DE1751543A1

DE1751543A1 - Electrically controllable injection valve

Info

Publication number: DE1751543A1
Application number: DE19681751543
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Goertz; Dipl-Ing Manfred Kaerkes
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1968-06-15
Filing date: 1968-06-15
Publication date: 1970-08-27

Description

Elektrisch steuerbares Einspritzventil Die Erfindung betrifft ein elektrisch steuerbares Einspritzventil mit Düsennadel.Electrically controllable injection valve The invention relates to a electrically controllable injection valve with nozzle needle.

Es ist bekannt, ein Einspritzventil mit Düsennadel elektromagnetisch zu betätigen: Auf Grund ihrer Bauweise sind derartigen Ventilen hinsichtlich der Arbeitsfrequenz mit Rücksicht auf Resonanzerscheinungen enge Grenzen gesetzt. Außerdem war es bisher nicht möglich, elektro-magneti-sch betätigte Einspritzventile wegen der erforderlichen hohen Einspritzdrücke bei Dieselmotoren zu verwenden.It is known that an injection valve with a nozzle needle is electromagnetic to be operated: Due to their construction, such valves are with regard to the Working frequency set narrow limits with regard to resonance phenomena. aside from that it was previously not possible to use electro-magnetically actuated injection valves because of to use the required high injection pressures in diesel engines.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch steuerbares Einspritzventil für hohe Arbeitsfrequenzen und hohe Arbeitsdrücke zu schaffen. Es wird hierbei von der bekannten Eigenschaft sogenannter.piezo-elektrischer Körper ausgegangen, die sich. beim Anlegen einer elektrischen Spannung je nach Polarität der Spannung zusammenziehen oder ausdehnen. Bei dem piezo-elektrischen Effekt handelt es sich um einen elektrischen Polarisationsvorgang innerhalb des Kristallgitters der Körper, so daB die erreichbaren Eigenfrequenzen eines derartigen Körpers beim Anlegen einer pulsierenden Spannung im Bereich zwischen etwa 50 KHz und 5 MHz liegen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, i daß die Düsennadel mit mindestens einem piezaelektrischen Körper hydraulisch oder mechanisch verbunden ist, der über Kabel an einen Spannungsgeber angeschlossen ist. Der Vorteil des-mit der Erfindung vorgeschlagenen Einspritzventils liegt darin, daß es direkt elektrisch ansteuerbar ist und noch bei sehr hohen Einspritzfrequenzen unterhalb der Resonanzgrenze arbeitet, so daß störende Resonanzerscheinungen mit Sicherheit vermieden werden. In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen' daß mindestens ein mit der Düsennadel verbundener piezo-elektrischer Körper in einer über eine Flüssigkeitszuleitung mit einer kontinuierlich arbeitenden Förderpumpe verbundenen Ventilkammer angeordnet ist. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daB der für den Einspritzvorgang notwendige Druck., der beispielsweise bei Dieselmotoren etwa 500 atü beträgt* innerhalb der Ventilkammer durch die Förderpumpe ständig aufrechterhalten wird. Da bei entsprechender Ausbildung und Dimensionierung der Ventilkammer im wesentlichen nur die einzuspritzende Flüssigkeitsmenge hohe Geschwindigkeiten annimmt, während in der Ventilkammer und der Flüssigkeitszuleitung relativ geringe Geschwindigkeiten auftretenx werden auch nachteilige Kavstationserscheinungen in den Zuleitungen ete. mit Sicherheit vermieden. Auch bei Anwendungsfällen mit sehr kurzen Öffnungszeiten, wie beispielsweise ;bei -Dieselmotoren ist diese Ausbildung vorteilhaft, da immer nur geringe Flüssigkeitsmengen stark beschleunigt werden: Die Größe des Offnungshubee kann durch die Zahl der verwen-Beten piezo-elektrischen Körper vorgegeben werden, außerdem noch durch die $öhe des Spannungsimpulses beeinglußt Werden, Je- nach den Betriebsbedingungen und aufzubringenden Drücken ist es vortelhaft, die @Msennadel an einem Ende-mindestens eines piezo-elektrischen Körpers fest anzuordnen, dessen anderes finde einstellbar mit der Ventilkammerw.andung verbunden: ist: In Abwandlung dieser Anordnung kann es auch vorteilhaft sein, die Düsennadel über einen drehbar gelagerten Kipphebel mit dem oder den piezo-elektrischen Körpern zu verbinden und die Düsennadel in Achsrichtung einstellbar mit einer Feder zu belasten. Mit dieser Anordnung ist es in vorteilhafter Weise möglich, den Schließdruck der Düsennadel auf die Be- triebsbedingungen abzustimmen und/oder den Öffnungs- Anordnung hub über eine entsprechende/ des Drehpunktes des Kipphebels einzustellen.The invention is based on the object of creating an electrically controllable injection valve for high working frequencies and high working pressures. This is based on the well-known property of so-called piezo-electric bodies, which are. when an electrical voltage is applied, they contract or expand depending on the polarity of the voltage. The piezoelectric effect is an electrical polarization process within the crystal lattice of the body, so that the natural frequencies that can be achieved for such a body when a pulsating voltage is applied are in the range between about 50 KHz and 5 MHz. The object is achieved according to the invention in that i the nozzle needle is hydraulically or mechanically connected to at least one piezoelectric body which is connected to a voltage transmitter via a cable. The advantage of the injection valve proposed by the invention is that it can be controlled directly electrically and still works at very high injection frequencies below the resonance limit, so that disruptive resonance phenomena are reliably avoided. In an embodiment of the invention, it is proposed that at least one piezo-electric body connected to the nozzle needle is arranged in a valve chamber connected to a continuously operating feed pump via a liquid feed line. This design has the advantage that the pressure required for the injection process, which is around 500 atmospheres in diesel engines, for example, is constantly maintained within the valve chamber by the feed pump. Since, with the appropriate design and dimensioning of the valve chamber , essentially only the amount of liquid to be injected adopts high speeds, while relatively low speeds occur in the valve chamber and the liquid supply line, disadvantageous cavitation phenomena in the supply lines are also ete. certainly avoided. This design is also advantageous for applications with very short opening times, such as diesel engines, since only small amounts of liquid are always accelerated strongly: The size of the opening stroke can be specified by the number of piezo-electric bodies used, and also by depending on the operating conditions and the pressures to be applied, it is advantageous to position the brass needle firmly at one end of at least one piezo-electric body, the other of which is adjustable and connected to the valve chamber wall: is: In As a modification of this arrangement, it can also be advantageous to connect the nozzle needle to the piezo-electric body or bodies via a rotatably mounted rocker arm and to load the nozzle needle with a spring so that it can be adjusted in the axial direction. With this arrangement it is advantageously possible to reduce the closing pressure of the nozzle needle to the loading to coordinate operating conditions and / or the opening arrangement hub via a corresponding / of the pivot point of the To adjust the rocker arm.

Für Einsatzzwecke, bei denen ein Einspritzventil wechselnden Temperaturen ausgesetzt ist, beispielsweise als Einspritzventil für eine Brennkraftmasehine, wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Ventilkammer auf der der Düsenbohrung gegenüberliegenden Seite mit einer einstellbar federbelasteten Membran abgeschlossen ist, daß die Düsennadel an der Membran befestigt ist, daß innerhalb der Ventilkammer, mindestens ein piezo-elektrischer Körper mit Abstand von den Kammerwänden, jedoch gegenüber diesen fest abgestützt angeordnet ist und daß die Flüssigkeitszuleitung von der Förderpumpe mit einem gegen die Förderrichtung schließenden Rückschlagventil versehen ist. Diese Ausbildung hat den Vorteils daß der bei piszo-elektrischen Körpern nicht definierte Temperaturausdehnungekoeffizient auf die Funktion der Düsennadel keinen Einfluß hat, da die an der Meinbrav befestigte Düsennadel nur über die Flüssigkeitefüllung der Ventilkammer mit den piezo-elektrischen Körpern, also hydraulisch, gekoppelt ist. Dig relativ langsam ablaufenden Volumenänderungen der piezoelektrischen Körper unter den Einfluß von Temperaturschwankungen führen daher nicht zu einer Betätigung der Düsennadel: Dagegen sind die unter dem Einfluß einer Spannung wirksam werdenden Volumenvergrößerungen: der pigzo-elektrischen Körper wesentlich größer und im Verhältnis zum Körper= volumen bei jeder Temperatur in etwa konstant. Hierdurch wird erreicht, daß die Düsennadel nur bei einem, durQ.h einen Spannungsstoß über die hydraulischeKopplung bewirkten Druckstoß anspricht: Die Anordnung eines Rückschlagventils gewährleistet, daß der Druckstoß nur zur Anhebung der Düsennadel. und zum Austreiben der Flüssigkeit aus der Ventilkammer durch Düse wirksam wird. Man erhält so ein, Einspritzventil, das vom Temperaturverhalten des verwendeten pigzo-elektrischen Körpers unabhängig ist.For purposes in which an injection valve changes temperatures is exposed, for example as an injection valve for an internal combustion engine, is proposed in an embodiment of the invention that the valve chamber on the the side opposite the nozzle bore with an adjustable spring-loaded Membrane is complete that the nozzle needle is attached to the membrane that inside the valve chamber, at least one piezo-electric body at a distance from the chamber walls, but is arranged firmly supported opposite these and that the liquid feed line from the feed pump with a counter to the conveying direction closing check valve is provided. This training has the advantage that the temperature expansion coefficient which is not defined for piszo-electric bodies has no influence on the function of the nozzle needle, as it is attached to the Meinbrav Nozzle needle just about the liquid filling the valve chamber with the piezo-electric Bodies, i.e. hydraulically, is coupled. Dig relatively slowly expiring Changes in volume of the piezoelectric body under the influence of temperature fluctuations therefore do not lead to an actuation of the nozzle needle: on the other hand, those under the Influence of a voltage that becomes effective: the pigzo-electric Body much larger and in relation to the body = volume at any temperature roughly constant. This ensures that the nozzle needle only with one, durQ.h responds to a voltage surge via the hydraulic coupling: The arrangement of a check valve ensures that the pressure surge is only used to increase the nozzle needle. and for expelling the liquid from the valve chamber through the nozzle takes effect. This gives an injection valve that depends on the temperature behavior of the used pigzo-electric body is independent.

Anhand von Ausführungsbeispielen, denen weitere Merkmale der Erfindung zu entnehmen sind, wird der Gegenstand der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen: , Fig. 1 ein Einspritzventil mit einer aus pi:ezoelektrischen Körpern gebildeten Säule, an der die Düsennadel unmittelbar befestigt ist, Fig. 2 ein Einspritzventil mit mechanischer Ankoppelung der Düsennadel an die piezo- elektrischen Körper mit Hilfe eines Kipp- hebels und einstellbarer Schließkraft, Fig. 3 ein Einspritzventil im Querschnitt gemäß der Linie III - III in Fig. 4, bei dem die Düsennadel mit den piezo-elektrischen Körpern hydraulisch gekoppelt ist, Fig. 4 eine Aufsicht auf das Einspritzventil ge- mäß Flg. 3. Das in 21g. 1 schematisch dargesUlte Einspritzventil weist eine rotationssymmetrisch ausgebildete Ventil- kammer 1 auf, die an ihrem unteren finde mit einem Düsenzapfen 2 versehen ist, der in eine Öf'f'nung des Reaktionsraumes eingeschraubt wird Die lüsenbohrung 3 wird in Richtung der Düsenachse von eben her durch eine Düsennadel 4 verschlossen. I)le Düsennadel ist an einem Erde einer aus mehreren scheibenförmigen, pigzo- elektri,schen Körpern 5 gebildeten Säule befestigt: Das andere Ende der Säule ist sui einem Schraubzapfen 6 mit Gegenmutter 7 befestigt, der in Achsrichtung der Düsenöff ung 3 in die Ventilkammer 1 eingeschraubt wird.-Mit Hilfe dieses Gchraubzapfens wird die Düsen- nadel- enjuat.ert uud durch die Gegenmutter 7 arretiert. Die Pole der einzelnen pigzo-elektrischen Körper sind durch metallische Kontaktplatten 8 miteinander verbunden, und zwar so, daß jeweils zwei gleichnamzge Pole einander zugekehrt sind. Mt Kontaktplatten sind abwechselnd mit dem Pluspol und dem Negativpol der elektrischen Zuleitung verbunden und somit parallel an die Spannungsquelle angeschlossen. Der positive Pol 9 der Zuleitung ist an einen nicht dargestellten Spannungsgeber angeschlossen, der in der gewünschten Arbeitsfrequenz Spannungsimpulse abgibt. Per negative Pol 9' ist je nach An-Wendungsfall an die Masse angeschlossen :oder ebenfalls zum Spannungsgeber zurückgeführt. Über die Zuführungsöffnung 1() wird von einer kontinuierlich arbeitenden Förderpumpe die nspritzflüsszgkeit in die Ventilkammer gefördert. Die Förderpumpe ist so bemessen, daß der erzeugte Druck dem erforderlichen Einspritzdruck entspricht. Die piezo-elektrischen Körper sind nun so an den Spannungsgeber.angesehlosseng daß sich bei einem Spannungsimpuls die Säule verkürzt und- sich die Düsennadel ton der Düsenbohrung für die Dauer der Spannungsimpuls abhebt. Die Größe des Öffnungshubes der Düsennadel.richtet sich nach der Anzahl der Körper und der Spannung.The subject matter of the invention will be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments from which further features of the invention can be derived. The drawings show: FIG. 1 an injection valve with a column formed from pi: ezoelectric bodies to which the nozzle needle is directly attached, Fig. 2 an injection valve with mechanical Coupling of the nozzle needle to the piezo electrical body with the help of a tilting lever and adjustable closing force, 3 shows an injection valve in cross section according to the line III - III in Fig. 4, in which the nozzle needle with the piezo-electric Body is hydraulically coupled, Fig. 4 is a plan view of the injection valve according to Flg. 3. That in 21g. 1 schematically illustrated injection valve has a rotationally symmetrical valve chamber 1, which is located at your bottom with a Nozzle pin 2 is provided, which is in an opening of the Is screwed reaction space The lüsenbohrung 3 is straight through in the direction of the nozzle axis a nozzle needle 4 closed. I) the nozzle needle is on an earth one of several disc-shaped, pigzo- electrical, rule bodies 5 attached column formed: The other end of the column is a screw pin 6 fastened with lock nut 7, which is in the axial direction of the Nozzle opening 3 screwed into valve chamber 1 - With the help of this screw pin, the nozzle nadel- enjuat.ert uud locked by the lock nut 7. The poles of the individual pigzo-electric bodies are connected to one another by metallic contact plates 8 in such a way that two poles of the same name face one another. Mt contact plates are alternately connected to the positive pole and the negative pole of the electrical supply line and are thus connected in parallel to the voltage source. The positive pole 9 of the supply line is connected to a voltage generator, not shown, which emits voltage pulses at the desired operating frequency. Depending on the application, the negative pole 9 'is connected to ground: or also fed back to the voltage transmitter. The injection liquid is fed into the valve chamber via the feed opening 1 () by a continuously operating feed pump. The feed pump is dimensioned so that the pressure generated corresponds to the required injection pressure. The piezo-electric bodies are now connected to the voltage transmitter in such a way that the column shortens when a voltage pulse occurs and the nozzle needle lifts off the nozzle bore for the duration of the voltage pulse. The size of the opening stroke of the nozzle needle depends on the number of bodies and the tension.

Zur Vereinfachung der-Einstellung der Düsennadel ist es zweckmäßig, diese mit einem axial einstellbaren, elastischen Zwischenstück 11 zu versehen. Tvlit Hilfe dieses Zwischenstückes kann außerdem in vorteilhafter Weise ein definierter Schließdruck eingestellt werden. Mit Hilfe der luiutter 111, die gleichzeitig die axiale Führung der Düsennadel übernimmt, kann die Vorspannung beispielsweise einer kleinen Schraubenfeder eingestellt werden. Der Schraubzapfen 6 wird dann soweit in die Ventilkammer gedreht, bis der Kopf 4' der Düsennadel gerade von der Mutter 111 abhebt, so daß das Ventil ohne Zeitverzug öffnet.To simplify the adjustment of the nozzle needle, it is useful to provide it with an axially adjustable, elastic intermediate piece 11. With the help of this intermediate piece, a defined closing pressure can also be set in an advantageous manner. With the help of the luiutter 111, which at the same time assumes the axial guidance of the nozzle needle, the preload of a small helical spring, for example, can be adjusted. The screw pin 6 is then turned into the valve chamber until the head 4 'of the nozzle needle just lifts off the nut 111 , so that the valve opens without delay.

Fig. 2 zeigt schematisch eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Einspritzventils. Bei dieser Ausbildungsform ist die Düsennadel .4 über einen, am Ventilkammergehäuse drehbar gelagerten Kipphebel 12 mit mehreren piezo-elektrischen Körpern 5 verbunden. Zur Erzeugung einer ausreichenden Schließkraft ist die Düsennadel in axialer Richtung mit einer einstellbaren Feder 13 belastet. Zur Einjustierung sind die piezo-elektrischen Körper ebenfalls in axialer Richtung mit Hilfe eines Schraubzapfens einstellbar an der Ventilkammer befestigt. Die piezo-elektrischen Körper sind bei dieser Ausbildungsform so an den Spannungsgeber angeschlossen, daß ein Spannungsimpuls eine Verlängerung der Säule bewirkt. Durch eine entsprechende Abstimmung der beiden Arme des Kipphebels 12 kann der Öffnungshub der Düsennadel und/ oder das Kraftverhältnis zwischen der Feder 13 und den piezo-elektrischen Körpern in vorteilhafter Weise berücksichtigt werden.Fig. 2 shows schematically a further embodiment of the invention Injector. In this form of training, the nozzle needle is .4 on a, on Valve chamber housing rotatably mounted rocker arm 12 with several piezo-electric Bodies 5 connected. The nozzle needle is used to generate a sufficient closing force loaded in the axial direction with an adjustable spring 13. For adjustment are the piezo-electric body also in the axial direction with the help of a Adjustable screw pin attached to the valve chamber. The piezo-electric In this form of training, bodies are connected to the voltage generator in such a way that a voltage pulse causes the column to lengthen. With a corresponding poll of the two arms of the rocker arm 12, the opening stroke of the nozzle needle and / or the force ratio between the spring 13 and the piezo-electric bodies in are advantageously taken into account.

Fig. 3 und 4 zeigen eine andere Ausbildungsform-des erfindungsgemäßen Einspritzventils. Dieses Einspritzventil ist für Einsatzzwecke vorgesehen, bei denen eine nicht definierte Längen-,bzw. Volumenänderung von piezo-elektrischen Körpern infolge von Temperaturveränderungen ausgeschaltet werden muB. Die Zeichnungen zeigen ein vereinfachtes, rotatiorisymmetrisch ausgebildetes Ausführungsbeispiel.3 and 4 show another embodiment of the invention Injector. This injection valve is intended for purposes where an undefined length or Change in volume of piezo-electric bodies must be switched off as a result of temperature changes. The drawings show a simplified, rotationally symmetrical embodiment.

Das Gehäuse der Ventilkammer wird bei diesem AusfUhrungsbeispiel aus drei mit Spannschrauben verbundenen Gehäuseteilen 14, 1¢# und 15 gebildet. Hierbei ist der Gehäuseteil 14 mit einem Düsenzapfen 2 versehen, in dem eine Düsenbohrung 3 angebracht ist. Der Düsenzapfen ist mit einem Gewinde versehen und kann so in eine entsprechende Öffnung des Reaktionsraumes, beispielsweise eines Zylinders eines Diesel-Motors eingeschraubt werden. Zwischen den Gehäuseteilen 14 und 14' ist ein Träger- und Kontaktblech 16 eingeklemmt, das mit einer Mittenbohrung versehen ist und an dem mutig zu beiden Seiten je ein kreisringförmig ausgebildeter pi6zo-elektrischer Körper 17 und 18 elektrisch leitend befestigt ist. Die Ventilkammer ist so bemessen, daß zwischen den piezo-elektrischen Körpern und der Ventilkammerinnenwandung ein geringer Abstand verbleibt, so daß sich bei einer Volumenvergrößerung infolge eines Spannungsimpulses eine starke Druckspitze ergibt. Das Trägerblech 16 ist außerdem im Bereich des äußeren Zylinderumfanges der piözo-elektrischen Körper mit Durchtrittsbohrungen 19, beispielsweise für Dieselkraftstoff, versehen. Außerdem ist das Trägerblech 16 mit dem positiven Pol 20 der Spannungszuführung verbunden. Der negative Pol ist über die Schraube 21 an den Ventilkörper angeschlossen und über die Gehäuseteile 14 und 142 mit den dem Trägerblech 16 abgekehrten Seiten der piezo-elektrischen Körper verbunden.The housing of the valve chamber is made in this exemplary embodiment three housing parts 14, 1 ¢ # and 15 connected with clamping screws. Here the housing part 14 is provided with a nozzle pin 2 in which a nozzle bore 3 is attached. The nozzle pin is threaded and can be used in a corresponding opening of the reaction space, for example a cylinder of a Diesel engine to be screwed in. Between the housing parts 14 and 14 'is a Clamped carrier and contact sheet 16, which is provided with a central bore is and on that courageously on both sides a circular pi6zo-electric Body 17 and 18 is attached in an electrically conductive manner. The valve chamber is dimensioned so that between the piezo-electric bodies and the inner wall of the valve chamber small distance remains, so that when the volume increases as a result of a Voltage pulse results in a strong pressure peak. The carrier plate 16 is also in the area of the outer cylinder circumference of the piozo-electric body with through-holes 19, for example for diesel fuel. In addition, the carrier plate is 16 connected to the positive pole 20 of the voltage supply. The negative pole is connected via the screw 21 to the valve body and via the housing parts 14 and 142 with the sides facing away from the carrier plate 16 of the piezo-electric Body connected.

Bei geringen Abständen und/oder niedriger Dielektrizitätskonstante der einzuspritzenden Flüssigkeit ist es zur Vermeidung von elektrischen Überschlägen zweckmäßig, die Ventilkammer inwendig mit einer Spannungsisolierung 22 ganz oder teilweise auszukleiden. Ebenso ist zur Vermeidung von Überschlägen das Trägerblech 16 im Bereich der Einspannung zwischen den Gehäuseteilen 14 und 141 zwischen zwei Isolierplatten 23, 24 eingespannt, die gleichzeitig Dichtungseigenschaften haben müssen.With small distances and / or low dielectric constant of the liquid to be injected is to avoid electrical flashovers expedient, the valve chamber inside with a voltage insulation 22 or completely partially to be undressed. The carrier plate is also used to avoid flashovers 16 in the area of restraint between the housing parts 14 and 141 clamped between two insulating plates 23, 24, which also have sealing properties need to have.

Auf der der Düsenöffnung abgewandten Seite ist die Ventilkammer durch eine Membrane 25, die zwischen zwei Dichtungsplatten 26, 27 zwischen den Gehäuseteilen 14' und 15 eingeklemmt ist, abgeschlossen. An der Membran ist die Düsennadel 4 befestigt,, Über eine Schraubenfeder 28, die mit Hilfe eines Gewindebolzens 29 vorgespannt werden kann, wird die Membran 25 soweit belastet, daß nur bei einer Druckbeaufschlagung mit einem Mindestdruck die Düsennadel die Düsenbohrung freigibt.On the side facing away from the nozzle opening, the valve chamber is through a membrane 25, which is between two sealing plates 26, 27 between the housing parts 14 'and 15 is pinched, completed. The nozzle needle 4 is attached to the membrane, Via a helical spring 28 which is pretensioned with the aid of a threaded bolt 29 can, the membrane 25 is loaded to such an extent that only when pressure is applied the nozzle needle releases the nozzle bore with a minimum pressure.

Anstelle eines einfachen Rückschlagventils ist das dargestellte Ausführungsbeispiel erfindungsgemäß mit einer Vorkammer mit druckeinstellbarem, selbsttätigen Absperrventil -:ersehen. Hierbei ist die Ventilkammer über eine Verbindungsleitung 30, in der zweckmäßigerweise eine Drosseleinrichtung 31 eingebaut ist, mit einer Vorkammer 32 verbunden. Die Vorkammer ist ähnlich wie die Ventilkammer durch eine, mittels Gewindebolzen und einer Schraubenfeder 33 einstellbar belasteten Membran 34 abgeschlossen. An der Membran ist ein Stift 35 befestigt, der durch die Vorkammer hindurch bis in die Eintrittsöffnung 36 reicht und im drucklosen Zustand eine federbelastete Kugel 37, die als Absperrventil wirkt, von der Eintrittsöffnung 36 abdrückt. Über die Membran 34 und die Feder 33 ist dieses Absperrventil druckeinstellbar, so daß mit Vorteil, unabhängig von der Größe des Fumpendruckes,beliebig kleinere Einspritzdrücke eingestellt werden können. Über eine Zuleitung 38 steht die Vorkammer mit einer kontinuierlich fördernden Pumpe, beispielsweise für Dieselkraftstoff, in Verbindung.Instead of a simple check valve, the embodiment shown is according to the invention with an antechamber with pressure-adjustable, automatic shut-off valve -: see. Here, the valve chamber is via a connecting line 30 in which A throttle device 31 is expediently installed, with an antechamber 32 connected. The prechamber is similar to the valve chamber by a, means Threaded bolt and a coil spring 33 adjustable loaded membrane 34 completed. A pin 35 is attached to the membrane and extends through the antechamber in the inlet opening 36 is enough and im pressureless state a spring-loaded ball 37, which acts as a shut-off valve, from inlet opening 36 pulls the trigger. This shut-off valve can be pressure-adjusted via the membrane 34 and the spring 33, so that with advantage, regardless of the size of the pump pressure, any smaller Injection pressures can be adjusted. The antechamber is located via a supply line 38 with a continuously delivering pump, e.g. for diesel fuel, in connection.

Diese Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Einspritzventils arbeitet folgendermaßen: Der Stift 35 drückt infolge der Federbelastung der Membran 34 die Kugel 37 nach unten und gibt so die Eintrittsöffnung 36 zur Vorkammer frei. Durch die Förderpumpe wird die Einspritzflüssigkeit, beispielsweise Dieselkraftstoff, in die Vorkammer und über die Verbindungsleitung 30 in die Ventilkammer gedrückt, bis der durch die Feder-33 eingestellte Druck erreicht ist. Bei Überschreiten des eingestellten Druckes biegt sich die Membran 34 nach oben durch, so daß die Eintrittsöffnung 36 zur Vorkammer durch die Kugel 37 verschlossen wird. Die Feder 28 über der Membran 25 der Ventilkammer ist härter eingestellt, so daß durch den mit Hilfe der Förderpumpe aufgebrachten Druck in der Vorkammer und der Ventilkammer sich die Düsennadel 4 nicht öffnet: Bei einem Spannungsimpuls' dehnen sich die beiden piezo-elektrischen Körper 17-und 18 plötzlich aus. Hierbei entsteht in der Ventilkammer ein Druckstoß, der über die Membrane 25 die Düsennadel 4 anhebt. Gleichzeitig wird infolge des Druckes in der,Ventilkammer eine der Öffnungszeit@und dem Druckgefälle entsprechende Flüssigkeitsmenge durch die Düse 3 in den Reaktionsraum singespritzt. Die Drosseleinrichtung. 31 in der Verbindungsleitung 30 zwischen Ventilkammer und Torkammer verhindert, daß sich gleichzeitig mit der Öffnung der Düse 3 die Kugel 37 von der Eintrittsöffnung 36 zur Vorkammer 32 abhebt und Flüssigkeit in die Förderleitung zur Pumpe zurückgedrückt wird.This embodiment of the injection valve according to the invention works as follows: The pin 35 presses as a result of the spring loading of the membrane 34 Ball 37 down, thus exposing the inlet opening 36 to the antechamber. By the feed pump is the injection liquid, for example diesel fuel, pressed into the antechamber and into the valve chamber via the connecting line 30, until the pressure set by the spring 33 is reached. If the The set pressure bends the membrane 34 upwards, so that the inlet opening 36 to the prechamber is closed by the ball 37. The spring 28 over the diaphragm 25 the valve chamber is set harder, so that by using the feed pump applied pressure in the antechamber and the valve chamber themselves the nozzle needle 4 does not open: With a voltage pulse, the two expand piezo-electric bodies 17 and 18 suddenly off. This occurs in the valve chamber a pressure surge that lifts the nozzle needle 4 via the membrane 25. At the same time will due to the pressure in the valve chamber one of the opening times @ and the pressure gradient corresponding amount of liquid is singespritzt through the nozzle 3 into the reaction chamber. The throttle device. 31 in the connecting line 30 between the valve chamber and Gate chamber prevents the ball from opening at the same time as the nozzle 3 opens 37 lifts from the inlet opening 36 to the antechamber 32 and liquid enters the delivery line is pushed back towards the pump.

Bei sehr hohen-Förderdrücken , d. h. wenn die Feder 28 sehr hart@eingestellt-sein muß, die erforderliche Schließkraft für die Düsennadel jedoch geringer sein kann, ist es-vorteilhaft, auch bei dieser Ausbildungsform des Einspritzventils die Düsennadel mit einem axial einsteilbaren, elastischen Zwischenstück-11 entsprechend Fig. 1 zu versehen. Hierbei mufl die Membrane 25 bzw. - der mit der Membrane festverbundene Teil der Düsennadel im Ruhezustand über einen Anschlag abgestützt sein. Auf diese Weise werden unzulässige Pres-, sungen auf der Schließfläche der Düsennadelspitze vermieden, da diese nur durch die Federkraft des elastischen Zwischenstücks belastet wird. Gleichzeitig wird durch diese Maßnahme mit Vorteil ein Knieken der Düsennadel bei. großen, durch. die Vorspannung der Feder 28 verursachten Kräften vermieden.At very high delivery pressures, i. H. if the spring 28 is set very hard @ must, but the required closing force for the nozzle needle can be lower, It is advantageous to also use the nozzle needle in this embodiment of the injection valve with an axially adjustable, elastic intermediate piece 11 according to FIG. 1 to provide. In this case, the membrane 25 or the one firmly connected to the membrane must be used Part of the nozzle needle to be supported in the rest state via a stop. To this In this way, impermissible pressures are created on the closing surface of the nozzle needle tip avoided since this is only loaded by the spring force of the elastic intermediate piece. At the same time, this measure advantageously causes the nozzle needle to kneel. great, through. the bias of the spring 28 caused forces avoided.

Bei der Anordnung von mehreren Einspritzventilen, beispielsweise an einem llüehrzylinder-Dieselmotor ist es unter Umständen zweckmäßig, für alle oder Gruppen von Einspritzventilen eine gemeinsame Vorkammer vorzusehen.When arranging several injection valves, for example at an all-cylinder diesel engine, it may be useful for all or Provide groups of injection valves a common prechamber.

Für die Steuerung des erfindungsgemäßen Einspritzventils wird als einfachste Ausführungsform-gemäß der Erfindung vorgeschlagen, zwischen der Spannungsquelle und den pigzo-elektrischen Körpern des Einspritzventils einen mechanischen oder elektrisch betätigten Kontaktgeber anzuordnen. Insbesondere für die Verwendung' an Dieselmotoren ist es jedoch vorteilhaft' an Stelle einer Spannungsquelle mit mechanischem Kontaktgeber einen elektronisch gesteuerten Spe.nnungsgeber vorzusehen, über dessen Steuerung sowohl der Beginn und die Dauer der Ventilöffnung als auch die Öffnungscharakteristik beeinflußt werden. Hierdurch lassen sich in vorteil- häiter''--gelse besondere Anforderungen an den Ein- spritzvorgang, beispielsweise eine vorgegebene Verteilung 4:er 3nspritzmenge über die Enspritz- zet" durch eine entsprechende Steuerung des Spannungsimpulses erreichen. For the control of the injection valve according to the invention, the simplest embodiment proposed according to the invention is to arrange a mechanical or electrically operated contactor between the voltage source and the pigzo-electrical bodies of the injection valve. In particular for use on diesel engines, however, it is advantageous to provide an electronically controlled Spe.nnungsgeber instead of a voltage source with a mechanical contactor, via the control of which both the beginning and the duration of the valve opening and the opening characteristics are influenced. This allows advantageous häiter '' - there are special requirements for the injection process, for example a predetermined one Distribution 4: he 3injection quantity over the injection zet "through a corresponding control of the Reach voltage pulse.

Claims

: P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Electrically controllable injection valve with a nozzle needle, characterized in that the nozzle needle (4) with at least one piezo-electric body (5, 17, 18) is hydraulically or mechanically connected, which is connected to a voltage transmitter via a cable.

2. Injector after Claim 1, characterized in that at least one connected to the nozzle needle (4) piezo-electric body (5, 17, 18) in one, with liquid feed lines a continuously operating feed pump connected valve chamber (1) is arranged is.

3. Injection valve according to claim 2, characterized by at least one piezo-electric Body (5) on which the nozzle needle (4) is fixedly arranged at one end in the axial direction and the other end of which is adjustably connected to the valve chamber (1).

4. Injection valve according to claim 2 or 3, characterized in that the nozzle needle (4) an axially adjustable elastic intermediate piece (11) having.

5. Injection valve according to claim 2, characterized in that the nozzle needle (4) is connected via a rocker arm (12) to at least one piezo-electric body (5) which is attached to the valve chamber wall, and that the nozzle needle (4) in: axial direction adjustable Spring-loaded: 6. Injection valve according to claim 2 or 4, characterized in that the valve chamber (1) is closed on the side opposite the nozzle bore with an adjustable spring-loaded membrane (25) that the nozzle needle (4) on The membrane is attached, that within the valve chamber at least one piezo-electric body (17, 18) is arranged at a distance from the chamber walls, but firmly supported against them, and that the liquid feed line from the feed pump is provided with a non-return valve closing against the conveying direction . 7. Injection valve according to claim 6, characterized in that instead of the check valve between the valve chamber and the feed pump: an antechamber (32) is arranged which has a pressure-adjustable, automatic shut-off valve (32, 34, 35, 37) towards the feed pump. B. Injection valve according to claim 7, characterized in that a throttle device (31) is arranged in the connecting line between the valve chamber (1) and antechamber (32). 9. Injection valve according to one of claims 2 to 8, characterized in that the valve chamber is internally provided with voltage insulation (22). 10. Injection valve according to one of claims 6, 7, 8 or 9, characterized in that several injection valves are connected to a common antechamber. 11. Injection valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that a mechanically or electrically controlled contactor is arranged in the electrical supply line between the piezo-electric bodies and the voltage source. 12. Injection valve according to one of the claims 1 to 10, characterized in that the piezo electrical body with an electronically controlled voltage generator are connected, its Control of both the start and duration of the valve opening as well as the opening characteristics of the Injector influenced.