DE19939478C1 - Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten - Google Patents
Ventil zum Steuern von FlüssigkeitenInfo
- Publication number
- DE19939478C1 DE19939478C1 DE1999139478 DE19939478A DE19939478C1 DE 19939478 C1 DE19939478 C1 DE 19939478C1 DE 1999139478 DE1999139478 DE 1999139478 DE 19939478 A DE19939478 A DE 19939478A DE 19939478 C1 DE19939478 C1 DE 19939478C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- valve
- piston element
- pressure chamber
- piston
- spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title description 24
- 239000007924 injection Substances 0.000 title description 24
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 12
- 101100495769 Caenorhabditis elegans che-1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 2
- DKOQGJHPHLTOJR-WHRDSVKCSA-N cefpirome Chemical compound N([C@@H]1C(N2C(=C(C[N+]=3C=4CCCC=4C=CC=3)CS[C@@H]21)C([O-])=O)=O)C(=O)\C(=N/OC)C1=CSC(N)=N1 DKOQGJHPHLTOJR-WHRDSVKCSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
- F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
-
- 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
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
- F02M59/46—Valves
-
- 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
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
- F02M59/46—Valves
- F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
- F02M59/468—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means using piezoelectric operating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B3/00—Intensifiers or fluid-pressure converters, e.g. pressure exchangers; Conveying pressure from one fluid system to another, without contact between the fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/004—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by piezoelectric means
- F16K31/007—Piezoelectric stacks
- F16K31/008—Piezoelectric stacks for sliding valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Es wird ein Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten vorgeschlagen, welches einen Piezoaktor (2) und einen hydraulischen Übersetzer aufweist. Der hydraulische Übersetzer umfaßt ein erstes Kolbenelement mit einer ersten Übersetzungsfläche (22), ein zweites Kolbenelement (11) mit einer zweiten Übersetzungsfläche (12) und ein drittes Kolbenelement (7) mit Übersetzungsflächen (8 bzw. 9). DOLLAR A Weiter umfaßt der hydraulische Übersetzer einen ersten Druckraum (5) und einen zweiten Druckraum (6), wobei das dritte Kolbenelement (7) zwischen den beiden Druckräumen (5, 6) angeordnet ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern von Flüssig
keiten gemäß der Gattung des Patentanspruches 1. In der
EP 0 477 400 A1 ist ein derartiges Ventil beschrieben. Dort
ist in einer Stufenbohrung des Ventilgehäuses ein Be
tätigungskolben des Ventilglieds in einem Teil der Stufen
bohrung mit kleinerem Durchmesser verschiebbar angeordnet.
Ein durch einen Piezoaktor bewegbarer größerer Kolben ist
in einem Teil der Stufenbohrung mit größerem Durchmesser
angeordnet. Zwischen den beiden Kolben ist ein mit einem
Druckmedium gefüllter hydraulischer Druckraum angeordnet,
so daß eine hydraulische Übersetzung einer Bewegung des
Piezos erfolgt. D. h., infolge der Längenausdehnung des
Piezos macht, wenn der größere Kolben durch den Piezoaktor
um eine bestimmte Wegstrecke bewegt wird, der Betätigungs
kolben des Ventilglieds einen um das Übersetzungsverhältnis
der Kolbendurchmesser vergrößerten Hub, da der Kolben des
Piezoaktors eine größere Fläche als der Betätigungskolben
des Ventilglieds aufweist. Dabei liegen das Ventilglied,
der Betätigungskolben des Ventilglieds, der durch den
Piezoaktor bewegte Kolben und der Piezoaktor auf einer
gemeinsamen Achse hintereinander.
Demnach entspricht eine optimale Ausgestaltung eines
Ventils mit Piezoaktor und hydraulischer Übersetzung einem
wie in Fig. 5 dargestellten Ventil 1. Das Ventil 1 umfaßt
einen in einem Gehäuse 3 angeordneten Piezoaktor 2 mit
einer ersten Übersetzungsfläche 22, einen hydraulischen
Druckraum 5 und ein Ventilglied 10. Das Ventilglied 10
umfaßt ein zum Druckraum 5 hin gerichtetes Kolbenelement 11
mit einer zweiten Übersetzungsfläche 12 und einen
Ventillagerbereich 13, welcher an einem Ventilkörpersitz 14
einen Durchlaß von einer Leitung 16 zu einer Leitung 17
verschließen kann. Das Ventilglied 10 ist mittels einer
Ventilfeder 15 in Offenstellung gehalten. Üblicherweise
liegen die infolge der Verwendung eines Piezos bedingte
Übersetzung bei ca. 1 : 6 bis 1 : 8, um einen ausreichenden Hub
des Ventilglieds zu erreichen. Als Medium des hydraulischen
Druckraums 5 wird dabei häufig Kraftstoff verwendet.
Eine derart optimale Anordnung des Ventils läßt sich jedoch
nicht immer verwirklichen, da häufig nur ein geringer
Platzbedarf im Motorraum vorhanden ist und die Ventile bei
spielsweise für Wartungsarbeiten auch möglichst einfach er
reichbar sein sollten. Daher muß die Ventilausgestaltung im
allgemeinen wie in Fig. 4 schematisch dargestellt reali
siert werden. Dabei ist am Druckraum 5 ein hydraulisches
Rohr 19 vorgesehen, welches zur Überbrückung der infolge
der verschiedenen Einbauorte relativ weit voneinander
entfernt angeordneten Piezoaktors 2 und des Ventilglieds 10
dient. Diese räumliche Trennung des Piezoaktors 2 und des
Ventilglieds 10 verursacht eine signifikante Verringerung
der möglichen Schaltzeit des Ventils. Dadurch wird
insbesondere die Systemdynamik verschlechtert, d. h. die
Eigenfrequenz bzw. die Steifigkeit des Systems sinkt. Wird
der Piezoaktor zusätzlich noch mit Zeitkonstanten (z. B.
eine Rampe) angesteuert, die nicht der Eigenfrequenz des
Systems entsprechen, überschwingt das System stark.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demnach
darin, bei einem Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten, bei
dem der Piezoaktor bauraumbedingt räumlich getrennt vom
Ventilglied angeordnet ist, die Steifigkeit im
Hydrauliksystem und damit einhergehend die Systemdynamik zu
verbessern.
Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkma
len des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß
bei Verwendung der hydraulischen Übersetzung trotz der
räumlichen Trennung von Piezoaktor und Ventilglied eine
signifikante Erhöhung der Eigenfrequenz bzw. der
Steifigkeit des Systems erreicht werden kann. Durch das
Ersetzen des im Stand der Technik verwendeten hydraulischen
Rohrs durch ein zusätzliches Kolbenelement (drittes
Kolbenelement) wird das Totvolumen im System deutlich
verringert, was zu einer signifikanten Verbesserung der
Systemdynamik führt. Insbesondere können die Schaltzeiten
des Ventils deutlich verkürzt werden. Auch wird eine
verbesserte Steifigkeit der Kopplung zwischen Piezoaktor
und Ventilglied erreicht.
In besonders vorteilhafter Weise sind gemäß Patentanspruch
2 die den jeweiligen Druckräumen zugeordneten
Übersetzungsflächen des dritten Kolbenelements ungleich.
Durch eine derartige Stufung der Durchmesser des dritten
Kolbenelements können zusätzlich Änderungen des
Übersetzungsverhältnisses verwirklicht werden. Allgemein
ist insbesondere die Wahl eines möglichst großen
Durchmessers des dritten Kolbenelements vorteilhaft, um die
Steifigkeit der Kopplung zu erhöhen. Gemäß der
Ausgestaltung der Erfindung in Patentanspruch 4 können die
beiden Übersetzungsflächen des dritten Kolbenelements auch
gleich groß sein, so daß keine zusätzliche Änderung des
Übersetzungsverhältnisses durch das dritte Kolbenelement
verwirklicht wird.
In besonders vorteilhafter Weise ist gemäß Patentanspruch 5
das dritte Kolbenelement mittels einer Feder vorgespannt.
Dadurch läßt sich nach Beendigung des Hubs des Piezoaktors
das dritte Kolbenelement wieder einfach in seine
ursprüngliche Ausgangsposition zurückbewegen. Als Feder
kann dabei vorteilhaft eine Tellerfeder oder eine
Schraubenfeder verwendet werden.
In der vorteilhaften Ausgestaltung des Ventils gemäß
Patentanspruch 8 ist das dritte Kolbenelement über eine
Feder mit dem zweiten Kolbenelement verbunden. Dies
ermöglicht einen einfachen Aufbau des erfindungsgemäßen
Ventils, da die zur Vorspannung des dritten Kolbenelements
verwendete Feder einfach im zweiten Druckraum angeordnet
werden kann.
Vorteilhaft kann gemäß der Ausgestaltung des Ventils nach
Patentanspruch 9 der Piezoaktor über einen separaten Kolben
mit dem ersten Druckraum in Verbindung stehen. Dadurch kann
die für den Piezoaktor wirksame, mit dem Druckraum in Ver
bindung stehende Fläche unabhängig von dem Durchmesser des
Piezos vergrößert werden.
In besonders vorteilhafter Weise ist gemäß Patentanspruch
10 das dritte Kolbenelement fluiddicht zwischen den beiden
Druckräumen angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders
steife Kopplung von Piezoaktor und Ventilglied, wodurch die
Systemdynamik deutlich verbessert wird.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Er
findung dargestellt. Die Ausführungsbeispiele werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines
Stellventils für ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines
Steilventils für ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Kraft
stoffeinspritzventils mit einem erfindungsgemäßen Stellven
til;
Fig. 4 ein Ventil mit hydraulischer Übersetzung gemäß dem
Stand der Technik und
Fig. 5 eine theoretisch optimale Ausgestaltung eines Ven
tils mit hydraulischer Übersetzung.
In dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
findet das erfindungsgemäße Ventil zum Steuern von
Flüssigkeiten Anwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem,
bei dem Einspritzpumpe und die Einspritzdüse eine Einheit
bildet (sogenannte Pumpe-Düse-Einheit (PDE)). In Fig. 1
ist eine Stelleinrichtung für eine derartige Pumpe-Düse-
Einheit gezeigt. Das als Stelleinrichtung verwendete Ventil
1 umfaßt einen in einem Gehäuse 3 angeordneten Piezoaktor 2
und einen mit einem Druckmedium gefüllten ersten Druckraum
5. Weiter umfaßt das erfindungsgemäße Ventil 1 einen
zweiten Druckraum 6 sowie ein drittes Kolbenelement 7. Das
dritte Kolbenelement 7 ist fluiddicht zwischen dem ersten
Druckraum 5 und dem zweiten Druckraum 6 angeordnet und
weist Übersetzungsflächen 8 und 9 auf, welche jeweils einem
der beiden Druckräume 5, 6 zugeordnet sind (vgl. Fig. 1).
Weiter steht der zweite Druckraum 6 mit einem Ventilglied
10 in Verbindung. Das Ventilglied 10 besteht aus einem
zweiten Kolbenelement 11, welches eine zum Druckraum 6
zugewandte Übersetzungsfläche 12 aufweist, sowie einen
Ventilauflagerbereich 13, welcher in Verbindung mit einem
Ventilkörpersitz 14 einen Durchlaß zwischen einer mit der
Einspritzdüse verbundenen Leitung 16 und einer mit einem
Niederdruckbereich des Systems verbundenen Leitung 17 ver
schließen kann. Das Ventilglied 10 ist über eine Feder 15
vorgespannt, so daß es im nicht betätigten Zustand in
Offenstellung verbleibt. Die vorher genannten Elemente
können sowohl in einer Achse hintereinander als auch
beliebig disaxial angeordnet werden.
Somit umfaßt der hydraulische Übersetzer des ersten
Ausführungsbeispiels als erstes Kolbenelement die dem
ersten Druckraum 5 zugewandte Seite des Piezoaktors 2 mit
der Übersetzungsfläche 22, als zweites Kolbenelement den
dem zweiten Druckraum 6 zugewandten Bereich 11 des
Ventilglieds 10 mit der Übersetzungsfläche 12 sowie das
dritte Kolbenelement 7 mit den Übersetzungsflächen 8 und 9.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist weiterhin das dritte
Kolbenelement 7 mit dem Ventilglied 10 über eine Feder 4
verbunden. Die Feder 4 dient zur Vorspannung des Kolben
elements 7, so daß dieses nach einer Veränderung seiner
Position infolge einer Betätigung des Ventils 1 wieder in
seine Ausgangsposition zurückkehrt.
Die Wirkungsweise des Ventils 1 ist wie folgt. Wenn der
Piezoaktor 2 angesteuert wird, verändert er seine Länge, so
daß eine in den ersten Druckraum 5 reichende Übersetzungs
fläche 22 des Piezoaktors 2 einen Druck auf das im
Druckraum 5 befindliche Medium ausübt. Dieser Druck wird
entsprechend dem Durchmesser des dritten Kolbenelements 7
auf den zweiten Druckraum 6 und dann auf das Ventilglied 10
übertragen. Dadurch gelangt das Ventilglied 10 in seine
Schließposition, so daß die Verbindung zwischen den beiden
Leitungen 16 und 17 unterbrochen ist. Dadurch wird ein
Druckaufbau in einem nicht dargestellten Einspritzventil
ermöglicht, und Kraftstoff kann in den Verbrennungsraum
eingespritzt werden. Wird die Ansteuerung des Piezoaktors 2
beendet, verkürzt dieser wieder seine Länge und das
Kolbenelement 7 sowie das Ventilglied 10 werden infolge der
durch die Federn 15 bzw. 4 ausgeübten Kraft wieder in ihre
Ausgangspositionen zurückgestellt. Dadurch wird die
Verbindung zwischen den beiden Leitungen 16 und 17 wieder
geöffnet, so daß die Einspritzeinheit wieder mit dem
Niederdruckbereich verbunden ist und der an der
Einspritzdüse aufgebaute Druck zusammenbricht. Dadurch ist
ein Druckaufbau im Einspritzsystem nicht mehr möglich und
die Einspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungsraum ist
abgeschlossen.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines
Ventils gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Gleiche Teile bzw. Teile mit ähnlicher Wirkung sind mit den
gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. Der
Aufbau des Ventils 1 des zweiten Ausführungsbeispiels mit
einem Kolbenelement 7, welches zwischen zwei Druckräumen 5
und 6 angeordnet ist, entspricht im wesentlichen dem des
ersten Ausführungsbeispiels. Ein Unterschied zum ersten
Ausführungsbeispiel liegt insbesondere in der Ausgestaltung
des dritten Kolbenelements 7. Genauer weist das dritte
Kolbenelement 7 zwei Durchmesser D1 und D2 auf, so daß das
Kolbenelement 7 die Form eines gestuften Kolbens aufweist.
Dabei ist der erste Durchmesser D1 deutlich größer als der
zweite Durchmesser D2. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist das
dritte Kolbenelement 7 in einer gestuften Bohrung ange
ordnet, welche den beiden Durchmessern D1 und D2 des
Kolbenelements 7 entspricht. Die gestufte Bohrung weist
einen Absatz auf, an welcher eine Feder 4 anliegt, um das
dritte Kolbenelement 7 nach Betätigung des Ventils 1 wieder
in seine Ausgangsstellung zurückzubringen. Dabei ist die
Feder 4 sicher in dem größeren Durchmesser der gestuften
Bohrung geführt. Im beschriebenen zweiten
Ausführungsbeispiel wird eine Schraubenfeder als Feder 4
verwendet, es kann jedoch auch z. B. eine Tellerfeder oder
eine andere Feder verwendet werden. Die Wirkungsweise des
Ventils 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht
im wesentlichen dem des ersten Ausführungsbeispiels, so daß
auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet werden kann.
In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß der
vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein als Pumpe-Düse-Ein
heit ausgebildetes Ventil 1 besteht aus einer Pumpeneinheit
und einer Steuereinheit. Die Steuereinheit umfaßt einen in
einem Gehäuse 3 angeordneten Piezo 2. Der Piezo steht mit
einer ersten Übersetzungsfläche 22 mit einem ersten Druck
raum 5 in Verbindung. Weiter ist ein zweiter Druckraum 6
und ein drittes Kolbenelement 7 vorgesehen, welches
zwischen dem ersten Druckraum 5 und dem zweiten Druckraum 6
angeordnet ist. Das Kolbenelement 7 weist eine mit dem
ersten Druckraum 5 in Verbindung stehende
Übersetzungsfläche 8 und eine mit dem zweiten Druckraum 6
in Verbindung stehende zweite Übersetzungsfläche 9 auf.
Eine an der zweiten Übersetzungsfläche 9 angeordnete Feder
4 bringt das Kolbenelement 7 nach einer Betätigung des
Piezoaktors 2 wieder in seine Ausgangsstellung zurück.
Weiter steht der zweite Druckraum 6 mit einem Ventilglied
10 in Verbindung. Das Ventilglied 10 ist einstückig
ausgebildet und umfaßt ein Kolbenelement 11 sowie einen
Ventilauflagerbereich 13. Das Kolbenelement 11 weist eine
Übersetzungsfläche 12 auf, welche mit dem zweiten Druckraum
6 in Verbindung steht. Das Ventilglied 10 ist über eine
Feder 15 vorgespannt und kann durch Verschließen eines
Durchlasses an einem Ventilkörpersitz 14 die Verbindung
zwischen einer Kraftstoffeinspritzleitung 16 und einer
Leitung 17 zu einem Niederdruckbereich verschließen. Weiter
umfaßt das Ventil 1 einen Kolben (Plunger) 18, um einen
Einspritzdruck aufzubauen sowie eine über eine Ventilfeder
27 vorgespannte Einspritzventilnadel 26. Die
Einspritzventilnadel 26 verschließt die zum
Verbrennungsraum führende Einspritzöffnung.
Wenn der Piezoaktor 2 angesteuert wird, wird über den
ersten Druckraum 5, das Kolbenelement 7 und dem zweiten
Druckraum 6 ein Druck aufgebaut, welcher auf das
Ventilglied 10 wirkt. Dieses wird entgegen der Kraft der
Ventilfeder 15 in seine Schließposition auf dem
Ventilkörpersitz 14 bewegt. Dadurch ist die Verbindung
zwischen der Kraftstoffleitung 16 und der Leitung 17,
welche zu einem Niederdruckbereich des Systems führt,
unterbrochen. Dadurch kann der Kolben 18 in der Leitung 16
einen Druck aufbauen, wodurch die Ventilnadel 26 gegen die
Kraft der Ventilfeder 27 von ihrem Ventilsitz 28 abgehoben
wird, so daß Kraftstoff in den Verbrennungsraum ein
gespritzt werden kann. Wird der Piezoaktor 2 nicht mehr an
gesteuert, verkürzt sich der Piezo wieder, so daß kein
Druckaufbau mehr in der Stelleinheit erfolgt. Somit wird
das Ventilglied 10 durch die Kraft der Ventilfeder 15
wieder von seinem Ventilsitz 14 abgehoben, so daß die
Verbindung zwischen den beiden Leitungen 16 und 17 wieder
geöffnet ist. Dadurch bricht der Druck in der Kraft
stoffleitung 16 zusammen, so daß die Ventilnadel 26 durch
die Kraft der Ventilfeder 27 wieder auf ihren Ventilsitz 28
bewegt wird, so daß der Einspritzvorgang abgeschlossen ist.
Somit bestimmt der Schließzeitpunkt der Stelleinheit den
Einspritzbeginn des Kraftstoffeinspritzventils und die
Schließdauer der Stelleinheit bestimmt die Einspritzmenge,
welche in den Verbrennungsraum eingespritzt wird. Da die
Stelleinheit infolge der Verwendung des dritten Kolbenele
ments 7 nur ein sehr geringes Totvolumen aufweist, wird
eine hohe Systemdynamik trotz der räumlichen Trennung des
Piezoaktors 2 und des Ventilgliedes 10 erreicht. Weiter
kann dadurch auch die Schaltzeit des Einspritzventils
verbessert werden, was eine genauere Einspritzung
ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich auch bei
anders ausgestalteten Ventilen mit einem hydraulischen
Übersetzer verwendet werden, bei denen insbesondere eine
räumliche Trennung zwischen den ersten und zweiten
Kolbenelementen des hydraulischen Übersetzers notwendig
ist. Auch ist es möglich, mehrere Druckräume sowie zwischen
den Druckräumen angeordnete Kolbenelemente zwischen dem
Piezoaktor 2 und dem Ventilglied 10 vorzusehen, wenn dies
insbesondere aufgrund der geometrischen Verhältnisse im
Motorraum notwendig ist.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele ge
mäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen
Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der
Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene
Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der
Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.
Claims (10)
1. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten mit einem Piezoaktor
(2) und einem hydraulischen Übersetzer, wobei der hydraulische
Übersetzer einen ersten hydraulischen Druckraum (5), ein erstes
Kolbenelement mit einer ersten Übersetzungsfläche (22) und ein
zweites Kolbenelement (11) mit einer zweiten Übersetzungsfläche
(12) aufweist, wobei über den hydraulischen Übersetzer ein mit
dem zweiten Kolbenelement (11) in Verbindung stehendes Ventil
glied (10) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der hy
draulische Übersetzer einen zweiten Druckraum (6) und mindestens
ein zwischen dem ersten Druckraum (5) und dem zweiten Druckraum
(6) angeordnetes drittes Kolbenelement (7) aufweist.
2. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß eine dem ersten Druckraum (5) zuge
wandte Übersetzungsfläche (8) des dritten Kolbenelements (7) un
gleich einer dem zweiten Druckraum (6) zugewandten Übersetzungs
fläche (9) des dritten Kolbenelements (7) ist.
3. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten nach Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß die dem ersten Druckraum (5) zuge
wandte Übersetzungsfläche (8) des dritten Kolbenelements (7)
größer als die dem zweiten Druckraum (6) zugewandte Über
setzungsfläche (9) des dritten Kolbenelements (7) ist.
4. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die dem ersten Druckraum (5) zuge
wandte Übersetzungsfläche (8) des dritten Kolbenelements (7)
gleich groß wie die dem zweiten Druckraum (6) zugewandte Über
setzungsfläche (9) des dritten Kolbenelements (7) ist.
5. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Kolbenelement
(7) mittels einer Feder (4) vorgespannt ist.
6. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Feder (4) als Tellerfeder ausgebildet
ist.
7. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Feder (4) als Schraubenfeder ausgebildet
ist.
8. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten nach einem der Ansprüche
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Kolbenelement
(7) mit dem zweiten Kolbenelement (11) über eine Feder (4) in
Verbindung steht.
9. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten nach einem der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoaktor (2) über ei
nen separaten Kolben mit dem ersten Druckraum (5) in Verbindung
steht.
10. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten nach einem der Ansprü
che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Kolbenele
ment (7) fluiddicht zwischen dem ersten Druckraum (5) und dem
zweiten Druckraum (6) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999139478 DE19939478C1 (de) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999139478 DE19939478C1 (de) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19939478C1 true DE19939478C1 (de) | 2001-06-21 |
Family
ID=7918997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1999139478 Expired - Fee Related DE19939478C1 (de) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19939478C1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1703118A1 (de) * | 2005-02-28 | 2006-09-20 | Robert Bosch Gmbh | Einspritzdüse |
| DE102007050578A1 (de) * | 2007-10-20 | 2009-04-23 | Hofer Powertrain Gmbh | Getriebeaktuator und Getriebe |
Citations (1)
| 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 |
-
1999
- 1999-08-20 DE DE1999139478 patent/DE19939478C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| 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 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1703118A1 (de) * | 2005-02-28 | 2006-09-20 | Robert Bosch Gmbh | Einspritzdüse |
| DE102007050578A1 (de) * | 2007-10-20 | 2009-04-23 | Hofer Powertrain Gmbh | Getriebeaktuator und Getriebe |
| DE102007050578B4 (de) * | 2007-10-20 | 2016-02-18 | Hofer Forschungs- Und Entwicklungs Gmbh | Getriebeaktuator und Getriebe |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19946827C1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
| DE10145620B4 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
| EP1135591A1 (de) | Ventil zum steuern von flüssigkeiten | |
| EP1567765B1 (de) | Einspritzventil | |
| EP1144857B1 (de) | Doppelschaltendes steuerventil mit hydraulischer verstärkung des aktors | |
| EP0947690B1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
| EP1235980A1 (de) | Ventil zum steuern von flüssigkeiten | |
| DE102008002416A1 (de) | Kraftstoffinjektor | |
| WO2008049671A1 (de) | Kraftstoffinjektor | |
| DE102008000301A1 (de) | Injektor | |
| DE10145622B4 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
| DE19939478C1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
| DE102005015733A1 (de) | Zweistufige direkte Ansteuerung eines Einspritzventilglieds mit Schieber | |
| EP1252429B1 (de) | Ventil zum steuern von flüssigkeiten | |
| EP1276983B1 (de) | Ventil zum steuern von flüssigkeiten | |
| DE10132248A1 (de) | Kraftstoffinjektor mit 2-Wege-Ventilsteuerung | |
| DE10104617A1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
| DE102006013704A1 (de) | Kraftstoffinjektor mit dynamischem Kraftstoffausgleich | |
| DE10002722A1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
| DE19939487A1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
| DE10048933A1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
| DE10152253B4 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
| DE10004810A1 (de) | Hydraulisches Hub-Übersetzungssystem | |
| DE102004044462A1 (de) | Steuerventil für einen Injektor | |
| DE10002721A1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |