EP2330288A1 - Fuel injector valve - Google Patents

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EP2330288A1
EP2330288A1 EP10185899A EP10185899A EP2330288A1 EP 2330288 A1 EP2330288 A1 EP 2330288A1 EP 10185899 A EP10185899 A EP 10185899A EP 10185899 A EP10185899 A EP 10185899A EP 2330288 A1 EP2330288 A1 EP 2330288A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
housing
fuel injection
injection valve
length
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10185899A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Achim Brenk
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/166Selection of particular materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
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    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90Selection of particular materials
    • F02M2200/9053Metals

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines. Specifically, the invention relates to an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines or mixture-compression, spark-ignited internal combustion engines.
  • the known injector has a piezoelectric actuator arranged in an injector body, which is held in abutment via spring means on the one hand with the injector and on the other hand with a sleeve-like booster piston. Furthermore, a nozzle body connected to the injector body is provided, which has at least one nozzle outlet opening. In the nozzle body, a nozzle needle is guided axially displaceable.
  • the fuel injection valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that temperature-induced changes in length are at least partially compensated. Specifically, the requirements for a hydraulically realized, for example, temperature compensation are reduced, whereby the chain of effects of the actuator for actuating a valve closing body is optimized.
  • the alloy from which the housing part is formed at least substantially based on iron, nickel and cobalt. Specifically, it is advantageous in this case that the alloy from which the housing part is formed has at least approximately 54% by mass of iron, at least approximately 29% by mass of nickel and at least approximately 17% by mass of cobalt. Thus, especially the alloy Fe54Ni29Co17 can be used. Here, there is the advantage that a temperature compensation is possible over a very wide temperature range.
  • the coefficient of thermal expansion represents an individual material property.
  • the coefficient of thermal expansion is generally not constant over a wide temperature range.
  • the temperature-related expansion increases disproportionately with increasing temperature, since the coefficient of thermal expansion also increases.
  • Temperature compensation can therefore usually be carried out effectively only in a narrow temperature range. Outside this temperature range, the compensation of the change in length due to the different increases in the coefficients of thermal expansion is only insufficiently possible.
  • materials made of Invar or having the Invar effect can minimize the thermal expansion, as these materials experience only minimal strain as a function of temperature, but even with these materials, the change in length can only be in a limited temperature range be compensated. Outside this temperature range, however, there are length changes.
  • the housing part made of the alloy with iron, nickel and cobalt, in particular Fe54Ni29Co17 temperature compensation can be achieved over a very wide temperature range. It can be achieved here that the temperature expansion coefficient decreases with increasing temperature and thus behaves contrary to the usual property of materials. Due to the nickel and cobalt content, the decrease in the coefficient of thermal expansion can be achieved with increasing temperature.
  • a design for the respective application is possible. For example, from slightly below room temperature to a temperature of 400 ° C. Thus, in the field of operating temperatures occurring in fuel injection valves, an advantageous compensation of temperature-induced changes in length can take place.
  • the housing part formed from the alloy in addition to the compensation of the change in length with temperature change Also, the dependence of the coefficient of thermal expansion of the temperature can be compensated.
  • a fuel injection valve with a piezoelectric actuator can be provided in which a uniform temperature expansion over a wide temperature range is achieved. As a result, an advantageous switching behavior is made possible.
  • a further housing part of the housing is provided, which is formed at least substantially of steel and which is connected to the housing part of the alloy. Furthermore, it is advantageous that a transitional foot is provided, that the transitional foot between the actuator and the housing is arranged and that the actuator is supported on the transitional foot on the housing. This allows an advantageous adaptation to the length of the preferably piezoelectric actuator. Specifically, the housing part made of the alloy along a longitudinal direction of the actuator may be designed to be longer or shorter than this.
  • a transition head which is based on aluminum, that the transition head between the actuator and a valve closing body is arranged and that the actuator acts on the transition head on the valve closing body.
  • both a transition foot and a transition head made of aluminum can be provided.
  • the expansion of the aluminum acts as a change in length in the section of the moving components.
  • the housing of the alloy and optionally the steel are to be regarded as immobile components. A change in length between the moving and the stationary components can be largely compensated by a design of the components.
  • At least one length of the housing part along a longitudinal axis of the actuator is predetermined so that a temperature-induced change in length between the housing and an actuatable by the actuator element is at least substantially compensated.
  • the temperature-induced change in length between the housing and the actuatable by the actuator element in a range of about -40 ° C to about 180 ° C are at least substantially compensated.
  • such a temperature-induced change in length can be reduced by the compensation to approximately + -1 ⁇ m.
  • a valve seat surface configured on a nozzle body can interact with the valve closing body to form a sealing seat, wherein the preferably piezoelectric actuator directly actuates the valve closing body.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a fuel injection valve 1 in a schematic, axial sectional view.
  • the fuel injection valve 1 can serve in particular as an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines or mixture-mixing, spark-ignited internal combustion engines.
  • the fuel injection valve 1 is suitable for commercial vehicles or passenger cars.
  • a preferred use of the fuel injection valve 1 is for a fuel injection system with a common rail, the diesel fuel under high pressure leads to a plurality of fuel injection valves 1.
  • the fuel injection valve 1 according to the invention is also suitable for other applications.
  • the fuel injection valve 1 has a multi-part housing 2 and a piezoelectric actuator 3 arranged in the housing 2.
  • the housing 2 has a housing part 4, a further housing part 5, a housing cover 6 and a guide part 7.
  • a nozzle body 8 is provided, which is connected in a suitable manner, for example by means of a nozzle lock nut, with the housing 2.
  • an actuator chamber 9 is formed, in which the piezoelectric actuator 3 is arranged.
  • a transition foot 10 is disposed within the actuator chamber 9, which is added in this embodiment to the actuator 3 and configured as an actuator base 10.
  • a transitional head 11 is provided, which is added in this embodiment to the actuator 3 and configured as an actuator head 11. The actuator head 11 is guided in this case in the guide part 7.
  • the piezoelectric actuator 3 can be charged and discharged to operate the fuel injection valve 1.
  • the piezoelectric actuator 3 expands along a longitudinal axis 15 during loading and accordingly it contracts again during unloading. This results in a stroke of the actuator head 11, which transmits to a nozzle needle 16.
  • a suitable operative connection exists between the actuator head 11 and the nozzle needle 16, which is illustrated by the double arrow 17.
  • the nozzle needle 16 has in this embodiment, a valve closure member 18 which cooperates with a formed on the nozzle body 8 valve seat surface 19 to a sealing seat. According to the actuation of the piezoelectric actuator 3, an opening and closing of the sealing seat formed between the valve closing body 18 and the valve seat surface 19 takes place in order to inject fuel from a fuel chamber 20 via one or more nozzle openings 21.
  • the housing cover 6, the housing part 4, the further housing part 5 and the guide part 7 constitute stationary components 4, 5, 6, 7 of the fuel injection valve 1 during operation.
  • the components 10, 3, 11 are parallel to the components 4, 5, 7 , namely, the actuator base 10, the piezoelectric actuator 3 and the actuator head 11, arranged.
  • the components 3, 11 represent components of the moving chain for actuating the valve closing body 18.
  • the actuator head 11 can be adjusted relative to the guide member 7 in an initial state of the piezoelectric actuator 3.
  • an end face 2 of the actuator head 11 is shown as a reference point relative to a side 23 of the guide part 7.
  • the fuel injection valve 1 can be configured, for example, such that the end face 22 of the actuator head 11 with respect to the longitudinal axis 15 Page 23 concludes.
  • FIG. 12 is a graph illustrating the change in length ⁇ L as a function of the temperature of the fuel injection valve 1 in a conventional embodiment.
  • the shows Fig. 3 a diagram in which the change in length ⁇ L as a function of the temperature in a possible embodiment of the fuel injection valve 1 is shown according to the invention.
  • the housing 2 and thus in particular the housing part 4 and the further housing part 5 are made of steel, then it can for example in the Fig. 2 shown course of the change in length ⁇ L come.
  • the housing 2 is designed such that at a temperature of 0 ° C, there is no difference in length between the end face 22 and the side 23, so that the change in length ⁇ L is equal to zero.
  • the actuator base 10 may be configured, for example, of aluminum.
  • the piezoelectric actuator 3 consists of piezoceramic layers and electrode layers arranged therebetween.
  • the actuator head 11 may be made of steel. Due to the different coefficients of thermal expansion, starting from a temperature of 0 ° C., when the temperature is lowered, negative changes in length ⁇ L occur.
  • Fig. 3 shows a diagram in which the materials of the fuel injection valve include, inter alia, an alloy having iron, nickel and cobalt.
  • the housing part 4 is formed from an alloy which is at least approximately 54 % By mass of iron, at least approximately 29% by weight of nickel and at least approximately 17% by weight of cobalt.
  • the alloy Fe54Ni29Co17 can be selected.
  • the further housing part 5 may be formed of a stainless steel.
  • the guide member 7 may also be formed of stainless steel.
  • the actuator base 10 may be formed of aluminum, while the actuator head 11 is formed of stainless steel.
  • the piezoelectric actuator 3 again consists of piezoceramic layers and electrode layers arranged therebetween.
  • the design of the housing part 4 of Fe54Ni29Co17 results in an advantageous course of the thermal expansion coefficient.
  • the coefficient of thermal expansion continues to decrease with increasing temperature. This effect exists at least for a certain temperature range.
  • this temperature range extends from just below room temperature to a temperature of about 400 ° C. Specifically, this can cover a temperature range of about -40 ° C to about 180 ° C.
  • Fe54Ni29Co17 as an alloy for the housing part 4 not only the change in length with temperature change can be compensated, but also the dependence of the temperature expansion coefficient of the temperature can be compensated.
  • a uniform temperature expansion on the one hand, the stationary components and on the other hand, the components of the moving chain can be achieved.
  • the change in length ⁇ L varies only slightly over the range of -40 ° C to 180 ° C.
  • the fuel injection valve 1 may be designed so that at the temperature of 0 ° C, the change in length ⁇ L disappears. At temperatures lower than 0 ° C, positive changes in length ⁇ L occur. However, these are small, in particular smaller than 1 micron. At temperatures greater than 0 ° C first negative length changes ⁇ L occur, the magnitude of which are also significantly smaller than 1 micron. At about 140 ° C, the change in length ⁇ L disappears again and at temperatures greater than 140 ° C again positive length changes ⁇ L occur. Over the entire range of -40 ° C to +180 ° C, however, the amount of change in length ⁇ L remains smaller than 1 ⁇ m, in particular significantly smaller than 1 ⁇ m.
  • the Indian Fig. 3 can be achieved, inter alia, by a suitable choice of a length 25 of the housing part 4 made of the alloy, which is given by Fe54Ni29Co17 in this embodiment, along the longitudinal axis 15 of the piezoelectric actuator 3 illustrated favorable temperature profile of the change in length.
  • temperature-induced changes in length ⁇ L between the housing 2 and the actuator head 11 that can be actuated by the piezoelectric actuator 3 are at least substantially compensated.
  • a direct needle control of the nozzle needle 16 can be realized by the piezoelectric actuator 3.
  • the actuator head 11 can act directly on the nozzle needle 16.
  • the sealing seat between the valve closing body 18 and the valve seat surface 19 can be closed.
  • discharging the piezoelectric actuator 3 then injecting fuel is possible.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The fuel injector (1) has housing (2) and an actuator (3) that is arranged in the housing, where the housing has a housing part (4) which is made of an alloy that has iron, nickel and cobalt. The housing has another housing part (5) which is formed from steel. The former housing part and the latter housing part are connected with each other.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung einen Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen oder von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.The invention relates to a fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines. Specifically, the invention relates to an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines or mixture-compression, spark-ignited internal combustion engines.

Aus der DE 103 36 327 A1 ist ein Injektor für Einspritzsysteme von Brennkraftmaschinen, insbesondere von direkteinspritzenden Dieselmotoren, bekannt. Der bekannte Injektor besitzt einen in einem Injektorkörper angeordneten Piezoaktor, der über Federmittel einerseits mit dem Injektor und andererseits mit einem hülsenartigen Übersetzerkolben in Anlage gehalten wird. Ferner ist ein mit dem Injektorkörper verbundener Düsenkörper vorgesehen, der mindestens eine Düsenaustrittsöffnung aufweist. In dem Düsenkörper ist eine Düsennadel axial verschieblich geführt.From the DE 103 36 327 A1 is an injector for injection systems of internal combustion engines, in particular direct injection diesel engines, known. The known injector has a piezoelectric actuator arranged in an injector body, which is held in abutment via spring means on the one hand with the injector and on the other hand with a sleeve-like booster piston. Furthermore, a nozzle body connected to the injector body is provided, which has at least one nozzle outlet opening. In the nozzle body, a nozzle needle is guided axially displaceable.

Der aus der DE 103 36 327 A1 bekannte Injektor hat den Nachteil, dass im Betrieb temperaturbedingte Änderungen des Piezoaktors und des Injektorkörpers zu einer relativen Verstellung des Übersetzerkolbens führen, die ausgeglichen werden müssen. Dies stellt eine zusätzliche Anforderung an die Auslegung des Übersetzerkolbens dar.The from the DE 103 36 327 A1 known injector has the disadvantage that in operation temperature-induced changes of the piezoelectric actuator and the injector lead to a relative displacement of the booster piston, which must be compensated. This represents an additional requirement for the design of the booster piston.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass temperaturbedingte Längenänderungen zumindest teilweise kompensiert sind. Speziell sind die Anforderungen an einen beispielsweise hydraulisch realisierten Temperaturausgleich verringert, wodurch die Wirkungskette des Aktors zum Betätigen eines Ventilschließkörpers optimiert ist.The fuel injection valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that temperature-induced changes in length are at least partially compensated. Specifically, the requirements for a hydraulically realized, for example, temperature compensation are reduced, whereby the chain of effects of the actuator for actuating a valve closing body is optimized.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous developments of the fuel injection valve specified in claim 1 are possible.

Vorteilhaft ist es, dass die Legierung, aus der das Gehäuseteil gebildet ist, zumindest im Wesentlichen auf Eisen, Nickel und Cobalt basiert. Speziell ist es hierbei vorteilhaft, dass die Legierung, aus der das Gehäuseteil gebildet ist, zumindest näherungsweise 54 Massenprozent Eisen, zumindest näherungsweise 29 Massenprozent Nickel und zumindest näherungsweise 17 Massenprozent Cobalt aufweist. Somit kann speziell die Legierung Fe54Ni29Co17 zum Einsatz kommen. Hierbei besteht der Vorteil, dass über einen sehr großen Temperaturbereich eine Temperaturkompensation möglich ist.It is advantageous that the alloy from which the housing part is formed, at least substantially based on iron, nickel and cobalt. Specifically, it is advantageous in this case that the alloy from which the housing part is formed has at least approximately 54% by mass of iron, at least approximately 29% by mass of nickel and at least approximately 17% by mass of cobalt. Thus, especially the alloy Fe54Ni29Co17 can be used. Here, there is the advantage that a temperature compensation is possible over a very wide temperature range.

Der Temperaturdehnungskoeffizient stellt eine individuelle Materialeigenschaft dar. Der Temperaturdehnungskoeffizient ist allerdings in der Regel nicht über einen weiten Temperaturbereich konstant. In der Regel nimmt die temperaturbedingte Längenausdehnung mit steigender Temperatur überproportional zu, da der Temperaturdehnungskoeffizient ebenfalls ansteigt. Eine Temperaturkompensation kann daher üblicherweise nur in einem engen Temperaturbereich wirkungsvoll erfolgen. Außerhalb dieses Temperaturbereichs ist die Kompensation der Längenänderung auf Grund der unterschiedlichen Steigerungen der Temperaturdehnungskoeffizienten nur unzureichend möglich. Beispielsweise kann bei Werkstoffen, die aus Invar ausgebildet sind oder den Invareffekt aufweisen, die Temperaturdehnung zwar auf ein Minimum reduziert werden, da diese Materialien nur eine minimale Dehnung in Abhängigkeit der Temperatur erfahren, aber selbst mit diesen Materialien kann die Längenänderung nur in einem begrenzten Temperaturbereich kompensiert werden. Außerhalb dieses Temperaturbereichs kommt es dennoch zu Längenänderungen.The coefficient of thermal expansion represents an individual material property. However, the coefficient of thermal expansion is generally not constant over a wide temperature range. As a rule, the temperature-related expansion increases disproportionately with increasing temperature, since the coefficient of thermal expansion also increases. Temperature compensation can therefore usually be carried out effectively only in a narrow temperature range. Outside this temperature range, the compensation of the change in length due to the different increases in the coefficients of thermal expansion is only insufficiently possible. For example, materials made of Invar or having the Invar effect can minimize the thermal expansion, as these materials experience only minimal strain as a function of temperature, but even with these materials, the change in length can only be in a limited temperature range be compensated. Outside this temperature range, however, there are length changes.

Durch die Ausgestaltung des Gehäuseteils aus der Legierung mit Eisen, Nickel und Cobalt, insbesondere Fe54Ni29Co17 kann die Temperaturkompensation über einen sehr großen Temperaturbereich erzielt werden. Hierbei kann erreicht werden, dass der Temperaturdehnungskoeffizient mit steigender Temperatur abnimmt und sich somit entgegen der üblichen Eigenschaft von Werkstoffen verhält. Durch den Nickel- und Cobaltanteil kann die Abnahme des Temperaturdehnungskoeffizienten bei steigender Temperatur erzielt werden. Hierbei ist eine Auslegung auf den jeweiligen Einsatzbereich möglich. Beispielsweise von etwas unterhalb der Raumtemperatur bis zu einer Temperatur von 400 °C. Somit kann im Bereich der bei Brennstoffeinspritzventilen auftretenden Betriebstemperaturen eine vorteilhafte Kompensation von temperaturbedingten Längenänderungen erfolgen. Durch den Einsatz des aus der Legierung gebildeten Gehäuseteils kann neben der Kompensation der Längenänderung bei Temperaturänderung auch die Abhängigkeit des Temperaturdehnungskoeffizientens von der Temperatur ausgeglichen werden. Somit kann speziell ein Brennstoffeinspritzventil mit einem piezoelektrischen Aktor geschaffen werden, bei dem eine gleichmäßige Temperaturdehnung über einen weiten Temperaturbereich erzielt ist. Hierdurch wird ein vorteilhaftes Schaltverhalten ermöglicht.Due to the design of the housing part made of the alloy with iron, nickel and cobalt, in particular Fe54Ni29Co17 temperature compensation can be achieved over a very wide temperature range. It can be achieved here that the temperature expansion coefficient decreases with increasing temperature and thus behaves contrary to the usual property of materials. Due to the nickel and cobalt content, the decrease in the coefficient of thermal expansion can be achieved with increasing temperature. Here, a design for the respective application is possible. For example, from slightly below room temperature to a temperature of 400 ° C. Thus, in the field of operating temperatures occurring in fuel injection valves, an advantageous compensation of temperature-induced changes in length can take place. By using the housing part formed from the alloy, in addition to the compensation of the change in length with temperature change Also, the dependence of the coefficient of thermal expansion of the temperature can be compensated. Thus, in particular, a fuel injection valve with a piezoelectric actuator can be provided in which a uniform temperature expansion over a wide temperature range is achieved. As a result, an advantageous switching behavior is made possible.

In vorteilhafter Weise ist ein weiteres Gehäuseteil des Gehäuses vorgesehen, das zumindest im Wesentlichen aus Stahl gebildet ist und das mit dem Gehäuseteil aus der Legierung verbunden ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass ein Übergangsfuß vorgesehen ist, dass der Übergangsfuß zwischen dem Aktor und dem Gehäuse angeordnet ist und dass der Aktor über den Übergangsfuß an dem Gehäuse abgestützt ist. Hierdurch kann eine vorteilhafte Anpassung an die Länge des vorzugsweise piezoelektrischen Aktors erfolgen. Speziell kann das Gehäuseteil aus der Legierung entlang einer Längsrichtung des Aktors länger oder kürzer als dieser ausgestaltet sein.Advantageously, a further housing part of the housing is provided, which is formed at least substantially of steel and which is connected to the housing part of the alloy. Furthermore, it is advantageous that a transitional foot is provided, that the transitional foot between the actuator and the housing is arranged and that the actuator is supported on the transitional foot on the housing. This allows an advantageous adaptation to the length of the preferably piezoelectric actuator. Specifically, the housing part made of the alloy along a longitudinal direction of the actuator may be designed to be longer or shorter than this.

Möglich ist es auch, dass ein Übergangskopf vorgesehen ist, der auf Aluminium basiert, dass der Übergangskopf zwischen dem Aktor und einem Ventilschließkörper angeordnet ist und dass der Aktor über den Übergangskopf auf den Ventilschließkörper einwirkt. Hierbei können sowohl ein Übergangsfuß als auch ein Übergangskopf aus Aluminium vorgesehen sein. Die Ausdehnung des Aluminiums wirkt hierbei als Längenänderung im Abschnitt der bewegten Bauteile. Demgegenüber sind das Gehäuse aus der Legierung und gegebenenfalls dem Stahl als unbewegte Bauteile anzusehen. Eine Längenänderung zwischen den bewegten und den unbewegten Bauteilen kann durch eine Auslegung der Bauteile weitgehend kompensiert werden.It is also possible that a transition head is provided, which is based on aluminum, that the transition head between the actuator and a valve closing body is arranged and that the actuator acts on the transition head on the valve closing body. Here, both a transition foot and a transition head made of aluminum can be provided. The expansion of the aluminum acts as a change in length in the section of the moving components. In contrast, the housing of the alloy and optionally the steel are to be regarded as immobile components. A change in length between the moving and the stationary components can be largely compensated by a design of the components.

Speziell ist es vorteilhaft, dass zumindest eine Länge des Gehäuseteils entlang einer Längsachse des Aktors so vorgegeben ist, dass eine temperaturbedingte Längenänderung zwischen dem Gehäuse und einem von dem Aktor betätigbaren Element zumindest im Wesentlichen kompensiert ist. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass die temperaturbedingte Längenänderung zwischen dem Gehäuse und dem von dem Aktor betätigbaren Element in einem Bereich von etwa -40°C bis etwa 180 °C zumindest im Wesentlichen kompensiert sind. Beispielsweise kann eine solche temperaturbedingte Längenänderung durch die Kompensation auf etwa +-1 µm reduziert sein. Somit kann in Bezug auf die Funktion des Brennstoffeinspritzventils eine nahezu vollständige Kompensation der temperaturbedingten Längenänderungen erfolgen. Dies ist speziell bei einer direkten Nadelsteuerung von Vorteil. Hierbei kann in vorteilhafter Weise eine an einem Düsenkörper ausgestaltete Ventilsitzfläche mit dem Ventilschließkörper zu einem Dichtsitz zusammenwirken, wobei der vorzugsweise piezoelektrische Aktor den Ventilschließkörper direkt ansteuert.Specifically, it is advantageous that at least one length of the housing part along a longitudinal axis of the actuator is predetermined so that a temperature-induced change in length between the housing and an actuatable by the actuator element is at least substantially compensated. Here, it is also advantageous that the temperature-induced change in length between the housing and the actuatable by the actuator element in a range of about -40 ° C to about 180 ° C are at least substantially compensated. For example, such a temperature-induced change in length can be reduced by the compensation to approximately + -1 μm. Thus, with respect to the function of the fuel injection valve, an almost complete compensation of the temperature-induced changes in length can take place. This is especially advantageous for direct needle control. In this case, advantageously, a valve seat surface configured on a nozzle body can interact with the valve closing body to form a sealing seat, wherein the preferably piezoelectric actuator directly actuates the valve closing body.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:

  • Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils der Erfindung in einer schematischen, axialen Schnittdarstellung;
  • Fig. 2 ein Diagramm, das die Differenz einer Längenänderung von bewegten und unbewegten Bauteilen eines Brennstoffeinspritzventils im nicht kompensierten Zustand veranschaulicht und
  • Fig. 3 ein Diagramm, das eine Differenz der Längenänderung von bewegten und unbewegten Bauteilen des Brennstoffeinspritzventils im kompensierten Zustand veranschaulicht.
Preferred embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which corresponding elements are provided with identical reference numerals. It shows:
  • Fig. 1 an embodiment of a fuel injection valve of the invention in a schematic, axial sectional view;
  • Fig. 2 a diagram illustrating the difference of a change in length of moving and stationary components of a fuel injection valve in the uncompensated state and
  • Fig. 3 a diagram illustrating a difference in the change in length of moving and stationary components of the fuel injection valve in the compensated state.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 in einer schematischen, axialen Schnittdarstellung. Das Brennstoffeinspritzventil 1 kann insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen oder von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen dienen. Speziell eignet sich das Brennstoffeinspritzventil 1 für Nutzkraftwagen oder Personenkraftwagen. Ein bevorzugter Einsatz des Brennstoffeinspritzventils 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das Dieselbrennstoff unter hohem Druck zu mehreren Brennstoffeinspritzventilen 1 führt. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle. Fig. 1 shows an embodiment of a fuel injection valve 1 in a schematic, axial sectional view. The fuel injection valve 1 can serve in particular as an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines or mixture-mixing, spark-ignited internal combustion engines. Specifically, the fuel injection valve 1 is suitable for commercial vehicles or passenger cars. A preferred use of the fuel injection valve 1 is for a fuel injection system with a common rail, the diesel fuel under high pressure leads to a plurality of fuel injection valves 1. However, the fuel injection valve 1 according to the invention is also suitable for other applications.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist ein mehrteiliges Gehäuse 2 und einen in dem Gehäuse 2 angeordneten piezoelektrischen Aktor 3 auf. Das Gehäuse 2 weist ein Gehäuseteil 4, ein weiteres Gehäuseteil 5, einen Gehäusedeckel 6 und ein Führungsteil 7 auf. Außerdem ist ein Düsenkörper 8 vorgesehen, der auf geeignete Weise, beispielsweise mittels einer Düsenspannmutter, mit dem Gehäuse 2 verbunden ist.The fuel injection valve 1 has a multi-part housing 2 and a piezoelectric actuator 3 arranged in the housing 2. The housing 2 has a housing part 4, a further housing part 5, a housing cover 6 and a guide part 7. In addition, a nozzle body 8 is provided, which is connected in a suitable manner, for example by means of a nozzle lock nut, with the housing 2.

Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein Aktorraum 9 ausgebildet, in dem der piezoelektrische Aktor 3 angeordnet ist. Zwischen dem piezoelektrischen Aktor 3 und dem Gehäusedeckel 6 ist innerhalb des Aktorraums 9 ein Übergangsfuß 10 angeordnet, der in diesem Ausführungsbeispiel an dem Aktor 3 angefügt und als Aktorfuß 10 ausgestaltet ist. Außerdem ist ein Übergangskopf 11 vorgesehen, der in diesem Ausführungsbeispiel an den Aktor 3 angefügt und als Aktorkopf 11 ausgestaltet ist. Der Aktorkopf 11 ist hierbei in dem Führungsteil 7 geführt.In the interior of the housing 2, an actuator chamber 9 is formed, in which the piezoelectric actuator 3 is arranged. Between the piezoelectric actuator 3 and the housing cover 6, a transition foot 10 is disposed within the actuator chamber 9, which is added in this embodiment to the actuator 3 and configured as an actuator base 10. In addition, a transitional head 11 is provided, which is added in this embodiment to the actuator 3 and configured as an actuator head 11. The actuator head 11 is guided in this case in the guide part 7.

Der piezoelektrische Aktor 3 kann zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 geladen und entladen werden. Hierbei dehnt sich der piezoelektrische Aktor 3 entlang einer Längsachse 15 beim Laden aus und entsprechend zieht er sich beim Entladen wieder zusammen. Hierdurch kommt es zu einem Hub des Aktorkopfes 11, der sich auf eine Düsennadel 16 überträgt. Hierbei besteht je nach Ausgestaltung des Brennstoffeinspritzventils 1 eine geeignete Wirkverbindung zwischen dem Aktorkopf 11 und der Düsennadel 16, die durch den Doppelpfeil 17 veranschaulicht ist. Die Düsennadel 16 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Ventilschließkörper 18 auf, der mit einer an dem Düsenkörper 8 ausgebildeten Ventilsitzfläche 19 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Entsprechend der Betätigung des piezoelektrischen Aktors 3 erfolgt ein Öffnen und Schließen des zwischen dem Ventilschließkörper 18 und der Ventilsitzfläche 19 gebildeten Dichtsitzes, um Brennstoff aus einem Brennstoffraum 20 über eine oder mehrere Düsenöffnungen 21 einzuspritzen.The piezoelectric actuator 3 can be charged and discharged to operate the fuel injection valve 1. In this case, the piezoelectric actuator 3 expands along a longitudinal axis 15 during loading and accordingly it contracts again during unloading. This results in a stroke of the actuator head 11, which transmits to a nozzle needle 16. Depending on the configuration of the fuel injection valve 1, a suitable operative connection exists between the actuator head 11 and the nozzle needle 16, which is illustrated by the double arrow 17. The nozzle needle 16 has in this embodiment, a valve closure member 18 which cooperates with a formed on the nozzle body 8 valve seat surface 19 to a sealing seat. According to the actuation of the piezoelectric actuator 3, an opening and closing of the sealing seat formed between the valve closing body 18 and the valve seat surface 19 takes place in order to inject fuel from a fuel chamber 20 via one or more nozzle openings 21.

Der Gehäusedeckel 6, das Gehäuseteil 4, das weitere Gehäuseteil 5 und das Führungsteil 7 stellen im Betrieb unbewegte Bauteile 4, 5, 6, 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 dar. Parallel zu den Bauteilen 4, 5, 7 sind die Bauteile 10, 3, 11, nämlich der Aktorfuß 10, der piezoelektrische Aktor 3 und der Aktorkopf 11, angeordnet. Die Bauteile 3, 11 stellen Bauteile der bewegten Kette zum Betätigen des Ventilschließkörpers 18 dar.The housing cover 6, the housing part 4, the further housing part 5 and the guide part 7 constitute stationary components 4, 5, 6, 7 of the fuel injection valve 1 during operation. The components 10, 3, 11 are parallel to the components 4, 5, 7 , namely, the actuator base 10, the piezoelectric actuator 3 and the actuator head 11, arranged. The components 3, 11 represent components of the moving chain for actuating the valve closing body 18.

Im Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 kann es zu temperaturbedingten Längenänderungen einzelner Bauteile, insbesondere der Bauteile 4, 5, 7 des Gehäuses 2 sowie der Bauteile 10, 3, 11 kommen. Auf Grund unterschiedlicher Materialien und damit unterschiedlicher Temperaturdehnungskoeffizienten kann sich hierbei der Aktorkopf 11 relativ zu dem Führungsteil 7 in einem Ausgangszustand des piezoelektrischen Aktors 3 verstellen. In der Fig. 1 ist eine Stirnfläche 2 des Aktorkopfes 11 als Bezugspunkt relativ zu einer Seite 23 des Führungsteils 7 dargestellt. In einem Ausgangszustand, beispielsweise bei Raumtemperatur, kann das Brennstoffeinspritzventil 1 beispielsweise so ausgestaltet sein, dass die Stirnfläche 22 des Aktorkopfes 11 in Bezug auf die Längsachse 15 mit der Seite 23 abschließt. Eine Längenänderung δL der bewegten und unbewegten Bauteile des Brennstoffeinspritzventils 1 verschwindet hierbei, das heißt δL = 0.During operation of the fuel injection valve 1, there may be temperature-induced changes in length of individual components, in particular the components 4, 5, 7 of the housing 2 and the components 10, 3, 11 come. Due to different materials and thus different coefficients of thermal expansion in this case the actuator head 11 can be adjusted relative to the guide member 7 in an initial state of the piezoelectric actuator 3. In the Fig. 1 an end face 2 of the actuator head 11 is shown as a reference point relative to a side 23 of the guide part 7. In an initial state, for example at room temperature, the fuel injection valve 1 can be configured, for example, such that the end face 22 of the actuator head 11 with respect to the longitudinal axis 15 Page 23 concludes. A change in length δL of the moving and unmoved components of the fuel injection valve 1 disappears in this case, that is, δL = 0.

Die Ausgestaltung des Brennstoffeinspritzventils 1 ist im Folgenden auch unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 im weiteren Detail beschrieben.The configuration of the fuel injection valve 1 is described below with reference to FIGS FIGS. 2 and 3 described in further detail.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm, dass die Längenänderung δL in Abhängigkeit von der Temperatur des Brennstoffeinspritzventils 1 bei einer herkömmlichen Ausgestaltung veranschaulicht. Im Unterschied dazu zeigt die Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Längenänderung δL in Abhängigkeit von der Temperatur bei einer möglichen Ausgestaltung des Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend der Erfindung dargestellt ist. Fig. 2 FIG. 12 is a graph illustrating the change in length ΔL as a function of the temperature of the fuel injection valve 1 in a conventional embodiment. In contrast, the shows Fig. 3 a diagram in which the change in length δL as a function of the temperature in a possible embodiment of the fuel injection valve 1 is shown according to the invention.

Wenn das Gehäuse 2 und somit insbesondere das Gehäuseteil 4 und das weitere Gehäuseteil 5 aus Stahl ausgestaltet sind, dann kann es beispielsweise zu dem in der Fig. 2 dargestellten Verlauf der Längenänderung δL kommen. Hierbei ist das Gehäuse 2 so ausgestaltet, dass bei einer Temperatur von 0 °C keine Längendifferenz zwischen der Stirnfläche 22 und der Seite 23 besteht, so dass die Längenänderung δL gleich 0 ist. Der Aktorfuß 10 kann beispielsweise aus Aluminium ausgestaltet sein. Der piezoelektrische Aktor 3 besteht aus piezokeramischen Schichten und dazwischen angeordneten Elektrodenschichten. Der Aktorkopf 11 kann aus Stahl bestehen. Durch die unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten kommt es ausgehend von einer Temperatur von 0 °C bei einer Absenkung der Temperatur zu negativen Längenänderungen δL. Beispielsweise ergibt sich bei Temperaturen, die etwas niedriger als -20 °C sind, eine Längenänderung δL von mehr als -2 µm. Ferner ergeben sich bei Temperaturen von mehr als 40 °C für einen gewissen Bereich Längenänderungen δL von mehr als 2 µm. Steigt die Temperatur weiter an, dann tritt bei einer Temperatur von etwas mehr als 60 °C wieder eine Verringerung der Längenänderung δL auf. Bei etwa 135 °C verschwindet die Längenänderung δL wieder, das heißt δL = 0, und darüber kommt es zu negativen Längenänderungen δL. Der in der Fig. 2 dargestellte Verlauf dient hierbei zur Veranschaulichung, dass auf Grund unterschiedlicher Temperaturabhängigkeit der Temperaturdehnungskoeffizienten sowohl Zunahmen als auch Abnahmen der Längenänderung δL bei steigender Temperatur möglich sind. Selbst beim Einsatz von Invar-Stahl kommt es auf Grund des großen Temperaturbereichs weiterhin zu deutlichen Längenänderungen δL.If the housing 2 and thus in particular the housing part 4 and the further housing part 5 are made of steel, then it can for example in the Fig. 2 shown course of the change in length δL come. Here, the housing 2 is designed such that at a temperature of 0 ° C, there is no difference in length between the end face 22 and the side 23, so that the change in length δL is equal to zero. The actuator base 10 may be configured, for example, of aluminum. The piezoelectric actuator 3 consists of piezoceramic layers and electrode layers arranged therebetween. The actuator head 11 may be made of steel. Due to the different coefficients of thermal expansion, starting from a temperature of 0 ° C., when the temperature is lowered, negative changes in length ΔL occur. For example, at temperatures that are slightly lower than -20 ° C, a change in length δL of more than -2 microns. Furthermore, at temperatures of more than 40 ° C for a certain range length changes δL of more than 2 microns. If the temperature continues to rise, a reduction of the change in length ΔL occurs again at a temperature of slightly more than 60 ° C. At about 135 ° C, the change in length δL disappears again, that is to say δL = 0, and this leads to negative length changes δL. The Indian Fig. 2 shown course serves to illustrate that due to different temperature dependence of the thermal expansion coefficients both increases and decreases in the change in length δL with increasing temperature are possible. Even with the use of Invar steel, due to the large temperature range, significant length changes δL continue to occur.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm, bei dem die Materialien des Brennstoffeinspritzventils unter anderem eine Legierung umfassen, die Eisen, Nickel und Cobalt aufweist. Beispielsweise ist das Gehäuseteil 4 aus einer Legierung gebildet, die zumindest näherungsweise 54 Massenprozent Eisen, zumindest näherungsweise 29 Massenprozent Nickel und zumindest näherungsweise 17 Massenprozent Cobalt aufweist. Speziell kann die Legierung Fe54Ni29Co17 gewählt sein. Das weitere Gehäuseteil 5 kann aus einem Edelstahl gebildet sein. Das Führungsteil 7 kann ebenfalls aus Edelstahl gebildet sein. Der Aktorfuß 10 kann aus Aluminium gebildet sein, während der Aktorkopf 11 aus Edelstahl gebildet ist. Der piezoelektrische Aktor 3 besteht wiederum aus piezokeramischen Schichten und dazwischen angeordneten Elektrodenschichten. Fig. 3 shows a diagram in which the materials of the fuel injection valve include, inter alia, an alloy having iron, nickel and cobalt. For example, the housing part 4 is formed from an alloy which is at least approximately 54 % By mass of iron, at least approximately 29% by weight of nickel and at least approximately 17% by weight of cobalt. Specifically, the alloy Fe54Ni29Co17 can be selected. The further housing part 5 may be formed of a stainless steel. The guide member 7 may also be formed of stainless steel. The actuator base 10 may be formed of aluminum, while the actuator head 11 is formed of stainless steel. The piezoelectric actuator 3 again consists of piezoceramic layers and electrode layers arranged therebetween.

Durch die Ausgestaltung des Gehäuseteils 4 aus Fe54Ni29Co17 ergibt sich ein vorteilhafter Verlauf des Temperaturdehnungskoeffizientens. Hierbei nimmt der Temperaturdehnungskoeffizient mit steigender Temperatur immer weiter ab. Dieser Effekt besteht zumindest für einen gewissen Temperaturbereich. Bei Fe54Ni29Co17 reicht dieser Temperaturbereich von etwas unterhalb der Raumtemperatur bis zu einer Temperatur von etwa 400 °C. Speziell kann hierdurch ein Temperaturbereich von etwa -40 °C bis etwa 180 °C abgedeckt werden. Durch den Einsatz von Fe54Ni29Co17 als Legierung für das Gehäuseteil 4 kann nicht nur die Längenänderung bei Temperaturänderung kompensiert werden, sondern auch die Abhängigkeit des Temperaturdehnungskoeffizienten von der Temperatur ausgeglichen werden. Somit kann eine gleichmäßige Temperaturdehnung einerseits der unbewegten Bauteile und andererseits der Bauteile der bewegten Kette erzielt werden. Hierbei variiert die Längenänderung δL über den Bereich von -40 °C bis 180 °C nur wenig. Beispielsweise kann das Brennstoffeinspritzventil 1 so ausgelegt sein, dass bei der Temperatur von 0 °C die Längenänderung δL verschwindet. Bei niedrigeren Temperaturen als 0 °C treten positive Längenänderungen δL auf. Diese sind jedoch gering, insbesondere kleiner als 1 µm. Bei größeren Temperaturen als 0 °C treten zunächst negative Längenänderungen δL auf, die betragsmäßig ebenfalls deutlich kleiner als 1 µm sind. Bei etwa 140 °C verschwindet die Längenänderung δL erneut und bei größeren Temperaturen als 140 °C treten wieder positive Längenänderungen δL auf. Über den gesamten Bereich von -40 °C bis +180 °C bleibt jedoch der Betrag der Längenänderung δL kleiner als 1 µm, insbesondere deutlich kleiner als 1 µm.The design of the housing part 4 of Fe54Ni29Co17 results in an advantageous course of the thermal expansion coefficient. In this case, the coefficient of thermal expansion continues to decrease with increasing temperature. This effect exists at least for a certain temperature range. For Fe54Ni29Co17, this temperature range extends from just below room temperature to a temperature of about 400 ° C. Specifically, this can cover a temperature range of about -40 ° C to about 180 ° C. By using Fe54Ni29Co17 as an alloy for the housing part 4 not only the change in length with temperature change can be compensated, but also the dependence of the temperature expansion coefficient of the temperature can be compensated. Thus, a uniform temperature expansion on the one hand, the stationary components and on the other hand, the components of the moving chain can be achieved. Here, the change in length δ L varies only slightly over the range of -40 ° C to 180 ° C. For example, the fuel injection valve 1 may be designed so that at the temperature of 0 ° C, the change in length δL disappears. At temperatures lower than 0 ° C, positive changes in length ΔL occur. However, these are small, in particular smaller than 1 micron. At temperatures greater than 0 ° C first negative length changes δL occur, the magnitude of which are also significantly smaller than 1 micron. At about 140 ° C, the change in length δL disappears again and at temperatures greater than 140 ° C again positive length changes δL occur. Over the entire range of -40 ° C to +180 ° C, however, the amount of change in length δL remains smaller than 1 μm, in particular significantly smaller than 1 μm.

Der in der Fig. 3 veranschaulichte, günstige Temperaturverlauf der Längenänderung δL kann unter anderem durch eine geeignete Wahl einer Länge 25 des Gehäuseteils 4 aus der Legierung, die in diesem Ausführungsbeispiel durch Fe54Ni29Co17 gegeben ist, entlang der Längsachse 15 des piezoelektrischen Aktors 3 erzielt werden. Dadurch sind temperaturbedingte Längenänderungen δL zwischen dem Gehäuse 2 und dem von dem piezoelektrischen Aktor 3 betätigbaren Aktorkopf 11 zumindest im Wesentlichen kompensiert. In diesem Ausführungsbeispiel sind solche temperaturbedingten Längenänderungen zwischen dem Gehäuse 2 und dem von dem piezoelektrischen Aktor 3 betätigbaren Element 11, nämlich dem Aktorkopf 11, durch die Längenänderung δL zwischen der Stirnfläche 22 des Elements 11 und der Seite 23 des Führungsteils 7 veranschaulicht.The Indian Fig. 3 can be achieved, inter alia, by a suitable choice of a length 25 of the housing part 4 made of the alloy, which is given by Fe54Ni29Co17 in this embodiment, along the longitudinal axis 15 of the piezoelectric actuator 3 illustrated favorable temperature profile of the change in length. As a result, temperature-induced changes in length ΔL between the housing 2 and the actuator head 11 that can be actuated by the piezoelectric actuator 3 are at least substantially compensated. In this embodiment, such temperature-induced changes in length between the housing 2 and that of the piezoelectric actuator 3 actuatable element 11, namely the actuator head 11, illustrated by the change in length δL between the end face 22 of the element 11 and the side 23 of the guide member 7.

Speziell kann eine direkte Nadelsteuerung der Düsennadel 16 durch den piezoelektrischen Aktor 3 realisiert werden. Hierbei kann der Aktorkopf 11 direkt auf die Düsennadel 16 einwirken. Durch Laden des piezoelektrischen Aktors 3 kann beispielsweise der Dichtsitz zwischen dem Ventilschließkörper 18 und der Ventilsitzfläche 19 geschlossen werden. Durch Entladen des piezoelektrischen Aktors 3 ist dann ein Einspritzen von Brennstoff möglich. Hierbei besteht der Vorteil, dass bei temperaturbedingten Längenänderungen δL die Düsennadel 16 weder übermäßig gegen die Ventilsitzfläche 19 gepresst wird, wodurch sich ein Öffnungsverhalten verlangsamt, noch dass es zu einem unerwünschten Spalt zwischen dem Ventilschließkörper 18 und der Ventilsitzfläche 19 kommt.Specifically, a direct needle control of the nozzle needle 16 can be realized by the piezoelectric actuator 3. In this case, the actuator head 11 can act directly on the nozzle needle 16. By loading the piezoelectric actuator 3, for example, the sealing seat between the valve closing body 18 and the valve seat surface 19 can be closed. By discharging the piezoelectric actuator 3 then injecting fuel is possible. Here, there is the advantage that with temperature-induced changes in length δL, the nozzle needle 16 is neither excessively pressed against the valve seat surface 19, whereby an opening behavior slows down, nor that there is an undesirable gap between the valve closing body 18 and the valve seat surface 19.

Weitere Maßnahmen zur Temperaturkompensation, beispielsweise mit einem hydraulischen Koppler, vereinfachen sich dadurch oder können auch ganz entfallen.Further measures for temperature compensation, for example, with a hydraulic coupler, thereby simplify or even completely eliminated.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is not limited to the described embodiments.

Claims (11)

Brennstoffeinspritzventil (1) mit einem Gehäuse (2) und einem in dem Gehäuse (2) angeordneten Aktor (3), wobei das Gehäuse (2) zumindest ein Gehäuseteil (4) aufweist, das aus einer Legierung gebildet ist, die Eisen, Nickel und Cobalt aufweist.Fuel injection valve (1) having a housing (2) and an actuator (3) arranged in the housing (2), wherein the housing (2) has at least one housing part (4) which is formed from an alloy comprising iron, nickel and Cobalt has. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Legierung, aus der das Gehäuseteil (4) gebildet ist, zumindest im Wesentlichen auf Eisen, Nickel und Cobalt basiert.
Fuel injection valve according to claim 1,
characterized,
that the alloy is formed from the housing part (4) at least substantially on iron, nickel and cobalt based.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Legierung, aus der das Gehäuseteil (4) gebildet ist, zumindest näherungsweise 54 Massenprozent Eisen, zumindest näherungsweise 29 Massenprozent Nickel und zumindest näherungsweise 17 Massenprozent Cobalt aufweist.
Fuel injection valve according to claim 1 or 2,
characterized,
that comprises the alloy of which the housing part (4) is formed, at least approximately 54 mass percent of iron, at least approximately 29 mass percent of nickel and at least approximately 17 percent by mass cobalt.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (2) ein weiteres Gehäuseteil (5) aufweist, das zumindest im Wesentlichen aus einem Stahl gebildet ist, und dass das Gehäuseteil (4) und das weitere Gehäuseteil (5) miteinander verbunden sind.
Fuel injection valve according to one of claims 1 to 3,
characterized,
that the housing (2) comprises a further housing part (5) which is formed at least substantially of a steel, and that the housing part (4) and the further housing part (5) are interconnected.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Übergangsfuß (10) vorgesehen ist, der auf Aluminium basiert, dass der Übergangsfuß (10) zwischen dem Aktor (3) und dem Gehäuse (2) angeordnet ist und dass der Aktor (3) über den Übergangsfuß (10) an dem Gehäuse (2) abgestützt ist.
Fuel injection valve according to one of claims 1 to 4,
characterized,
in that a transition foot (10) is provided which is based on aluminum, that the transition foot (10) between the actuator (3) and the housing (2) is arranged and that the actuator (3) via the transition foot (10) on the housing (2) is supported.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Übergangskopf (11) vorgesehen ist, der auf Aluminium basiert, dass der Übergangskopf (11) zwischen dem Aktor (3) und einem Ventilschließkörper (18) angeordnet und dass der Aktor (3) über den Übergangskopf (11) auf den Ventilschließkörper (18) einwirkt.
Fuel injection valve according to one of claims 1 to 5,
characterized,
in that a transition head (11) based on aluminum is provided, in that the transition head (11) is arranged between the actuator (3) and a valve closing body (18) and that the actuator (3) via the transitional head (11) acts on the valve closing body (18).
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Länge (25) des Gehäuseteils (4) entlang einer Längsachse (15) des Aktors (3) so vorgegeben ist, dass eine temperaturbedingte Längenänderung zwischen dem Gehäuse (2) und einem von dem Aktor (3) betätigbaren Element (11) zumindest im Wesentlichen kompensiert ist.
Fuel injection valve according to one of claims 1 to 6,
characterized,
in that at least one length (25) of the housing part (4) along a longitudinal axis (15) of the actuator (3) is predetermined so that a temperature-induced change in length between the housing (2) and an actuatable by the actuator (3) element (11) is at least substantially compensated.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass temperaturbedingte Längenänderungen zwischen dem Gehäuse (2) und dem von dem Aktor (3) betätigbaren Element (11) in einem Bereich von etwa -40 °C bis etwa 180 °C zumindest im Wesentlichen kompensiert sind.
Fuel injection valve according to claim 7,
characterized,
in that temperature-induced changes in length between the housing (2) and the element (11) which can be actuated by the actuator (3) are at least substantially compensated in a range from about -40 ° C to about 180 ° C.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass temperaturbedingte Längenänderungen zwischen dem Gehäuse (2) und einem von dem Aktor (3) betätigbaren Element (11) durch die Kompensation auf etwa +-1 µm reduziert sind.
Fuel injection valve according to claim 8,
characterized,
that temperature-induced changes in length between the housing (2) and an element (11) which can be actuated by the actuator (3) are reduced by the compensation to approximately + -1 μm.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine an einem Düsenkörper (8) ausgestaltete Ventilsitzfläche (19) und ein Ventilschließkörper (18) vorgesehen sind, dass der Ventilschließkörper (18) mit der Ventilsitzfläche (19) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt und dass der Aktor (3) den Ventilschließkörper (18) direkt ansteuert.
Fuel injection valve according to one of claims 1 to 9,
characterized,
in that a valve seat surface (19) configured on a nozzle body (8) and a valve closing body (18) are provided, that the valve closing body (18) cooperates with the valve seat surface (19) to form a sealing seat and that the actuator (3) holds the valve closing body (18). directly drives.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktor (3) als piezoelektrischer Aktor (3) ausgestaltet ist.
Fuel injection valve according to one of claims 1 to 10,
characterized,
that the actuator (3) as a piezoelectric actuator (3) is designed.
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