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Patent Searching and Data


Title:
FUEL INJECTION VALVE FOR COMBUSTION ENGINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/003550
Kind Code:
A1
Abstract:
The actuator piston (26), which is moved back and forth by the actuator (18), has a piston surface (86), which delimits the control space (36), and has, on the opposite side, a compensation surface (88) that delimits the compensation space (24). The compensation space (24) is connected to the high-pressure space (34) and is under the working pressure of the fuel. The control space (36) is limited by the injection valve element (40) in the manner of a piston. The injection valve element (40) interacts with an injection valve seat (52) and is guided with slip fit via its end area, which faces the control space (36), in the needle guide (48) formed on the needle guide part (47). The needle guide part (47) is shaped onto the cylinder element (28). The pressure inside the control space (36) produces, over the piston surface (86), a force toward the actuator (18) that, however, is partially compensated for by the compensation surface (88). This permits the use of low-output actuators (18).

Inventors:
GANSER MARCO (CH)
Application Number:
PCT/CH2004/000400
Publication Date:
January 13, 2005
Filing Date:
June 28, 2004
Export Citation:
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Assignee:
GANSER HYDROMAG (CH)
GANSER MARCO (CH)
International Classes:
F02M47/00; F02M47/02; F02M47/04; F02M47/06; F02M63/00; (IPC1-7): F02M47/00; F02M47/06
Foreign References:
EP0324905A11989-07-26
US4579283A1986-04-01
US5452858A1995-09-26
EP1098087A12001-05-09
DE4306072A11994-09-08
DE4233273A11993-09-02
Attorney, Agent or Firm:
SCHAAD BALASS MENZL & PARTNER AG (Zürich, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Brennstoffeinspritzung in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem mit einem Brennstoffhochdruckeinlass (70) verbundenen und von einem Einspritzventilsitz (52) begrenzten Hochdruckraum (34), einem im Hochdruckraum (34) angeordneten, nadelförmigen Einspritzventilglied (40), das einerseits mit dem Einspritzventilsitz (52) zusammenwirkt und andererseits mit einem einem Steuerraum (36) zugewandten Endbereich in einer Nadelführung (48) geführt ist sowie in der Art eines Kolbens den Steuerraum (36) begrenzt, und einem den Steuerraum (36) ebenfalls begrenzenden, in einem Zylinder (30) geführten Aktuatorkolben (26), der mit einemzur Betätigung des Einspritzventilgliedes (52)mittels eines Aktuators (18) bewegbaren Aktuatorschaft (16) verbunden ist, wobei der Aktuatorkolben (26), auf seiner dem Steuerraum (36) abgewandten Seite eine mit Brennstoff beaufschlagte, hydraulisch wirksame Kompensationsfläche (88) zur Erzeugung einer in Richtung gegen den Steuerraum (36) gerichteten Kompensationskraft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelführung (48) an einem Nadelführungsteil (47) ausgebildet ist, der an einem den Zylinder (30) bildenden Bauteil (28,10) angeformt ist oder an diesem Bauteil (28,10) zumindest während der Öffnungsbewegung des Einspritzventilgliedes (40) dichtend anliegt.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Steuerraum (36) zugewandter Endbereich des Einspritzventilgliedes (40) in der Nadelführung (48) in enger Gleitpassung geführt ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuatorkolben (26) im Zylinder (30) in enger Gleitpassung geführt ist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventilglied (40) mit der Kraft einer Feder (76) in Richtung gegen den Einspritzventilsitz (52) beaufschlagt ist und die Feder (76) sich am Nadelführungsteil (47) abstützt.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Steuerraum (36) begrenzende Querschnittsfläche des Einspritzventilgliedes (40) kleiner ist, als die den Steuerraum (36) begrenzende Kolbenfläche (86) des Aktuatorkolbens (26).
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (36) mittels einer Trennwand (38) in einen dem Einspritzventilglied (40) zugeordneten ersten Teilraum (42) und einen dem Aktuatorkolben (26) zugeordneten zweiten Teilraum (44) unterteilt ist, und die beiden Teilräume (42,44) mittels einer, vorzugsweise in der Trennwand (38) angeordneten, Verbindungsöffnung (46) miteinander verbunden sind.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (38) am Nadelführungsteil (47) ausgebildet ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsöffnung (46) als Drosseldurchlass ausgebildet ist.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsöffnung (46) mittels einer einen Drosseldurchlass (82) aufweisenden Ventilelements (78) verschliessbar ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (78) im ersten Teilraum (42) angeordnet und mittels Federkraft (80) zurückdrängbar an der Trennwand (38) in Anlage gehalten ist.
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (30) auf der dem Steuerraum (36) abgewandten Seite des Aktuatorkolbens (26) einen mit dem Hochdruckraum (34) verbundenen Kompensationsraum (24) umfangsseitig begrenzt.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kompensationsraum (24) und dem Hochdruckraum (34) eine Drosselverbindung (98) vorhanden ist.
13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Parallelschaltung zur Drosselverbindung (98) eine weitere, mittels eines Rückschlagventils (100) verschliessbare Verbindung (32) vorhanden ist.
14. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuatorschaft (18) in enger Gleitpassung durch eine Gehäusedurchführung (96) geführt ist oder mit einem membranartigen Dichtelement (22) verbunden ist, um den Austritt von Brennstoff in Richtung zum Aktuator (18) minimal zu halten, beziehungsweise vollständig zu verhindern.
15. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (18) als piezoelektrischer oder magnetostriktiver Aktuator (18) ausgebildet ist.
Description:
Brennstoffeinspritzventil für Verbrennungskraftmaschinen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Brennstoffeinspritzung in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine gemäss Patentanspruch 1.

Brennstoffeinspritzventile weisen üblicherweise ein mittels einer Elektromagentanordung angesteuertes Pilotventil zur Steuerung des Einspritzventilgliedes auf.

Brennstoffeinspritzventile dieser Art sind beispielsweise in EP-A-0 603 616, EP-A-0 824 190, EP-A-1 118 765, US-A- 5,458, 293 und US-A-6,499, 699 offenbart. Bei diesen Brennstoffeinspritzventilen sind wenigstens die bei Einspritzvorgängen durch das Pilotventil aus einem Steuerraum in einen Niederdruckraum ausströmendem Brennstoffverluste hinzunehmen.

In der älteren CH-Patentanmeldung Nr. 2003 1047/03 und in der entsprechenden internationalen Patentanmeldung PCT/CH 2004/00266, beide nicht vorveröffentlicht, sind pilotventillose Brennstoffeinspritzventile offenbart, die ohne Brennstoffverlust arbeiten. Bei Ausbildungsformen mit einem Steuerraum ist dieser einerseits mittels eines Einspritzventilgliedes in der Art eines Kolbens begrenzt.

Mit seinem dem Steuerraum abgewandten Endbereich wirkt das nadelförmige Einspritzventilglied mit einem Einspritzventilsitz zusammen. Andererseits ist der Steuerraum mittels eines Dichtelements von einem Aktuator abgetrennt. Der Aktuator, welcher insbesondere als piezoelektrischer oder magnetostriktvier Aktuator ausgebildet ist, betätigt einen Aktuatorschaft, der das

als Membrane ausgebildete Dichtelement grossflächig abstützt oder selber in den Steuerraum eintaucht, wobei ein membranartiges Dichtelement dafür sorgt, dass kein Brennstoff aus dem Steuerraum zum Aktuator ausfliessen kann. Der Steuerraum ist durch einen Drosseldurchlass oder eine Gleitpassung des Einspritzventilgliedes mit einem Hochdruckraum verbunden, welcher seinerseits mit einem Brennstoffhockdruckeinlass verbunden und vom Einspritzventilsitz begrenzt ist. Zum Auslösen eines Einspritzvorgangs wird der Aktuatorschaft zurückgezogen, was dazu führt, dass das Einspritzventilglied vom Einspritzventilsitz abgehoben wird. Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird der Aktuatorschaft in entgegengesetzter Richtung gegen den Steuerraum bewegt, wodurch das Einspritzventilglied an den Einspritzventilsitz wieder in Anlage gebracht wird. Da mit den genannten Aktuatoren Hübe des Aktuatorschafts in der Grössenordnung von 0,05-0, 08 mm erzielbar sind und das Einspritzventilglied im Stande sein sollte, einen Hub von etwa 0,2-0, 3 mm auszuführen, ist der Durchmesser des Aktuatorschafts, beziehungsweise des auslenkbaren Teils der Membrane, grösser gewählt als jener des in der Art eines Kolbens wirkenden Endbereichs des Einspritzventilgliedes. Der Aktuator muss somit neben den dynamischen Kräften für die Betätigung des Einspritzventilgliedes auch die durch den Druck des Brennstoffs im Steuerraum erzeugte hydraulische Kraft aufnehmen.

Die US-A-4,579, 283 offenbart ein mittels eines piezoelektrischen Aktuators betätigtes Brennstoffeinspritzventil. Der Aktuator betätigt einen Kolben, welcher das Volumen eines vom Kolben und einem nadelförmiaen Einspritzventilqlied beqrenzten Steuerraumes

ändert Das Einspritzventilglied wirkt andernends mit einem an einem Ventilsitzelement angeformten Ventilsitz zusammen. An diesem Ventilsitzelement ist weiter eine Nadelführung ausgebildet, an welcher das Einspritzventilglied mit einem dem Steuerarm zugewandten Endbereich verschiebbar geführt ist. Der Kolben ist auch auf seiner dem Steuerraum abgewandten Seite mit Brennstoff beaufschlagt und das Einspritzventilglied bewegt sich in Abhängigkeit vom Brennstoffdruck im Steuerraum.

Die EP-A-0 324 905 offenbart sehr ähnlich aufgebaute Brennstoffeinspritzventile.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffeinspritzventil zu schaffen, das bei einfachem Aufbau und vorgegebenen Bedingungen mit einem kleinen, das heisst leistungsschwachen Aktuator auskommt.

Diese Aufgabe wird mit einem Brennstoffeinspritzventil gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.

Die steuerraumseitig auf einen Aktuatorkolben wirkenden Kräfte sind auf der Gegenseite hydraulisch zu einem erheblichen Teil kompensiert, was zu einer massiven Reduktion der auf den Aktuatorschaft wirkenden Kräfte führt. Das erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzventil kann somit mit einem leistungsschwächeren Aktuator ausgestattet werden, verglichen mit einem Brennstoffeinspritzventil ohne der genannten Kräftekompensation. Entsprechend ist es erfindungsgemäss beispielsweise auch möglich, mit einem Aktuator gleicher Leistung ein Brennstoffeinspritzventil anzusteuern, dessen Einspritzventilglied einen grösseren Hub auszuführen hat.

Die Ausbildung einer Nadelführung an einem Nadelführungsteil, der von einem einen Einspritzventilsitz aufweisenden Ventilsitzelement unabhängig ist, bietet neben einem einfachen Aufbau auch die Möglichkeit, mit dem Einspritzventilsitz zusammenwirkendes Einspritzventilglied im Bereich der Nadelführung schlank auszubilden.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen rein schematisch : Fig. 1 : im Längsschnitt einen Teil einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils ; und Fig. 2 : in gleicher Darstellung wie Fig. 1 einen Teil einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils.

Das in der Fig. 1 gezeigte Brennstoffeinspritzventil weist ein Gehäuse 10 auf, von welchem nur ein Endbereich gezeigt ist. In einem zentralen in Richtung der Gehäuselängsachse 12 verlaufenden Durchlass 14 ist ein Aktuatorschaft 16 angeordnet, welcher mittels eines am Gehäuse 10 befestigten Aktuators 18 in Richtung der Gehäuse- längsachse 12 hin und her bewegbar ist. Beim Aktuator 18 handelt es sich vorzugsweise um einen elektrisch angesteuerten magnetostriktiven oder piezoelektrischen Aktuator, welcher den Aktuatorschaft 16 um einen Hub in der Grössenordung von 0,02-0, 08 mm bewegen kann.

Der Aktuatorschaft 16 steht über die Stirnseite 20 des Gehäuses 10 vor, durchgreift mit dem vorstehenden Teil ein Dichtelement 22 und einen Kompensationsraum 24, der in axialer Richtung einerseits vom Dichtelement 22 und andererseits von einem Aktuatorkolben 26 begrenzt ist. Der Aktuatorkolben 26 ist mit dem Aktuatorschaft 16 fest verbunden ; vorzugsweise ist der Aktuatorschaft 16 zusammen mit dem Aktuatorkolben 26 einstückig ausgebildet.

Umfangsseitig ist der Kompensationsraum 24 von einem, einen Zylinder 30 bildenden Bauteil, einem hülsenförmigen Zylinderelement 28, begrenzt, an dessen Innenwand 30'der Aktuatorkolben 26 in Gleitpassung, vorzugsweise in enger Gleitpassung, (3-10 pm) geführt ist. Der Kompensationsraum 24 ist mittels eines Radialdurchlasses 32 durch das Zylinderelement 28 hindurch mit einem Hochdruckraum 34 verbunden.

Weiter begrenzt das Zylinderelement 28 umfangsseitig, bezüglich des Aktuatorkolbens 26 auf der dem Kompensationsraum 24 gegenüberliegenden Seite, einen Steuerraum 36, der durch eine Trennwand 38 des Zylinderelements 28 in einen dem Einspritzventilglied 40 zugeordneten ersten Teilraum 42 und einen dem Aktuatorkolben 26 zugeordneten zweiten Teilraum 44 unterteilt ist. Durch die Trennwand 38 hindurch verläuft eine zentrale Verbindungsöffnung 46.

Das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 40 ist einerseits mit einem dem Steuerraum 36 zugewandten Endbereich in einer an einem Nadelführungsteil 47 des Zylinderelements 28 ausgebildeten Nadelführung 48 in Gleitpassung, vorzugsweise in enger Gleitpassung (2-10 um), in axialer Richtung verschiebbar geführt und wirkt andererseits mit einem, an einem Ventilsitzelement 50

ausgebildeten Ventilsitz 52 in bekannter Art und Weise zusammen. Das Einspritzventilglied 40 begrenzt in der Art eines Kolbens den ersten Teilraum 42 und somit den Steuerraum 36. Das im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildete Ventilsitzelement 50 ist mittels einer auf das Gehäuse 10 aufgewindeten Überwurfmutter 54 dichtend an eine Distanzhülse 56 angepresst, die ihrerseits an einen Tellerflansch-artigen Bereich 58 des Dichtelements 22 dichtend angepresst ist und das Zylinderelement 28 mit Abstand umgreift.

Das Ventilsitzelement 50 weist eine zur Gehäuselängsachse 12 rotationssymmetrische Ausnehmung 60 auf, die stufenlos an die innere Mantelfläche der Distanzhülse 56 in axialer Richtung anschliesst und sich dann kegelstumpfförmig und schulterartig verjüngend bis zum Einspritzventilsitz 52 hin erstreckt. In einem kreiszylinderförmigen Führungsabschnitt 62 dieser Ausnehmung 60 ist das Einspritzventilglied 40 mittels dreier vorstehender Führungsrippen 64 geführt. Die Ausnehmung 60 und die Distanzhülse 56 begrenzen den Hochdruckraum 34, welcher durch einen Brennstoffzufuhrdurchlass 66 im Tellerflansch- artigen Bereich 58 des Dichtelements 22 und einen Brennstoffzufuhrkanal 68 im Gehäuse 10 mit einem an diesem angeordneten Brennstoffhockdruckeinlass 70 strömungsverbunden ist.

Das nadelartig ausgebildete Einspritzventilglied 40 ist somit im Hochdruckraum 34 angeordnet und durchgreift diesen. Etwa mittig des Einspritzventilgliedes 40 ist an diesem ein umlaufender Stützwulst 72 angeformt, an welchem sich eine Zwischenscheibe 74 abstützt, an welcher andererseits das eine Ende einer Feder 76-eine als Druckfeder ausgebildete Schliessfeder-anliegt, deren

anderes Ende sich an der freien Stirnseite 78 des Zylinderelements 28 abstützt. Die Feder 76 unterstützt zum einen die Schliessbewegung des Einspritzventilgliedes 40 und drückt zum andern das Zylinderelement 28 mit dessen abgewandten Stirnfläche an den Tellerflansch-artigen Bereich 58 des Dichtelements 22.

Im ersten Teilraum 42 ist ein Ventilplättchen 78 angeordnet, dass mittels einer sich am Einspritzventilglied 40 abstützenden Druckfeder 80 zurückdrängbar in Anlage an der Trennwand 38 gehalten ist.

Mittig weist das Ventilplättchen 78 einen Drosseldurchlass 82 auf, durch welchen der erste Teilraum 42 mit der Verbindungsöffnung 46 und somit dem zweiten Teilraum 44 verbunden ist. Der Aussendurchmesser des Ventilplättchens 78 ist kleiner als der freie Querschnitt des ersten Teilraums 42, sodass eine Drosselwirkung aufgehoben ist, wenn das Ventilplättchen 78 entgegen der Kraft der Druckfeder 80 von der Trennwand 38 abgehoben ist. Das Ventilplättchen 78 wirkt somit als asymmetrisches Drosselventil und als Anschlag für das Einspritzventilglied 40 bei maximaler Offenstellung des Brennstoffeinspritzventils.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Zwischenscheibe 74 zur seitlichen Führung der Feder 76 einen inneren, in axialer Richtung über die Stützfläche vorstehenden Stützkragen aufweist, und dass sie mit einem U-förmigen Ausschnitt versehen werden kann, um die leichte Auswechselbarkeit zu ermöglichen. Durch die Wahl der Dicke der Zwischenscheibe 74 kann die von der Feder 76 auf das Einspritzventilglied 40 ausgeübte Kraft eingestellt werden.

An den tellerflanschartigen Bereich 58 des Dichtelements 22 schliesst einstückig ein kreiszylinderförmiger Hülsenbereich 58'an, dessen Wandstärke wesentlich geringer ist als jene des Bereichs 58. Der Hülsenbereich 58'liegt im Innern des Kompensationsraumes 24 am Aktuatorschaft 16 an und ist in eine Umfangsnut 84 des Aktuatorschafts 16 eingebördelt, welche sich nahe beim Übergangsbereich vom Aktuatorschaft 16 in den Aktuatorkolben 26 befindet. Der unter Hockdruck stehende Brennstoff im Kompensationsraum 24 drückt den Hülsenbereich 58'an den Aktuatorschaft 16 an, sodass kein (oder praktisch kein) Treibstoff aus dem Kompensationsraum 24 entlang des Aktuatorkolbens 26 zum Aktuator 18 ausfliesst.

Der Aktuatorkolben 26 begrenzt einerseits den Steuerraum 36 mit einer hydraulisch wirksamen Kolbenfläche 86, und andererseits den Kompensationsraum 24, mit einer hydraulisch wirksamen Kompensationsfläche 88. Die Kompensationsfläche 88 ist um die Querschnittsfläche des Aktuatorschafts 66 und die Querschnittsfläche des Hülsenbereichs 58'kleiner als die Kolbenfläche 86.

Herrscht im Hockdruckraum 34 und im Steuerraum 36 derselbe Druck, ist somit im statischen Zustand der Aktuator 18 nur mit einer Kraft belastet, die der Differenz zwischen dem Druck im Hochdruckraum 34 und dem Druck aktuatorseitig des Dichtelements 22-beispielsweise Umgebungsdruck- multipliziert mit der Querschnittsfläche des Aktuatorschafts 16 und des Hülsenbereichs 58'entspricht.

Beispielsweise ist die vom Aktuator 18 aufzunehmende hydraulische Kraft-im stationären Zustand-somit um einen Faktor 4 reduziert, wenn der Aussendruckmesser des Hülsenbereichs 58'halb so gross ist wie der Durchmesser HA. Aktuatorkolbens 26 : entsprechend ist eine Reduktion um

den Faktor 9 erzielbar, wenn das Durchmesserverhältnis 1 : 3 beträgt, usw.

Ein Drosseleinlass 90 durch das Zylinderelement 28 ist gestrichelt angedeutet. Er verbindet den Steuerraum 36, insbesondere den zweiten Teilraum 44 mit dem Hochdruckraum 34. Ist ein solcher Drosseleinlass 90 vorhanden, dient er einem schnelleren Druckausgleich zwischen Hochdruckraum 34 und Steuerraum 36, als er ohne Drosseleinlass 90 durch die Nadelführung 48 und zwischen dem Aktuatorkolben 26 und der Innenwand 30'des Zylinderelements 28 hindurch möglich ist.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass stromabwärts des Einspritzventilssitz 52 das Ventilsitzelement 50 in der Art einer hohlen Halbkugel ausgebildet ist und in diesem Bereich sich die Einspritzdüsen 92 befinden, durch welche während eines Einspritzvorgangs der Brennstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird. Das erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzventil eignet sich für Betriebsdrücke von einigen hundert bar bis über 2000 bar.

Für die Beschreibung des in der Fig. 2 gezeigten erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzventils werden für die gleichwirkenden Teile dieselben Bezugszeichen verwendet wie im Zusammenhang mit Fig. 1. Im folgenden werden nur noch die Unterschiede der Ausführungsform gemäss Fig. 2 gegenüber jener gemäss Fig. 1 beschrieben.

Der Aktuatorkolben 26 ist in Gleitpassung, vorzugsweise in enger Gleitpassung (3-10 um), an der Innenwand 30'einer sacklochartigen Ausnehmung 94 im Gehäuse 10 gelagert. Das Gehäuse 10 ist in diesem Fall das den Zylinder 30 bildende Bauteil. Die Ausnehmung 94 reicht bis zur Stirnseite 20

des Gehäuses 10, welches somit den Zylinder 30 für den Aktuatorkolben 26 bildet.

Am Boden dieser Ausnehmung 94 ist der mit dem Aktuatorkolben 26 fest verbundene Aktuatorschaft 16 in einer engen Gleitpassung (2-5 um), durch eine Gehäusedurchführung 96 zum Aktuator 18 geführt, welcher seinerseits am Gehäuse 10 befestigt ist. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist jene gemäss Fig. 2 nicht vollständig brennstoffverlustfrei, da Brennstoff durch die enge Gleitpassung aus dem vom Gehäuse 10 und Aktuatorkolben 26 begrenzten Kompensationsraum 24 in Richtung zum Aktuator 18 lecken kann. Der Leckage Brennstoff wird mittels einer Niederdruckleitung in einen Brennstoffvorratsbehälter zurückgeführt.

Der Kompensationsraum 24 ist durch eine Drosselverbindung 98 mit dem Brennstoffzufuhrkanal 68 und somit mit dem Hochdruckraum 34 verbunden. Weiter ist in Parallelschaltung zur Drosselverbindung 98 der Radialdurchlass 32 vorhanden, welcher nun jedoch mittels eines Rückschlagventils 100 freigebbar verschlossen ist.

Dieses weist im Kompensationsraum 24 als Ventilglied eine Kugel 102 auf, welche mittels einer Ringfeder 104 gegen die als Ventilsitz wirkende Mündung des Radialduchlasses 32 gedrückt wird. Durch den Radialdurchlass 32 kann kein Brennstoff aus dem Kompensationsraum 24 in den Hochdruckraum 34 ausfliessen, wogegen in umgekehrter Richtung durch den Radialdurchlass 32 Brennstoff vom Hockdruckraum 34 in den Steuerraum 36 einströmen kann, sobald eine Druckdifferenz vorhanden ist, welche die Kugel 102 von der Mündung des Radialdurchlasses 32 entgegen der Kraft der Ringfeder 104 abhebt. Somit ist die Bewegung des Aktuatorkolbens 26 in Richtung zum Aktuator 18 hin

gedämpft, wogegen sich der Aktuatorkolben 26 vom Aktuator 18 weg ungedämpft bewegen kann.

An der Stirnseite 20 des Gehäuses 10 liegt ein den Nadelführungsteil 47 bildendes Nadelführungselement 106 an, an welchem die Nadelführung 48, entsprechend jener am Zylinderelement 28 gemäss Fig. 1, ausgebildet ist. In der Nadelführung 48 ist das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 40 in Gleitpassung, vorzugsweise enger Gleitpassung, geführt. Am Nadelführungselement 106 ist die Trennwand 38 mit der Verbindungsöffnung 46 ausgebildet, wodurch der sich im Nadelführungselement 106 befindende erste Teilraum 42 des Steuerraums 36 und der vom Aktuatorschaft 16, dem Gehäuse 10 und dem Nadelführungselement 106 begrenzte zweite Teilraum 44 des Steuerraums 36 miteinander verbunden sind. Im ersten Teilraum 42 ist wiederum ein Ventilplättchen 78 mit einem Drosseldurchlass 82 angeordnet, welches mittels einer Druckfeder 80 in Richtung gegen die Trennwand 38 gedrängt ist.

Das Nadelführungselement 106 wird durch die Feder 76 an der Stirnseite 20 des Gehäuses 10 in Anlage gehalten.

Diese Feder 76 stützt sich mit ihrem einen Ende am freien Ende des Nadelführungselements 106 und mit ihrem anderen Ende, über die Zwischenscheibe 74, am Stützwulst 72 des Einspritzventilgliedes 40 ab.

Im Gegensatz zur Ausbildungsform gemäss Fig. 1 weist jene gemäss Fig. 2 keine Distanzhülse 56 auf. Das Ventilsitzelement 50 ist entsprechend länger ausgebildet und wird mittels der Überwurfmutter 54 stirnseitig direkt an das Gehäuse 10 dichtend angepresst.

Die mit dem Steuerraum 36 zusammenwirkende, hydraulisch wirksame Kolbenfläche ist mit 86 und die mit dem Kompensationsraum 24 zusammenwirkende, hydraulisch wirksame Kompensationsfläche am Aktuatorkolben 26 mit 88 bezeichnet. Hier entspricht die Kompensationsfläche 88 der Kolbenfläche 86 minus der Querschnittsfläche des Aktuatorschafts 16.

Sowohl bei der Ausbildungsform gemäss Fig. 1, als auch jener gemäss Fig. 2, ist die Kolbenfläche 86 grösser als die mit dem Steuerraum 36 zusammenwirkende, hydraulisch wirksame Querschnittsfläche des Einspritzventilgliedes 40.

Entsprechend macht das Einspritzventilglied 40 jeweils einen grösseren Hub als der Aktuatorkolben 26.

Ausgehend von in der Fig. 1 gezeigten Zustand funktioniert das dort gezeigte Brennstoffeinspritzventil wie folgt. Das Einspritzventilglied 40 befindet sich in Schliessstellung, in welcher es dichtend am Einspritzventilsitz 52 anliegt.

Im Hochdruckraum 34, Kompensationsraum 24 und Steuerraum 36 herrscht Betriebsdruck.

Zur Auslösung eines Einspritzvorgangs bewegt der Aktuator 18 über den Aktuatorschaft 16 den Aktuatorkolben 26 um einen Hub in der Grössenordnung von 0,02-0, 08 mm in Richtung gegen den Aktuator 18. Dadurch wird der Druck im zweiten Teilraum 44 des Steuerraums 36 verkleinert, was zur Folge hat, dass Treibstoff vom ersten Teilraum 42, durch den Drosseldurchlass 82 hindurch, in den zweiten Teilraum 44 strömt, was dazu führt, dass das Einspritzventilglied 40 entgegen der Kraft der Feder 76 vom Einspritzventilsitz 52 abgehoben wird. Der Drosseldurchlass 82 bewirkt eine Dämpfung der Bewegung des

Einspritzventilglieds 40. In maximaler Offenstellung liegt das Einspritzventilglied 40 am Ventilplättchen 78 an.

Zur Beendigung des Einspritzvorgangs bewegt der Aktuator 18 den Aktuatorkolben 26 in Gegenrichtung in die in der Fig. 1 gezeigte Lage zurück. Dadurch wird der Druck im zweiten Teilraum 44 erhöht, was zum Abheben des Ventilplättchens 78 entgegen der Kraft der Druckfeder 80 von der Trennwand 38 bewirkt. Dadurch gleicht sich der Druck zwischen dem zweiten Teilraum 44 und ersten Teilraum 42 sehr schnell aus, was zu einer sehr schnellen Schliessbewegung des Einspritzventilgliedes 40 führt.

Durch die Gleitpassungen, in Folge Druckunterschied zwischen dem Steuerraum 36 und Hockdruckraum 34, aus dem Steuerraum 36 ausgeflossener Brennstoff-es handelt sich hier um äusserst geringe Mengen-wird jeweils im stationären Zustand durch die Gleitpassungen hindurch wieder ausgeglichen. Dieser Ausgleich kann mittels des Drosseleinlasses 90 beschleunigt werden. Dieser ist jedoch so zu dimensionieren, dass die während eines Einspritzvorgangs hindurchfliessende Brennstoffmenge, gegenüber der Brennstoffmenge im Steuerraum 36 klein ist, um die Funktionsweise nicht zu beeinträchtigen.

Die statische Kraft, welche der Aktuator 18 aufnehmen muss, entspricht nur dem Betriebsdruck des Brennstoffs multipliziert mit der Differenz von Kolbenfläche 86 und Kompensationsfläche 88. Wäre keine Kompensationsfläche 88 vorhanden, wäre der Aktuator 18, im statischen Zustand, einer Kraft ausgesetzt, die dem Betriebsdruck des Brennstoffs multipliziert mit der Kolbenfläche 86 entspricht.

In gleicher Art und Weise funktioniert auch das in der Fig. 2 gezeigte Brennstoffeinspritzventil. Wobei nun jedoch zusätzlich die Bewegung des Aktuatorkolbens 26 in Richtung zum Aktuator 18 hin gedämpft ist. In Gegenrichtung ist jedoch praktisch keine Dämpfung vorhanden, da das Rückschlagventil 100 den Radialdurchlass 32 frei gibt.

Es kann bei beiden gezeigten Ausführungsformen auf das Ventilplättchen 78 und somit die Druckfeder 80 verzichtet werden. In diesem Fall ist die Bewegung des Einspritzventilglieds 40 nicht gedämpft, weil die Verbindungsöffnung 46 praktisch keine Drosselwirkung entfaltet. Entsprechend ist es auch denkbar, bei weggelassenem Ventilplättchen 78, die Verbindungsöffnung 46 selber als Drosselöffnung auszubilden. In diesem Fall ist die Bewegung des Einspritzventilglieds 40 sowohl beim Öffnen als auch Schliessen des Brennstoffeinspritzventils gedämpft. Ist der Aktuator 18 in Schliessrichtung genügend stark, wird sich im zweiten Teilraum 44 ein so grosser Überdruck aufbauen, dass das Zylinderelement 28, beziehungsweise Nadelführungselement 106, sich von der Anlage auf der Fläche 22, beziehungsweise der Stirnseite 20, wegbewegt (entgegen der Kraft der Feder 76). In diesem Falle ist die Schliessbewegung des Einspritzventilgliedes 40 wiederum rascher.

In einer nicht gezeigten Variante der Ausbildungsformen gemäss den Fig. 1 und 2 ist das Zylinderelement 28, beziehungsweise Nadelführungselement 106 im Ventilsitzelement 50 radial geführt, zum Beispiel mit Führungsrippen, und der Koaxialität der Führungen 62 und 48 sicherzustellen.

Es sei erwähnt, dass das Einspritzventilglied 40 und der Aktuatorschaft 16 mit Aktuatorkolben 26 relativ zueinander desaxiert angeordnet sein können. Es können auch anders artige Aktuatoren als piezoelektrische oder magnetostriktive für die Bewegung des Aktuatorkolbens 26 verwendet werden.

Es sind auch unterschiedliche Kombinationen von Konstruktionselementen aus den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen möglich. So könnte bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführunsform das Dichtelement 22 durch eine Durchführung 96 mit einer Gleitpassung für den Aktuatorschaft 16 ersetzt sein. Die Durchführung 96 könnte dann am Zylinderelement 28 oder als Gehäusedurchführung ausgebildet sein. Entsprechend ist es auch denkbar, bei der Ausbildungsform gemäss Fig. 2 ein in der Fig. 1 gezeigtes Dichtelement 22 zu verwenden, gegebenenfalls mit einem im Aussendurchmesser kleineren Tellerflansch 58.