be produced even more inexpensively. The function of the valve corresponds again to the function of the previously described exemplary embodiments, wherein the second inlet 24 also for a faster closing of the nozzle needle 14 is used. It should be noted that the arrangement of the second inlet 24 according to the fourth exemplary embodiment can also be used in the other exemplary embodiments.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Ventil zum Steuern von Flussigkeiten mit einem Piezoaktor 2, einem Ubersetzer 3, einem Steuerventil 8, einer Zwischenscheibe 12 und einer in einem Düsenkorper 13 angeordneten Dusennadel 14. Dabei ist in der Zwischenscheibe 12 ein erster Zulauf 22 zur Verbindung einer Hochdruckleitung 19 mit einem Steuerraum 25 vorgesehen. Weiter ist in der Zwischenscheibe 12 ein Ablauf 23 zur Verbindung des Steuerraums 25 mit dem Steuerventil 8, ein zweiter Zulauf 24 zur Verbindung des Hochdruckbereichs mit dem Steuerventil 8 und eine Hochdruckbohrung 21 angeordnet. Dadurch wird erfindungsgemaß ein kostengunstiges und leckagesicheres Ventil bereitgestellt.Thus, the present invention relates to a valve for controlling fluids with a piezoelectric actuator 2 , a translator 3 , a control valve 8th , a washer 12 and one in a nozzle body 13 arranged nozzle needle 14 , It is in the washer 12 a first feed 22 for connecting a high-pressure line 19 with a control room 25 intended. Next is in the washer 12 a process 23 to connect the control room 25 with the control valve 8th , a second feed 24 for connecting the high pressure area with the control valve 8th and a high pressure bore 21 arranged. As a result, according to the invention a cost-effective and leak-proof valve is provided.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele gemaß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschrankung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Anderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.The foregoing description of the embodiments according to the present invention is for illustrative purposes only and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.

Claims

Valve for controlling fluids comprising a piezoelectric actuator ( 2 ), a translator ( 3 ), a control valve ( 8th ), a washer ( 12 ) and one in a nozzle body ( 13 ) arranged nozzle needle ( 14 ), one end of the nozzle needle ( 14 ) at least one injection opening ( 20 ) and the other end of the nozzle needle ( 14 ) in a control room ( 25 ) is arranged, wherein in the intermediate disc ( 12 ) a first feed ( 22 ) for connecting a high pressure area to the control room, a drain ( 23 ) for connecting the control room ( 25 ) with the control valve ( 8th ), a second feed ( 24 ) for connecting the high pressure area with the control valve ( 8th ) and a high pressure bore ( 21 ), via which a high-pressure fuel is supplied to the high-pressure region, are arranged, characterized in that the second inlet ( 24 ) from the process ( 23 ) separated from the control valve ( 8th ) and that the second feed ( 24 ) via a separate bore ( 18 ) in the nozzle body ( 13 ) is connected to the high pressure area.

Valve according to claim 1, characterized in that the control room ( 25 ) through a recess in the nozzle body ( 13 ) is formed.

Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the control room ( 25 ) through a recess in the washer ( 12 ) is formed.

Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the intermediate disc ( 12 ) a recess ( 27 ) is formed to a nozzle closing spring ( 26 ).

Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the nozzle closing spring ( 26 ) at the nozzle needle ( 14 ) directed end face of the intermediate piece ( 12 ) is supported.

Valve according to claim 4 or 5, characterized in that at the control room ( 25 ) directed end of the nozzle needle ( 14 ) a spring seat ( 28 ) is trained.

Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the closing of the nozzle needle ( 14 ) takes place exclusively by fluid pressure from the high-pressure region of the valve, which on the one hand via the first inlet ( 22 ) and on the other hand via the second inlet ( 24 ) as well as the procedure ( 23 ) to the control room ( 25 ) is supplied.

Valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that at the control room ( 25 ) directed side of the nozzle needle ( 14 ) a chamfer ( 29 ) is trained.