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EP1325228B1 - Einspritzventil mit einem pumpkolben - Google Patents

Einspritzventil mit einem pumpkolben Download PDF

Info

Publication number
EP1325228B1
EP1325228B1 EP01980177A EP01980177A EP1325228B1 EP 1325228 B1 EP1325228 B1 EP 1325228B1 EP 01980177 A EP01980177 A EP 01980177A EP 01980177 A EP01980177 A EP 01980177A EP 1325228 B1 EP1325228 B1 EP 1325228B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
chamber
injection
line
injection valve
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 - Lifetime
Application number
EP01980177A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1325228A1 (de
Inventor
Wendelin KLÜGL
Günter LEWENTZ
Martin 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
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1325228A1 publication Critical patent/EP1325228A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1325228B1 publication Critical patent/EP1325228B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F02M57/022—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/025—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive hydraulic, e.g. with pressure amplification
    • 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
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/105—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive hydraulic drive
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/86928—Sequentially progressive opening or closing of plural valves
    • Y10T137/86936—Pressure equalizing or auxiliary shunt flow
    • Y10T137/86944—One valve seats against other valve [e.g., concentric valves]
    • Y10T137/86976—First valve moves second valve

Definitions

  • the invention relates to an injection valve with a pump piston according to the preamble of patent claim 1.
  • Injectors with pump piston to increase the pressure of the injected fluid are used for example in automotive engineering to achieve very high injection pressures.
  • diesel fuel is injected in modern common rail injection systems with a pressure of up to 2000 bar in the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • a fuel injection device for internal combustion engines is known, is supplied to the fuel from a high-pressure accumulation chamber an injection valve.
  • the fuel is guided into a pump chamber which is delimited by a first end face of a pump piston.
  • a second end face of the pump piston adjoins an amplifier chamber, in which an injection needle is arranged.
  • the injection needle is biased against a sealing seat, so that in a closed position, the booster chamber is separated from injection holes.
  • the injection needle communicates with a second piston adjacent to a control chamber.
  • the control chamber communicates with a 3/2-way valve via a bore.
  • the 3/2-way valve is also connected via a second line to a high-pressure accumulator and via a third line to a discharge line.
  • a presettable pressure in the control chamber is set, thereby controlling the position of the injection needle.
  • a further controllable valve is provided, which connects the high-pressure accumulation chamber with the pump chamber as a function of the switching position of the controllable valve.
  • an injection process is controlled.
  • an injection valve which has a booster piston.
  • a supply line is guided via a first controllable valve to a pump chamber.
  • An end face of the piston has a raised contact surface, wherein the booster chamber is connectable via a second valve with a fuel reservoir.
  • a fuel injection device for internal combustion engines which has a housing which comprises an inlet power, which is guided via a controllable valve to a pump chamber.
  • the fuel is guided into a pump space which is delimited by an end face of a pump piston.
  • a second end face of the pump piston is adjacent to a pressure chamber communicating with a nozzle space of the injection needle.
  • the injection needle is biased against a sealing seat, so that in a closed position, the pressure chamber is separated from injection holes.
  • the injection needle communicates with a pressure piece which adjoins a control chamber.
  • the control chamber is connected via throttles with the pressure chamber and the nozzle chamber on the one hand and with a 2/2-way valve on the other hand in conjunction.
  • the pressure piece is pressurized in the closing direction.
  • the pressure in the control chamber is reduced, so that in the sequence acting in the opening direction on the valve member pressure force in the nozzle chamber exceeds the force acting in the closing direction on the valve member pressure force.
  • the valve sealing surface lifts off the valve seat surface and fuel is injected. In this case, the pressure relief process of the control chamber and thus the stroke control of the valve member on the dimensioning of the two throttles can be influenced.
  • the object of the invention is to provide a simplified injection valve.
  • An advantage of the invention is that two controllable valves are not required, but the injection is controlled by a single valve. The only valve is in the supply line before Pump room arranged. This provides a cost effective injector that also allows precise control of the injection.
  • the inventive valve consists in the use of a 3/2-way valve, wherein a first line connection to a supply line, a second line connection to a first supply line and a third line connection is connected to a discharge line.
  • a first valve chamber is provided with a first closing member, wherein the feed line opens into the first valve chamber and the first closing member in response to the switching position keeps a drain opening open or closes.
  • a preferred embodiment of a first closing member and a first sealing seat consists in a conical sealing surface, through which a simple and secure sealing of the first valve chamber is made possible.
  • the first closing member is connected via a rod with a second closing member.
  • the second closure member is disposed in a second valve chamber and the rod is passed through a communication bore connecting the first and second valve chambers.
  • a discharge line is connected to the second valve chamber. Depending on the switching position of the valve, either the discharge line or the supply line is connected to the supply line.
  • the second valve member is in operative connection with an actuator, which adjusts the switching position of the first and second closing member.
  • an actuator which adjusts the switching position of the first and second closing member.
  • the first and second valve chambers are arranged along an axis which is arranged either parallel or on a central axis of symmetry of the injection valve. In this way, a narrow design of the injection valve is achieved.
  • a piezoelectric actuator which actuates the valve.
  • the piezoelectric actuator is provided at the upper end of the housing, wherein the piezoelectric actuator is partially inserted into the housing.
  • a narrow design is achieved.
  • the piezoelectric actuator is arranged centrally symmetrical to the injection valve, whereby a particularly narrow-fitting shape of the injection valve is provided.
  • the third and fourth sealing surfaces of the second valve chamber and the second closing member are formed as a flat surface.
  • the functionality of the pump piston is preferably improved in that the first end face has a shoulder which can be brought into abutment against a contact surface on the housing, the supply line opening into the pumping chamber in the area of the contact surface. In this way it is ensured that even with maximum deflection of the pump piston, a residual volume of the pumping chamber is maintained and thus when a connection of the pumping chamber with the supply line, the pumping chamber quickly filled with fluid, whereby a rapid increase in pressure in the injection chamber is achieved. Due to the rapid increase in pressure, precise control of the start of injection is possible.
  • Fig. 1 shows schematically an injection valve 1 with a Mittensymmetrieachse 19, as used for example for the injection of diesel fuel in a diesel internal combustion engine.
  • the injection valve 1 has a valve body 3, which is connected via a clamping sleeve 43 with a pump body 4.
  • the pump body 4 is connected via a clamping nut 40 with an intermediate plate 46, a spring body 42 and a nozzle body 5.
  • the valve body 3 has an inlet connection 9, which communicates with an inlet line 10.
  • the supply line 10 is guided to a first valve chamber 11.
  • the first valve chamber 11 is part of a through hole 56, which is guided centrally symmetrically by the valve body 3.
  • an actuator 18 is screwed in the upper end, which seals the through hole 56 upwards.
  • a contact plate 21 is provided, which rests on an annular edge on the pump body 4 and is pressed by the pump body 4 against the valve body 3 and the through hole 56 seals down. In this case, the contact plate 21 limits the first valve chamber 11.
  • a valve 14 is provided, which is designed as a 3/2-way valve.
  • the valve 14 has as connections the supply line 10, a first supply line 20 and a discharge line 47. Depending on the position of the valve 14, either the supply line 10 or the discharge line 47 is connected to the first supply line 20.
  • the first supply line 20 is guided through a bore 70 of the contact plate 21 to a pump chamber 22.
  • a movable pump piston 64 is arranged in the pump body 4, which defines the pump space 22 with a first end face 24, which is formed between the contact plate 21 and the first end face 24 in the pump body 4.
  • the pump piston 64 has in the upper region a cup-shaped sleeve 25, which is sealingly guided in the pump body 4 and the first end face 24 has.
  • a booster piston 23 is arranged, which is biased by a second spring element 26 in the direction of the first end face 24.
  • the second spring element 26 is supported against a step of the pump body 4.
  • an abutment ring is formed, on which the second spring element 26 abuts.
  • the booster piston 23 is at its lower end in a guide bore 65 of the pump body 4 sealed.
  • the booster piston 23 has a second end face 28, which has a smaller cross-section than the first end face 24 and defines an amplifier chamber 29, which is formed in the pump body 4.
  • sealing elements 66 are arranged between the pump body 4 and the booster piston 23, which effect a sealing of the booster chamber 29.
  • a sealing element for example, a sealing ring is used.
  • the pump body 4 rests on the intermediate plate 46.
  • the booster chamber 29 is bounded by the intermediate plate 46, the pump body 4 and the booster piston 23.
  • a first bore 67 is introduced, which connects the booster chamber 29 with a third supply line 32, which is introduced into the spring body 42.
  • the spring body 42 abuts against the intermediate plate 46.
  • a second supply line 31 is introduced into the intermediate plate 46, which forms a connection between the booster chamber 29 and a fuel chamber 53 via an inlet valve 30.
  • the fuel chamber 53 is supplied with fuel via channels, which are not shown, which has a low pressure.
  • the inlet valve 30 ensures that the booster chamber 29 is always completely filled with fuel.
  • the third supply line 32 is guided to the nozzle body 5 and opens in the nozzle body 5 in a fourth supply line 54, which is guided to an injection space 34.
  • an injection needle 6 is arranged axially movable, which has a pressure surface 35 in the region of the injection chamber 34.
  • the injection needle 6 has a needle tip 36, which is arranged in the region of the tip of the nozzle body 5.
  • the needle tip 36 has a needle seat 37, which is arranged above the injection holes 8 and associated with a sealing seat 69 which is formed on the nozzle body. Sits the injection needle 6 with If the injection needle 6 but lifted with the needle seat 37 from the sealing seat 69, so there is a hydraulic connection between the injection chamber 34 and the injection holes 8, so that fuel is discharged from the injection space 34 via the injection holes 8.
  • the injection needle 6 has in the upper region a guide section 55 which is sealingly guided in a guide bore of the nozzle body 5.
  • the guide portion 55 is in communication with a connecting rod 38 which is guided in the spring body 42.
  • the connecting rod 38 is in communication with a third spring element 39, which is arranged in a spring chamber 68 in the spring body 42.
  • the third spring element 39 is supported against the intermediate plate 46 and biases the injection needle 6 in the direction of the sealing seat 69, which is arranged above the injection holes 8. If a low fuel pressure is present in the injection space 34, the injection needle 6 is pressed onto the sealing seat 69 by the third spring element 39, so that there is no connection between the pump space 34 and the injection holes 8.
  • the pressure in the injection chamber 34 is increased by a compression movement of the booster piston 23, the pressure acts on the pressure surface 35 and lifts the injection needle 6 after reaching a Abhebedruckes against the bias of the third spring element 39 from the sealing seat, so that a hydraulic connection between the injection space and the injection holes 8 is present. In this position, the injection needle 6 fuel is discharged from the injection chamber 34 via the injection holes 8.
  • Fuel which escapes via a sealing gap of the guide section 55 of the injection needle 6 is discharged via a leakage valve 41 to the fuel chamber 53.
  • the valve 14 controls in dependence on the switching position, the pressure in the pump chamber 22 and thus the compression stroke of the booster piston 23.
  • the surface of the first end face 24 is greater than the surface of the second end face 28, so that a pressure increase between the pressure in the pump chamber 22nd and the pressure in the booster chamber 29 and in the injection space 34 is reached.
  • valve 14 The operation of the valve 14 will be explained in more detail with reference to FIG. 2.
  • Fig. 2 shows an enlarged view of the valve body 3.
  • the valve body 3 has the central through-hole 56 which is sealed in the upper region by the actuator 18 and in the lower region by the contact plate 21.
  • the through hole 56 has an upper first portion 57, in which the actuator 18 is screwed to the housing.
  • the first section 57 merges via a step into a second section 58, which represents a second valve chamber 17.
  • the second section 58 has a smaller cross section than the first section 57.
  • the second section 58 merges into a third section 59, wherein the third section 59 has a smaller cross section than the second section 58.
  • the third section 59 merges via a step into a fourth section 60, which has a larger cross section than the third section 59.
  • the fourth section 60 merges via a step into a fifth section 61, which has a larger cross section than the fourth section 60.
  • the fifth section 61 represents the first valve chamber 11.
  • the actuator 18 is preferably designed as a piezoelectric actuator having electrical connections 45. To the electrical connections 45 control lines are connected, which are in communication with a control unit. The control unit controls the actuator 18 according to predetermined methods depending on operating parameters of the internal combustion engine.
  • the actuator 18 is in operative connection with a second closing member 15, wherein the second closing member 15 is arranged in the second valve chamber 17.
  • the second closing member 15 has a fourth sealing surface 51, which is associated with a third sealing surface 50.
  • the third sealing surface 50 is formed on the valve body 3 in the transition region between the second and the third section 58, 59.
  • the second closing member 15 has a rod 16 which is guided through the third section 59 and the fourth section 60 to the first valve chamber 11.
  • the rod 16 communicates with a first closing member 13, which is arranged substantially in the first valve chamber 11.
  • the first closing member 13 has a second sealing surface 49, which is assigned to a first sealing surface 48.
  • the first sealing surface 48 is arranged on the valve body 3 in the transition region between the fourth and fifth sections 60, 61.
  • a first spring element 12 is arranged, which biases the first closing member 13 in the direction of the first sealing surface 48.
  • the second sealing surface 49 of the first closing member 13 and the fourth sealing surface 51 of the second closing member 15 are preferably formed as conical surfaces.
  • the third and first sealing surfaces 50, 48 are preferably designed correspondingly as conical surfaces in order to ensure a secure sealing with the aid of the first and second closing members 13, 15.
  • the first and the second closing member 13, 15 are spaced over the rod 16 in the manner and firmly connected to each other, that depending on the deflection position of the actuator 18, the first or second closing member 13, 15 rests on the associated sealing seat 48, 50 and thus either the Supply line 10 or the discharge line 47 is connected to the first supply line 20.
  • This is the Bar 16 is formed with a smaller cross-section than the through-hole 56 in the third and fourth sections 59, 60th
  • the fourth section 60 has an enlarged annular channel 62, to which the first supply line 20 is connected. Thus, an improved hydraulic supply of the pump chamber 22 is ensured.
  • the actuator 18 is not activated and the first closing member 13 abuts against the associated sealing seat 48, so that there is no connection between the connection 9 and the pumping space 22.
  • the pump piston 64 is in the uppermost position by the bias of the second spring element 26 and no high pressure in the injection chamber 34 is generated. Consequently, the injection needle 6 is pressed by the third spring element 39 on the associated sealing seat 69 and there is no connection between the injection chamber 34 and the injection holes 8 before.
  • the pump chamber 22 is connected to the relief line 47 via the first supply line 20, the fourth, third and second sections 60, 59, 58.
  • the relief line 47 is connected to a return line and has only a low pressure. Thus prevails in the pump chamber 22 only low pressure.
  • the first end face 24 has an elevated contact surface 63, which can be brought into contact with the contact plate 21 when the pump chamber 22 is depressurized.
  • the abutment surface 63 is preferably annular and has the advantage that in the region of the bore 70, via which the first supply line 20 opens into the pump chamber 22, the first end face 24 has a predetermined distance from the abutment plate 21, so that there is always a residual volume in the Pump space 22 is present.
  • the valve 14 is opened, fluid is forced into the pump chamber 22 and lies at the predetermined pressure on the entire surface of the first Front side 24, so that a displacement of the pump piston takes place quickly.
  • the control unit actuates the actuator 18 in such a way that it deflects downward, thereby pressing the second closing element 15 with the fourth sealing surface 51 onto the associated third sealing surface 50 and thus the connection between the relief line 47 and the first supply line 20 interrupts.
  • the first closing member 13 is pushed away from the first sealing surface 48 by the displacement of the second closing member 15 via the rod 16 and thus opens a connecting cross section between the first supply line 20 and the supply line 10.
  • the supply line 10 is connected via the inlet connection 9 with a fluid reservoir, preferably a fuel reservoir with a predetermined pressure in connection.
  • the fluid flows with a predetermined pressure in the pump chamber 22 and pushes the pump piston 64 against the biasing force of the second spring element 26 down toward the booster chamber 29.
  • the booster chamber 29 is completely filled with fuel, so that the pressure on the first bore 67th , the fourth supply line 54 and the third supply line 32 in the injection space 34 is increased. If the pressure in the injection space 34 exceeds a predetermined lift-off pressure, the injection needle 6 is lifted off the sealing seat by the pressure on the pressure surface 35 against the biasing force of the third spring element 39, so that fuel is discharged from the injection space 34 via the injection holes 8.
  • a fuel reservoir a so-called common rail is provided as a fuel reservoir, with which the inlet port 9 is supplied with fuel under pressure of up to 500 bar.
  • the actuator is driven accordingly, that it retracts upwards.
  • the first and second closing member 13, 15 is moved by the first spring element 12 in the closed position, wherein the first closing member 13 comes into contact with the first sealing surface 48 and the second closing member 15 is lifted from the third sealing surface 50 upwards. Consequently, the connection between the supply line 10 and the first supply line 20 is interrupted and the first supply line 20 is again connected to the discharge line 47. Thus, the fluid in the pump chamber 22 escapes via the relief line 47. Thus, the booster piston 23 is moved by the second spring element 26 upwards. As a result, the pressure in the injection space 34 decreases and the injection needle 6 is pressed by the third spring element 39 onto the sealing seat 69. After installation of the injection needle 6 at the sealing seat 69, the connection between the injection chamber 34 and the injection holes 8 is interrupted, so that the injection is completed.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention in which the second closing member 15, as the fourth sealing surface 51, has a planar surface which is associated with a correspondingly planar third sealing surface 50.
  • a plurality of first supply lines 20 are provided, which connect the valve 14 to the pump chamber 24.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil mit einem Pumpkolben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Einspritzventile mit Pumpkolben zur Erhöhung des Druckes des eingespritzten Fluids werden beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik eingesetzt, um besonders hohe Einspritzdrücke zu erreichen. Beispielsweise wird Dieselkraftstoff bei modernen Common-Rail-Einspritzanlagen mit einem Druck von bis zu 2000 bar in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt.
  • Aus DE 43 11 627 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der Kraftstoff aus einem Hochdrucksammelraum einem Einspritzventil zugeführt wird. Der Kraftstoff wird in einen Pumpraum geführt, der von einer ersten Stirnseite eines Pumpkolbens begrenzt ist. Eine zweite Stirnseite des Pumpkolbens grenzt an einen Verstärkerraum, in dem eine Einspritznadel angeordnet ist. Die Einspritznadel ist gegen einen Dichtsitz vorgespannt, so dass in einer Schließposition der Verstärkerraum von Einspritzlöchern getrennt ist. Die Einspritznadel steht mit einem zweiten Kolben in Verbindung, der an eine Steuerkammer grenzt. Die Steuerkammer steht über eine Bohrung mit einem 3/2-Wege-Ventil in Verbindung. Das 3/2-Wege-Ventil ist zudem über eine zweite Leitung an einen Hochdrucksammelraum und über eine dritte Leitung an eine Entlastungsleitung angeschlossen. In Abhängigkeit von der Schaltposition des 3/2-Wege-Ventils wird ein vorgebbarer Druck im Steuerraum eingestellt und damit die Position der Einspritznadel gesteuert. Zwischen dem Hochdrucksammelraum und dem Pumpraum ist ein weiteres steuerbares Ventil vorgesehen, das in Abhängigkeit von der Schaltposition des steuerbaren Ventils den Hochdrucksammelraum mit dem Pumpraum verbindet. In Abhängigkeit von den Schaltpositionen des 3/2-Wege-Ventils und des weiteren Ventils wird ein Einspritzvorgang gesteuert.
  • Aus der WO 97/02 423 A ist ein Einpritzventil bekannt, welches einen Verstärkerkolben aufweist. Eine Zulaufleitung ist über ein erster steuerbares Ventil zu einem Pumpraum geführt. Eine Stirnseite der Kolbens weist eine erhöhte Anlagefläche auf, wobei der Verstärkerraum über ein zweites Ventil mit einem Kraftstoffreservoir verbindbar ist.
  • Desweiteren ist aus der DE 199 10 970 A1 ebenfalls eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, welche ein Gehäuse aufweist, welches eine Zulaufleistung umfasst, die über ein steuerbares Ventil zu einem Pumpraum geführt ist. Der Kraftstoff wird in ein Pumpraum geführt, der von einer Stirnseite eines Pumpkolbens begrenzt ist. Eine zweite Stirnseite des Pumpkolbens grenzt an eine Druckkammer, die mit einem Düsenraum der Einspritznadel in Verbindung steht. Die Einspritznadel ist gegen ein Dichtsitz vorgespannt, so dass in einer Schließposition die Druckkammer von Einspritzlöchern getrennt ist. Die Einspritznadel steht mit einem Druckstück in Verbindung, das an eine Steuerkammer grenzt. Die Steuerkammer steht über Drosseln mit der Druckkammer und dem Düsenraum einerseits und mit einem 2/2-WegeVentil andererseits in Verbindung. Über den Druck im Steuerraum wird das Druckstück in Schließrichtung druckbeaufschlagt. Bei Betätigung (Öffnen) des 2/2-Wege-Ventils wird der Druck im Steuerraum abgebaut, so dass in der Folge die in Öffnungsrichtung auf das Ventilglied wirkende Druckkraft im Düsenraum die in Schließrichtung auf das Ventilglied wirkende Druckkraft übersteigt. Die Ventildichtfläche hebt von der Ventilsitzfläche ab und Kraftstoff wird eingespritzt. Dabei lässt sich der Druckentlastungsvorgang des Steuerraums und somit die Hubsteuerung des Ventilglieds über die Dimensionierung der beiden Drosseln beeinflussen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein vereinfachtes Einspritzventil bereitzustellen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nicht zwei steuerbare Ventile notwendig sind, sondern die Einspritzung über ein einziges Ventil gesteuert wird. Das einzige Ventil ist dabei in der Versorgungsleitung vor dem Pumpraum angeordnet. Damit wird ein kostengünstiges Einspritzventil bereitgestellt, das zudem eine präzise Steuerung der Einspritzung ermöglicht.
  • Das erfindungsgemässe Ventil besteht in der Verwendung eines 3/2-Wege-Ventils, wobei ein erster Leitungsanschluss mit einer Zulaufleitung, ein zweiter Leitungsanschluss mit einer ersten Versorgungsleitung und ein dritter Leitungsanschluss mit einer Entlastungsleitung verbunden ist. Durch Verwendung des 3/2-Wege-Ventils ist eine schnelle und präzise Steuerung der Position der Einspritznadel möglich.
  • Im Ventil ist eine erste Ventilkammer mit einem ersten Schließglied vorgesehen, wobei die Zulaufleitung in die erste Ventilkammer mündet und das erste Schließglied in Abhängigkeit von der Schaltposition eine Ablauföffnung offen hält oder verschließt.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform eines ersten Schließgliedes und eines ersten Dichtsitzes besteht in einer konischen Dichtfläche, durch die eine einfache und sichere Abdichtung der ersten Ventilkammer ermöglicht wird.
  • Vorzugsweise ist das erste Schließglied über eine Stange mit einem zweiten Schließglied verbunden. Das zweite Schließglied ist in einer zweiten Ventilkammer angeordnet und die Stange ist durch eine Verbindungsbohrung geführt, die die erste und die zweite Ventilkammer miteinander verbindet. Weiterhin ist eine Entlastungsleitung an die zweite Ventilkammer angeschlossen. In Abhängigkeit von der Schaltposition des Ventiles wird entweder die Entlastungsleitung oder die Zulaufleitung mit der Versorgungsleitung verbunden.
  • Vorzugsweise steht das zweite Ventilglied mit einem Aktor in Wirkverbindung, der die Schaltposition des ersten und zweiten Schließgliedes einstellt. Durch die Verwendung eines einzigen Aktors für das erste und das zweite Schließglied wird eine einfache Ausführungsform des Ventiles bereitgestellt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste und zweite Ventilkammer entlang einer Achse angeordnet, die entweder parallel oder auf einer Mittensymmetrieachse des Einspritzventils angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine schmale Bauform des Einspritzventils erreicht.
  • In einer vorteilhaften Ausprägung der Erfindung ist ein piezoelektrischer Aktor vorgesehen, der das Ventil betätigt. Für eine schmale Bauform des Einspritzventils ist es vorteilhaft, den piezoelektrischen Aktor am oberen Ende des Gehäuses vorzusehen, wobei der piezoelektrische Aktor teilweise in das Gehäuse eingefügt ist. Somit wird eine schmale Bauform erreicht.
  • Vorzugsweise ist der piezoelektrische Aktor mittensymmetrisch zum Einspritzventil angeordnet, wodurch eine besonders schmal bauende Form des Einspritzventils bereitgestellt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die dritte und vierte Dichtfläche der zweiten Ventilkammer bzw. des zweiten Schließgliedes als ebene Fläche ausgebildet. Diese Ausführungsform bietet eine kostengünstige Herstellung der dritten und vierten Dichtfläche, die zudem eine gute Abdichtung ermöglichen.
  • Die Funktionsfähigkeit des Pumpkolbens wird vorzugsweise dadurch verbessert, dass die erste Stirnseite einen Absatz aufweist, der an eine Anlagefläche am Gehäuse in Anlage bringbar ist, wobei die Versorgungsleitung im Bereich der Anlagefläche in die Pumpkammer mündet. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass auch bei maximaler Auslenkung des Pumpkolbens ein Restvolumen der Pumpkammer erhalten bleibt und somit bei einer Verbindung der Pumpkammer mit der Zulaufleitung sich die Pumpkammer schnell mit Fluid füllt, wodurch ein schneller Druckanstieg im Einspritzraum erreicht wird. Durch den schnellen Druckanstieg ist eine präzise Steuerung des Einspritzbeginns möglich.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    ein Einspritzventil mit einem schematischen Teilquerschnitt,
    Fig. 2
    einen vergrößerten Ausschnitt des Einspritzventils und
    Fig. 3
    eine weitere Ausführungsform eines Ventils zur Steuerung des Drucks in einem Verstärkerraum.
  • Fig. 1 zeigt schematisch ein Einspritzventil 1 mit einer Mittensymmetrieachse 19, wie es beispielsweise zur Einspritzung von Dieselkraftstoff in einer Dieselbrennkraftmaschine eingesetzt wird. Das Einspritzventil 1 weist eine Ventilkörper 3 auf, der über eine Spannhülse 43 mit einem Pumpkörper 4 verbunden ist. Der Pumpkörper 4 ist über eine Spannmutter 40 mit einer Zwischenplatte 46, einem Federkörper 42 und einem Düsenkörper 5 verbunden.
  • Der Ventilkörper 3 weist einen Zulaufanschluss 9 auf, der mit einer Zulaufleitung 10 in Verbindung steht. Die Zulaufleitung 10 ist zu einer ersten Ventilkammer 11 geführt. Die erste Ventilkammer 11 ist Teil einer Durchgangsbohrung 56, die mittensymmetrisch durch den Ventilkörper 3 geführt ist. In die Durchgangsbohrung 56 ist im oberen Ende ein Aktor 18 eingeschraubt, der die Durchgangsbohrung 56 nach oben abdichtet. Im unteren Ende der Durchgangsbohrung 56 ist eine Anlageplatte 21 vorgesehen, die auf einer Ringkante auf dem Pumpkörper 4 aufliegt und vom Pumpkörper 4 gegen den Ventilkörper 3 gedrückt ist und die Durchgangsbohrung 56 nach unten abdichtet. Dabei begrenzt die Anlageplatte 21 die erste Ventilkammer 11. Im Ventilkörper 3 ist ein Ventil 14 vorgesehen, das als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet ist. Das Ventil 14 weist als Anschlüsse die Zulaufleitung 10, eine erste Versorgungsleitung 20 und eine Entlastungsleitung 47 auf. Je nach Stellung des Ventils 14 ist entweder die Zulaufleitung 10 oder die Entlastungsleitung 47 mit der ersten Versorgungsleitung 20 verbunden.
  • Die erste Versorgungsleitung 20 ist durch eine Bohrung 70 der Anlageplatte 21 zu einem Pumpraum 22 geführt. Unterhalb der Anlageplatte 21 ist im Pumpkörper 4 ein beweglicher Pumpkolben 64 angeordnet, der mit einer ersten Stirnseite 24 den Pumpraum 22 begrenzt, der zwischen der Anlageplatte 21 und der ersten Stirnseite 24 im Pumpkörper 4 ausgebildet ist.
  • Der Pumpkolben 64 weist im oberen Bereich eine topfförmige Hülse 25 auf, die dichtend im Pumpkörper 4 geführt ist und die erste Stirnseite 24 aufweist. In der Hülse 25 ist ein Verstärkerkolben 23 angeordnet, der über ein zweites Federelement 26 in Richtung auf die erste Stirnseite 24 vorgespannt ist. Das zweite Federelement 26 ist gegen eine Stufe des Pumpkörpers 4 abgestützt. Am oberen Ende des Verstärkerkolbens 23 ist ein Anlagering ausgebildet, an dem das zweite Federelement 26 anliegt. Der Verstärkerkolben 23 ist mit seinem unteren Ende in einer Führungsbohrung 65 des Pumpkörpers 4 dichtend geführt. Der Verstärkerkolben 23 weist eine zweite Stirnseite 28 auf, die einen kleineren Querschnitt als die erste Stirnseite 24 aufweist und eine Verstärkerkammer 29 begrenzt, die im Pumpkörper 4 ausgebildet ist. Vorzugsweise sind zwischen dem Pumpkörper 4 und dem Verstärkerkolben 23 Dichtelemente 66 angeordnet, die eine Abdichtung der Verstärkerkammer 29 bewirken. Als Dichtelement wird beispielsweise ein Dichtring eingesetzt.
  • Der Pumpkörper 4 liegt auf der Zwischenplatte 46 auf. Somit wird die Verstärkerkammer 29 von der Zwischenplatte 46, dem Pumpkörper 4 und dem Verstärkerkolben 23 begrenzt. In der Zwischenplatte 46 ist eine erste Bohrung 67 eingebracht, die die Verstärkerkammer 29 mit einer dritten Versorgungsleitung 32 verbindet, die in den Federkörper 42 eingebracht ist. Der Federkörper 42 liegt an der Zwischenplatte 46 an. Zudem ist eine zweite Versorgungsleitung 31 in die Zwischenplatte 46 eingebracht, die über ein Zulaufventil 30 eine Verbindung zwischen der Verstärkerkammer 29 und einem Kraftstoffraum 53 bildet. Der Kraftstoffraum 53 wird über Kanäle, die nicht dargestellt sind, mit Kraftstoff versorgt, der einen geringen Druck aufweist. Das Zulaufventil 30 sorgt dafür, dass die Verstärkerkammer 29 immer vollständig mit Kraftstoff gefüllt ist.
  • Die dritte Versorgungsleitung 32 ist zum Düsenkörper 5 geführt und mündet im Düsenkörper 5 in eine vierte Versorgungsleitung 54, die zu einem Einspritzraum 34 geführt ist. Im Düsenkörper 5 ist axial beweglich eine Einspritznadel 6 angeordnet, die im Bereich des Einspritzraums 34 eine Druckfläche 35 aufweist. Die Einspritznadel 6 weist eine Nadelspitze 36 auf, die im Bereich der Spitze des Düsenkörpers 5 angeordnet ist. Es sind Einspritzlöcher 8 vorgesehen, die in der Spitze des Düsenkörpers 5 eingebracht sind. Die Nadelspitze 36 weist einen Nadelsitz 37 auf, der oberhalb der Einspritzlöcher 8 angeordnet ist und einem Dichtsitz 69 zugeordnet ist, der am Düsenkörper ausgebildet ist. Sitzt die Einspritznadel 6 mit dem Nadelsitz 37 am Dichtsitz 69 auf, so besteht keine Verbindung zwischen dem Einspritzraum 34 und den Einspritzlöchern 8. Ist die Einspritznadel 6 jedoch mit dem Nadelsitz 37 vom Dichtsitz 69 abgehoben, so besteht eine hydraulische Verbindung zwischen dem Einspritzraum 34 und den Einspritzlöchern 8, so dass Kraftstoff aus dem Einspritzraum 34 über die Einspritzlöcher 8 abgegeben wird.
  • Die Einspritznadel 6 weist im oberen Bereich einen Führungsabschnitt 55 auf, der in einer Führungsbohrung des Düsenkörpers 5 dichtend geführt ist. Der Führungsabschnitt 55 steht mit einer Verbindungsstange 38 in Verbindung, die im Federkörper 42 geführt ist. Die Verbindungsstange 38 steht mit einem dritten Federelement 39 in Verbindung, das in einer Federkammer 68 im Federkörper 42 angeordnet ist. Das dritte Federelement 39 ist gegen die Zwischenplatte 46 abgestützt und spannt die Einspritznadel 6 in Richtung auf den Dichtsitz 69 vor, der oberhalb der Einspritzlöcher 8 angeordnet ist. Liegt in dem Einspritzraum 34 ein geringer Kraftstoffdruck vor, so wird die Einspritznadel 6 durch das dritte Federelement 39 auf den Dichtsitz 69 gedrückt, so dass keine Verbindung zwischen dem Pumpraum 34 und den Einspritzlöchern 8 vorliegt.
  • Wird jedoch der Druck im Einspritzraum 34 durch eine Verdichtungsbewegung des Verstärkerkolbens 23 erhöht, so greift der Druck an der Druckfläche 35 an und hebt die Einspritznadel 6 nach Erreichen eines Abhebedruckes gegen die Vorspannung des dritten Federelementes 39 vom Dichtsitz ab, so dass eine hydraulische Verbindung zwischen dem Einspritzraum und den Einspritzlöchern 8 vorliegt. In dieser Position der Einspritznadel 6 wird Kraftstoff aus dem Einspritzraum 34 über die Einspritzlöcher 8 abgegeben.
  • Kraftstoff, der über einen Dichtspalt des Führungsabschnittes 55 der Einspritznadel 6 entweicht, wird über ein Leckageventil 41 zu dem Kraftstoffraum 53 abgeführt.
  • Das Ventil 14 steuert in Abhängigkeit von der Schaltposition den Druck in dem Pumpraum 22 und damit den Verdichtungshub des Verstärkerkolbens 23. Die Fläche der ersten Stirnseite 24 ist größer als die Fläche der zweiten Stirnseite 28, so dass eine Druckerhöhung zwischen dem Druck in dem Pumpraum 22 und dem Druck in der Verstärkerkammer 29 und im Einspritzraum 34 erreicht wird.
  • Die Funktionsweise des Ventils 14 wird anhand von Fig. 2 näher erläutert.
  • Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Ventilkörpers 3. Der Ventilkörper 3 weist die mittige Durchgangsbohrung 56 auf, die im oberen Bereich durch den Aktor 18 und im unteren Bereich durch die Anlageplatte 21 abgedichtet ist. Die Durchgangsbohrung 56 weist einen oberen ersten Abschnitt 57 auf, in den der Aktor 18 mit dem Gehäuse eingeschraubt ist. Der erste Abschnitt 57 geht über eine Stufe in einen zweiten Abschnitt 58 über, der eine zweite Ventilkammer 17 darstellt. Der zweite Abschnitt 58 weist einen kleineren Querschnitt als der erste Abschnitt 57 auf. Der zweite Abschnitt 58 geht in einen dritten Abschnitt 59 über, wobei der dritte Abschnitt 59 einen kleineren Querschnitt als der zweite Abschnitt 58 aufweist. Der dritte Abschnitt 59 geht über eine Stufe in einen vierten Abschnitt 60 über, der einen größeren Querschnitt als der dritte Abschnitt 59 aufweist. Der vierte Abschnitt 60 geht über eine Stufe in einen fünften Abschnitt 61 über, der einen größeren Querschnitt als der vierte Abschnitt 60 aufweist. Der fünfte Abschnitt 61 stellt die erste Ventilkammer 11 dar.
  • Der Aktor 18 ist vorzugsweise als piezoelektrischer Aktor ausgebildet, der elektrische Anschlüsse 45 aufweist. An die elektrischen Anschlüsse 45 werden Steuerleitungen angeschlossen, die mit einem Steuergerät in Verbindung stehen. Das Steuergerät steuert den Aktor 18 nach vorgegebenen Verfahren in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine.
  • Der Aktor 18 ist mit einem zweiten Schließglied 15 in Wirkverbindung, wobei das zweite Schließglied 15 in der zweiten Ventilkammer 17 angeordnet ist. Das zweite Schließglied 15 weist eine vierte Dichtfläche 51 auf, die einer dritten Dichtfläche 50 zugeordnet ist. Die dritte Dichtfläche 50 ist am Ventilkörper 3 im Übergangsbereich zwischen dem zweiten und dem dritten Abschnitt 58, 59 ausgebildet. Weiterhin weist das zweite Schließglied 15 eine Stange 16 auf, die durch den dritten Abschnitt 59 und den vierten Abschnitt 60 zur ersten Ventilkammer 11 geführt ist. Die Stange 16 steht mit einem ersten Schließglied 13 in Verbindung, das im Wesentlichen in der ersten Ventilkammer 11 angeordnet ist. Das erste Schließglied 13 weist eine zweite Dichtfläche 49 auf, die einer ersten Dichtfläche 48 zugeordnet ist. Die erste Dichtfläche 48 ist am Ventilkörper 3 im Übergangsbereich zwischen dem vierten und fünften Abschnitt 60, 61 angeordnet. In der ersten Ventilkammer 11 ist ein erstes Federelement 12 angeordnet, das das erste Schließglied 13 in Richtung auf die erste Dichtfläche 48 vorspannt.
  • Die zweite Dichtfläche 49 des ersten Schließgliedes 13 und die vierte Dichtfläche 51 des zweiten Schließgliedes 15 sind vorzugsweise als konische Flächen ausgebildet. Ebenso sind vorzugsweise die dritte und erste Dichtfläche 50, 48 entsprechend als konische Flächen ausgebildet, um eine sichere Abdichtung mit Hilfe des ersten und zweiten Schließgliedes 13, 15 zu gewährleisten. Das erste und das zweite Schließglied 13, 15 sind über die Stange 16 in der Weise beabstandet und fest miteinander verbunden, dass je nach Auslenkungsposition des Aktors 18 das erste oder zweite Schließglied 13, 15 auf dem zugeordneten Dichtsitz 48, 50 aufliegt und somit entweder die Zulaufleitung 10 oder die Entlastungsleitung 47 mit der ersten Versorgungsleitung 20 verbunden ist. Dazu ist die Stange 16 mit einem kleineren Querschnitt ausgebildet als die Durchgangsbohrung 56 im dritten und vierten Abschnitt 59, 60.
  • Der vierte Abschnitt 60 weist einen erweiterten Ringkanal 62 auf, an den die erste Versorgungsleitung 20 angeschlossen ist. Somit wird eine verbesserte hydraulische Versorgung des Pumpraums 22 gewährleistet.
  • Die Funktionsweise der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 und 2 erläutert. Soll keine Einspritzung erfolgen, so wird der Aktor 18 nicht angesteuert und das erste Schließglied 13 liegt am zugeordneten Dichtsitz 48 an, so dass keine Verbindung zwischen dem Anschluss 9 und dem Pumpraum 22 vorliegt. Somit befindet sich der Pumpkolben 64 durch die Vorspannung des zweiten Federelementes 26 in der obersten Position und es wird kein hoher Druck im Einspritzraum 34 erzeugt. Folglich ist die Einspritznadel 6 durch das dritte Federelement 39 auf den zugeordneten Dichtsitz 69 gedrückt und es liegt keine Verbindung zwischen dem Einspritzraum 34 und den Einspritzlöchern 8 vor. Zudem steht der Pumpraum 22 über die erste Versorgungsleitung 20, den vierten, dritten und zweiten Abschnitt 60, 59, 58 mit der Entlastungsleitung 47 in Verbindung. Die Entlastungsleitung 47 ist an eine Rücklaufleitung angeschlossen und weist nur einen geringen Druck auf. Somit herrscht im Pumpraum 22 nur geringer Druck.
  • Die erste Stirnseite 24 weist eine erhöhte Anlagefläche 63 auf, die an die Anlageplatte 21 in Anlage bringbar ist, wenn der Pumpraum 22 drucklos ist. Die Anlagefläche 63 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet und bietet den Vorteil, dass im Bereich der Bohrung 70, über die die erste Versorgungsleitung 20 in den Pumpraum 22 mündet, die erste Stirnseite 24 einen vorgegebenen Abstand von der Anlageplatte 21 aufweist, so dass immer ein Restvolumen im Pumpraum 22 vorhanden ist. Durch das Restvolumen wird bei einer Öffnung des Ventils 14 Fluid in den Pumpraum 22 gedrückt und liegt mit dem vorgegebenen Druck an der gesamten Fläche der ersten Stirnseite 24 an, so dass eine Verschiebung des Pumpkolbens schnell erfolgt.
  • Soll eine Einspritzung erfolgen, wird vom Steuergerät der Aktor 18 in der Weise angesteuert, dass er sich nach unten auslenkt und dabei das zweite Schließglied 15 mit der vierten Dichtfläche 51 auf die zugeordnete dritte Dichtfläche 50 drückt und damit die Verbindung zwischen der Entlastungsleitung 47 und der ersten Versorgungsleitung 20 unterbricht. Gleichzeitig wird durch die Verschiebung des zweiten Schließgliedes 15 über die Stange 16 das erste Schließglied 13 von der ersten Dichtfläche 48 weggedrückt und somit ein Verbindungsquerschnitt zwischen der ersten Versorgungsleitung 20 und der Zulaufleitung 10 geöffnet. Die Zulaufleitung 10 steht über den Zulaufanschluss 9 mit einem Fluidreservoir, vorzugsweise einem Kraftstoffreservoir mit einem vorgegebenen Druck in Verbindung. Somit fließt das Fluid mit vorgegebenem Druck in den Pumpraum 22 und drückt den Pumpkolben 64 entgegen der Vorspannkraft des zweiten Federelementes 26 nach unten in Richtung auf die Verstärkerkammer 29. Die Verstärkerkammer 29 ist vollständig mit Kraftstoff gefüllt, so dass der Druck über die erste Bohrung 67, die vierte Versorgungsleitung 54 und die dritte Versorgungsleitung 32 im Einspritzraum 34 erhöht wird. Übersteigt der Druck im Einspritzraum 34 einen vorgegebenen Abhebedruck, so wird die Einspritznadel 6 über den Druck an der Druckfläche 35 gegen die Vorspannkraft des dritten Federelementes 39 vom Dichtsitz abgehoben, so dass Kraftstoff vom Einspritzraum 34 über die Einspritzlöcher 8 abgegeben wird.
  • Vorzugsweise ist als Kraftstoffreservoir ein Kraftstoffspeicher, ein so genanntes Common-Rail vorgesehen, mit dem der Zulaufanschluss 9 mit Kraftstoff unter Druck von bis zu 500 bar versorgt wird.
  • Soll die Einspritzung beendet werden, so wird der Aktor entsprechend angesteuert, dass er sich nach oben zurückzieht.
  • Folglich wird das erste und zweite Schließglied 13, 15 durch das erste Federelement 12 in die Schließposition bewegt, wobei das erste Schließglied 13 in Anlage an die erste Dichtfläche 48 gelangt und das zweite Schließglied 15 von der dritten Dichtfläche 50 nach oben abgehoben wird. Folglich ist die Verbindung zwischen der Zulaufleitung 10 und der ersten Versorgungsleitung 20 unterbrochen und die erste Versorgungsleitung 20 ist wieder mit der Entlastungsleitung 47 verbunden. Damit entweicht das im Pumpraum 22 befindliche Fluid über die Entlastungsleitung 47. Somit wird der Verstärkerkolben 23 durch das zweite Federelement 26 nach oben bewegt. Als Folge sinkt der Druck im Einspritzraum 34 und die Einspritznadel 6 wird von dem dritten Federelement 39 auf den Dichtsitz 69 gedrückt. Nach Anlage der Einspritznadel 6 am Dichtsitz 69 ist die Verbindung zwischen dem Einspritzraum 34 und den Einspritzlöchern 8 unterbrochen, so dass die Einspritzung beendet ist.
  • Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das zweite Schließglied 15 als vierte Dichtfläche 51 eine plane Fläche aufweist, die einer entsprechend plan ausgebildeten dritten Dichtfläche 50 zugeordnet ist. Diese Ausführungsformen der vierten und dritten Dichtfläche 51, 50 sind einfach und kostengünstig zu fertigen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere erste Versorgungsleitungen 20 vorgesehen, die das Ventil 14 mit dem Pumpraum 24 verbinden. Durch die Anordnung mehrerer erster Versorgungsleitungen 20 ist eine schnellere Befüllung und Entleerung des Pumpraums 24 möglich.

Claims (12)

  1. Einspritzventil mit einem Gehäuse, mit einer Zulaufleitung (10), die über ein erstes steuerbares Ventil (14), sowie eine erste Versorgungsleitung (20) zu einem Pumpraum (22) geführt ist,
    mit einem Kolben (64), der mit einer ersten Stirnseite (24) den Pumpraum (22) begrenzt, wobei die erste Stirnseite (24) eine erhöhte Anlagefläche (63) aufweist, die an eine Anlageplatte (21) in Anlage bringbar ist,
    wobei der Kolben (64) mit einer zweiten Stirnseite (28) einen Verstärkerraum (29) begrenzt,
    wobei der Verstärkerraum (29) über ein zweites Ventil (30) mit einem Kraftstoffreservoir verbindbar ist,
    mit einem Einspritzraum (34), der mit dem Verstärkerraum (29) in Verbindung steht,
    mit einer Einspritznadel (6), die beweglich im Einspritzraum (34) geführt ist,
    wobei die Einspritznadel (6) eine Druckfläche (35) aufweist, die im Einspritzraum (34) angeordnet sind,
    wobei die Einspritznadel (6) abhängig von einer Schaltposition einen Verbindungsquerschnitt zwischen dem Einspritzraum (34) und einem Einspritzloch (8) öffnet oder verschließt,
    wobei ein Druck im Pumpraum (22) durch den Kolben (64) in einen erhöhten Druck im Verstärkerraum (29) und Einspritzraum (34) übertragen wird, wobei die Schaltposition der Einspritznadel durch den Druck im Pumpraum (22) eingestellt wird, wobei die Einspritznadel (6) in Schließrichtung lediglich durch ein Federelement (39) beaufschlagt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14) als 3/2-Wege-Ventil mit drei Leitungsanschlüssen ausgebildet ist,
    dass ein erster Leitungsanschluss mit einer-Zulaufleitung (10) verbunden ist,
    dass ein zweiter Leitungsanschluss mit einer ersten Versorgungsleitung (20) verbunden ist,
    dass ein dritter Leitungsanschluss mit einer Entlastungsleitung (47) verbunden ist, und
    dass abhängig von der Schaltstellung des Ventils (14) die erste Versorgungsleitung (20) entweder mit der Zulaufleitung (10) oder mit der Entlastungsleitung (47) verbunden ist,dass das Ventil (14) den Druck im Pumpraum (22) steuert, und dass die Anlagefläche (65) ringförmig ausgebildet ist und dass die erste Versorgungsleitung (20) über eine der ersten Stirnseite (24) des Kolbens (64) gegenüberliegende Bohrung (70) in einem Bereich außerhalb der Anlagefläche (63) in den Pumpraum (22) mündet.
  2. Einspritzventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zulaufleitung (10) in eine erste Ventilkammer (11) mündet,
    dass die erste Ventilkammer (11) eine Ablauföffnung aufweist,
    dass um die Ablauföffnung ein Dichtsitz (48) ausgebildet ist, dass dem Dichtsitz (48) ein erstes Schließglied (13) zugeordnet ist,
    dass die Ablauföffnung mit der ersten Versorgungsleitung (20) verbunden ist, und
    dass abhängig von der Position des ersten Schließgliedes (13) die erste Ventilkammer (11) mit der ersten Versorgungsleitung (20) verbunden ist oder nicht.
  3. Einspritzventil nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Schließglied (13) eine konische Dichtfläche (49) aufweist, und
    dass der Dichtsitz (48) eine konische zweite Dichtfläche aufweist.
  4. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Schließglied (13) über eine Stange (16) mit einem zweiten Schließglied (15) verbunden ist,
    dass das zweite Schließglied (15) in einer zweiten Ventilkammer (17) angeordnet ist,
    dass die erste und zweite Ventilkammer (11, 17) über eine Durchgangsbohrung (56) miteinander verbunden sind,
    dass die Stange durch die Durchgangsbohrung (56) geführt ist, und
    dass die zweite Ventilkammer (17) mit der Entlastungsleitung (47) verbunden ist.
  5. Einspritzventil nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zweite Schlussglied (15) mit einem Aktor (18) in Wirkverbindung steht, der die Schaltpositionen des ersten und zweiten Schließgliedes (13, 15) vorgibt.
  6. Einspritzventil nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste und zweite Ventilkammer (11, 17) entlang einer Achse angeordnet sind, und
    dass die Achse parallel oder vorzugsweise entlang einer Mittensymmetrieachse (19) des Einspritzventils (1) angeordnet ist.
  7. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite Ventilkammer (17) um einen Einmündungsbereich der Durchgangsbohrung (56) einen Dichtsitz mit einer dritten Dichtfläche (50) aufweist, und
    dass das zweite Schließglied (15) eine vierte Dichtfläche (51) aufweist, die der dritten Dichtfläche (50) zugeordnet ist.
  8. Einspritzventil nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die dritte und vierte Dichtfläche (50, 51) konisch ausgebildet sind.
  9. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Ventil (14) mit einem piezoelektrischen Aktor (18) in Verbindung steht, mit dem das Ventil (14) betätigbar ist.
  10. Einspritzventil nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der piezoelektrische Aktor (18) an einem oberen Ende des Gehäuses (3) in das Gehäuse (3) teilweise eingefügt ist.
  11. Einspritzventil nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der piezoelektrische Aktor (18) mit seiner Mittenachse in der Mittensymmetrieachse (19) des Einspritzventils (1) angeordnet ist.
  12. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die dritte und vierte Dichtfläche (50, 51) als ebene Flächen ausgebildet sind und dass die Durchgangsbohrung (56) an die erste Versorgungsleitung (20) angeschlossen ist.
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