DE3844133A1 - Dosier-einspritzventil fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dosier-Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine.

In der einschlägigen Technik ist ein Dosier-Einspritzventil bekannt (JP-GM-OS Nr. 62-64 872), das mit einem von der Maschine getriebenen Kolben, einer Hochdruck-Kraftstoffkam­ mer, die mit von dem Kolben unter Druck gesetzten Kraftstoff gefüllt ist, eine koaxial zum Kolben angeordnete und in Über­ einstimmung mit dem Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraft­ stoffkammer bewegte Düsennadel, um ein Ventil zu öffnen, wenn der Kraftstoffdruck einen vorbestimmten Druckwert über­ steigt, eine zwischen dem Kolben und der Düsennadel in recht­ winkliger Richtung mit Bezug zu deren gemeinsamer Achse ver­ laufende Bohrung, ein in die Bohrung verschiebbar eingesetz­ tes Steuerventil, um das Überströmen des Kraftstoffs der Hoch­ druck-Kraftstoffkammer zu steuern, und ein piezoelektrisches Element (Piezoelement), welches das Steuerventil axial mit Bezug zur Bohrung bewegt und das Öffnen sowie Schließen des Steuerventils steuert, aufweist, wobei das Einspritzen von Kraftstoff durchgeführt wird, wenn das Steuerventil geschlos­ sen ist.

Ferner ist ein Dosier-Einspritzventil bekannt (SAE-Papier Nr. 8 50 542), das einen von der Maschine getriebenen Kolben, eine mit vom Kolben unter Druck gesetzten Kraftstoff gefüll­ te Hochdruck-Kraftstoffkammer, eine koaxial zum Kolben ange­ ordnete und in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffkammer bewegte Düsennadel, um ein Ventil zu öffnen, wenn der Kraftstoffdruck einen vorbestimm­ ten Druckwert überschreitet, eine parallel und mit Abstand zu der gemeinsamen Achse des Kolbens sowie der Düsennadel und mit Abstand zu dieser Achse sich erstreckende Bohrung, ein verschiebbar in die Bohrung eingesetztes Steuerventil, um das Überströmen des Kraftstoffs der Hochdruckkammer zu steuern, sowie ein Piezoelement, das axial zur Bohrung ange­ ordnet ist und das Steuerventil axial mit Bezug zur Bohrung bewegt sowie das Öffnen und Schließen des Steuerventils steu­ ert, umfaßt, wobei das Einspritzen von Kraftstoff durchge­ führt wird, wenn das Steuerventil geschlossen ist.

Bei Dosier-Einspritzventilen wird jedoch eine sehr hohe An­ triebskraft auf die Düsennadel aufgebracht, weil der Kraft­ stoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffkammer einen 1470 bar oder darüber aufweisenden Wert erlangt, weshalb als Ergebnis dessen das Gehäuse des Einspritzventils zwischen dem Kolben und der Düsennadel einer hohen Kompressionsbelastung unter­ liegt und verformt oder beschädigt wird. Wie in der JP-GM- OS Nr. 62-64 872 offenbart ist, wird deshalb, wenn die Bohrung zwischen dem Kolben und der Düsennadel ausgebildet ist, die sehr hohe, auf den Kolben aufgebrachte Antriebs­ kraft eine Verformung der Bohrung hervorrufen, was zur Folge hat, daß der Gleitwiderstand des Steuerventils erhöht und das Ansprechverhalten im Betrieb des Steuerventils verschlech­ tert werden, so daß das Steuerventil nicht völlig geschlos­ sen werden wird.

Bei dem Dosier-Einspritzventil, das in dem SAE-Papier Nr. 8 50 542 offenbart ist, ist dagegen die Bohrung nicht zwi­ schen dem Kolben und der Düsennadel angeordnet, so daß die sehr hohe, auf den Kolben wirkende Antriebskraft eine Verfor­ mung der Bohrung nicht hervorrufen wird. Jedoch sind bei die­ sem Dosier-Einspritzventil die Bohrung und das Piezoelement ko­ axial angeordnet und erstreckt sich ferner die Bohrung paral­ lel zur gemeinsamen Achse von Kolben und Düsennadel, womit die Länge des Kraftstoff-Steuerkanals, der die Hochdruck- Kraftstoffkammer und die Bohrung verbindet, vergrößert wird. Dieser Kraftstoff-Steuerkanal steht mit der Hochdruck-Kraft­ stoffkammer in Verbindung, weshalb, wenn der Kraftstoff- Steuerkanal länger wird, das Volumen der Hochdruck-Kraftstoff­ kammer vergrößert wird. Tritt eine solche Vergrößerung des Volumens der Hochdruck-Kraftstoffkammer ein, so ist es schwie­ rig, den Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffkammer auf einen hohen Wert anzuheben, und damit besteht die Schwie­ rigkeit, eine gute Zerstäubung des Kraftstoffs zu gewährlei­ sten. Wenn das Steuerventil geschlossen wird, um das Einsprit­ zen von Kraftstoff zu unterbrechen oder zu beenden, so wird darüber hinaus der Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck- Kraftstoffkammer nicht sofort abfallen, weshalb das Einsprit­ zen von Kraftstoff auch dann andauern wird, nachdem das Steu­ erventil geöffnet ist. Dieses Einspritzen von Kraftstoff, das nach dem Öffnen des Steuerventils auftritt, bringt eine mäßige Zerstäubung auf Grund des niedrigen Kraftstoff-Ein­ spritzdrucks hervor, so daß Rauch erzeugt wird und eine ungün­ stige Wirkung bezüglich der Ausgangsleistung der Maschine sowie des Kraftstoffverbrauchs hervorgerufen wird.

Der Erfindung liegt im Hinblick auf den Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Dosier-Einspritzventil zu schaf­ fen, bei dem eine Verformung oder Beschädigung der Bohrung verhindert und das Volumen der Hochdruck-Kraftstoffkammer, die mit einem Kraftstoff-Steuerkanal versehen ist, auf einem niedrigen Wert gehalten wird.

Erfindungsgemäß wird ein Dosier-Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine geschaffen, das umfaßt: ein Gehäuse mit einer Düsenbohrung, einen in dem Gehäuse bewegbaren und von der Maschine betätigten Kolben, eine in dem Gehäuse ausgebil­ dete, von dem Kolben abgegrenzte Hochdruck-Kraftstoffkammer, wobei der Druck des Kraftstoffs in dieser Hochdruck-Kraft­ stoffkammer durch den Kolben erhöht wird, eine im wesentli­ chen fluchtend mit dem Kolben in dem Gehäuse angeordnete Dü­ sennadel, die die Düsenbohrung öffnet, um in der Hochdruck- Kraftstoffkammer enthaltenen Kraftstoff von der Düsenbohrung aus einzuspritzen, wenn der Kraftstoffdruck in der Hochdruck- Kraftstoffkammer einen vorbestimmten Druckwert übersteigt, einen Kraftstoff-Steuerkanal, der in dem Gehäuse ausgebil­ det und mit der Hochdruck-Kraftstoffkammer in Verbindung ist, ein in dem Kraftstoff-Steuerkanal angeordnetes Steuerventil, das in eine im Gehäuse ausgebildete Steuerbohrung verschieb­ bar eingesetzt ist, wobei die Bohrung sich parallel und mit Abstand zu einer Linie erstreckt, welche eine Achse der Dü­ sennadel im wesentlichen unter einem rechten Winkel schnei­ det, und einen Stellantrieb für die Betätigung des Steuer­ ventils, um den Kraftstoff-Steuerkanal zu öffnen, wenn der Einspritzvorgang beendet werden soll, und um den Kraftstoff- Steuerkanal zu schließen, wenn der Einspritzvorgang durchge­ führt werden soll.

Die Aufgabe sowie die Ziele wie auch die Merkmale und Vor­ teile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeich­ nungen Bezug nehmenden Beschreibung einer bevorzugten Aus­ führungsform des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines Zylinderkopfes;

Fig. 2 eine Ansicht eines Dosier-Einspritzventils bei Be­ trachtung in Richtung des Pfeils II in der Fig. 3;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Zy­ linderkopfes;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Dosier- Einspritzventils nach der Linie IV-IV in der Fig. 5;

Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 4;

Fig. 6 die Draufsicht auf die Fig. 4;

Fig. 7 den Schnitt nach der Linie VII-VII in der Fig. 4;

Fig. 8 den Schnitt nach der Linie VIII-VIII in der Fig. 7.

Es wird zuerst auf die Fig. 4-8 Bezug genommen. In diesen ist ein Gehäusehauptteil 1 eines Dosier-Einspritzventils mit einer eine Düsenöffnung 3 an ihrem einen Ende aufweisenden Düse 2, mit einem Abstandshalter 4, mit einer Buchse 5 und mit einem Düsenhalter 6, der die Düse 2, den Abstandshalter 4 und die Buchse 5 im Gehäusehauptteil 1 festlegt, darge­ stellt. In die Düse 2 ist eine Düsennadel 7 verschiebbar ein­ gesetzt, um die Düsenöffnung 3 zu öffnen sowie zu schließen, und der obere Teil der Düsennadel 7 ist über einen Druck­ stift 8 mit einem Federgegenlager 9 verbunden. Durch eine Schraubendruckfeder 10 wird das Federgegenlager 9 abwärts gedrückt, wobei diese Druckkraft durch den Druckstift 8 auf die Düsennadel 7 übertragen wird, so daß dieser durch die Druckfeder 10 eine Kraft zum Schließen der Öffnung 3 vermit­ telt wird.

Im Gehäusehauptteil 1 ist koaxial zur Düsennadel 7 eine Kol­ benbohrung 11 ausgebildet, in die ein Kolben 12 verschiebbar eingesetzt ist. Das obere Ende des Kolbens 12 ist mit einem Stößel 13 verbunden, der durch eine Schraubendruckfeder 14 aufwärts gedrückt wird. Dieser Stößel 13 wird von einem (nicht gezeigten) Nocken, der von der Maschine getrieben wird, auf- und abwärts bewegt, so daß folglich der Kolben 12 in der Bohrung 11 eine Auf- und Abwärtsbewegung ausführt. Unter dem Kolben 12 wird von diesem in der Kolbenbohrung 11 eine Hochdruck-Kraftstoffkammer 15 abgegrenzt, die mit einem unter Druck stehenden Kraftstoff-Vorratsraum 18 über ein Stab- oder Stangenfilter 16 sowie einen Kraftstoffkanal 17 in Verbindung steht. Der Kraftstoff-Vorratsraum 18 hat durch einen um die Düsennadel 7 herum ausgebildeten Kraftstoff-Ringkanal 19 Verbindung mit der Düsenöffnung 3. Ferner ist in der Wand der Kolbenbohrung 11 eine Kraftstoff-Zufuhröffnung 20 ausge­ bildet, die mit der Hochdruck-Kraftstoffkammer in Verbindung steht, wenn sich der Kolben 12 in der oberen, in Fig. 5 ge­ zeigten Stellung befindet. Kraftstoff mit einem Druck von etwa 2,94 bar wird aus der Zufuhröffnung 20 in die Hochdruck- Kraftstoffkammer 15 eingespeist.

Des weiteren ist eine Steuerbohrung 21 im Gehäusehauptteil 1 ausgebildet, die sich nahe der Kolbenbohrung 11 in einer horizontalen Ebene erstreckt. Diese Bohrung 21 ist so ausge­ staltet, daß ihre Achse parallel und mit Abstand zu einer Linie verläuft, welche im wesentlichen rechtwinklig zu der gemeinsamen Achse des Kolbens 12 und der Düsennadel 7 gerich­ tet ist. In die Steuerbohrung 21 ist ein Steuerventil 22 ver­ schiebbar eingesetzt. Eine Kraftstoff-Steuerkammer 23 mit einem gegenüber dem Durchmesser der Bohrung 21 größeren Durchmesser ist angrenzend an die Bohrung 21 ausgebildet und empfängt Kraftstoff von einer Kraftstoff-Zufuhrbohrung 24. Der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 23 wird auf einem Wert von etwa 2,94 bar gehalten. Das Steuerventil 22 ist mit einem erweiterten Kopfteil 22 a, das sich in der Kraft­ stoff-Steuerkammer 23 befindet, und mit einer an das erwei­ terte Kopfteil 22 a angrenzenden Umfangskehle 22 b versehen. Das erweiterte Kopfteil 22 a steuert das Öffnen und Schließen einer Ventilöffnung 25. Auf der zum Kopfteil 22 a entgegenge­ setzten Seite des Steuerventils 22 ist eine Schraubendruck­ feder 26 angeordnet, die das Ventil 22 nach rechts (in Fig. 4) belastet. Des weiteren ist im Gehäusehauptteil 1 ein Kraft­ stoff-Steuerkanal 27 ausgebildet, der sich von der Hochdruck- Kraftstoffkammer 15, wie in Fig. 5 gezeigt ist, in radialer Richtung aufwärts erstreckt. Das eine Ende des Steuerkanals 27 steht mit dem Inneren der Hochdruck-Kraftstoffkammer 15 in Verbindung, während das andere Ende des Steuerkanals 27 mit dem Innenraum der Umfangskehle 22 b des Steuerventils 22 verbunden ist.

Koaxial zur Steuerbohrung 21 ist im Gehäusehauptteil 1 eine Stangenbohrung 28 ausgebildet, in die eine Stange 29 verschieb­ bar eingesetzt ist. Das eine Ende der Stange 29 kann gegen das erweiterte Kopfteil 22 a des Steuerventils 22 stoßen, während die andere Stirnseite der Stange 29 eine Druckregel­ kammer 30 abgrenzt.

Ein Piezoelementgehäuse 31, das am Gehäusehauptteil 1 befe­ stigt ist, umfaßt ein Piezoelement 32, das aus einer Mehr­ zahl von aufeinandergestapelten piezoelektrischen Platten­ elementen gebildet ist und einen Stellantrieb darstellt. Ein Kolben 33 ist verschiebbar am bodenseitigen Ende des Piezo­ elementgehäuses 31 eingesetzt, und unter diesem Kolben 33 ist eine mit Kraftstoff gefüllte Zylinderkammer 34 angeord­ net. Diese Zylinderkammer 34 steht mit der Druckregelkammer 30 durch einen Kraftstoffkanal 35 in Verbindung und enthält eine Flachfeder 36, die den Kolben 33 aufwärts drückt. Das Piezoelement 32 ist zwischen dem Oberteil des Piezoelement­ gehäuses 31 und dem Kolben 33 gelagert, wobei die Achse des Piezoelements im wesentlichen rechtwinklig zur gemeinsamen Achse des Steuerventils 22 und der Stange 29 verläuft, d.h., die Achse des Piezoelements 32 liegt im wesentlichen parallel zur gemeinsamen Achse des Kolbens 12 und der Düsennadel 7. Das Piezoelementgehäuse 31 weist einen Kühlflüssigkeits-Zu­ fuhrkanal 37 sowie einen Kühlflüssigkeits-Abfuhrkanal 38 auf, um um das Piezoelement 32 herum eine Kühlflüssigkeit, z.B. Kraftstoff, zu führen. Die Kühlflüssigkeit wird am oberen Ende des Piezoelements 32 aus dem Zufuhrkanal 37 zugeführt, sie fällt rund um das Piezoelement 32 herum nach unten und kühlt dieses, und sie wird schließlich vom Kühlflüssigkeits- Abfuhrkanal 38 abgeführt. Ein Zuleitungsstecker 39 ist oben auf dem Piezoelementgehäuse 31 angebracht, um dem Piezoele­ ment 32 Energie zuzuführen.

Wie die Fig. 7 und 8 zeigen, ist in das Gehäusehauptteil 1 ein Rückschlagventil 40 eingesetzt. Dieses Ventil 40 ist mit einer Kugel 32 für das Öffnen und Schließen einer Ventilöff­ nung 41, mit einer den Hubweg der Kugel 42 begrenzenden Stan­ ge 43 und mit einer Schraubendruckfeder 44, die die Kugel 42 und die Stange 43 abwärts belastet, so daß die Ventilöff­ nung 41 normalerweise durch die Kugel 42 geschlossen gehalten wird, versehen. Die Ventilöffnung 41 des Rückschlagventils 40 steht mit der Kraftstoff-Steuerkammer 23 durch einen ring­ förmigen Kraftstoff-Zulaufkanal 45 sowie einen Kraftstoff- Zulaufkanal 46 in Verbindung. Ein Kraftstoff-Ablaufkanal 47 des Rückschlagventils 40 hat zum Inneren der Zylinderkammer 34 Verbindung. Wie bereits erwähnt wurde, wird der Kraftstoff­ druck in der Steuerkammer 23 auf etwa 2,94 bar gehalten. Sinkt der Druck des Kraftstoffs in der Zylinderkammer 34 un­ ter den Druck des Kraftstoffs in der Steuerkammer 23 ab, so öffnet das Rückschlagventil 40, womit zusätzlicher Kraft­ stoff der Zylinderkammer 34 zugeführt wird. Insofern ist die Zylinderkammer 34 ständig mit Kraftstoff gefüllt.

Befindet sich der Kolben 12 in seiner oberen Stellung, so wird, wie bereits erwähnt wurde, Kraftstoff der Hochdruck- Kraftstoffkammer 15 durch die Kraftstoff-Zufuhröffnung 20 zugeführt, weshalb in dieser Kraftstoffkammer 15 ein niedri­ ger Innendruck von etwa 2,94 bar vorhanden ist. Darüber hin­ aus ist das Piezoelement 32 in maximalem Ausmaß zusammenge­ zogen, womit der Kraftstoffdruck in der Zylinderkammer 34 sowie der Druckregelkammer 30 ebenfalls so niedrig wie etwa 2,94 bar ist. Deshalb wird das Steuerventil 22 nach rechts (in Fig. 4) durch die Kraft der Schraubendruckfeder 26 bewegt, so daß das erweiterte Kopfteil 22 a des Steuerventils 22 die Ventilöffnung 25 freigibt und demzufolge der Kraftstoffdruck im Steuerkanal 27 sowie der Umfangskehle 22 b des Steuerven­ tils 22 ebenfalls auf dem niedrigen Wert von etwa 2,94 bar ist.

Bewegt sich der Kolben 12 abwärts und schließt die Kraft­ stoff-Zufuhröffnung 20, dann öffnet das Steuerventil 22 die Ventilöffnung 25, so daß der Kraftstoff aus der Hochdruck­ kammer 15 durch den Steuerkanal 27, die Umfangskehle 22 b des Steuerventils 22 und die Ventilöffnung 25 in die Kraftstoff- Steuerkammer 23 fließt. Damit erlangt der Kraftstoffdruck in der Hochdruckkammer 15 einen Wert von etwa 2,94 bar.

Wird das Piezoelement 33 erregt, um einen Kraftstoff-Einspritz­ vorgang auszulösen, so dehnt sich das Element 33 in der axia­ len Richtung aus, womit der Kraftstoffdruck in der Zylinder­ kammer 34 sowie in der Druckregelkammer 30 rapid erhöht wird. Wird der Kraftstoffdruck in der Druckregelkammer 30 erhöht, so wird die Stange 29 nach links (in Fig. 4 ) bewegt, womit auch das Steuerventil 22 eine nach links gerichtete Bewegung ausführt und das erweiterte Kopfteil 22 a dieses Ventils 22 die Ventilöffnung 25 verschließt. Ist diese Ventilöffnung 25 geschlossen, dann wird der Kraftstoffdruck in der Hoch­ druck-Kraftstoffkammer 15 durch die Abwärtsbewegung des Kol­ bens 12 rapid angehoben, und wenn der Druck in dieser Hoch­ druckkammer 15 einen vorbestimmten Druckwert, z.B. 1470 bar oder mehr, übersteigt, dann öffnet die Düsennadel 7 die Düsen­ öffnung 3, so daß Kraftstoff eingespritzt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird auch ein hoher Druck auf das Innere der Umfangs­ kehle 22 b des Steuerventils 22 über den Steuerkanal 27 ausge­ übt; weil jedoch die Druckaufnahmebereiche der beiden Endflä­ chen in der axialen Richtung der Umfangskehle 22 b gleich sind, wirkt folglich dieser hohe Druck nicht auf das Steuer­ ventil 22.

Wird das Piezoelement 32 entregt, um den Einspritzvorgang zu beenden, so zieht sich dieses Element 32 zusammen, was zur Folge hat, daß der Kolben 33 durch die Flachfeder 36 auf­ wärts bewegt wird, so daß der Kraftstoffdruck in der Zylin­ derkammer 34 und der Druckregelkammer 30 absinkt. Wird der Kraftstoffdruck in der Druckregelkammer 30 vermindert, so werden die Stange 29 und das Steuerventil 22 nach rechts (in Fig. 4) durch die Schraubendruckfeder 26 bewegt, womit das erweiterte Kopfteil 22 a des Steuerventils 22 die Ventilöff­ nung 25 freigibt. Infolgedessen fließt der unter hohem Druck stehende Kraftstoff von der Hochdruck-Kraftstoffkammer 15 durch den Steuerkanal 27, die Umfangskehle 22 b des Steuer­ ventils 22 und die Ventilöffnung 25 zur Kraftstoff-Steuer­ kammer 23, womit folglich der Kraftstoffdruck in der Hoch­ druckkammer 15 sofort auf einen niedrigen Druck von etwa 2,94 bar abfällt und die Düsennadel 7 durch eine Abwärtsbewe­ gung die Düsenöffnung 3 verschließt, so daß das Einspritzen von Kraftstoff unterbrochen wird. Der Kolben 12 kehrt dann in die obere Stellung zurück.

Erfindungsgemäß ist die Bohrung 21 seitwärts vom Kolben 12 angeordnet, so daß, obwohl eine sehr hohe abwärts gerichte­ te Antriebskraft auf den Kolben 12 aufgebracht wird, um den Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffkammer 15 auf 1470 bar oder darüber anzuheben, die Bohrung 21 nicht ver­ formt und insofern ein glatter, störungsfreier Verschiebe­ vorgang des Steuerventils 22 gewährleistet wird. Ferner ver­ läuft die Bohrung 21 seitwärts vom Kolben 12 horizontal, wes­ halb sie nahe der Hochdruck-Kraftstoffkammer 15 angeordnet werden kann. Das hat zum Ergebnis, daß die Länge des Kraft­ stoff-Steuerkanals 27 verkürzt und insofern das Volumen der Hochdruck-Kraftstoffkammer 15, die den Kraftstoff-Steuerka­ nal 27 mit einschließt, vermindert werden kann. Deshalb wird der Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffkammer 15 ohne Schwierigkeiten auf einen hohen Wert angehoben, so daß der eingespritzte Kraftstoff in geeigneter, angemessener Weise zerstäubt wird. Da darüber hinaus das Volumen der Hochdruck- Kraftstoffkammer 15 vermindert werden kann, wird der Kraft­ stoffdruck in dieser Kraftstoffkammer 15 sofort herabgesetzt, wenn das Steuerventil 22 geöffnet wird, womit das Einspritzen von Kraftstoff sofort unterbrochen wird. Wenn das Steuerven­ til 22 geöffnet wird, so dauert folglich das Einspritzen von Kraftstoff mit einem niedrigen Druck nicht an, wodurch die Erzeugung von Rauch unterdrückt und die Ausgangsleistung sowie der Kraftstoffverbrauch der Maschine verbessert wer­ den. Des weiteren wird durch das Öffnen und Schließen des Steuerventils die Kraftstoff-Einspritzmenge unmittelbar er­ höht und das Einspritzen sofort beendet, so daß eine korrekte Voreinspritzung ausgeführt wird.

Weil sich die Bohrung 21 horizontal seitlich vom Kolben 12 erstreckt, kann die Abmesung in der Breitenrichtung des Do­ sier-Einspritzventils vermindert werden. Darüber hinaus kann durch Anordnung des Piezoelements 32 derart, daß dessen Achse im wesentlichen rechtwinklig zur gemeinsamen Achse der Boh­ rung 21 und der Stange 29 verläuft, d.h. im wesentlichen rechtwinklig zur gemeinsamen Achse des Kolbens 12 sowie der Düsennadel 7, die Abmessung in der Breitenrichtung des Dosier- Einspritzventils noch weiter verringert werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1-3 wird die spezielle Monta­ ge und Anordnung des in den Fig. 4-8 gezeigten Dosier-Ein­ spritzventils erläutert.

Die Fig. 1-3 zeigen einen Zylinderkopf 50, einen gedrallten Ansaugkanal 51, einen Auslaßkanal 52, ein Auslaßventil 53, das Dosier-Einspritzventil 54, das anhand der Fig. 4-8 er­ läutert wurde, eine Nockenwelle 55, eine Kipphebelwelle 56 und einen an dieser befestigten Kipphebel 57. Ein Ansaug­ ventil-Antriebsnocken 55 a, ein Auslaßventil-Antriebsnocken 55 b und ein den Stößel 13 des Dosier-Einspritzventils 54 be­ tätigender Stößel-Antriebsnocken 55 c sind an der Nockenwelle 55 ausgebildet. Am einen Ende des Kipphebels 57 ist eine Rolle 58, die auf dem Stößel-Antriebsnocken 55 c abrollt, drehbar gelagert, während am anderen Ende des Kipphebels 57 eine am Stößel 13 aufliegende Rolle 59 drehbar gehalten ist.

Die Nockenwelle 55 erstreckt sich längs der Längsachse X der Maschine, während die gemeinsame Achse der Düsennadel 7 und des Kolbens 12 (Fig. 5) des Dosier-Einspritzventils 54 in der Ebene Y (Fig. 2) liegt, welche im wesentlichen rechtwink­ lig zur Längsachse X verläuft. Ferner weist die Linie Z, die die gemeinsame Achse der Düsennadel 7 sowie des Kolbens 12 und das Piezoelement 32 oder das Piezoelementgehäuse 31 (Fig. 2) verbindet, eine Neigung zur Ebene Y auf, wobei der zwischen der Linie Z und der Ebene Y gebildete Winkel Δ bei dem in den Fig. 1-3 gezeigten Beispiel etwa 40° beträgt. Insofern ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, das Piezoelementge­ häuse 31 im Zentrum des benachbarten Ansaugkanals 51 ange­ ordnet.

Das Dosier-Einspritzventil 54 umfaßt das Gehäusehauptteil 1, welches den Kolben 12 umschließt und am Zylinderkopf 50 befe­ stigt ist, wobei das Piezoelementgehäuse 31 zur Befestigungs­ stelle beabstandet ist. Da das Gewicht des Piezoelements 32 beträchtlich ist, wird deshalb eine große Beanspruchung am Gehäuseteil 1 a hervorgerufen, welches sich von der Befesti­ gungsstelle zum Piezoelementgehäuse 31 erstreckt. Des wei­ teren erzeugt eine Vibration der Maschine ein Biege- sowie ein Torsionsmoment, die wiederholt auf das Gehäuseteil 1 a einwirken. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Beanspruchung am Gehäuseteil 1 a vorherrschend durch das Biegemoment hervor­ gerufen wird. Die Vibration der Maschine ist in der Richtung der Längsachse X geringer und längs der Ebene Y größer. Des­ halb muß, um das auf das Gehäuseteil 1 a wirkende Biegemoment herabzusetzen, der Abstand zwischen dem Piezoelementgehäuse 31 und der Achse der Düsennadel 7, gemessen längs der Ebene Y, vermindert werden. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist das Piezoelementgehäuse 31 in einer mit Bezug zur Achse der Düsennadel 7 schrägen Richtung Z angeordnet, so daß der Abstand zwischen dem Piezoelementgehäuse 31 und der Achse der Düsennadel 7, gemessen längs der Ebene Y, vermindert wird und deshalb das auf das Gehäuseteil 1 a wirkende Biegemoment schwächer ist. Als Folge dessen können die Beanspruchung am Gehäuseteil 1 a vermindert und dessen Beschädigung verhindert werden. Darüber hinaus kann durch Anordnen des Piezoelement­ gehäuses 31 in der mit Bezug zur Achse der Düsennadel 7 schrä­ gen Richtung Z dieses Gehäuse 31 zwischen den Ansaugkanälen 51 angebracht werden, wo ein relativ großer Freiraum zur Verfügung steht.

Erfindungsgemäß kann das Volumen der Hochdruck-Kraftstoff­ kammer 15, die den Kraftstoff-Steuerkanal 27 einschließt, vermindert und eine Verformung der Bohrung, die auf die An­ triebskraft für den Kolben zurückzuführen ist, verhindert werden.

Gemäß der Erfindung umfaßt ein Dosier-Einspritzventil einen Kolben, eine Hochdruck-Kraftstoffkammer und eine Düsennadel, wobei der Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffkammer durch den Kolben erhöht wird. In eine Steuerbohrung ist ver­ schiebbar ein Steuerventil eingesetzt, um den Kraftstoff in der Hochdruck-Kraftstoffkammer zu steuern, wenn eine Kraft­ stoffeinspritzung beendet werden soll. Diese Bohrung ist mit Abstand von und parallel zu einer Linie, welche die gemein­ same Achse des Kolbens und der Düsennadel unter einem rech­ ten Winkel schneidet, angeordnet.

Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf eine spezielle, zu Erläuterungszwecken ausgewählte Ausführungsform beschrie­ ben wurde, so ist klar, daß dem Fachmann bei Kenntnis der durch die Erfindung vermittelten Lehre Abwandlungen und Ab­ änderungen an die Hand gegeben sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Ein Dosier-Einspritzventil umfaßt einen Kolben, eine Hoch­ druck-Kraftstoffkammer und eine Düsennadel, wobei der Kraft­ stoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffkammer durch den Kol­ ben erhöht wird. In eine Steuerbohrung ist verschiebbar ein Steuerventil eingesetzt, um den Kraftstoff in der Hochdruck- Kraftstoffkammer zu steuern, wenn eine Kraftstoffeinsprit­ zung beendet werden soll. Diese Bohrung ist mit Abstand von und parallel zu einer Linie, welche die gemeinsame Achse des Kolbens und der Düsennadel unter einem rechten Winkel schnei­ det, angeordnet.

Claims (17)

1. Dosier-Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine mit einem eine Düsenbohrung (3) aufweisenden Gehäuse (1), mit einem in dem Gehäuse bewegbaren, von der Maschine betrie­ benen Kolben (12), mit einer in dem Gehäuse ausgebildeten, von dem Kolben abgegrenzten Hochdruck-Kraftstoffkammer (15), wobei der Kolben (12) den Druck des in dieser Kraft­ stoffkammer befindlichen Kraftstoffs erhöht, mit einer in dem Gehäuse (1) im wesentlichen fluchtend mit dem Kol­ ben (12) angeordneten Düsennadel (7), die die Düsenboh­ rung (3) zum Einspritzen von in der Hochdruck-Kraftstoff­ kammer befindlichem Kraftstoff aus der Düsenbohrung öff­ net, wenn der Kraftstoff in der Hochdruck-Kraftstoffkam­ mer einen vorbestimmten Druckwert überschreitet, und mit einem im Gehäuse (1) ausgebildeten, mit der Hochdruck- Kraftstoffkammer (15) verbundenen Kraftstoff-Steuerkanal (27), dadurch gekennzeichnet,

• - daß in dem Kraftstoff-Steuerkanal (27) ein Steuerventil (22) angeordnet sowie in eine im Gehäuse (1) ausgebil­ dete Steuerbohrung (21) eingesetzt ist, welche sich parallel sowie mit Abstand zu einer Linie erstreckt, die die Achse der Düsennadel (7) im wesentlichen rechtwinklig schneidet, und
• - daß ein Stellantrieb (31, 32) vorhanden ist, der das Steuerventil (22) zum Öffnen des Kraftstoff-Steuerka­ nals (27), wenn der Kraftstoff-Einspritzvorgang zu be­ enden ist, und zum Schließen des Kraftstoff-Steuerka­ nals, wenn der Kraftstoff-Einspritzvorgang durchzufüh­ ren ist, betätigt.

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Kraftstoffkammer (15) zwischen dem Kol­ ben (12) sowie der Düsennadel (7) angeordnet ist und der Kraftstoff-Steuerkanal (27) sich im wesentlichen gerad­ linig von der Hochdruck-Kraftstoffkammer (15) zum Steuer­ ventil (22) erstreckt.

3. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerbohrung (21) seitwärts des Kol­ bens (12) angeordnet ist und der Kraftstoff-Steuerkanal (27) sich schräg mit Bezug zur Achse des Kolbens er­ streckt.

4. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einer dar­ in ausgebildeten Druckregelkammer (30) versehen ist, die koaxial zur Achse des Steuerventils (22) angeordnet ist, daß der Stellantrieb (31, 32) den Druck in der Druckregel­ kammer (30) regelt und daß der Druck in der Druckregelkam­ mer das Steuerventil (22) steuert.

5. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kraftstoff-Steuerkammer (23) zwischen dem Steuerventil (22) sowie der Druckregel­ regelkammer (30) ausgebildet ist, daß die Steuerbohrung (21) in die Kraftstoff-Steuerkammer (23) mündet und einen mit der Hochdruck-Kraftstoffkammer (15) durch den Kraft­ stoff-Steuerkanal (27) in Verbindung stehende Ventilöff­ nung (25) hat und daß das Steuerventil (22) die Ventilöff­ nung (25) öffnet und schließt.

6. Einspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventiel (22) mit einem in der Kraftstoff- Steuerkammer (23) angeordneten, das Öffnen und Schließen der Ventilöffnung (25) steuernden erweiterten Kopfteil (22 a) und mit einer in der Bohrung (21) sowie angrenzend an das erweiterte Kopfteil (22 a) angeordneten Umfangskeh­ le (22 b) versehen ist, die durch den Kraftstoff-Steuerka­ nal (27) mit der Hochdruck-Kraftstoffkammer (15) in Ver­ bindung steht und bei durch das erweiterte Kopfteil (22 a) geöffneter Ventilöffnung (25) zur Kraftstoff-Steuer­ kammer (23) hin offen ist.

7. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Steuerventil (22) und die Druckregelkammer (30) eine Stange (29) ein­ gefügt ist, die den Druck in der Druckregelkammer auf das Steuerventil überträgt.

8. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (22) durch eine Feder (26) zur Druckregelkammer (30) hin belastet ist.

9. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (32) von der Achse der Düsennadel (7), die sich in einer Ebene (Y) be­ findet, welche im wesentlichen rechtwinklig zur Längs­ achse (X) der Maschine verläuft, beabstandet und schräg mit Bezug zu dieser Ebene angeordnet ist.

10. Einspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (32) näher zur Außenseite der Ma­ schine als zur Düsennadel (7) angeordnet ist.

11. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (31, 32) mit einer ein veränderliches Volumen aufweisenden und mit der Druckregelkammer (30) verbundenen Zylinderkammer (34) versehen ist und der Druck in der Zylinderkammer den Druck in der Druckregelkammer steuert.

12. Einspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb einen Kolben (33), der die Zylinder­ kammer (34) abgrenzt, und ein piezoelektrisches Element (32), das den Kolben antreibt, umfaßt.

13. Einspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer (34) und der Kolben (33) auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, welche im wesentlichen parallel zur Achse der Düsennadel (7) ist.

14. Einspritzventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelkammer (30) auf einer gemeinsamen Achse mit der Zylinderkammer (34) und dem Kolben (33) angeord­ net ist.

15. Einspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß um das piezoelektrische Element (32) herum ein ring­ förmiger Kühlmittelkanal ausgebildet ist.

16. Einspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer (34) und die Druckregelkammer (30) mit Kraftstoff gefüllt sind.

17. Einspritzventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuerventil (22) sowie der Druckregel­ kammer (30) eine Kraftstoff-Steuerkammer (23) ausgebil­ det ist, die mit der Zylinderkammer (34) durch ein Rück­ schlagventil (40), das lediglich eine Verbindung von der Kraftstoff-Steuerkammer (23) zur Zylinderkammer (34) zu­ läßt, verbunden ist.