DE10002718A1

DE10002718A1 - Fuel injection valve for IC engines with fuel leakage flow passing combustion chamber-sided guide of valve member through pipe in valve body

Info

Publication number: DE10002718A1
Application number: DE10002718A
Authority: DE
Inventors: Stephan Haas; Thomas Kuegler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 2000-01-22
Publication date: 2000-12-07

Abstract

The valve has a valve body with bore for a valve member (5). The valve body contains a pipe (31,33) connected to a low pressure chamber. The pipe opens in the area of an aperture (35) in the shaft of a closure head (7), which is not opened during an opening stroke, in fuel flow direction downstream of the outlet (23) of an injection aperture (21), and in the area of a guide on the combustion chamber side. The pipe has a central axial dead-end channel (31) and outlet channel (33) extending from it radially and in a star-shape.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentan spruchs 1.The invention relates to a fuel injection valve for internal combustion engines according to the genus of the patent saying 1.

Derartige Kraftstoffeinspritzventile gehen beispiels weise aus der DE 44 42 764 A1 und aus der nicht vorver öffentlichten DE 197 39 905 hervor.Such fuel injection valves go for example as from DE 44 42 764 A1 and from the not vorver published DE 197 39 905.

Bei diesen, nach außen in den Brennraum öffnenden Kraftstoffeinspritzventilen tritt eine nicht zu verhin dernde Kraftstoffleckage an der brennraumseitigen Füh rung des Ventilglieds in den Brennraum auf, die als un kontrollierte und emissionsverschlechternde Einsprit zung wirkt. Bei höheren Einspritzdrücken tritt des wei teren ein Aufweiten des Ventilkörpers auf, wodurch sich der Leckspalt vergrößert und eine erheblich höhere Leckage auftritt.These open out into the combustion chamber Fuel injection valves do not fail to avoid Changing fuel leakage on the combustion chamber side guide tion of the valve member in the combustion chamber, which as un controlled and emission-reducing fuel tongue works. At higher injection pressures, the white teren an expansion of the valve body, whereby the leakage gap increases and a significantly higher one Leakage occurs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungs gemäßes Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschi nen dahingehend weiterzubilden, daß eine Kraft stoffleckage in den Brennraum der Brennkraftmaschine weitestgehend verhindert wird. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The invention has for its object a genus appropriate fuel injection valve for internal combustion engine NEN to further develop that a force Substance leakage in the combustion chamber of the internal combustion engine is largely prevented. This task is accomplished by solved the features of claim 1.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß der Leckagestrom von der brenn raumseitigen Führung des Ventilglieds durch die in dem Ventilglied vorgesehene Leitung abgeführt wird.The fuel injector according to the invention for Internal combustion engines with the features of claim 1 has the advantage that the leakage current from the burning room-side guidance of the valve member by the in the Valve member provided line is discharged.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Ge genstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are Ge subject of the subclaims.

So ist es beispielsweise insbesondere hinsichtlich der Herstellung besonders vorteilhaft, daß die Leitung ei nen zentralen axialen Sackkanal und mit diesem verbun dene, im wesentlichen sternförmig in Radialrichtung verlaufende Ablaufkanäle umfaßt, die in im Schaft des Schließkopfes angeordnete Öffnungen münden. It is, for example, particularly with regard to the Production particularly advantageous that the line egg NEN central axial blind channel and connected to this dene, essentially star-shaped in the radial direction running drainage channels includes that in the shaft of the Openings arranged in the closing head open.

Die Öffnungen sind dabei vorteilhafterweise durch eine am äußeren Umfang des Schafts des Schließkopfes ange ordnete umlaufende Nut miteinander verbunden.The openings are advantageously through a on the outer periphery of the shaft of the closing head arranged circumferential groove connected to each other.

Um zu verhindern, daß beim Öffnen des Kraftstoffein spritzventils eine Verbindung des Brennraums mit dem Niederdruckraum, mit dem die Leitung verbunden ist, entstehen kann, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Ablaufbohrungen in Umfangsrichtung benachbart zu Zulaufkanälen, die zu den Einspritzöffnungen führen, einen maximal möglichen Abstand aufweisen.To prevent that when opening the fuel injection valve connects the combustion chamber with the Low pressure room to which the line is connected, can arise, it is advantageously provided that the drain holes adjacent in the circumferential direction Inlet channels leading to the injection openings have a maximum possible distance.

Dies wird beispielsweise vorteilhafterweise dadurch realisiert, daß sowohl die Ablaufbohrungen als auch die Zulaufkanäle in Umfangs- und Radialrichtung symmetrisch und jeweils um gleiche Winkel zueinander versetzt ange ordnet sind.This is advantageously done, for example realized that both the drain holes and the Inlet channels symmetrical in the circumferential and radial directions and offset from each other by the same angle are arranged.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the The invention relates to the description of Drawing and the claims can be found.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraft stoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der folgenden Be schreibung näher erläutert.An embodiment of a force according to the invention fuel injection valve for internal combustion engines is in the drawing and is shown in the following Be spelling explained in more detail.

In der Zeichnung zeigen: The drawing shows:

Fig. 1 schematisch und teilweise geschnitten den vorderen Teil eines von der Erfindung Ge brauch machenden Kraftstoffeinspritzventils unter Weglassung des Ventilhaltekörpers; Fig. 1 shows schematically and partially in section the front part of a fuel injection valve using the invention Ge omitting the valve holding body;

Fig. 2 eine in Fig. 1 mit II bezeichnete Detailver größerung und Fig. 2 is a in Fig. 1 designated II Detailver and

Fig. 3 eine in Fig. 2 mit III-III bezeichnete Schnittdarstellung. Fig. 3 is a sectional view designated III-III in Fig. 2.

Description of an embodiment

Ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil, darge stellt in den Fig. 1, 2 und 3, weist einen Ventilkörper 1 auf, der mit seinem unteren freien Ende in den Brenn raum einer mit Kraftstoff zu versorgenden Brennkraftma schine ragt (nicht dargestellt). Der Ventilkörper 1 weist eine axiale Durchgangsbohrung 3 auf, in der ein kolbenförmiges Ventilglied 5 axial verschiebbar geführt ist.A fuel injection valve according to the invention, Darge represents in FIGS . 1, 2 and 3, has a valve body 1 , which projects with its lower free end into the combustion chamber of a fuel-supplied internal combustion engine (not shown). The valve body 1 has an axial through bore 3 , in which a piston-shaped valve member 5 is axially displaceably guided.

Das Ventilglied 5 weist an seinem unteren brennraumsei tigen Ende einen aus der Bohrung 3 ragenden, im Quer schnitt vergrößerten Schließkopf 7 auf, der ein Ventil schließglied bildet. Dieser in Fig. 2 vergrößert darge stellte Schließkopf 7 bildet mit seiner dem Ventilkör per 1 zugewandten Ringstirnfläche eine Ventildichtflä che 9, die dabei mit einer ortsfesten Ventilsitzfläche 11 zusammenwirkt, die an der brennraumseitigen, die Bohrung 3 umgebenden Stirnfläche des Ventilkörpers 1 gebildet ist. Die einen Dichtquerschnitt ergebende Ven tildichtfläche 9 und die Ventilsitzfläche 11 sind ko nisch ausgebildet, wobei die Konuswinkel der beiden Kontaktflächen geringfügig voneinander abweichen, so daß eine definierte Dichtkante gebildet wird.The valve member 5 has at its lower Brennraumsei term end projecting from the bore 3 , enlarged in cross section closing head 7 , which forms a valve closing member. This enlarged in Fig. 2 Darge presented closing head 7 forms with its valve body per 1 facing end face a Ventildichtflä surface 9 , which cooperates with a stationary valve seat surface 11 , which is formed on the combustion chamber side, the bore 3 end face of the valve body 1 . The resulting a sealing cross-section Ven tildichtfläche 9 and the valve seat surface 11 are formed ko nically, the cone angle of the two contact surfaces differ slightly from one another, so that a defined sealing edge is formed.

Zwischen der Wand der Bohrung 3 und dem Schaft des Ven tilglieds 5 ist ein ringförmiger Druckraum 13 gebildet, der brennraumseitig von einer eine Ringschulter 15 bil denden Durchmessererweiterung des Ventilglieds 5 an dessen Übergang in den Schließkopf 7 und andererseits durch eine Querschnittserweiterung 17 des Ventilglieds 5 auf das Maß der Bohrung 3 begrenzt ist. Dieser Druck raum 13 ist über einen (nicht dargestellten) Druckkanal mit Kraftstoff hohen Drucks befüllbar, wozu der Druck kanal in nicht näher gezeigter Weise an eine Einspritz leitung einer Einspritzpumpe angeschlossen ist. Von der den Druckraum 13 begrenzenden Ringschulter 15 führen Einspritzkanäle 21 ab, die zunächst als Längsbohrung im Schließkopf 7 des Ventilglieds 5 ausgebildet sind und von denen Steuerbohrungen abführen. Die Austrittsöff nungen 23 (Spritzlöcher) der Einspritzkanäle 21 sind dabei oberhalb der Ventildichtfläche 9 so an der Man telfläche des Schließkopfs 7 angeordnet, daß sie in Schließstellung des Einspritzventils, also bei am Ven tilsitz anliegenden Ventilglied 5 von der Wand der Boh rung 3 abgedeckt sind und erst beim nach außen gerich teten Öffnungshub des Ventilglieds 5 durch Austauchen aus der Bohrung 3 des Ventilkörpers 1 aufgesteuert wer den.Between the wall of the bore 3 and the shaft of the Ven valve member 5 , an annular pressure chamber 13 is formed, the combustion chamber side of an annular shoulder 15 bil forming diameter expansion of the valve member 5 at its transition into the closing head 7 and on the other hand by a cross-sectional expansion 17 of the valve member 5 the size of the bore 3 is limited. This pressure chamber 13 can be filled via a (not shown) pressure channel with high pressure fuel, for which purpose the pressure channel is connected in a manner not shown to an injection line of an injection pump. Injection channels 21 lead from the annular shoulder 15 delimiting the pressure space 13 and are initially designed as a longitudinal bore in the closing head 7 of the valve member 5 and from which control bores lead away. The Austrittsöff openings 23 (injection holes) of the injection channels 21 are arranged above the valve sealing surface 9 so on the man telfläche the closing head 7 that they are covered by the wall of the Boh tion 3 in the closed position of the injection valve, that is to say valve seat adjacent valve member 5 and only when the outward-directed opening stroke of the valve member 5 is controlled by emerging from the bore 3 of the valve body 1 who the.

Das Ventilglied 5 weist einen axialen Sackkanal in Form einer Sackbohrung 31 auf, die an der dem Brennraum ab gewandten Seite 5a des Ventilglieds 5 offen und mit ei nem Niederdruckraum verbunden ist. Diese axiale Sack bohrung 31 kann entweder von vornherein als Sackbohrung ausgeführt sein, oder als durchgehende Bohrung, die später beispielsweise durch Stauchen am Schließkopf 7 verschlossen wird. Von der zentralen Sackbohrung 31 führen Ablaufkanäle in Form von Ablaufbohrungen 33 ab, die in im Schaft des Schließkopfes 7 angeordnete Öff nungen 35 münden. Diese Öffnungen 35 sind durch eine am äußeren Umfang des Schafts des Schließkopfs 7 des Ven tilglieds 1 angeordnete umlaufende Nut 36 miteinander verbunden. Die Öffnungen 35 und die Nut 36 sind in Strömungsrichtung vor den Spritzlöchern 23 so angeord net, daß sichergestellt ist, daß beim Öffnen des Kraft stoffeinspritzventils keine Verbindung zu den Ablauf bohrungen 33 und damit über die Sackbohrung 31 zu dem Niederdruckraum entsteht.The valve member 5 has an axial blind channel in the form of a blind bore 31 which is open on the side 5a of the valve member 5 facing the combustion chamber and is connected to a low-pressure chamber. This axial blind bore 31 can either be designed from the outset as a blind bore, or as a continuous bore, which is later closed, for example, by upsetting the closing head 7 . From the central blind bore 31 drain channels in the form of drain holes 33 from which openings 7 arranged in the shaft of the closing head 7 open 35 . These openings 35 are connected by a circumferential groove 36 arranged on the outer circumference of the shaft of the closing head 7 of the Ven valve member 1 . The openings 35 and the groove 36 are in the flow direction in front of the spray holes 23 so angeord that it is ensured that when opening the fuel injection valve no connection to the drain holes 33 and thus via the blind hole 31 to the low pressure chamber.

Die Funktion der Sackbohrung 31 und der Ablaufbohrungen 33 ist folgende:The function of the blind hole 31 and the drain holes 33 is as follows:

Beim Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils durch Hoch druck weitet sich die Führung 41 geringfügig auf. Der hierdurch entstehende Leckagestrom verläuft über die Führung 41 bis zur Nut 36 und fließt dann zum größten Teil, insbesondere auch durch die unterschiedlichen Druckniveaus, über die als Ablaufbohrungen 33 ausge führten Ablaufkanäle sowie über den als Sackbohrung 31 ausgeführten Sackkanal in den Niederdruckraum, z. B. in den mit dem Kraftstofftank verbundenen Federraum, in dem sich Lecköl sammelt und in dem das dem Brennraum abgewandte Ende 5a des Ventilglieds 5 angeordnet ist. In der Führung 41 verbleibt auf diese Weise nur noch ein wenig verbrennungsschädlicher, jedoch tribologisch notwendiger Leckagerest.When the fuel injector is opened by high pressure, the guide 41 widens slightly. The resulting leakage flow runs through the guide 41 to the groove 36 and then flows for the most part, in particular also through the different pressure levels, via the drain channels 33 designed as drain holes 33 and via the blind channel designed as a blind hole 31 into the low-pressure space, e.g. B. in the spring chamber connected to the fuel tank, in which leak oil collects and in which the end facing away from the combustion chamber 5 a of the valve member 5 is arranged. In this way, only a little residue of the leakage that is harmful to the combustion, but is tribologically necessary, remains in the guide 41 .

Claims

1.Fuel injection valve for internal combustion engines with a valve member ( 5 ) which can be displaced axially outwards against a restoring force in a bore ( 3 ) of a valve body ( 1 ) and which has a closing head ( 7 ) which projects from the bore ( 3 ) and forms a valve closing member at its end on the combustion chamber side has) which on its side facing the Ven tilkörper (1) side has a valve sealing surface (9) with which it co-operates with an electrode disposed on the combustion chamber side end face of the valve body (1) valve seat surface (11), and with at least of a pressure chamber ( 13 ) outgoing injection opening ( 21 ) on the closing head ( 7 ), the outlet opening ( 23 ) in the closed position of the valve member ( 5 ) from the valve body ( 1 ) and is released at the outward opening stroke, characterized in that in the Valve member ( 5 ) with a low pressure chamber connected line ( 31 , 33 ) is provided, which in Kra Fuel flow direction downstream of the at least one outlet opening ( 23 ) in the region of a combustion chamber-side guide ( 41 ) opens into at least one opening ( 35 ) that cannot be controlled during an opening stroke in the shaft of the closing head ( 7 ).

2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the line comprises a central, axial blind channel ( 31 ) and connected to this, essentially radial star outlet channels ( 33 ), which in the shaft of the closing head ( 7 ) arranged openings ( 35 ) flow out.

3. Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the openings ( 35 ) through a, on the outer circumference of the shaft of the closing head ( 7 ) arranged circumferential groove ( 36 ) are connected to each other ver.

4. Fuel injection valve according to claim 2 or 3, characterized in that the outlet channels ( 33 ) in the circumferential direction adjacent to inlet channels ( 21 ) leading to the injection openings ( 23 ) have the maximum possible distance.

5. Fuel injection valve according to claim 4, characterized in that both the outlet channels ( 33 ) and the inlet channels ( 21 ) in the circumferential and Ra dial direction symmetrically and offset by the same angle to each other in the closing head ( 7 ) are arranged.