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DE19905152C1 - Fuel injection nozzle for internal combustion engine has pressure accumulator with nozzle body in which nozzle needle, with central bore open to combustion chamber, is fitted - Google Patents

Fuel injection nozzle for internal combustion engine has pressure accumulator with nozzle body in which nozzle needle, with central bore open to combustion chamber, is fitted

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Publication number
DE19905152C1
DE19905152C1 DE19905152A DE19905152A DE19905152C1 DE 19905152 C1 DE19905152 C1 DE 19905152C1 DE 19905152 A DE19905152 A DE 19905152A DE 19905152 A DE19905152 A DE 19905152A DE 19905152 C1 DE19905152 C1 DE 19905152C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzle
nozzle needle
needle
fuel injection
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19905152A
Other languages
German (de)
Inventor
Hans Zellbeck
Christof M Stotko
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.)
Technische Universitaet Dresden
Original Assignee
Technische Universitaet Dresden
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 Technische Universitaet Dresden filed Critical Technische Universitaet Dresden
Priority to DE19905152A priority Critical patent/DE19905152C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19905152C1 publication Critical patent/DE19905152C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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Abstract

A pressure accumulator and a nozzle body (4) form part of the fuel injection nozzle assembly for an internal combustion engine. In the nozzle body is a nozzle needle with a central bore (10) open toward the combustion chamber. Injection bores dependent upon the needle stroke are controlled in the needle (5). Control apertures (12) are provided in the nozzle body and a piezo-actuator (1) operates the nozzle needle. The central bore in the nozzle needle with the nozzle body forms a pressure chamber, which via a bore (13) in the nozzle needle is permanently connected with a high pressure feed (8). When the piezo-actuator is brought into action the nozzle needle adopts defined stroke positions and injection apertures cover over the control aperture, so that fuel can flow into the combustion chamber out of the high pressure feed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector for internal combustion engines according to the Preamble of claim 1.

Bekannte Kraftstoffeinspritzdüsen (Ganser, M.; Frölich, T.: Betriebseigenschaften eines Common Rail Injektor für Pkw-Motoren mit ausgerichteten Steuerbohrungen) arbeiten mit hydraulisch unterstützter Betätigung einer Düsennadel. Dabei wird die Düsennadel von unten und oben mit dem unter Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Auf die oben liegende größere Fläche wirkt demnach eine höhere Kraft als auf die unten liegende kleinere Fläche. Die Nadel wird in den Sitz gedrückt und dichtet die Düse ab.Known fuel injection nozzles (Ganser, M .; Frölich, T .: Operating properties of a common Rail injector for car engines with aligned control bores) work with hydraulics assisted actuation of a nozzle needle. The nozzle needle comes from below and above the pressurized fuel. It affects the larger area above therefore a higher force than on the smaller area below. The needle is in the seat pressed and seals the nozzle.

Eine Common Rail Einspritzanlage besteht aus den Bauteilen Rail, Injektor Hochdruckpumpe mit Druckregelung, Sensoren, die der Regelung dienen, und einer Motorelektronik. Die Bezeichnung Common Rail bezieht sich dabei auf einen für mehrere Zylinder gemeinsam genutzten Druckspeicher. In diesem Druckspeicher wird der Kraftstoff unter definiertem Druck für mehrere Zylinder vorgehalten. Das Einspritzen des Kraftstoffes wird von einem Injektor, der über eine kurze Leitung mit dem Rail verbunden ist, übernommen.A common rail injection system consists of the components rail, injector high pressure pump with pressure control, sensors that serve the control, and engine electronics. The The term common rail refers to a common for several cylinders used pressure accumulator. In this pressure reservoir, the fuel is under a defined pressure held for several cylinders. The fuel injection is done by an injector that is connected to the rail via a short line.

Zum Einspritzen des Kraftstoffs wird ein Steuerraum durch ein Magnetventil (Steuerventil) geöffnet. Dadurch sinkt der Druck an der oberen Fläche ab. Die untere Nadelkraft gewinnt Überhand, hebt die Nadel aus ihrem Sitz und gibt die Düsenlöcher zum Einspritzen frei. Aus diesem Prinzip ergeben sich einige Probleme. Die Kraftstoffeinspritzdüse kann kleine Kraftstoffmengen (< 1,5 mm3) nicht reproduzierbar einspritzen, die Nadelbewegungen sind zu langsam, der Düsenquerschnitt ist nicht variabel und das System schließt im Havariefall nicht sicher ab.A control chamber is opened by a solenoid valve (control valve) for injecting the fuel. This reduces the pressure on the upper surface. The lower needle force gains the upper hand, lifts the needle out of its seat and releases the nozzle holes for injection. There are some problems with this principle. The fuel injector cannot inject small quantities of fuel (<1.5 mm 3 ) reproducibly, the needle movements are too slow, the nozzle cross-section is not variable and the system does not close safely in the event of an accident.

Aus der DE 27 49 378 A1 ist eine gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse bekannt, die ein von Zeit zu Zeit auftretendes Verkoken von außenliegenden Spritzlöchern verhindern soll. Die Kraftstoffeinspritzdüse besitzt eine entgegen der Strömungsrichtung öffnende Düsennadel, an der ein im Bereich des Kraftstoffaustritts in einem Düsenkörper radial dichtend geführter, einen der Kraftstoffleitung dienender Kanal aufnehmender Kolben angeordnet ist, bei dessen Hubbewegung eine Aufsteueröffnung mindestens eine Spritzöffnung aufsteuert. Die Kraftstoffeinspritzdüse ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzöffnung in der Düsennadel und die Aufsteueröffnung im Düsenkörper angeordnet ist. Die Öffnungsbewegung der Düsennadel erfolgt durch den Kraftstoff, der an einer Druckschulter an der Düsennadel angreift. Der Verschluß der Spritzöffnungen erfolgt durch Abdecken der Spritzöffnungen mittels der Zylinderwand, in der die Aufsteueröffnung vorgesehen ist.From DE 27 49 378 A1 a generic fuel injection nozzle is known, the one of Occasionally prevent coking of external spray holes. The Fuel injection nozzle has a nozzle needle that opens against the direction of flow which is guided radially sealingly in the area of the fuel outlet in a nozzle body, one the fuel line serving channel receiving piston is arranged at the Lift movement opens a control opening at least one spray opening. The Fuel injection nozzle is characterized in that the spray opening in the nozzle needle and  the control opening is arranged in the nozzle body. The opening movement of the nozzle needle is done by the fuel, which acts on a pressure shoulder on the nozzle needle. The The spray openings are closed by covering the spray openings by means of the Cylinder wall in which the control opening is provided.

Diese Art Kraftstoffeinspritzdüse ist für hohen Kraftstoffdrücken nicht geeignet, da der Verschluß nicht ausreichend dicht ist.This type of fuel injector is not suitable for high fuel pressures because of the Closure is not tight enough.

Aus der DE 42 28 359 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bekannt, die einen den Druckraum axial begrenzenden vom Kraftstoff beaufschlagten Kolben aufweist, mit einer die Düsennadel mit der Dichtfläche des Schließkopfes entgegen der Kraftstoffströmung gegen den Ventilsitz spannenden Schließfeder, und mit nadelhubabhängig steuerbaren Spritzöffnungen im Kolben der Düsennadel. Der Kolben weist eine axial zum Druckraum hin offene, von einem Mantel umfangsseitig begrenzte Ausnehmung auf. Die Spritzöffnungen sind Teil von den Mantel durchsetzenden Durchbrüchen, die axial versetzt von der Dichtfläche des Schließkopfes im Umfang des Mantels münden.From DE 42 28 359 A1 a fuel injection nozzle is known, which the pressure chamber has axially limiting pistons acted upon by the fuel, with a the nozzle needle with the sealing surface of the closing head against the fuel flow against the valve seat exciting closing spring, and with spray openings that can be controlled depending on the needle stroke in the piston of the Nozzle needle. The piston has a jacket that is open axially towards the pressure chamber recess limited on the circumference. The spray openings are part of the jacket penetrating breakthroughs that are axially offset from the sealing surface of the closing head in The circumference of the jacket opens.

Aus der DE 44 44 363 A1 ist eine mehrstrahlige Kraftstoffeinspritzdüse bekannt. Diese besitzt in der Düsennadel mindestens eine weitere in Hubrichtung der Düsennadel mit Axialabstand zu einer anderen angeordnete Spritzlochreihe. Eine zugehörige Federschließvorrichtung ist so ausgebildet, daß die Düsennadel jeweils eine stabile Hublage einnimmt, wenn der volle Lochquerschnitt der Spritzlöcher jeweils einer Spritzlochreihe von der Steuerkante freigegeben ist.A multi-jet fuel injection nozzle is known from DE 44 44 363 A1. This has in the nozzle needle at least one further in the stroke direction of the nozzle needle with an axial distance another row of spray holes arranged. An associated spring closing device is like this trained that the nozzle needle each assumes a stable stroke position when the full Hole cross section of the spray holes one spray hole row released from the control edge is.

Nachteilig ist, daß die Einstellung der Hublage von der Federkennlinie der Einzelfedern abhängig ist, wodurch sich kein variabler Hub einstellen läßt.It is disadvantageous that the adjustment of the stroke position from the spring characteristic of the individual springs is dependent, which means that no variable stroke can be set.

Aus der DE 196 23 211 A1 ist noch ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei der insbesondere die Ausbildung einer definierten Dichtkante angestrebt wird, die durch unterschiedliche Konuswinkel von Ventildichtfläche und Ventilsitzfläche erreicht werden soll. Zudem sind auch hier Reihen von Spritzlochreihen vorgesehen, die nacheinander aufsteuerbar sind.From DE 196 23 211 A1 a fuel injection valve is known, in particular the formation of a defined sealing edge is aimed for by different Cone angle of the valve sealing surface and valve seat surface should be reached. Also are here rows of spray hole rows are provided, which can be opened one after the other.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen anzugeben, deren Düsennadel variabel unterschiedliche Hublagen einnimmt, um verschiedene Reihen von Spritzlöchern freizugeben (flexible Einspritzverlaufsformung), und dabei im Havariefall den Kraftstoffzuschluß sicher unterbricht. The object of the invention is to provide a fuel injector for Specify internal combustion engines, the nozzle needle variable stroke positions occupies to expose different rows of spray holes (flexible Injection course shaping), and thereby safely cuts off the fuel supply in the event of an accident.  

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zentrische Bohrung in der Düsennadel mit dem Düsenkörper einen Druckraum bildet, der durch eine Bohrung in der Düsennadel ständig mit einem Hochdruckzulauf verbunden ist, eine Schulter am brennraumseitigen Ende der Düsennadel an einer Dichtkante zwischen Düsenkörper und Düsennadel den Druckraum abdichtend anliegt, der Piezoaktor zur Betätigung der Düsennadel durch eine hydraulische Koppelung mit dieser verbunden ist, wobei durch das Einschalten des Piezoaktors die Düsennadel definierte Hublagen einnimmt und Spritzöffnungen gegenüber der Aufsteueröffnung in Überdeckung gelangen, so daß Kraftstoff aus dem Hochdruckzulauf in den Brennraum einströmen kann.This object is achieved in connection with the preamble of patent claim 1 solved in that the central bore in the nozzle needle with the nozzle body forms a pressure chamber through a hole in the Nozzle needle is constantly connected to a high pressure inlet, one shoulder on combustion chamber end of the nozzle needle on a sealing edge between the nozzle body and Nozzle needle sealingly rests against the pressure chamber, the piezo actuator for actuating the nozzle needle is connected to it by a hydraulic coupling, and by switching on the Piezo actuator the nozzle needle takes defined stroke positions and spray openings opposite the Control opening overlap so that fuel from the high pressure inlet into the Combustion chamber can flow.

Der Piezoaktor schiebt die Düsennadel entgegen den wirkenden Kräften (hydraulische Kraft Fhydr, Federkraft FF, Dämpfungskraft Fdämpf und Trägheitskraft der Düsennadel) nach unten. Durch die genaue Positionierbarkeit des Piezoaktors ist es dabei möglich, die Düsennadel so zu positionieren, daß die gewünschten Spritzlochquerschnitte freigegeben werden. Geschlossen werden die Spritzlöcher durch die sich im Druckraum aufbauende hydraulische Kraft. Die Freigabe der Spritzlöcher ist somit unabhängig vom vorherrschenden Einspritzdruck im Druckspeicher.The piezoelectric actuator pushes the nozzle needle against the acting forces (F hydr hydraulic force, spring force F F, F atten damping force and inertial force of the nozzle needle) down. The precise positioning of the piezo actuator makes it possible to position the nozzle needle in such a way that the desired spray hole cross sections are released. The spray holes are closed by the hydraulic force building up in the pressure chamber. The clearance of the spray holes is therefore independent of the prevailing injection pressure in the pressure accumulator.

Von Vorteil ist, daß im Düsenkörper eine Einlassung vorgesehen ist, in der eine Feder eingesetzt ist, die auf einen Anschlag am oberen Ende der Düsennadel drückt, um die Düsennadel bei PcommonRail < Betriebsdruck sicher zu schließen.It is advantageous that an inlet is provided in the nozzle body, in which a spring is inserted which presses on a stop at the upper end of the nozzle needle in order to securely close the nozzle needle at P commonRail <operating pressure.

Es ist vorteilhaft, zwischen einer Bohrung im Düsenkörper und der Düsennadel eine Hülse vorzusehen, die bis an eine Bohrung im Düsenkörper reicht, wobei das über die Hülse überstehende Teil der Düsennadel eine Schulter zum abdichten bildet. Damit bildet die Hülse einen Dichtkante für die Düsennadel, wodurch die Bohrung im Düsenkörper im ausgeschalteten Zustand des Piezoaktors verschlossen gehalten wird.It is advantageous to have a sleeve between a bore in the nozzle body and the nozzle needle to be provided, which extends to a bore in the nozzle body, this over the sleeve protruding part of the nozzle needle forms a shoulder for sealing. This forms the sleeve a sealing edge for the nozzle needle, whereby the hole in the nozzle body when switched off State of the piezo actuator is kept closed.

Es ist vorteilhaft, für eine Vor- oder eine Nachspritzeinrichtung jeweils nur das untere Spritzloch zu öffnen. Für größere Einspritzmengen während einer Haupteinspritzung sind mehrere Spritzlöcher zu öffnen. It is advantageous to use only the lower spray hole for a pre-injection or post-injection device to open. There are several for larger injection quantities during a main injection Open spray holes.  

Vorteilhaft läßt sich die Kraftstoffmenge durch die Hublage und die Einschaltzeit des Piezoaktors bestimmen. Dabei kann die Gestaltung des Spritzlochquerschnittes entsprechend dem Prinzip der Registerdüse nach Potz, D.; Kreh, A.; Warga, J.: Variable Orifice Geometry Verified on the Two-phase Nozzle (VRD) vorgenommen werden.The amount of fuel can be advantageous by the stroke position and the on time of the Determine the piezo actuator. The design of the spray hole cross section can be made accordingly the principle of the register nozzle according to Potz, D .; Kreh, A .; Warga, J .: Variable Orifice Geometry Verified on the Two-phase Nozzle (VRD).

Um eine genaue Hublage einzuhalten, kann der Piezoaktor mit einem Wegmeßsystem versehen werden, das mit der Ansteuerung des Piezoaktors verbunden ist.To maintain an exact stroke position, the piezo actuator can be equipped with a position measuring system be connected to the control of the piezo actuator.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. In the Drawings show:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse mit Piezoaktor Fig. 1 shows a fuel injector according to the invention with a piezo actuator

Fig. 2 eine zu Fig. 1 gehörige Detaildarstellung; geschlossener Zustand FIG. 2 shows a detailed representation belonging to FIG. 1; closed state

Fig. 3 eine zu Fig. 1 gehörige Detaildarstellung; teiloffener Zustand FIG. 3 shows a detailed representation belonging to FIG. 1; partially open condition

Fig. 4 eine zu Fig. 1 gehörige Detaildarstellung; offener Zustand FIG. 4 shows a detailed representation belonging to FIG. 1; open state

Fig. 5 das vergrößerte Detail entsprechend Fig. 2 bis 4 mit Darstellung der Querschnittsform der Bohrung 11 Fig. 5 shows the enlarged detail according to Fig. 2 to 4 illustrating the cross-sectional shape of the bore 11

Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung der Einspritzvolumina Fig. 6 is a diagram showing the injection volumes

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse, bestehend aus Piezoaktor 1, Ausgleichsbehälter 2, hydraulischer Koppelung 3, Düsenkörper 4 und Düsennadel 5. Der Piezoaktor 1 in Stapelbauweise ist mit einem Ende festgelegt und steht mit dem anderen Ende mit der Düsennadel 5 über eine hydraulische Koppelung 3 in Verbindung. Zur Versorgung der hydraulischen Kopplung 3 mit Hydraulikflüssigkeit ist ein Ausgleichsbehälter 2 über eine Drossel 7 angeschlossen. Die Düsennadel 5 ist axial verschiebbar im Düsenkörper 4 eingelassen. Die Düsennadel 5 weist eine zentrische Bohrung 10 auf, die mit einem Hochdruckzulauf 8 über eine Bohrung 13 in Verbindung steht. Die zentrische Bohrung 10 ist in der Düsennadel 5 so angebracht, daß dieser zu einem kleinen Zwischenraum am Boden des Düsenkörpers 4 offen ist. In einer Aussparung im Düsenkörper 4 ist eine Feder 6 eingesetzt, die gegen einen Anschlag an der Düsennadel 5 drückt und die Düsennadel 5 entgegen der Aktorbewegung vorspannt. Fig. 1 shows a fuel injector according to the invention, consisting of the piezoelectric actuator 1, the expansion tank 2, hydraulic coupling 3, nozzle body 4 and the nozzle needle 5. The stacked piezo actuator 1 is fixed at one end and is connected at the other end to the nozzle needle 5 via a hydraulic coupling 3 . To supply the hydraulic coupling 3 with hydraulic fluid, an expansion tank 2 is connected via a throttle 7 . The nozzle needle 5 is axially displaceable in the nozzle body 4 . The nozzle needle 5 has a central bore 10 which is connected to a high-pressure inlet 8 via a bore 13 . The central bore 10 is made in the nozzle needle 5 so that it is open to a small space at the bottom of the nozzle body 4 . In a recess in the nozzle body 4 , a spring 6 is inserted, which presses against a stop on the nozzle needle 5 and prestresses the nozzle needle 5 against the actuator movement.

Der zwischen dem unteren Ende der Düsennadel 5 und dem Boden in der Einlassung des Düsenkörpers 4 vorgesehene kleine Zwischenraum weist nur eine verhältnismäßig geringe Höhe auf, so daß die Düsennadel 5, infolge einer Betätigung des Piezoaktors 1, eine axiale Verschiebung ausführen kann. The small space provided between the lower end of the nozzle needle 5 and the bottom in the inlet of the nozzle body 4 has only a relatively small height, so that the nozzle needle 5 can carry out an axial displacement as a result of actuation of the piezo actuator 1 .

Zwischen Düsennadel 5 und der Einlassung im Düsenkörper 4 ist eine Hülse 9 vorgesehen, die bis an eine Aufsteueröffnung 12 im Düsenkörper 4 reicht, und dort eine Dichtkante bildet. Die Düsennadel 5 ist auf der Länge der Hülse 9 in seinem Durchmesser um den Betrag der Dicke der Hülse 9 reduziert. Somit schlägt der Teil mit dem größeren Durchmesser der Düsennadel 5 am Ende der Hülse 9 an und verschließt die Aufsteueröffnung 12 zum Brennraum 14.Between the nozzle needle 5 and the inlet in the nozzle body 4 , a sleeve 9 is provided, which extends to an opening 12 in the nozzle body 4 , and forms a sealing edge there. The diameter of the nozzle needle 5 is reduced along the length of the sleeve 9 by the amount of the thickness of the sleeve 9 . The part with the larger diameter of the nozzle needle 5 thus strikes the end of the sleeve 9 and closes the opening 12 to the combustion chamber 14 .

Ohne Beaufschlagung des Piezoaktors 1 wird die zentrische Bohrung 10 in der Düsennadel 5, vom Hochdruckzulauf 8 her, über die Bohrung 13 mit dem unter Druck stehenden Kraftstoff 14 versorgt. Der Teil mit dem größeren Durchmesser der Düsennadel 5 liegt am Ende der Hülse 9 an. Die Aufsteueröffnung 12 zum Brennraum ist geschlossen.Without the piezo actuator 1 being acted upon, the central bore 10 in the nozzle needle 5 is supplied with the pressurized fuel 14 from the high-pressure inlet 8 via the bore 13 . The part with the larger diameter of the nozzle needle 5 lies against the end of the sleeve 9 . The control opening 12 to the combustion chamber is closed.

Sobald der Piezoaktor 1 beaufschlagt wird, werden die auf die Düsennadel 5 wirkenden Kräfte (hydraulische Kraft Fhydr, Federkraft FF, Dämpfungskraft Fdämpf und Trägheitskraft der Düsennadel 5) überwunden und die Düsennadel 5 in Richtung zum Brennraum 13 verschoben. Die Düsennadel 5 hebt von der Dichtkante an der Hülse 9 ab. Augenblicklich entsteht eine Verbindung zwischen der Aufsteueröffnung 12 und der zentrischen Bohrung 10 in der Düsennadel 5 über in der Düsennadel 5 befindliche Spritzlöcher 11, so daß Kraftstoff 15 in den Brennraum 14 einströmen kann.When the piezoelectric actuator 1 is applied, the forces acting on the nozzle needle 5 forces (hydraulic force F hydr, spring force F F, damping force F atten and inertia force of the nozzle needle 5) overcome and the nozzle needle moved in the direction of the combustion chamber 13. 5 The nozzle needle 5 lifts off from the sealing edge on the sleeve 9 . A connection is immediately established between the control opening 12 and the central bore 10 in the nozzle needle 5 via spray holes 11 located in the nozzle needle 5 , so that fuel 15 can flow into the combustion chamber 14 .

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen jeweils das zu Fig. 1 gehörige Detail. Fig. 2 gibt den geschlossenen, Figs. 2, 3 and 4 respectively, show the corresponding to FIG. 1 detail. Fig. 2 gives the closed,

Fig. 3 den teiloffenen und Fig. 4 den offenen Zustand wieder. Entsprechend der in Fig. 2 gezeigten Darstellung sind beide Spritzlöcher 11 verschlossen. In Fig. 3 ist ein Spritzloch und in Fig. 4 sind beide Spritzlöcher frei. Damit läßt sich eine flexible Einspritzverlaufsformung des Kraftstoffs 15 im Brennraum 14 erzielen. Fig. 3 the partially open and Fig. 4 the open state again. According to the illustration shown in Fig. 2, both spray holes 11 are closed. In Fig. 3 there is a spray hole and in Fig. 4 both spray holes are free. A flexible injection curve shaping of the fuel 15 in the combustion chamber 14 can thus be achieved.

Fig. 5 zeigt noch eine vergrößerte Darstellung der zuvor erläuterten Details. Aus der Fig. 5 geht eine rechteckige Ausbildung der Spritzlöcher 11 hervor. Durch entsprechende Ansteuerung des Piezoaktors 1 lassen sich auch Positionen der Düsennadel 5 einstellen, die von den in Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Positionen abweichen. Fig. 5 shows another enlarged representation of the details discussed above. From Fig. 5, a rectangular form is produced of the injection holes. 11 Appropriate control of the piezo actuator 1 also allows positions of the nozzle needle 5 to be set which deviate from the positions shown in FIGS. 2, 3 and 4.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm mit Darstellung des Hubes in Abhängigkeit von der Zeit. Bei Einstellung der Hublage h1 wird nur die erste Reihe Spritzlöcher 11 freigegeben. Die Einschaltzeit t des Piezoaktors bestimmt zusammen mit der Hublage das Einspritzvolumen. In der Hublage h1 wird eine Voreinspritzung ausgelöst. Bei der Hublage h2 werden zwei Reihen Spritzlöcher 11 freigegeben und die Einschaltzeit des Piezoaktors ist größer, so daß eine Haupteinspritzung ausgelöst wird. Fig. 6 shows a diagram showing the stroke as a function of time. When the stroke position h 1 is set, only the first row of spray holes 11 is released. The switch-on time t of the piezo actuator together with the stroke position determine the injection volume. A pre-injection is triggered in the stroke position h 1 . At the stroke position h 2 , two rows of spray holes 11 are released and the switch-on time of the piezo actuator is greater, so that a main injection is triggered.

BezugszeichenlisteReference list

11

Piezoaktor
Piezo actuator

22nd

Ausgleichsbehälter
surge tank

33rd

hydraulische Koppelung
hydraulic coupling

44th

Düsenkörper
Nozzle body

55

Düsennadel
Nozzle needle

66

Feder
feather

77

Drossel
throttle

88th

Hochdruckzulauf
High pressure inlet

99

Hülse
Sleeve

1010th

Bohrung
drilling

1111

Spritzloch
Spray hole

1212th

Aufsteueröffnung
Control opening

1313

Bohrung
drilling

1414

Brennraum
Combustion chamber

1515

Kraftstoff
fuel

1616

Schulter
shoulder

Claims (7)

1. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen, deren Einspritzanlage einen Druckspeicher aufweist, mit einem Düsenkörper (4), in dem eine eine zentrische Bohrung (10) aufweisende Düsennadel geführt ist, die zum brennraumseitigen Ende offen ist, mit am brennraumseitigen Ende nadelhubabhängig steuerbaren Spritzöffnungen (11) in der Düsennadel (5) und Aufsteueröffnungen (12) im Düsenkörper (4), und einem Piezoaktor (1) zur Betätigung der Düsennadel (5), dadurch gekennzeichnet, daß die zentrische Bohrung (10) in der Düsennadel (5) mit dem Düsenkörper (4) einen Druckraum bildet, der durch eine Bohrung (13) in der Düsennadel (5) ständig mit einem Hochdruckzulauf (8) verbunden ist, eine Schulter (16) am brennraumseitigen Ende der Düsennadel (5) an einer Dichtkante zwischen Düsenkörper (4) und Düsennadel (5) den Druckraum abdichtend anliegt, der Piezoaktor (1) zur Betätigung der Düsennadel (5) durch eine hydraulische Koppelung (3) mit dieser verbunden ist, wobei durch das Einschalten des Piezoaktors (1) die Düsennadel (5) definierte Hublagen einnimmt und Spritzöffnungen (11) gegenüber der Aufsteueröffnung (12) in Überdeckung gelangen, so daß Kraftstoff(15) aus dem Hochdruckzulauf (8) in den Brennraum (14) einströmen kann.1. Fuel injection nozzle for internal combustion engines, the injection system of which has a pressure accumulator, with a nozzle body ( 4 ) in which a nozzle needle having a central bore ( 10 ) is guided, which is open to the end on the combustion chamber side, with spray openings ( 11 ) controllable at the combustion chamber end depending on the needle stroke. in the nozzle needle ( 5 ) and control openings ( 12 ) in the nozzle body ( 4 ), and a piezo actuator ( 1 ) for actuating the nozzle needle ( 5 ), characterized in that the central bore ( 10 ) in the nozzle needle ( 5 ) with the nozzle body ( 4 ) forms a pressure chamber which is continuously connected to a high-pressure inlet ( 8 ) through a bore ( 13 ) in the nozzle needle ( 5 ), a shoulder ( 16 ) at the end of the nozzle needle ( 5 ) on the combustion chamber side at a sealing edge between the nozzle body ( 4 ) and nozzle needle ( 5 ) sealingly abuts the pressure chamber, the piezo actuator ( 1 ) for actuating the nozzle needle ( 5 ) by means of a hydraulic coupling tion ( 3 ) is connected to it, the nozzle needle ( 5 ) taking defined stroke positions by switching on the piezo actuator ( 1 ) and spray openings ( 11 ) overlap with the control opening ( 12 ) so that fuel ( 15 ) from the high pressure inlet ( 8 ) can flow into the combustion chamber ( 14 ). 2. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Düsenkörper (4) eine Einlassung vorgesehen ist, in der eine Feder (6) eingesetzt ist, die auf einen Anschlag am oberen Ende der Düsennadel (5) drückt.2. Fuel injection nozzle for internal combustion engines according to claim 1, characterized in that an inlet is provided in the nozzle body ( 4 ) in which a spring ( 6 ) is inserted which presses on a stop at the upper end of the nozzle needle ( 5 ). 3. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Bohrung im Düsenkörper (4) und der Düsennadel (5) eine Hülse (9) vorgesehen ist, die bis an die Aufsteueröffnung (12) im Düsenkörper (4) reicht, wobei die Düsennadel (5) eine radial über die Hüle (9) überstehende Schulter (16) aufweist.3. Fuel injection nozzle for internal combustion engines according to claim 1 or 2, characterized in that a sleeve ( 9 ) is provided between a bore in the nozzle body ( 4 ) and the nozzle needle ( 5 ), which up to the control opening ( 12 ) in the nozzle body ( 4 ) is sufficient, the nozzle needle ( 5 ) having a shoulder ( 16 ) projecting radially beyond the sleeve ( 9 ). 4. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr übereinander liegende Spritzlöcher (11) am brennraumseitigen Ende der Düsennadel (5) vorgesehen sind.4. Fuel injection nozzle for internal combustion engines according to claim 1, 2 or 3, characterized in that two or more superposed spray holes ( 11 ) are provided at the combustion chamber end of the nozzle needle ( 5 ). 5. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsteueröffnung (12), der Dichtanschlag an der Hülse (9) und die Spritzlöcher (11) einen radial schräg verlaufenden Kanal im geöffneten Zustand bilden. 5. Fuel injection nozzle for internal combustion engines according to claim 1 to 4, characterized in that the opening ( 12 ), the sealing stop on the sleeve ( 9 ) and the spray holes ( 11 ) form a radially oblique channel in the open state. 6. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoaktor (1) durch entsprechende elektrische Ansteuerung verschiedene Hublagen einstellt, wodurch ein oder mehrere übereinander liegende Reihen von Spritzlöchern (11) freigegeben werden.6. Fuel injection nozzle for internal combustion engines according to claim 1 to 5, characterized in that the piezo actuator ( 1 ) adjusts various stroke positions by appropriate electrical control, whereby one or more rows of spray holes ( 11 ) one above the other are released. 7. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffmenge durch die Hublage und die Einschaltzeit des Piezoaktors (1) bestimmt wird.7. Fuel injection nozzle for internal combustion engines according to claim 1 to 6, characterized in that the amount of fuel is determined by the stroke position and the switch-on time of the piezo actuator ( 1 ).
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