EP1148234B1 - Einspritzventil mit optimierten Dichtflächen - Google Patents

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EP1148234B1
EP1148234B1 EP01109179A EP01109179A EP1148234B1 EP 1148234 B1 EP1148234 B1 EP 1148234B1 EP 01109179 A EP01109179 A EP 01109179A EP 01109179 A EP01109179 A EP 01109179A EP 1148234 B1 EP1148234 B1 EP 1148234B1
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EP
European Patent Office
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insert
chamber
valve
housing
injection valve
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP01109179A
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English (en)
French (fr)
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EP1148234A2 (de
EP1148234A3 (de
Inventor
Wendelin Kluegl
Guenter Lewentz
Martin Dr. Neumaier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Publication of EP1148234A2 publication Critical patent/EP1148234A2/de
Publication of EP1148234A3 publication Critical patent/EP1148234A3/de
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Publication of EP1148234B1 publication Critical patent/EP1148234B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
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    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • 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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0033—Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
    • F02M63/0035—Poppet valves, i.e. having a mushroom-shaped valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to an injection valve according to the preamble of claim 1.
  • Injectors are made up of several sections, whereby sealing surfaces are arranged between the sections, with which lines are limited in which fuel with under high pressure. Furthermore, they are mobile Parts are provided that border on rooms with high pressure, whereby arranged between the parts and a housing sealing gap are. Especially with injectors for diesel fuel injection pressures of up to 2,000 bar have now been reached. At these injection pressures there is an optimized arrangement of the sealing surfaces and sealing gaps necessary to achieve a Avoid leakage through the sealing surfaces or the sealing gaps or decrease.
  • the object of the invention is an injection valve to provide, which is relatively simple and also ensures a high level of reliability in terms of tightness.
  • the object of the invention is achieved by the features of the claim 1 solved. It is advantageous to use the injection valve to provide a recess in which an insert body is introduced is, between the insert body and the housing of the injection valve, a valve chamber is formed in the fuel is led at high pressure. In this way a design with less leakage is achieved.
  • FIG. 1 schematically shows the structure of an injection valve 1.
  • Fig. 2 shows an enlarged section of the injection valve 1 in the area of the control chamber 4.
  • the injection valve 1 has a control chamber 4, which has an inlet throttle 10 is connected to a fuel line 2.
  • the Fuel line 2 is also via a fuel hole 30 in connection with an injection chamber, which is in a nozzle body 31 is arranged at the tip of the injection valve.
  • the Control chamber 4 is in the form of a cylindrical recess in a housing 22 introduced and is limited by a control piston 3.
  • the control piston 3 is movable in the cylindrical recess arranged and is operatively connected to an injection needle.
  • the control chamber 4 has an outlet throttle 5 on, which is guided to a valve chamber 12.
  • the valve chamber 12 is preferably partially in the housing 22 and partially introduced in an insert body 9.
  • the valve chamber 12 is in this embodiment in a first partial chamber 23 and divides a second sub-chamber 24.
  • the first sub-chamber 23 is in the insert body 9 and the second sub-chamber 24 in the housing 22 introduced.
  • the housing 22 has a recess in its upper region 11, which consist of two successive, cylindrical Recesses 33, 34 exist.
  • the first recess 33 has a larger cross section than the second recess 34, the first recess 33 via a step 35 into the second Recess 34 merges.
  • the stage 35 is ring-shaped circumferential contact surface.
  • the second recess 34 merges into a third recess 36, the cross section of which is smaller than that of the second recess 34.
  • the third Recess 36 has a cylindrical shape and is symmetrical arranged to the central axis 49 of the injection valve 1.
  • the third recess 36 is via the outlet throttle 5 with the Control chamber 4 connected.
  • the insert body 9 is inserted into the second recess 34, which has a T-shape in cross section.
  • the insert body 9 consists of a circular plate on a Side provided with a centrally located cylinder piece 45 is.
  • the recess 11 is cylindrical and upwards open towards.
  • the insert body 9 has a central, stepped Bore 25, which is formed continuously.
  • the through bore 25 has the shape of a stepped cylinder bore on.
  • In the upper first area 46 is a guide section formed for a valve piston 7, which in a second area 47 opens out, which has a smaller cross section having. After the second area 47 closes an expanded, third area 48, the cross section corresponds to that of the first area.
  • the valve piston 7 is movably supported.
  • the third area of the bore 25 is symmetrical to the central axis 49 of the injector 1 and has the same diameter as the third recess 36.
  • the third recess 36 and the third region of the bore 25 represent the valve chamber 12.
  • the insert body 9 has on its underside a first sealing surface 18, the one is assigned to the second sealing surface 19 of the housing 22.
  • the second sealing surface 19 is formed by a second step 37, via the second recess 34 into the third Recess 36 merges.
  • the insert body preferably has 9 and / or the housing 22 in the area of the sealing surface 18 or the sealing surface 19 a fourth or fifth recess 50, 51 on.
  • the fourth and fifth recesses 50, 51 have the shape of ring recesses and are symmetrical to the central axis 49 arranged and indicated with dashed lines. Through the fourth and fifth recess 50, 51 is the sealing surface reduced an inner ring area so that an increased Surface pressure is reached.
  • a screw nut 16 is placed on the is screwed with a thread 17 of the housing 22.
  • the Screw nut 16 surrounds the cylinder piece 45 and clamps the Insert body 9 with the first sealing surface 18 on the second Sealing surface 19. This will seal the valve chamber 12 reached.
  • the screw nut 16 is in one piece with the insert body 9 educated.
  • sealants are 53 provided between the first and second sealing surfaces 18, 19, which allow the insert body 9 to be screwed in without that the seal is at risk. For example, an O-ring an annular flat gasket or a cutting ring inserted, as shown in Fig. 5.
  • the nut is 16 - also in one-piece training with the insert body 9 - higher than the insert body 9, so that Housing 43 instead of step 35 on the nut 16 or is brought into contact with the insert body 9. In this Embodiment does not apply to stage 35.
  • a closing member 27 In the valve chamber 12 is a closing member 27 with a Sealing surface 38 arranged.
  • the closing member 27 is one Spring 28 biased against a sealing seat.
  • the sealing seat is in the transition area between the second and the third area 47, 48 of the bore 25 is formed.
  • the valve piston 7 is designed as a stepped valve piston, in the direction of the closing member 27 in a mandrel 26 transforms.
  • the mandrel 26 is in the second area 47 and the cylinder part of the valve piston 7 in the first region 46 of the bore 25 arranged.
  • the mandrel 26 has one at its end plan on first contact surface 40, which plan accordingly assigned second support surface 41 of the closing member 27 is.
  • the valve piston 7 and the closing member 27 set Servo valve 6 represents.
  • the insert body 9 preferably has drainage channels 20, that laterally from the first region 46 of the bore 25 are led outside. Furthermore, the plate of the insert body 9 bevelled at the lower edge, so that between the , Insert body 9 and the housing 22 formed an annular channel 42 is. There are also other designs of the ring channel 42 possible, for example, by an annular gradation of the insert body 9 or by a puncture in the housing 22 being represented.
  • the drain channels 20 are preferably from the bore 25 to the ring channel 42. Furthermore is a Return channel 21 in the housing in the area of the second Recess 34 introduced. With servo valve open 6 fuel flows through the outlet throttle 5, the valve chamber 12, the bore 25, the drainage channels 20, the ring channel 42 and the return channel 21 to a fuel reservoir.
  • the return channel 21 is preferably connected to the ring channel 42.
  • the ring channel 42 can also be in the form of a Undercut, which is attached in the housing 22, formed his.
  • the actuator 8 In the upper area of the housing 22 there is an actuator 8 with a Control plate 13 arranged.
  • the actuator 8 has an actuator housing 43 on that via a screw sleeve 44 in the first recess 33 is clamped, the actuator housing 43 on the Level 35 is present.
  • the control plate 13 has a defined one Distance A to the upper edge of the cylinder piece 45. At the same time, the control plate 13 abuts the valve piston 7. Preferably is a defined when the actuator 8 is not activated Distance between the control plate 13 and the valve piston 7 intended.
  • the actuator 8 is preferably a piezoelectric Actuator designed by a control unit accordingly predetermined control programs can be controlled.
  • the fuel line 2 is fuel with high pressure of both the control chamber 4 via the inlet throttle 10 and an injection space via the fuel bore 30 fed. Pressure areas of an injection needle are in the injection chamber arranged. With the servo valve 6 closed in the control chamber 4, a high pressure on the control piston 3 in the direction of the injection needle. This will the injection needle is pressed onto a sealing seat on the Tip of the nozzle body 31 is formed. So that's one Connection between the injection space and injection holes 32 interrupted.
  • the control unit controls the actuator 8 so that it increases its length and thus the valve piston 7 in the direction of the servo valve 6 adjusted.
  • the cross section of the outlet throttle 5 is larger than that Cross section of the inlet throttle 10.
  • the tip of the injection needle lifts off the sealing seat of the Nozzle body 31 and gives a connection between the injection space and the injection holes 32 free.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the injection valve of Fig. 2.
  • Fig. 3 differs essentially of the embodiment of FIG. 2 in that the valve chamber 12 is arranged completely in the housing 22, wherein on Insert body 9 only the sealing seat 39 of the servo valve 6 is trained. There is therefore no third in the insert body 9 Area 48 of the bore 25 is formed. Furthermore is in the area the transition from the first to the second region 46, 47 one annular groove 52 introduced.
  • the groove 52 serves Fuel coming from the second area 47 despite the guidance of the valve piston 7 in the first area 46 to the drain channel 20 to lead.
  • the groove 52 can be in any embodiment of the 1, 2 and 4 may be introduced.
  • valve 4 shows a further embodiment of the injection valve, 4 being different from the embodiment of FIG. 2 differs in that the valve chamber 12 is completely in the Insert body 9 is formed.
  • the housing 22 no third recess 36 is introduced.
  • the control chamber 4 is connected to the valve chamber 12 via an outlet throttle 5, the discharge throttle 5 to the bottom of the recess 11 is performed.
  • the housing 22 has in the area the second sealing surface 19 is essentially a flat surface on, which is only broken by the flow restrictor 5.
  • the flow restrictor 5 can be graded to a Length of the throttle regardless of the length of the throttle bore adjust.
  • the connection hole is between the control chamber 4 and the valve chamber 12, in one effective throttle part with length D and a remaining part divided, which has no throttling effect. In this way can the length of the throttle 5 regardless of the distance of the control chamber 4 are formed by the valve chamber 12.
  • the Valve chamber 12 is completely inserted in insert body 9, in which the closing member 27 is arranged with the spring 28 is.
  • Figure 5 shows an embodiment corresponding to Figure 2, wherein however, the nut 16 in one piece with the insert body 9 is formed. Furthermore, sealant 53 are between the first and second sealing surfaces 18, 19 are provided, which are ring-shaped and when screwing in of the insert body 9, in which a twisting between the first and second sealing surface 18, 19 occurs, ensure that the valve chamber 12 is securely sealed. Also lies in this embodiment, the actuator housing 43 on the nut 16 on.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Einspritzventile sind aus mehreren Teilstücken aufgebaut, wobei zwischen den Teilstücken Dichtflächen angeordnet sind, mit denen Leitungen begrenzt werden, in denen Kraftstoff mit einem hohen Druck geführt wird. Weiterhin sind bewegliche Teile vorgesehen, die an Räume mit Hochdruck grenzen, wobei zwischen den Teilen und einem Gehäuse Dichtspalte angeordnet sind. Insbesondere bei Einspritzventilen für Dieselkraftstoff werden mittlerweile Einspritzdrücke von bis zu 2.000 bar erreicht. Bei diesen Einspritzdrücken ist eine optimierte Anordnung der Dichtflächen und Dichtspalte notwendig, um eine Leckage über die Dichtflächen oder die Dichtspalte zu vermeiden bzw. zu vermindern.
Ein derartiges Einspritzventil ist aus dem Dokument US 5,638,791 bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Einspritzventil bereitzustellen, das relativ einfach aufgebaut ist und zudem eine hohe Zuverlässigkeit bei der Dichtheit gewährleistet.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhaft ist es, das Einspritzventil mit einer Ausnehmung zu versehen, in der ein Einsatzkörper eingebracht ist, wobei zwischen dem Einsatzkörper und dem Gehäuse des Einspritzventils eine Ventilkammer ausgebildet ist, in der Kraftstoff mit hohem Druck geführt ist. Auf diese Weise wird eine Bauform mit weniger Leckage erreicht.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen
Fig. 1
ein Einspritzventil,
Fig. 2
einen vergrößerten Ausschnitt des Einspritzventils,
Fig. 3
eine Ausführungsform der Ventilkammer und
Fig. 4
eine weitere Variante der Ventilkammer, und
Fig. 5
eine einteilige Ausbildung der Schraubenmutter mit dem Einsatzkörper.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Einspritzventils 1. Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Einspritzventils der Fig. 1 im Bereich der Steuerkammer 4. Das Einspritzventil 1 weist eine Steuerkammer 4 auf, die über eine Zulaufdrossel 10 mit einer Kraftstoffleitung 2 verbunden ist. Die Kraftstoffleitung 2 ist zudem über eine Kraftstoffbohrung 30 mit einem Einspritzraum in Verbindung, der in einem Düsenkörper 31 an der Spitze des Einspritzventils angeordnet ist. Die Steuerkammer 4 ist als zylindrische Ausnehmung in ein Gehäuse 22 eingebracht und wird von einem Steuerkolben 3 begrenzt. Der Steuerkolben 3 ist in der zylindrischen Ausnehmung beweglich angeordnet und steht mit einer Einspritznadel in Wirkverbindung. Die Steuerkammer 4 weist eine Ablaufdrossel 5 auf, die zu einer Ventilkammer 12 geführt ist. Die Ventilkammer 12 ist vorzugsweise teilweise im Gehäuse 22 und teilweise in einem Einsatzkörper 9 eingebracht. Die Ventilkammer 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel in eine erste Teilkammer 23 und eine zweite Teilkammer 24 unterteilt. Die erste Teilkammer 23 ist im Einsatzkörper 9 und die zweite Teilkammer 24 im Gehäuse 22 eingebracht.
Das Gehäuse 22 weist in seinem oberen Bereich eine Ausnehmung 11 auf, die aus zwei aufeinander folgenden, zylinderförmigen Ausnehmungen 33, 34 besteht. Die erste Ausnehmung 33 weist einen größeren Querschnitt als die zweite Ausnehmung 34 auf, wobei die erste Ausnehmung 33 über eine Stufe 35 in die zweite Ausnehmung 34 übergeht. Die Stufe 35 ist als ringförmig umlaufende Auflagefläche ausgebildet. Die zweite Ausnehmung 34 geht in eine dritte Ausnehmung 36 über, deren Querschnitt kleiner ist als der der zweiten Ausnehmung 34. Die dritte Ausnehmung 36 weist eine Zylinderform auf und ist symmetrisch zur Mittenachse 49 des Einspritzventils 1 angeordnet. Die dritte Ausnehmung 36 ist über die Ablaufdrossel 5 mit der Steuerkammer 4 verbunden.
In die zweite Ausnehmung 34 ist der Einsatzkörper 9 eingelegt, der im Querschnitt eine T-Form aufweist. Der Einsatzkörper 9 besteht aus einer kreisförmigen Platte, die auf einer Seite mit einem mittig angeordneten Zylinderstück 45 versehen ist.
Die Ausnehmung 11 ist zylinderförmig ausgebildet und nach oben hin offen. Damit weist der obere Teil des Gehäuses 22 eine Topfform auf. Der Einsatzkörper 9 weist eine mittige, abgestufte Bohrung 25 auf, die durchgehend ausgebildet ist. Die durchgehende Bohrung 25 weist die Form einer abgestuften Zylinderbohrung auf. Im oberen ersten Bereich 46 ist ein Führungsabschnitt für einen Ventilkolben 7 ausgebildet, der in einen zweiten Bereich 47 mündet, der einen kleineren Querschnitt aufweist. Nach dem zweiten Bereich 47 schließt sich ein erweiterter, dritter Bereich 48 an, dessen Querschnitt dem des ersten Bereiches entspricht. Im ersten Bereich 46 ist der Ventilkolben 7 beweglich gelagert.
Der dritte Bereich der Bohrung 25 ist symmetrisch zur Mittenachse 49 des Einspritzventils 1 angeordnet und weist den gleichen Durchmesser wie die dritte Ausnehmung 36 auf. Die dritte Ausnehmung 36 und der dritte Bereich der Bohrung 25 stellen die Ventilkammer 12 dar. Der Einsatzkörper 9 weist auf seiner Unterseite eine erste Dichtfläche 18 auf, die einer zweiten Dichtfläche 19 des Gehäuses 22 zugeordnet ist. Die zweite Dichtfläche 19 ist durch eine zweite Stufe 37 ausgebildet, über die die zweite Ausnehmung 34 in die dritte Ausnehmung 36 übergeht. Vorzugsweise weist der Einsatzkörper 9 und/oder das Gehäuse 22 im Bereich der Dichtfläche 18 bzw. der Dichtfläche 19 eine vierte bzw. fünfte Ausnehmung 50, 51 auf. Die vierte und fünfte Ausnehmung 50, 51 haben die Form von Ringausnehmungen und sind symmetrisch zur Mittenachse 49 angeordnet und mit gestrichelten Linien angedeutet. Durch die vierte und fünfte Ausnehmung 50, 51 ist die Dichtfläche auf einen inneren Ringbereich reduziert, so dass eine erhöhte Flächenpressung erreicht wird.
Auf der Oberseite der Platte, auf der das Zylinderstück 45 ausgebildet ist, ist eine Schraubenmutter 16 aufgelegt, die mit einem Gewinde 17 des Gehäuses 22 verschraubt ist. Die Schraubenmutter 16 umgibt das Zylinderstück 45 und spannt den Einsatzkörper 9 mit der ersten Dichtfläche 18 auf die zweite Dichtfläche 19. Auf diese Weise wird eine Abdichtung der Ventilkammer 12 erreicht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schraubenmutter 16 einstückig mit dem Einsatzkörper 9 ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform sind Dichtmittel 53 zwischen der ersten und zweiten Dichtfläche 18, 19 vorgesehen, die ein Einschrauben des Einsatzkörpers 9 erlauben, ohne dass die Abdichtung gefährdet ist. Beispielsweise ist ein O-Ring, eine ringförmige Flachdichtung oder ein Schneidring eingelegt, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schraubenmutter 16 - auch in der einteiligen Ausbildung mit dem Einsatzkörper 9 - höher ausgebildet als der Einsatzkörper 9, so dass das Gehäuse 43 anstelle an der Stufe 35 an der Schraubenmutter 16 oder am Einsatzkörper 9 in Anlage gebracht wird. In dieser Ausführungsform entfällt die Stufe 35.
In der Ventilkammer 12 ist ein Schließglied 27 mit einer Dichtfläche 38 angeordnet. Das Schließglied 27 wird von einer Feder 28 gegen einen Dichtsitz vorgespannt. Der Dichtsitz ist im Übergangsbereich zwischen dem zweiten und dem dritten Bereich 47, 48 der Bohrung 25 ausgebildet.
Der Ventilkolben 7 ist als abgestufter Ventilkolben ausgebildet, der in Richtung auf das Schließglied 27 in einen Dorn 26 übergeht. Der Dorn 26 ist im zweiten Bereich 47 und das Zylinderteil des Ventilkolbens 7 im ersten Bereich 46 der Bohrung 25 angeordnet. Der Dorn 26 weist an seinem Ende eine plane erste Auflagefläche 40 auf, die einer entsprechend planen zweiten Auflagefläche 41 des Schließgliedes 27 zugeordnet ist. Der Ventilkolben 7 und das Schließglied 27 stellen ein Servoventil 6 dar.
Der Einsatzkörper 9 weist vorzugsweise Ablaufkanäle 20 auf, die von dem ersten Bereich 46 der Bohrung 25 seitlich nach außen geführt sind. Weiterhin ist die Platte des Einsatzkörpers 9 an der unteren Kante abgeschrägt, so dass zwischen dem . Einsatzkörper 9 und dem Gehäuse 22 ein Ringkanal 42 ausgebildet ist. Es sind auch andere Ausbildungen des Ringkanals 42 möglich, die beispielsweise durch eine ringförmige Abstufung des Einsatzkörpers 9 oder durch einen Einstich im Gehäuse 22 dargestellt werden. Die Ablaufkanäle 20 sind vorzugsweise von der Bohrung 25 zum Ringkanal 42 geführt. Weiterhin ist ein Rücklaufkanal 21 in das Gehäuse in dem Bereich der zweiten Ausnehmung 34 eingebracht. Bei geöffnetem Servoventil 6 fließt Kraftstoff über die Ablaufdrossel 5, die Ventilkammer 12, die Bohrung 25, die Ablaufkanäle 20, den Ringkanal 42 und den Rücklaufkanal 21 zu einem Kraftstoffreservoir. Der Rücklaufkanal 21 ist vorzugsweise an den Ringkanal 42 angeschlossen. Der Ringkanal 42 kann beispielsweise auch in Form eines Freistiches, der im Gehäuse 22 angebracht ist, ausgebildet sein.
Im oberen Bereich des Gehäuses 22 ist ein Aktor 8 mit einer Steuerplatte 13 angeordnet. Der Aktor 8'weist ein Aktorgehäuse 43 auf, das über eine Schraubenhülse 44 in die erste Ausnehmung 33 eingespannt ist, wobei das Aktorgehäuse 43 auf der Stufe 35 aufliegt. Die Steuerplatte 13 weist einen definierten Abstand A zur Oberkante des Zylinderstücks 45 auf. Zugleich liegt die Steuerplatte 13 am Ventilkolben 7 an. Vorzugsweise ist bei nicht angesteuertem Aktor 8 ein definierter Abstand zwischen der Steuerplatte 13 und dem Ventilkolben 7 vorgesehen. Der Aktor 8 ist vorzugsweise als piezoelektrischer Aktor ausgebildet, der von einem Steuergerät entsprechend vorgegebenen Steuerprogrammen ansteuerbar ist.
Das Einspritzventil der Fig. 1 und 2 funktioniert in folgender Weise: Über die Kraftstoffleitung 2 wird Kraftstoff mit hohem Druck sowohl der Steuerkammer 4 über die Zulaufdrossel 10 als auch einem Einspritzraum über die Kraftstoffbohrung 30 zugeführt. Im Einspritzraum sind Druckflächen einer Einspritznadel angeordnet. Bei geschlossenem Servoventil 6 baut sich in der Steuerkammer 4 ein hoher Druck auf, der den Steuerkolben 3 in Richtung Einspritznadel drückt. Dadurch wird die Einspritznadel auf einen Dichtsitz gepresst, der an der Spitze des Düsenkörpers 31 ausgebildet ist. Damit ist eine Verbindung zwischen dem Einspritzraum und Einspritzlöchern 32 unterbrochen.
Soll nun eine Einspritzung erfolgen, so steuert das Steuergerät den Aktor 8 an, so dass dieser seine Länge vergrößert und damit den Ventilkolben 7 in Richtung auf das Servoventil 6 verstellt. Damit wird das Servoventil 6 geöffnet und Kraftstoff fließt über die Ablaufdrossel 5 aus der Steuerkammer 4 ab. Der Querschnitt der Ablaufdrossel 5 ist größer als der Querschnitt der Zulaufdrossel 10. Folglich sinkt der Druck in der Steuerkammer 4, so dass der Steuerkolben 3 von der Einspritznadel in Richtung auf das Servoventil verschoben wird, da an den Druckflächen der Einspritznadel weiterhin ein hoher Kraftstoffdruck anliegt, die eine Kraft in Richtung auf den Steuerkolben 3 ausübt.
Folglich hebt die Spitze der Einspritznadel vom Dichtsitz des Düsenkörpers 31 ab und gibt eine Verbindung zwischen dem Einspritzraum und den Einspritzlöchern 32 frei.
Soll die Einspritzung beendet werden, so unterbricht das Steuergerät die Ansteuerung des Aktors 8. Folglich verkürzt sich der Aktor 8, so dass der Ventilkolben 7 von dem Druck in der Ventilkammer 12 und von der Feder 28 über das Schließglied 27 nach oben geschoben wird und der Dichtsitz im Servoventil geschlossen wird. Somit strömt kein Kraftstoff mehr über die Ablaufdrossel 5 aus der Steuerkammer 4, so dass sich wieder ein hoher Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 4 aufbaut. Der hohe Druck in der Steuerkammer 4 bewegt den Steuerkolben 3 in Richtung auf die Einspritznadel, die wiederum in den Dichtsitz des Düsenkörpers 31 gedrückt wird. Damit ist die Einspritzung beendet.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Einspritzventils der Fig. 2. Fig. 3 unterscheidet sich im wesentlichen von der Ausführungsform der Fig. 2 darin, dass die Ventilkammer 12 vollständig im Gehäuse 22 angeordnet ist, wobei am Einsatzkörper 9 nur noch der Dichtsitz 39 des Servoventils 6 ausgebildet ist. Es ist somit im Einsatzkörper 9 kein dritter Bereich 48 der Bohrung 25 ausgebildet. Weiterhin ist im Bereich des Übergangs vom ersten zum zweiten Bereich 46, 47 eine ringförmige Nut 52 eingebracht. Die Nut 52 dient dazu, Kraftstoff, der vom zweiten Bereich 47 kommt, trotz der Führung des Ventilkolbens 7 im ersten Bereich 46 zum Ablaufkanal 20 zu führen. Die Nut 52 kann in jeder Ausführungsform der Fig. 1, 2 und 4 eingebracht sein.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Einspritzventils, wobei Fig. 4 sich von der Ausführungsform der Fig. 2 darin unterscheidet, dass die Ventilkammer 12 vollständig im Einsatzkörper 9 ausgebildet ist. Somit ist in das Gehäuse 22 keine dritte Ausnehmung 36 eingebracht. Die Steuerkammer 4 ist über eine Ablaufdrossel 5 mit der Ventilkammer 12 verbunden, wobei die Ablaufdrossel 5 bis zu dem Boden der Ausnehmung 11 geführt ist. Somit weist das Gehäuse 22 im Bereich der zweiten Dichtfläche 19 im wesentlichen eine plane Fläche auf, die nur von der Ablaufdrossel 5 durchbrochen ist. Vorzugsweise kann die Ablaufdrossel 5 abgestuft sein, um eine Länge der Drossel unabhängig von der Länge der Drosselbohrung einzustellen. In diesem Fall ist die Verbindungsbohrung zwisehen der Steuerkammer 4 und der Ventilkammer 12, in einen effektiven Drosselteil mit der Länge D und einem Restteil aufgeteilt, der keine Drosselwirkung hat. Auf diese Weise kann die Länge der Drossel 5 unabhängig vom Abstand der Steuerkammer 4 von der Ventilkammer 12 ausgebildet werden. Die Ventilkammer 12 ist vollständig im Einsatzkörper 9 eingebracht, in der auch das Schließglied 27 mit der Feder 28 angeordnet ist.
Das Einspritzventil der Fig. 2, 3, 4 weist eine Kraftstoffleitung 2 auf, die in Form einer Bohrung ausgeführt ist, und die in die Zulaufdrossel 10 in Richtung auf die Steuerkammer 4 übergeht. Die Kraftstoffleitung 2 und die Zulaufdrossel 10 sind auf einer gemeinsamen Mittenachse 59 angeordnet. Dies erlaubt eine kostengünstige Fertigung der Kraftstoffleitung 2 und der Zulaufdrossel 10.
Figur 5 zeigt eine Ausbildungsform entsprechend Figur 2, wobei jedoch die Schraubenmutter 16 einteilig mit dem Einsatzkörper 9 ausgebildet ist. Weiterhin sind Dichtmittel 53 zwischen der ersten und der zweiten Dichtfläche 18, 19 vorgesehen, die ringförmig ausgebildet sind und beim Einschrauben des Einsatzkörpers 9, bei dem ein Verdrehen zwischen der ersten und zweiten Dichtfläche 18, 19 auftritt, gewährleisten, dass die Ventilkammer 12 sicher abgedichtet ist. Zudem liegt in dieser Ausführungsform das Aktorgehäuse 43 auf der Schraubenmutter 16 auf.

Claims (11)

  1. Einspritzventil mit einem Gehäuse (22),
    mit einer Ausnehmung (11),
    mit einer Steuerkammer (4),
    mit einer Ableitung, die von der Steuerkammer (4) über eine Ventilkammer (12) geführt ist, wobei in der Ventilkammer (12) ein steuerbares Ventil angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausnehmung (11) ein Einsatzkörper (9) eingebracht ist, dass der Einsatzkörper (9) eine erste Dichtfläche (18) aufweist,
    dass das Gehäuse (22) eine zweite Dichtfläche (19) aufweist, dass der Einsatzkörper (9) mit der ersten Dichtfläche (18) auf die zweite Dichtfläche (19) des Gehäuses (22) vorgespannt ist,
    dass die Ableitung (5, 12, 25)durch die erste und zweite Dichtfläche (18, 19) in den Einsatzkörper (9) geführt ist, und
    dass die Ventilkammer'(12) vom Einsatzkörper (9) begrenzt ist.
  2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkammer (12) mindestens teilweise in den Einsatzkörper (9) eingebracht ist.
  3. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkörper (9) eine Kolbenführung (25) aufweist, dass ein Ventilkolben (7) in der Kolbenführung (25) beweglich angeordnet ist, dass der Ventilkolben (7) in die Ventilkammer (12) ragt und dass der Ventilkolben (7) in Wirkverbindung mit einem Schließglied (27) steht.
  4. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkörper (9) in Form einer Platte mit einem mittigen Zylinder (45) aufgebaut ist, dass an der Seite der Platte die dem Zylinder (45) gegenüberliegt, die erste Dichtfläche (18) ausgebildet ist, dass eine Schraubenmutter (16) vorgesehen ist, die mit einem Gewinde (17) des Gehäuses (22) zusammenwirkt, dass die Schraubenmutter (16) eine Ausnehmung aufweist, in der der Zylinder (45) angeordnet ist, und dass die Schraubenmutter (16) die Platte gegen die zweite Dichtfläche (19) spannt.
  5. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Einsatzkörper (9) Kanäle (20) eingebracht sind, die die Kolbenführung (25) mit einem Ablauf (42, 21) verbinden.
  6. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Bohrung (2) vorgesehen ist, die in einer Achse (59) in die Steuerkammer (4) geführt ist, dass die erste Bohrung (2) im Übergang zur Steuerkammer einen Drosselabschnitt (10) aufweist.
  7. Einspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Bohrung (30) vorgesehen ist, dass die zweite Bohrung (30) von der ersten Bohrung (2) ausgeht und zu einem Druckraum eines Düsenkörpers (31) geführt ist, dass die zweite Bohrung (30) den Druckraum mit Kraftstoff zum Einspritzen versorgt.
  8. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (11) in Form eines Zylinders ausgebildet ist, dass der Einsatzkörper (9) eine zylindrische Außenfläche aufweist, dass die Außenfläche ein Gewinde aufweist, das mit einem Gewinde des Gehäuses (22) in Wirkverbindung steht.
  9. Einspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Dichtfläche (18, 19) ein Dichtmittel (53) angeordnet ist.
  10. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkammer (12) vollständig im Einsatzkörper (9) angeordnet ist.
  11. Einspritzventil nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil von einem Aktor (8) mit einem Aktorgehäuse (43) angetrieben wird, und dass das Aktorgehäuse (43) auf der Schraubenmutter (16) oder dem Einsatzkörper (9) aufliegt.
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