[发明专利]用于内燃机喷射系统的执行器单元

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的特征的用于内燃机喷射系统的执行器单元。

带有压电执行器元件的执行器单元例如用于内燃机燃烧室中的燃料喷射。压电执行器元件优选地由陶瓷制成且布置在例如由殷钢(Invar)制成的执行器壳体中。由于压电执行器元件和执行器壳体的不同的材料对于各自的热膨胀系数具有不同的值，因此在对执行器单元产生影响的温度变化时可产生压电执行器元件和执行器壳体的不同的长度变化。由此，压电执行器元件的位置可相对于末控元件(Stellglied)而移位，以使得影响压电执行器元件和末控元件之间的有效连接。

在专利说明书DE 199 09 106 C2中公开了一种执行器单元，在其中，由于对于执行器壳体和压电执行器元件的不同材料的不同的热膨胀系数而产生的长度变化可通过执行器壳体由内部、中间以及外部的套管组成而平衡。在此，至少两个套管具有不同的热膨胀系数。如此地选择套管的材料，即，使得由于单个套管的不同的热膨胀系数平衡在执行器壳体处和在压电执行器单元处的不同的长度变化。

本发明的目的那么在于，提供一种用于执行器单元的备选解决方案，借助于该备选解决方案可尽可能简单地补偿执行器壳体和压电执行器单元的不同的线膨胀。

该目的根据本发明通过权利要求1的特征而解决。本发明的有利的设计在从属权利要求中表示出来。

利用本发明获得的优点尤其在于，基于已知的压电执行器元件的热膨胀系数，通过在执行器壳体处布置引起力平衡的紧固元件而在轴向上平衡执行器壳体和压电执行器元件的不同的线膨胀。这通过如此地选择执行器壳体和紧固元件的热膨胀系数而受到支持，即，使得其中一种材料具有相比于压电执行器元件的热膨胀系数较大的热膨胀系数，并且另一种材料具有相比于压电执行器元件的热膨胀系数较小的热膨胀系数。

在本发明的有利的改进方案中设置，紧固件构造成锁紧螺母并且固定在安置(angebracht)在执行器壳体处的螺纹处。在执行器壳体处布置锁紧螺母就此而言提供优点，即，在不具有执行器单元的变形的情况下实现执行器壳体和压电执行器元件的不同的长度变化。因此，执行器单元的低成本且快速的再加工是可能的。

本发明的另一个有利的设计在于，通过锁紧螺母接合到螺纹中的部分的长度实现执行器壳体和压电执行器元件的不同的线膨胀的平衡的精调。锁紧螺母接合到执行器壳体的螺纹中的部分的长度取决于压电元件的热膨胀系数。因此优点在于，通过仅使锁紧螺母接合到执行器壳体的螺纹中的部分的长度变化而避免例如通过不同的制造商供应相同材料时可能出现的相同的材料的不同的长度变化。

借助于附图进一步描述本发明的细节。其中：

图1显示执行器单元的截面图

图1显示执行器单元的截面图。执行器单元1具有布置在执行器壳体14内的压电执行器元件13。压电执行器元件13在一端处与头元件(Kopfelement)11相连接并且在相对的端处与底元件(Bodenelement)12相连接。此外，在执行器壳体14处布置有紧固元件10。该紧固元件10例如为锁紧螺母。在执行器单元的有利的实施形式中，压电执行器元件13由陶瓷制成，执行器壳体14由镍钢组成，并且紧固元件10由钢制成。

由于对于压电执行器元件13和执行器壳体14的材料的不同的热膨胀系数，在温度变化时在轴向上发生执行器单元的压电执行器元件13和执行器壳体14的不同的长度变化。在此，压电执行器元件13的位置可相对于在图1中未示出的末控元件而改变。由此，如此地影响压电执行器元件13和在图1中未示出的末控元件之间的有效连接，即，使得例如在喷射阀中待喷射的燃料数量的控制恶化。

在执行器单元1中在温度变化时在压电执行元件13和执行器壳体14之间产生的不同的长度变化通过紧固元件10而平衡。在通过紧固元件10以与执行器壳体14的运动相反的方式在轴向上将分力施加到执行器壳体14上的情况下，产生通过紧固元件10的不同的线膨胀的平衡。由于紧固元件10例如构造成锁紧螺母，因此锁紧螺母接合到执行器壳体14的螺纹中的部分越长，施加到执行器壳体14上的力就越大。

紧固元件10、执行器壳体14以及压电执行器元件13优选地由具有不同热膨胀系数的分别不同的材料制成。为了相对于压电执行器元件13的长度变化而平衡执行器壳体1和紧固元件10之间的不同的长度变化，如此地选择执行器壳体1和紧固元件10的材料，即，使得两种材料中的一种具有相对于压电执行器元件13的热膨胀系数较大的热膨胀系数，并且另一种材料具有相对于压电执行器元件13的热膨胀系数较小的热膨胀系数。

接下来考虑这种情况，紧固元件10的热膨胀系数小于压电执行器元件13的热膨胀系数，并且与此同时执行器壳体14的热膨胀系数大于压电执行器元件13的热膨胀系数。因此，由于执行器壳体14的热膨胀系数较大，产生了相对于压电执行器元件13的执行器壳体14过大的线膨胀。就此而言，这种相比于压电执行器元件13的过大的线膨胀通过紧固元件10而平衡，因为此时由于紧固元件10的较小的热膨胀系数，与执行器壳体14的运动方向相反指向的力作用到执行器壳体14上。