DE102006041073A1 - Injector for fuel injection device of internal combustion engine, particularly in vehicle, has hollow piston supported in actuator section, which is axially bounded by front side of annular coupling space - Google Patents

Injector for fuel injection device of internal combustion engine, particularly in vehicle, has hollow piston supported in actuator section, which is axially bounded by front side of annular coupling space Download PDF

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Abstract

The Injector (1) has an injector body (2), in which a jet needle (5) is supported in a needle section (4) for controlling an injection of fuel through an injection hole (6). A hollow piston (7) is supported in an actuator section (3), which is axially bounded by the front side of an annular coupling space (8). A rod-shaped piezo actuator (9) is coaxially arranged in the piston for controlling the pressure in coupling space, which is supported on the one side and on a base (10) of the piston on another side. A control chamber (13) is bounded by a control surface of the jet needle.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Injektor für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.The The invention relates to an injector for a fuel injection system an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle.

Injektoren für Kraftstoffeinspritzanlagen sind seit langem bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2004 005 452 A1 und umfassen üblicherweise einen Injektorkörper, in welchem eine Düsennadel zur Steuerung einer Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein Spritzloch hubverstellbar gelagert ist. Darüber hinaus enthält der Injektorkörper einen Piezoaktor zur Steuerung des Drucks in einem Kopplerraum, wobei die Düsennadel eine Steuerfläche aufweist, die einen mit dem Kopplerraum hydraulisch gekoppelten Steuerraum begrenzt. Bei dem der aus DE 10 2004 005 452 A1 bekannten Kraftstoffinjektor ist der Piezoaktor mit einem Kopplerkolben antriebsverbunden, an dem eine Kopplerhülse hubverstellbar gelagert ist. Die Kopplerhülse ist mittels einer am Piezoaktor abgestützten Druckfeder axial gegen eine Zwischenplatte abgestützt, die einerseits den Kopplerraum und andererseits den Steuerraum axial begrenzt und durch die hindurch der Kopplerraum mit dem Steuerraum hydraulisch gekoppelt ist.Injectors for fuel injection systems have long been known, for example from the DE 10 2004 005 452 A1 and usually comprise an injector body in which a nozzle needle for controlling an injection of fuel by means of at least one spray hole is mounted adjustable in stroke. In addition, the injector body includes a piezoelectric actuator for controlling the pressure in a coupler space, wherein the nozzle needle has a control surface which limits a hydraulically coupled to the coupler chamber control space. When the out DE 10 2004 005 452 A1 known fuel injector, the piezoelectric actuator is drivingly connected to a coupler piston, on which a coupler sleeve is mounted adjustable in stroke. The coupler sleeve is axially supported by means of a compression spring supported on the piezoelectric actuator against an intermediate plate, which axially delimits on the one hand the coupler chamber and on the other hand the control chamber and through which the coupler chamber is hydraulically coupled to the control chamber.

Bei dem bekannten Kraftstoffinjektor wird der Piezoaktor invers betrieben, d.h., zum Schließen der Düsennadel wird der Injektor bestromt, während er zum Öffnen der Düsennadel entstromt wird. Bei der Entstromung des Injektors verkürzt sich dessen axiale Länge, wodurch er den Kopplerkolben von der Zwischenplatte wegzieht und das Volumen des Kopplerraumes vergrößert. Der darin erfolgende Druckabfall pflanzt sich in den Steuerraum fort und führt zu einem Öffnungshub der Düsennadel.at the known fuel injector, the piezoelectric actuator is operated inversely, that is, to close the nozzle needle the injector is energized while he opens the nozzle needle is de-energized. When the injector is out of power, it shortens its axial length, whereby he pulls the coupler piston from the intermediate plate and increases the volume of the coupler space. The taking place in it Pressure drop propagates into the control room and leads to an opening stroke the nozzle needle.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße Injektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass er nicht invers betrieben wird, sondern dass sich die Düsennadel beim Bestromen des Piezoaktors öffnet, während sie sich beim Entstromen des Piezoaktors schließt. Hierzu ist in einem Injektorkörper, in dem in einem Nadelabschnitt eine Düsennadel zur Steuerung einer Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein Spritzloch hubverstellbar gelagert ist, ein Hohlkolben hubverstellbar gelagert, der mit seiner, dem wenigstens einen Spritzloch zugewandten ringförmigen Stirnseite einen ebenfalls ringförmigen Kopplerraum axial begrenzt. Zusätzlich ist in dem Hohlkolben koaxial ein stabförmiger Piezoaktor zur Steuerung des Drucks im Kopplerraum angeordnet, der einerseits an einem Boden des Hohlkolbens und andererseits direkt oder indirekt am Injektorkörper abgestützt ist. Ein, durch eine Steuerfläche der Düsennadel begrenzter Steuerraum ist dabei mit dem Kopplerraum hydraulisch verbunden, so dass sich eine Druckänderung im Kopplerraum in den Steuerraum fortpflanzt und eine Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Düsennadel bewirkt. Beim Bestromen des Piezoaktors verlängert sich dieser und drückt den Hohlkolben von der Düsennadel weg, wodurch sich der Druck im Kopplerraum verringert. Diese Druckreduzierung bewirkt durch die hydraulische Kopplung mit dem Steuerraum eine Druckreduzierung im Steuerraum und dadurch einen Öffnungshub der Düsennadel. Beim Entstromen des Piezoaktors sorgt eine Federeinrichtung dafür, dass der Hohlkolben wieder in seine Ausgangsstellung zurückfährt, wodurch sich der Druck im Kopplerraum und dadurch der Druck im Steuerraum vergrößert. Die Druckerhöhung im Steuerraum bewirkt dabei die Schließbewegung der Düsennadel. Durch die neuartige Anordnung des Piezoaktors wird zum Öffnen der Düsennadel somit ein positiver Hub des Piezoaktors benötigt, wodurch der Piezoaktor in der überwiegenden Zeit in unbestromten Zustand ist. Dies erhöht seine Haltbarkeit signifikant, wodurch sich die Langlebigkeit des erfindungsgemäßen Injektors steigern lässt.Of the Inventive injector with the features of claim 1 has the advantage that he does not is operated inversely, but that the nozzle needle when energizing the Piezo actuator opens, while it closes when the piezoelectric actuator is blown out. For this purpose, in an injector body, in in a needle section, a nozzle needle for controlling a Injection of fuel through at least one spray hole adjustable in stroke is stored, a hollow piston mounted adjustable stroke, with his, the at least one spray hole facing annular end face a likewise annular Coupler space axially limited. additionally is in the hollow piston coaxial, a rod-shaped piezoelectric actuator for control the pressure arranged in the coupler space, on the one hand on a floor the hollow piston and on the other hand is supported directly or indirectly on the injector body. A, through a control surface of the nozzle needle limited control space is hydraulic with the coupler space connected, so that a pressure change in the coupler space in the control room propagated and an opening or closing movement the nozzle needle causes. When the piezo actuator is energized, it lengthens and pushes the button Hollow piston from the nozzle needle away, which reduces the pressure in the coupler space. This pressure reduction caused by the hydraulic coupling with the control room a Pressure reduction in the control room and thereby an opening stroke of Nozzle needle. When the piezoelectric actuator is de-energized, a spring device ensures that the hollow piston moves back to its original position, whereby the pressure in the coupler chamber and thus the pressure in the control room increased. The pressure increase in the control room causes the closing movement of the nozzle needle. Due to the novel arrangement of the piezoelectric actuator is to open the nozzle needle thus requires a positive stroke of the piezoelectric actuator, causing the piezoelectric actuator in the vast majority Time is in the de-energized state. This significantly increases its durability, whereby the longevity of the injector according to the invention can be increased.

Zweckmäßig ist der Hohlkolben mit einer Federeinrichtung in Richtung der Düsennadel vorgespannt. Die Federeinrichtung kann dabei in der Art einer Schraubenfeder/Rohrfeder ausgebildet sein und sich einerseits am Hohlkolben und andererseits an einem, dem Nadelabschnitt abgewandten Ende des Injektors abstützen. Derartige Federeinrichtungen lassen sich mit hoher Präzision und kostengünstig herstellen, wodurch sich die Produktionskosten insgesamt senken lassen. Gleichzeitig ist die Federeinrichtung geschützt innerhalb des Injektorskörpers angeordnet und dadurch verschleißarm untergebracht.Is appropriate the hollow piston with a spring device in the direction of the nozzle needle biased. The spring device can be designed in the manner of a coil spring / tube spring be and on the one hand on the hollow piston and on the other hand on one, Support the end of the injector facing away from the needle section. such Spring devices can be produced with high precision and at low cost, whereby the production costs can be reduced overall. simultaneously the spring device is protected within the injector body arranged and thus housed wear.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist im Aktorabschnitt in radialer Richtung zwischen dem Injektorkörper und dem Hohlkolben eine als separates Bauteil ausgeführte Kolbenführung vorgesehen. Die separate Kolbenführung erleichtert den Zusammenbau des erfindungsgemäßen Injektors und hilft dadurch mit, die Montagekosten zu senken. Hierbei kann die als separates Bauteil ausgebildete Kolbenführung nach der Anordnung des Hohlkolbens und des Piezoaktors im Injektorkörper des Injektors angeordnet werden und dient dabei gleichzeitig zur Zentrierung des Hohlkolbens bezüglich des Injektorkörpers.at an advantageous embodiment the solution according to the invention in Aktorabschnitt in the radial direction between the injector body and the Hollow piston designed as a separate component piston guide. The separate piston guide facilitates the assembly of the injector according to the invention and thereby helps with, to reduce the assembly costs. Here, the as a separate Component trained piston guide after the arrangement of the hollow piston and the piezoelectric actuator in the injector of the Injectors are arranged and serves at the same time for centering of the hollow piston with respect of the injector body.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist zwischen einer Mantelfläche des stabförmigen Piezoaktors und einer Innenwand des Hohlkolbens eine Vergussmasse eingebracht. Hierdurch kann ein Eindringen von Kraftstoff zwischen den Piezoaktor und den Hohlkolben wirkungsvoll verhindert werden, wodurch der Piezoaktor an seiner Mantelfläche nahezu vollständig vor einem direkten Kontakt mit Kraftstoff geschützt ist. Die Vergussmasse kann dabei aus einem elastischen Material bestehen, welches eine Relativbewegung zwischen Piezoaktor und Hohlkolben zulässt. Gleichzeitig ist die Vergussmasse vorzugsweise kraftstoffresistent, wodurch auch bei längerer Betriebsdauer keine Beeinträchtigungen durch eine Auflösung der Vergussmasse zu befürchten sind.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, a potting compound is introduced between a lateral surface of the rod-shaped piezoelectric actuator and an inner wall of the hollow piston. In this way, penetration of fuel between the piezoelectric actuator and the hollow piston can be effectively prevented, whereby the piezoelectric actuator on its lateral surface almost full is constantly protected from direct contact with fuel. The potting compound may consist of an elastic material which allows a relative movement between the piezoelectric actuator and the hollow piston. At the same time, the potting compound is preferably fuel-resistant, which means that no impairment due to dissolution of the potting compound is to be feared, even over a prolonged period of operation.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Injektors ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the injector according to the invention arise from the dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures the drawings.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Injektors sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,embodiments of the injector according to the invention are shown in the drawings and are explained in more detail below, wherein the same reference numerals to the same or similar or functionally identical Refer to components. Show, in each case schematically,

1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Injektor, 1 a longitudinal section through an injector according to the invention,

2 ein Detailbereich aus 1. 2 a detail area 1 ,

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Entsprechend 1 umfasst ein erfindungsgemäßer Injektor 1 für eine im übrigen nicht dargestellte Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine einen Injektorkörper 2, der im vorliegenden Fall aus einem Aktorabschnitt 3 und einem Nadelabschnitt 4 zusammengebaut ist. Dabei kann der Aktorabschnitt 3 mit dem Nadelabschnitt 4 über ein Verbindungsmittel, beispielsweise in der Art einer Überwurfmutter, miteinander verbunden werden.Corresponding 1 comprises an injector according to the invention 1 for an otherwise not shown fuel injection system of an internal combustion engine an injector body 2 , which in the present case consists of an actuator section 3 and a needle section 4 assembled. In this case, the actuator section 3 with the needle section 4 be connected to each other via a connecting means, for example in the manner of a union nut.

Im Nadelabschnitt 4 weist der Injektorkörper 2 eine hubverstellbare Düsennadel 5 zur Steuerung einer Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein Spritzloch 6 auf. Bei der Düsennadel 5 kann es sich prinzipiell um eine einzige, d.h. einteilige Düsennadel 5 oder aber um einen Nadelverband handeln. Der Kraftstoff wird dabei durch das wenigstens eine Spritzloch 6 in einen nicht gezeigten Brennraum der Bremskraftmaschine eingespritzt. Vorzugsweise befindet sich dabei die Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Im Aktorabschnitt 3 weist der Injektor 1 einen hubverstellbar gelagerten Hohlkolben 7 auf, der mit seiner, dem wenigstens einen Spritzloch 6 zugewandten ringförmigen Stirnseite, einen ringförmigen Kopplerraum 8 axial begrenzt. Koaxial innerhalb des Hohlkolbens 7 ist ein stabförmiger Aktor 9, insbesondere einen Piezoaktor zur Steuerung des Drucks im Kopplerraum 8 angeordnet. Der Aktor 9 verändert dabei zwischen seinem aktivierten, d.h. bestromten Zustand und seinem inaktivierten, d.h. entstromten Zustand seine axiale Längserstreckung. Im aktivierten Zustand verlängert sich der Piezoaktor 9. Angeordnet ist der Piezoaktor 9 zwischen einem Boden 10 des Hohlkolbens 7 und einer Zwischenplatte 11, wobei er sich wohl an dem Boden 10 als auch an der Zwischenplatte 11 abstützt. Dabei ist die Zwischenplatte 11 rein exemplarisch zu sehen, so dass der Aktor 9 sich entweder indirekt über die Zwischenplatte 11 oder direkt am Injektorkörper 2 abstützt. Eine Bestromung des Piezoaktors 9 bewirkt somit eine Verschiebung des Hohlkolbens 7 von der Zwischenplatte 11 weg. Wie der 1 zu entnehmen ist, ist der Kopplerraum 8 axial von der Stirnseite des Hohlkolbens 7 und von der Zwischenplatte 11 und radial von dem Aktor 9 und einer Kolbenführung 12 begrenzt. Die Kolbenführung 12 kann dabei entweder einteilig mit Injektorkörper 2 oder aber als separates Bauteil, insbesondere als Führungshülse ausgebildet sein. Auf einer dem Kopplerraum 8 abgewandten Seite der Zwischenplatte 11 ist zwischen letzterer und der Düsennadel 5 ein Steuerraum 13 angeordnet, welcher in axialer Richtung von der Zwischenplatte 11 und einer Steuerfläche der Düsennadel 5 begrenzt ist. Erfindungsgemäß ist nun der Steuerraum 13 mit dem Kopplerraum 8 hydraulisch verbunden, was beispielsweise über einen, die Zwischenplatte 11 durchquerenden, Kopplungspfad 14 erfolgen kann.In the needle section 4 points the injector body 2 a stroke-adjustable nozzle needle 5 for controlling injection of fuel through at least one injection port 6 on. At the nozzle needle 5 it can in principle be a single, ie one-piece nozzle needle 5 or act around a needle bandage. The fuel is thereby through the at least one injection hole 6 injected into a combustion chamber, not shown, of the brake motor. Preferably, the internal combustion engine is located in a motor vehicle. In the actor section 3 points the injector 1 a stroke adjustable mounted hollow piston 7 on, with his, the at least one spray hole 6 facing annular end face, an annular coupler space 8th axially limited. Coaxial inside the hollow piston 7 is a rod-shaped actuator 9 , In particular a piezoelectric actuator for controlling the pressure in the coupler space 8th arranged. The actor 9 it changes between its activated, ie energized state and its inactivated, ie de-energized state its axial longitudinal extent. When activated, the piezo actuator is extended 9 , The piezoactuator is arranged 9 between a floor 10 of the hollow piston 7 and an intermediate plate 11 , where he is well on the ground 10 as well as on the intermediate plate 11 supported. Here is the intermediate plate 11 purely exemplary to see, so the actor 9 either indirectly via the intermediate plate 11 or directly on the injector body 2 supported. An energization of the piezoelectric actuator 9 thus causes a displacement of the hollow piston 7 from the intermediate plate 11 path. Again 1 it can be seen, is the coupler space 8th axially from the end face of the hollow piston 7 and from the intermediate plate 11 and radially from the actuator 9 and a piston guide 12 limited. The piston guide 12 can be either one-piece with injector body 2 or be designed as a separate component, in particular as a guide sleeve. On a the coupler room 8th opposite side of the intermediate plate 11 is between the latter and the nozzle needle 5 a control room 13 arranged, which in the axial direction of the intermediate plate 11 and a control surface of the nozzle needle 5 is limited. According to the invention is now the control room 13 with the coupler room 8th connected hydraulically, which for example about one, the intermediate plate 11 traversing, coupling path 14 can be done.

Auf einer der Zwischenplatte 11 abgewandten Seite des Hohlkolbens 7 ist eine Federeinrichtung 15 vorgesehen, welche den Hohlkolben 7 in Richtung der Düsennadel 5 vorspannt. Die Federeinrichtung 15 ist dabei ebenso wie der Hohlkolben 7 in einem Druckraum 16 innerhalb des Injektorkörpers 2 angeordnet. Im Druckraum 16 herrscht dabei üblicherweise ein Systemdruck, insbesondere ein Raildruck. Dieser Systemdruck wird beispielsweise von einem nicht gezeigten externen Druckspeicher bzw. einer externen Druckquelle erzeugt. Denkbar ist hierbei, dass die Federeinrichtung 15 als gewöhnliche Spiralfeder oder als Federhülse ausgebildet ist und dadurch konstruktiv einfach und kostengünstig herzustellen ist. Wie der 2 zu entnehmen ist, kann sich die Federeinrichtung 15 dabei an einem Vorsprung 21 am Hohlkolben 7 abstützen und ist dadurch lagefixiert am Hohlkolben 7 angeordnet.On one of the intermediate plate 11 opposite side of the hollow piston 7 is a spring device 15 provided, which the hollow piston 7 in the direction of the nozzle needle 5 biases. The spring device 15 is just like the hollow piston 7 in a pressure room 16 within the injector body 2 arranged. In the pressure room 16 There is usually a system pressure, in particular a rail pressure. This system pressure is generated, for example, by an external pressure accumulator (not shown) or an external pressure source. It is conceivable here that the spring device 15 is designed as an ordinary coil spring or as a spring sleeve and thereby structurally simple and inexpensive to manufacture. Again 2 it can be seen, the spring device can 15 doing a projection 21 on the hollow piston 7 supported and is thereby fixed in position on the hollow piston 7 arranged.

Um den Piezoaktor 9 aktivieren zu können, ist ein elektrischer Anschluss 17 vorgesehen, welcher durch den Boden 10 des Hohlkolbens 7 und weiter durch die Federeinrichtung 15 geführt ist.To the piezoelectric actuator 9 to activate, is an electrical connection 17 provided, which through the ground 10 of the hollow piston 7 and continue through the spring device 15 is guided.

Betrachtet man die Detailskizze nach 2, so fällt auf, dass die Kolbenführung 12 zumindest einen axialen Kopplungspfad 14' aufweist, der einenends mit einem, mit der Druckquelle verbundenen Druckraum 16 im Aktorabschnitt 3 oder einer Druckquelle und anderenends mit einem, mit dem wenigstens einen Spritzloch 6 kommunizierenden Düsenraum 18 im Nadelabschnitt 4 hydraulisch verbunden ist. Dabei ist zwischen dem Hohlkolben 7 und der Kolbenführung 12 zumindest ein Hydraulikpfad 19 vorgesehen, über welchen der Kopplerraum 8 mit dem im Aktorabschnitt 3 ausgebildeten Druckraum 16 kommunizieren kann.Looking at the detailed sketch 2 , it stands out that the piston guide 12 at least one axial coupling path 14 ' having, at one end with a, connected to the pressure source pressure chamber 16 in the actuator section 3 or a pressure source and at the other end with one, with the at least one spray hole 6 communicating nozzles room 18 in the needle section 4 hydraulically connected. It is between the hollow piston 7 and the piston guide 12 at least one hydraulic path 19 provided, via which the coupler space 8th with the actuator section 3 trained pressure room 16 can communicate.

Um den Piezoaktor 9 möglichst großflächig vor anstehendem Kraftstoff schützen zu können, ist ein Zwischenraum zwischen einer Mantelfläche des Piezoaktors 9 und einer Innenwand des Hohlkolbens 7 mit einer Vergussmasse verfüllt, welche ein Eindringen von Kraftstoff in den Ringspalt zwischen Piezoaktor 9 und Hohlkolben 7 zuverlässig verhindert.To the piezoelectric actuator 9 As far as possible to protect against pending fuel is a gap between a lateral surface of the piezoelectric actuator 9 and an inner wall of the hollow piston 7 filled with a potting compound, which is a penetration of fuel into the annular gap between the piezoelectric actuator 9 and hollow piston 7 reliably prevented.

Im folgenden soll kurz die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Injektors 1 erläutert werden:
Im Ausgangszustand herrscht im Kopplerraum 8, im Steuerraum 13, im Druckraum 16 und im Düsenraum 18 ein Systemdruck. Wird nun der Piezoaktor 9 aktiviert, so dehnt dieser sich in axialer Richtung aus und bewirkt eine Verstellbewegung des Hohlkolbens 7 vom Nadelabschnitt 4 weg. Dabei vergrößert sich das Volumen des Kopplerraumes 8 und führt zu einer Druckabsenkung in demselben. Gleichzeitig bewirkt die Verstellbewegung des Hohlkolbens 7 durch die Kopplung des Steuerraums 13 mit dem Kopplerraum 8 über den Kopplungspfad 14 auch eine Druckreduzierung im Steuerraum 13, worauf hin sich die Düsennadel 5 in Richtung des Aktorabschnittes 3 verstellt und das wenigstens eine Spritzloch 6 öffnet.In the following, briefly the operation of the injector according to the invention 1 be explained:
In the initial state prevails in the coupler space 8th , in the control room 13 , in the pressure room 16 and in the nozzle room 18 a system pressure. Will now be the piezoelectric actuator 9 activated, it expands in the axial direction and causes an adjustment movement of the hollow piston 7 from the needle section 4 path. This increases the volume of the coupler space 8th and leads to a pressure drop in the same. At the same time, the adjusting movement of the hollow piston causes 7 through the coupling of the control room 13 with the coupler room 8th over the coupling path 14 also a pressure reduction in the control room 13 , whereupon the nozzle needle 5 in the direction of Aktorabschnittes 3 adjusted and that at least one spray hole 6 opens.

Die Verstellbewegung des Hohlkolbens 7 bewirkt dabei keine oder nur eine geringe Druckerhöhung im Druckraum 16, welcher über den Kopplungspfad 14' mit dem Düsenraum 18 kommuniziert. Zur Beendigung des Einspritzvorgangs wird der Piezoaktor 9 deaktiviert, d.h. entstromt, worauf hin sich dieser zusammenzieht und die Federeinrichtung 15 eine Rückstellung des Hofkolbens 7 in dessen Ausgangslage bewirkt. Dabei vergrößert sich der Druck im Kopplerraum 8 und damit im Steuerraum 13, worauf hin sich die Düsennadel 5 in deren Schließstellung bewegt. Bei Beendigung des Einspritzvorganges liegt in allen Räumen wiederum Systemdruck an. Ein Ausgleich von eventuellen Druckunterschieden zwischen dem Kopplerraum 8 und dem Druckraum 16 kann dabei über den Hydraulikpfad 19 erfolgen.The adjusting movement of the hollow piston 7 causes no or only a slight increase in pressure in the pressure chamber 16 which is via the coupling path 14 ' with the nozzle space 18 communicated. To complete the injection process, the piezoelectric actuator 9 deactivated, ie de-energized, whereupon this contracts and the spring device 15 a provision of the Hofkolben 7 causes in its starting position. This increases the pressure in the coupler compartment 8th and thus in the control room 13 , whereupon the nozzle needle 5 moved in the closed position. At the end of the injection process, system pressure is again present in all rooms. A compensation of any pressure differences between the coupler space 8th and the pressure room 16 can do this via the hydraulic path 19 respectively.

Claims (10)

Injektor (1) für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, – mit einem Injektorkörper (2), in dem in einem Nadelabschnitt (4) eine Düsennadel (5) zur Steuerung einer Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein Spritzloch (6) hubverstellbar gelagert ist, und in dem in einem Aktorabschnitt (3) ein Hohlkolben (7) hubverstellbar gelagert ist, der mit seiner, dem wenigstens einen Spritzloch (6) zugewandten ringförmigen Stirnseite einen ringförmigen Kopplerraum (8) axial begrenzt, – mit einem koaxial im Hohlkolben (7) angeordneten, stabförmigen Piezoaktor (9) zur Steuerung des Drucks im Kopplerraum (8), der einerseits direkt oder indirekt am Injektorkörper (2) und andererseits an einem Boden (10) des Hohlkolbens (7) abgestützt ist, – wobei ein, durch eine Steuerfläche der Düsennadel (5) begrenzter Steuerraum (13) mit dem Kopplerraum (8) hydraulisch verbunden ist.Injector ( 1 ) for a fuel injection system of an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, - with an injector body ( 2 ), in which in a needle section ( 4 ) a nozzle needle ( 5 ) for controlling an injection of fuel through at least one injection hole ( 6 ) is mounted Hubverstellbar, and in which in an actuator section ( 3 ) a hollow piston ( 7 ) is mounted adjustable in stroke, which with his, the at least one injection hole ( 6 ) facing annular end face an annular coupler space ( 8th ) axially limited, - with a coaxial in the hollow piston ( 7 ), rod-shaped piezoelectric actuator ( 9 ) for controlling the pressure in the coupler space ( 8th ), on the one hand directly or indirectly on the injector body ( 2 ) and on the other hand on a floor ( 10 ) of the hollow piston ( 7 ), wherein - one, by a control surface of the nozzle needle ( 5 ) limited control room ( 13 ) with the coupler space ( 8th ) is hydraulically connected. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass zwischen dem Aktorabschnitt (3) und dem Nadelabschnitt (4) eine Zwischenplatte (11) angeordnet ist, und/oder – dass der Hohlkolben (7) mit einer Federeinrichtung (15) in Richtung der Düsennadel (5) vorgespannt ist.Injector according to claim 1, characterized in that - between the actuator section ( 3 ) and the needle section ( 4 ) an intermediate plate ( 11 ), and / or - that the hollow piston ( 7 ) with a spring device ( 15 ) in the direction of the nozzle needle ( 5 ) is biased. Injektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (15) als Federhülse ausgebildet ist.Injector according to claim 2, characterized in that the spring device ( 15 ) is designed as a spring sleeve. Injektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Anschluss (17) des Piezoaktors (9) durch den Boden (10) des Hohlkolbens (7) und weiter durch die Federhülse geführt ist.Injector according to claim 3, characterized in that an electrical connection ( 17 ) of the piezo actuator ( 9 ) through the ground ( 10 ) of the hollow piston ( 7 ) and further guided by the spring sleeve. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Aktorabschnitt (3) in radialer Richtung zwischen dem Injektorkörper (2) und dem Hohlkolben (7) eine Kolbenführung (12) vorgesehen ist.Injector according to one of claims 1 to 4, characterized in that in Aktorabschnitt ( 3 ) in the radial direction between the injector body ( 2 ) and the hollow piston ( 7 ) a piston guide ( 12 ) is provided. Injektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenführung (12) ein separates Bauteil ist.Injector according to claim 5, characterized in that the piston guide ( 12 ) is a separate component. Injektor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenführung (12) zumindest einen axialen Kopplungspfad (14') aufweist, der einenends mit einem, mit der Druckquelle verbundenen Druckraum (16) im Aktorabschnitt (3) oder einer Druckquelle und andererends mit einem, mit dem wenigstens einen Spritzloch (6) kommunizierenden Düsenraum (18) im Nadelabschnitt (4) hydraulisch verbunden ist.Injector according to claim 5 or 6, characterized in that the piston guide ( 12 ) at least one axial coupling path ( 14 ' ), which at one end with a, connected to the pressure source pressure chamber ( 16 ) in the actuator section ( 3 ) or a pressure source and at the other end with one, with the at least one injection hole ( 6 ) communicating nozzle space ( 18 ) in the needle section ( 4 ) is hydraulically connected. Injektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hohlkolben (7) und der Kolbenführung (12) zumindest ein Hydraulikpfad (19) vorgesehen ist, über welchen der Kopplerraum (8) mit dem im Aktorabschnitt (3) ausgebildeten Druckraum (16) kommuniziert.Injector according to claim 7, characterized in that between the hollow piston ( 7 ) and the piston guide ( 12 ) at least one hydraulic path ( 19 ) is provided, via which the coupler space ( 8th ) with the actuator section ( 3 ) trained pressure chamber ( 16 ) communicates. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Mantelfläche des stabförmigen Piezoaktors (9) und einer Innenwand des Hohlkolbens (7) eine Vergussmasse eingebracht ist.Injector according to one of claims 1 to 8, characterized in that between a lateral surface of the rod-shaped piezoelectric actuator ( 9 ) and an inner wall of the hollow piston ( 7 ) a potting compound is introduced. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplerraum (8) im Aktorabschnitt (3) in radialer Richtung vom Piezoaktor (9) und vom Injektorkörper (2) begrenzt ist.Injector according to one of claims 1 to 9, characterized in that the coupler space ( 8th ) in the actuator section ( 3 ) in the radial direction of the piezoelectric actuator ( 9 ) and from the injector body ( 2 ) is limited.
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