如果操縱了所述壓電執(zhí)行器，則該壓電執(zhí)行器操縱所述伺服閥。由此，燃料能夠經(jīng)過所述輸出節(jié)氣門離開所述控制室。由此，在控制室中的壓力下降并且在低于特定的壓力閾值之后打開所述噴嘴針。如果所述壓電執(zhí)行器接下來再次卸載，則所述伺服閥閉合，所述控制室會經(jīng)過向著高壓系統(tǒng)的連接部而再度填充，從而在所述控制室中的壓力再次構(gòu)建在軌-壓力-水平上并且閉合所述噴嘴針。在此，在所述控制室中的壓力降或壓力建立的動態(tài)以及在針打開運動或針閉合運動期間的針速度基本上通過輸入節(jié)氣門和輸出節(jié)氣門的尺寸設(shè)置來確定。

為了保證具有壓電執(zhí)行器的共軌噴射器的穩(wěn)定的運行，在壓電執(zhí)行器和伺服閥的閥體之間需要幾乎無間隙的耦合部。為此，在整個傳動鏈的范圍中需要熱學(xué)的長度改變的準確的穩(wěn)定的溫度補償，以便將壓電執(zhí)行器的空行程的改變保持在緊湊的界限中。為此，所述壓電執(zhí)行器通常由殷鋼套筒包圍，該殷鋼套筒示出了與所述壓電執(zhí)行器類似的熱膨脹性質(zhì)。

但是必要的是，存在所述伺服閥的較小定義的空行程，也即在伺服閥體和執(zhí)行器的底板之間存在小的中間空間，因為必須阻礙的是，在壓電執(zhí)行器沒有被操控時所述伺服閥處于敞開。反過來，過大地設(shè)定的空行程是不利的，因為由此以相同的尺度提高所需要的壓電執(zhí)行器行程，并且這點再者相應(yīng)地提高對此必要的操控能量?？傮w上，這也提高了對系統(tǒng)的在較長的時間段上的準確性的穩(wěn)定性的要求。

在馬達中使用噴射閥提供了具有不同的熱源和散熱器的在熱學(xué)上很復(fù)雜的邊界條件。在壓電執(zhí)行器的區(qū)域中，由于電損耗而進行的自加熱起到關(guān)鍵的作用。在所述伺服閥的區(qū)域中，由于燃料從軌-壓力卸壓到周邊環(huán)境壓力上而進行的溫度升高表現(xiàn)為重要的熱源。通過將噴射器安裝在馬達的缸頭中，經(jīng)過不同的接觸位置、例如燃燒室密封部以及噴嘴尖部與燃氣的接觸部，得到了相應(yīng)的熱流。對所述空行程的同樣有待考慮的影響參量表現(xiàn)為在所述缸頭中的抓力（Verpratzungskraft）。這也受到大的公差的影響。

在穩(wěn)定的噴射器運行中，得到的熱膨脹能夠通過合適的材料選擇和幾何特征在很大程度上補償。在動態(tài)的馬達運行中，由于在構(gòu)件中的不穩(wěn)定的、不均勻的溫度分布而得到對壓電執(zhí)行器的空行程的額外的影響參量。此外，在噴射器運行中的空行程通過由于極化改變和磨損而進行的壓電執(zhí)行器的長度改變而改變。

以熱學(xué)為條件的長度改變能夠經(jīng)過合適地使用不同的材料而在很大程度上進行補償。一個示例是已經(jīng)所提到的使用由殷鋼形成的執(zhí)行器殼體，因為殷鋼擁有與壓電陶瓷基本上相同的熱膨脹特性。但是最后，這點僅表現(xiàn)為基礎(chǔ)補償。沒有檢測到由于磨損或極化狀態(tài)的改變而進行的空行程改變。

為了解決此問題，存在壓電-共軌-噴嘴，其使用液壓的耦合器，包括帶有在執(zhí)行器側(cè)上的驅(qū)動活塞和在閥側(cè)上的從動活塞的缸體。對于此裝置不利的是，此液壓的耦合器位于低壓區(qū)域中。但是，為了功能有效地保持這樣的耦合器，保證特定的壓力水平，在大多情況下大約10 bar。在現(xiàn)有技術(shù)中，利用壓力保持閥來實現(xiàn)這點。

越來越多地使用低沸點的燃料組分，例如通過把乙醇添加至燃料，但是在低壓區(qū)域中危害相應(yīng)的液壓的耦合元件的功能有效性并且由此表現(xiàn)為對于這樣的方案的顯著的功能風(fēng)險。

此外，從EP 1 389 274中已知具有液壓的耦合器的直接經(jīng)操縱的噴射閥。但是，這點具有的缺點是，把執(zhí)行器不足夠地從所述噴嘴針解耦，這同樣阻礙了磨損的補償。

因此本發(fā)明的任務(wù)在于，避免按照現(xiàn)有技術(shù)的噴射閥的上文所提到的問題并且提供具有伺服閥控制部的噴射閥，該噴射閥一方面將所述執(zhí)行器足夠地從所述噴嘴針解耦，但是另一方面補償了通過構(gòu)件的溫度波動和磨損所出現(xiàn)的在所述噴射閥的運行期間的長度改變。

此任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征部分解決并且通過從屬權(quán)利要求的教導(dǎo)繼續(xù)闡釋。

從而本發(fā)明提供了具有伺服閥控制部的噴射閥，以用于把燃料噴射到內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室中，其中，所述噴射閥具有帶有噴射噴嘴的噴射器體，該噴射噴嘴再者包含具有噴嘴體和噴嘴針的噴嘴模塊，其中，所述噴嘴模塊布置在所述噴射器體的下部的、朝向所述燃燒室的側(cè)部中。所述噴嘴針與噴嘴彈簧這樣相對應(yīng)：使得它將閉合力施加到所述噴嘴針上。此外，噴射閥聯(lián)接至高壓線路處，經(jīng)過該高壓線路使得它與所述高壓燃料系統(tǒng)（共軌）相連。在一個其它的位置處，所述高壓線路經(jīng)過輸入節(jié)氣門與控制室相連，其中，所述控制室經(jīng)過輸出節(jié)氣門再者與所述閥室相連。此外，有利地還存在噴嘴隔板，該噴嘴隔板能夠液壓地支持所述噴嘴針的閉合。

在閥室本身中布置有閥體，該閥體與閥簧如此地配合作用，即，使得所述閥簧將所述閥體這樣從所述節(jié)流板壓出：使得在靜止狀態(tài)中在閥體和節(jié)流板之間保留縫隙。所述閥體本身繼續(xù)與閥針處于連接中，該閥針再者與執(zhí)行器相連，優(yōu)選與壓電執(zhí)行器相連。在壓電執(zhí)行器的情況中，此壓電執(zhí)行器通常通過彈簧、執(zhí)行器彈簧來預(yù)緊，由此所述壓電執(zhí)行器的壓電陶瓷的層堆疊的以分層的方式的結(jié)構(gòu)持久地機械穩(wěn)定。

優(yōu)選地，所述壓電陶瓷的層堆疊不應(yīng)與在大多情況下化學(xué)侵蝕的燃料、例如柴油來到直接接觸中。因此優(yōu)選地，設(shè)置了直向著所述壓電堆的流體密封部，例如以在壓電堆和噴射器的導(dǎo)引流體的部件之間的密封膜為形式?；蛘咚鰪椈杀旧砻芊獾叵鄬τ谌剂蠘?gòu)造，例如構(gòu)造為波形彈簧或者波紋管彈簧。

按照本發(fā)明，此時利用很小的游隙將所述閥針裝配到所述閥體中，從而在閥針和閥體之間形成了密封縫隙。所述閥體本身具有孔部，該孔部將所述閥室與所述密封縫隙相連。在此，所述閥針的下端部不完全與所述閥體相連，從而在閥針和閥體之間形成了耦合體積，該耦合體積經(jīng)過密封縫隙和孔部與所述閥室相連。因為所述閥室經(jīng)過所述輸出節(jié)氣門與所述控制室相連，則所述閥室在根據(jù)本發(fā)明的噴射閥中處于高壓（軌-壓力）下。這點意味著，經(jīng)過在閥針和閥體之間的密封縫隙和所述閥體中的孔部，利用燃料來填充所述耦合體積，其中，此燃料同樣處于軌-壓力下。在此，如此地設(shè)置密封縫隙：使得雖然一方面在耦合體積和閥室之間存在流體連接，另一方面在閥操縱的短的時間期間在耦合體積和閥室之間在實際上沒有能夠出現(xiàn)流體交換，從而在此時間在實際上不改變此耦合體積。由此，由在閥體中的孔部形成的系統(tǒng)與所述密封縫隙和所述耦合體積作為液壓的耦合器起作用。

不同于按照現(xiàn)有技術(shù)，所述耦合器在所述閥的靜止狀態(tài)中處于高壓下，從而燃料的經(jīng)降低的沸點（例如通過混合低沸點的組分、例如生物乙醇）不具有負面的效果。時間（在該時間中操縱所述閥，也即在該時間中，所述執(zhí)行器偏移并且所述伺服閥打開，其中，在所述閥室中的壓力下降）如此地短：使得在此時間中，沒有能夠感覺到的液體（燃料）量從所述耦合體積中經(jīng)過所述密封縫隙和在所述閥體中的孔部而能夠到達所述閥室中，從而在所述液壓的耦合器中本身維持有所述高壓。但是在較長的時間上觀察，經(jīng)過在耦合體積和閥室之間的密封縫隙經(jīng)過現(xiàn)有的流體連接部能夠發(fā)生壓力補償，從而能夠持久地補償在所述閥系統(tǒng)中的長度改變。

作為有利方案證實了它，當(dāng)執(zhí)行器具有經(jīng)堆疊的壓電元件（壓電堆）并且優(yōu)選地以全活性的壓電堆為形式構(gòu)造時，該壓電堆一般較不傾向于在壓電堆序列的內(nèi)部形成裂紋，因為不同于并非全活性的堆疊，并非僅其相應(yīng)的壓電的層的部分被電極材料遮覆，而是所述遮覆是全部面的并且在壓電堆序列中的接觸部交替地在所述堆疊側(cè)的邊緣側(cè)進行。相應(yīng)地在其它極有待接觸的層在此接觸側(cè)上相應(yīng)交替地在邊緣側(cè)絕緣。

所述高壓-燃料線路優(yōu)選經(jīng)過噴嘴隔板與所述噴嘴體的內(nèi)部相連，這用于所述噴射閥的更好的液壓的控制。

此外合算的是，在閥針和閥體之間的密封縫隙計為大約1 μm。對于所述耦合體積，大約0.5 mm³的體積證實為有利。兩個尺寸保障了所述噴射閥的尤其合適的工作方式。

所述噴射閥的噴嘴針優(yōu)選地向內(nèi)打開，尤其在柴油應(yīng)用中，因為在那里，燃料的壓力很高并且由此較高（hohce）的密封力作用在所述噴射閥的密封座處。在力流的一個其它的對于所述本領(lǐng)域技術(shù)人員而言熟悉的反轉(zhuǎn)中，卻同樣能夠利用本發(fā)明來實現(xiàn)向外敞開的閥，尤其在汽油噴射器中。所述執(zhí)行器本身由包圍所述執(zhí)行器的波形彈簧預(yù)緊，以便穩(wěn)定化所述壓電執(zhí)行器，并且同時密封，以便防護所述壓電堆。

在下文中參照附圖說明了優(yōu)選的實施方式。圖示：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的噴射閥的下部的縱剖圖；

圖2是具體截取部分；并且

圖3是在縱剖圖中的閥室的具體圖示。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的噴射閥的主要的部分，該噴射閥基本上位于噴射器體100內(nèi)。在右側(cè)區(qū)域中，示出了高壓-燃料線路210，該高壓-燃料線路在所述噴射閥的上部的區(qū)域中（在這里未示出）借助于高壓接頭聯(lián)接至高壓-燃料系統(tǒng)（共軌）。左側(cè)在所述高壓-燃料線路210的旁邊示出了由波形彈簧450包圍的執(zhí)行器400，該執(zhí)行器經(jīng)過其執(zhí)行器頭板410與所述噴射器體100相連。所述執(zhí)行器400優(yōu)選地由壓電堆形成。它當(dāng)然也能夠使用其它的材料，例如磁致伸縮的材料。經(jīng)過所述執(zhí)行器420的底板，將此與布置在閥板320中的閥體310相連并且直接作用到此閥體上。所述高壓-燃料線路也導(dǎo)引通過所述閥板320并且在那里匯接到在所述輸入節(jié)氣門230和噴嘴隔板240的區(qū)域中的所述節(jié)流板290中。

原本的噴嘴模塊110位于下部的朝向所述燃燒室的部分中，該噴嘴模塊包括噴嘴體120、噴嘴針130和噴嘴彈簧140。

圖2稍微更加詳細地示出了圍繞所述節(jié)流板的區(qū)域。從右上部，所述燃料經(jīng)過所述高壓-燃料線路210進入到所述系統(tǒng)中并且經(jīng)過所述輸入節(jié)氣門230導(dǎo)引到控制室250中。與此并行地，燃料傳送經(jīng)過所述噴嘴隔板240進入到在所述控制室250處的所述噴嘴模塊110的內(nèi)部的區(qū)域中。

所述控制室250再者與輸出節(jié)氣門270相連，該輸出節(jié)氣門向著所述閥板320導(dǎo)引。在那里連接著閥室300，該閥室在圖3中更加準確地示出。

在圖3的下部的區(qū)域中再者存在節(jié)流板290，所述閥室300（在所述閥板320中形成了所述閥室）連接至該節(jié)流板。在所述閥室300中存在閥體320，該閥體在其下部的區(qū)域中由閥簧330包圍，該閥簧把向上起作用的力施加到所述閥體310上，從而在閥體310和節(jié)流板290之間產(chǎn)生了縫隙340，并且所述閥體310的上部的區(qū)域利用所述閥板320密封并且從而向上密封了所述閥室300。

閥體310具有孔部370，該孔部匯接到中央的孔部中。利用很小的游隙使得所述閥針350導(dǎo)引到此孔部中，該閥針與在這里未示出的執(zhí)行器處于連接中。在閥針350和閥體210的壁之間存在窄的密封縫隙360，經(jīng)過該密封縫隙使得所述孔部370處于與小的中間空間、耦合體積380的流體連接中。由此，從現(xiàn)有技術(shù)中已知的、在壓電執(zhí)行器行程和伺服閥運動之間的受到空行程影響的機械的耦合部被具有集成到所述伺服閥體本身中的間隙補償件的液壓的耦合部取代。不同于在現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣，在集成在所述伺服閥體中的間隙補償件中支配有高壓，也即軌-壓力，從而開文提到的沸點問題不能夠出現(xiàn)。

功能具體是下述：

壓電執(zhí)行器400（其優(yōu)選構(gòu)造為全活性的壓電堆）如此地集成到所述噴射器體100中：使得該壓電執(zhí)行器向上直接支承在所述噴射器體100中。所述壓電執(zhí)行器400通過波形彈簧450向著在所述噴射閥中的導(dǎo)送燃料的區(qū)域密封，其中，所述波形彈簧450同時負責(zé)用于所述執(zhí)行器400的預(yù)緊。不同于按照現(xiàn)有技術(shù)，由此并非整個執(zhí)行器室而是僅所述執(zhí)行器400本身的區(qū)域相對于燃料進行密封。這點是可行的，因為能夠省去使用用于溫度補償?shù)囊箐撎淄?。結(jié)果是：在執(zhí)行器400的區(qū)域中的低壓體積以至少一個數(shù)量級增大，因此以相似的程度減小了壓力脈沖，在打開所述伺服閥時生成了該壓力脈沖。

所述壓電執(zhí)行器400的行程經(jīng)過所述閥針350（該閥針優(yōu)選地由硬金屬形成）傳輸?shù)剿鏊欧y體310上。在此，所述閥針350以很小的游隙在所述伺服閥體310中的孔部中運動。在實施例中，兩個徑向的孔部370處在所述伺服閥體310的大約半高度上，該孔部將所述閥室300與在閥針350和伺服閥體310之間的密封縫隙360相連。在所述伺服閥的經(jīng)閉合的狀態(tài)中，在所述閥室300支配著軌-壓力，該軌-壓力通過所述徑向的孔部370傳輸?shù)剿雒芊饪p隙360中。此壓力然后也傳輸?shù)胶苄〉鸟詈象w積380中，該耦合體積位于所述閥針350的背離于所述壓電執(zhí)行器400的端側(cè)處。此壓力促成的是，所述針始終向外擠壓，直到它靠置到所述執(zhí)行器底板處。由此，保證了在壓電執(zhí)行器400和伺服閥之間的無間隙的接觸。具有很小的動態(tài)的運動（例如熱膨脹和磨損）能夠通過改變耦合器室高度來補償。但是對于高動態(tài)的運動（正如壓電運動表現(xiàn)為此運動那樣），密封縫隙幾乎密封并且由此所述耦合器很剛硬。

如果操縱了壓電執(zhí)行器400，則所述閥體310向下擠壓，從而所述閥向上打開。由此，燃料能夠向上漏出，從而在所述閥室300中的壓力大幅下降。由此，所述伺服閥僅必須克服閥簧力和小的液壓力而保持打開。

通過在閥室300中的壓力降，燃料經(jīng)過所述輸出節(jié)氣門270從所述控制室250中流動到所述閥室300中。因為相比于通過輸出節(jié)氣門270流出，更少的燃料通過所述輸入節(jié)氣門230流入，則在所述控制室250中的壓力下降。由此，減小了作用到所述噴嘴針130上的液壓的閉合力。在低于特定的壓力閾值之后，所述噴嘴針130打開并且開始噴射。

如果壓電執(zhí)行器400卸壓，則所述伺服閥再次閉合，辦法是：所述閥體310向著所述閥板320擠壓并且密封。在所述閥室300中的壓力再度升高，正如在所述控制室250中的壓力那樣，從而結(jié)果是：所述噴嘴針130再次向下擠壓到其基座中。噴射閥是閉合的。

所說明的示例示出了向內(nèi)敞開的噴射閥。當(dāng)然，在相應(yīng)的力反轉(zhuǎn)時，本發(fā)明也包括使用向外敞開的閥。

為了使得耦合經(jīng)過所述耦合體積380正確地起作用，必須如此小地選擇所述密封縫隙360：使得即便在軌-壓力較高的情況中也僅可能有足夠小的燃料泄漏，并且同時在所述伺服閥體310中也不發(fā)生夾住所述閥針350。典型地，密封縫隙360小于一微米地選擇，其中，具有0.5 mm³的耦合體積380足夠得大，以便實現(xiàn)很剛硬的驅(qū)動。

結(jié)果是：利用根據(jù)本發(fā)明的噴射閥，使得所述壓電執(zhí)行器與所述伺服閥體的作為有問題的、從現(xiàn)有技術(shù)中已知的受到空行程影響的機械的耦合部，通過被集成到伺服閥中的間隙補償件中的液壓的耦合部進行取代。由此，改善了由于在驅(qū)動中的在接觸位置處的溫度效應(yīng)、磨損而進行的長度改變的平衡，正如壓電執(zhí)行器本身的長度改變（例如由于極化狀態(tài)的改變 ）的平衡那樣。在所述執(zhí)行器室中的壓力脈沖的減少和由此對所述壓電執(zhí)行器的傳感器信號的干擾效果的減小此外通過低壓區(qū)域的變大來實現(xiàn)。在噴射閥的上部區(qū)域中的未示出的電接觸的區(qū)域中能夠減小振動，當(dāng)壓電頭板剛硬地靠置在所述噴射器體中時。通過此耦合部（該耦合部也對于較輕易地沸騰的燃料正確地工作），省去了在噴射器裝配時的對于空行程的繁瑣的設(shè)定過程。同時，減小了制造成本。在運行中，減小了對于壓電執(zhí)行器的操控能量，因為省去了空行程。通過經(jīng)提高的準確性，依賴于在缸頭中的抓力（Verpratzungskraft）能夠減小噴射量離差，以及改善了在動態(tài)的馬達運行中的噴射量穩(wěn)定性。