DE10049033B4 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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Abstract

Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Ventilschließkörper (4), der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6), die an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, einen Dichtsitz bildet, und mit einem Abspritzkanal (7) und zumindest einem Drallkanal (35), wobei eine Längsachse (46) des zumindest einen Drallkanals (35) relativ zu einer Längsachse (38) des Abspritzkanals (7) so unter einem Winkel (δ) kleiner 90° orientiert ist, dass der das Brennstoffeinspritzventil (1) durchströmende Brennstoff eine Spiralbahn entlang einer Innenwandung (40) des Abspritzkanals (7) durchläuft,
wobei die Längsachse (46) des zumindest einen Drallkanals (35) exzentrisch zu der Längsachse (38) des Abspritzkanals (7) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine Drallkanal (35) im Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, wobei der Abspritzkanal (7) in einer separaten Abschlussplatte (50) ausgebildet ist und wobei sich der Abspritzkanal (7) in Abströmungsrichtung unter Ausbildung eines Absatzes (51) verjüngt.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Aus der DE 198 15 789 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das sich dadurch auszeichnet, daß es eine Drallscheibe stromabwärts eines Ventilsitzes besitzt, die aus wenigstens einem metallischen Material besteht, wenigstens zwei in eine Drallkammer mündende Drallkanäle aufweist und bei der alle Schichten mittels galvanischer Metallabscheidung (Multilayergalvanik) unmittelbar haftfest aufeinander aufgebaut sind. Die Drallscheibe ist derart im Ventil eingebaut, daß ihre Flächennormale unter einem von 0° abweichenden Winkel zur Ventillängsachse schräg geneigt verläuft, so daß durch die Ausrichtung der Drallscheibe ein Strahlwinkel γ zur Ventillängsachse erzielt wird.
  • Nachteilig an dem aus der obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere der hohe Fertigungs- und damit Kostenaufwand. Um das Brennstoffeinspritzventil für beliebige Einsatzmöglichkeiten zu modifizieren, müssen aufwendige Fertigungsmaßnahmen ergriffen werden. Insbesondere sind die Strahlwinkel α und γ mit gängigen Drallaufbereitungsmethoden nicht realisierbar.
  • Zudem kann die Montage einer abströmseitig angeordneten Drallvorrichtung häufig nur unter Inkaufnahme vieler gesondert zu montierender Einzelteile erfolgen.
  • Aus DE-PS 972 387 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bekannt, bei welcher der Kraftstoff nach dem Durchtritt durch den Ventilsitz mittels tangential in einen sonst nur nach dem Brennraum offenen zylindrischen Austrittskanal mündender Bohrungen ein Drall erteilt wird, wobei der Austrittskanal als zylindrisches Sackloch mit über seine Gesamtlänge gleichem Durchmesser ausgebildet ist. Die Bohrungen münden von einem Hohlraum aus tangential und gegenüber der Ausrichtung des Sacklochs unter einem spitzen Winkel in das Sackloch, so dass beim Betrieb der Düse dem ausströmenden Kraftstoff in dem Sackloch ein Drall erteilt wird. Das Sackloch und die Bohrungen sind in der Düsenplatte ausgebildet, so dass dem Kraftstoff nach dem Durchtritt durch den Ventilsitz ein Drall erteilt wird.
  • DE 198 27 218 A1 beschreibt ein Kraftstoffeinspritzventil für einen Verbrennungsmotor, bei welchem ein Ventilsitzabschnitt Kraftstoffströmungsdurchlässe aufweist, die zwischen Führungsabschnitten in vorbestimmten Abständen entlang eines Außenumfangs eines Ventilkörpers angeordnet sind. Zusätzlich hat eine Kraftstoffstrahleinstellplatte Düsenlöcher, die entlang eines Kreises angeordnet sind.
  • DE 39 39 093 A1 offenbart ein elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil, welches ein Ventligehäuse, einen Ventilsitzkörper mit einem Führungszylinder, in den ein Ventilschließglied ragt, das durch Aufliegen an oder Abheben von einem ebenfalls im Ventilsitzkörper vorgesehenen Ventilsitz den Kraftstoffstrom zu wenigstens einer Austrittsöffnung freigibt oder unterbricht. Der Ventilsitzkörper umfasst außer dem Führungszylinder und dem Ventilsitz auch mindestens eine Austrittsöffnung. In der Wand des Führungszylinders sind Drallnuten vorgesehen.
  • In DE 197 36 682 A1 wird ein Brennstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum beschrieben. Am stromabwärtigen Ende des Ventils ist ein Führungs- und Sitzbereich vorgesehen, der von drei scheibenförmigen Elementen gebildet wird. Dabei ist ein Drallelement zwischen einem Führungselement und einem Ventilsitzelement eingebettet. Das Führungselement dient der Führung der axial beweglichen Ventilnadel, während der Ventilschließabschnitt der Ventilnadel mit einer Ventilsitzfläche des Ventilsitzelements zusammenwirkt. Das Drallelement weist einen inneren Öffnungsbereich mit mehreren Drallkanälen auf, die nicht mit dem äußeren Umfang des Drallelements in Verbindung stehen. Der gesamte Öffnungsbereich erstreckt sich vollständig über die axiale Dicke des Drallelements.
  • Aus US 4,230,273 ist ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil bekannt. Das Einspritzventil umfasst eine bewegliche Ventilnadel, welche mit einer elektromagnetischen Spule in Wirkverbindung steht. Die Nadel sitzt zwischen einer Zuströmöffnung und einer Messöffnung eines Ventilgehäuses, welches in eine Sammelkammer eingesetzt ist, die durch die innere Wandung eines Düsenkörpers eingesetzt ist. Das Einspritzsystem umfasst auch eine Drosselanordnung, welche für jede Einspritzventil eine Drosselklappe aufweist. In der Ventilnadel sind Drallnuten ausgebildet.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Dralleigenschaften des Brennstoffeinspritzventils zu verbessern. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Drallvorrichtung Drallkanäle aufweist, die so orientiert sind, dass der Brennstoff auf einem an der Innenwandung der Abspritzöffnung verlaufende Spiralbahn gelenkt wird, welche auf die Länge der Abspritzöffnung so lange durchlaufen wird, bis sich der Brennstoff homogen an der Innenwandung verteilt hat und in Form eines Kegelmantels in den Brennraum eingespritzt werden kann. Der Kegelmantel ist dabei symmetrisch und homogen, wodurch eine stöchiometrische Gemischwolke erzeugt wird. Erfindungsgemäß sind die Drallkanäle im Ventilsitzkörper ausgebildet, was eine bessere Anpassung an die an das Brennstoffeinspritzventil gestellten Anforderungen sowie eine einfache Herstellung der Bauteile ermöglicht. Weiterhin ist die Abspritzöffnung so ausgestaltet, dass sie sich über einen Absatz in Abströmrichtung verjüngt, wodurch eine weitere Homogenisierung und Symmetrisierung der Gemischwolke erzielt wird.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
  • Von Vorteil ist, dass durch die stromabwärtige Anordnung der Drallvorrichtung eine kardanische Ventilnadelführung möglich ist, die eine sehr präzise und versatzfreie Führung der Ventilnadel bzw. des Ventilschließkörpers erlaubt.
  • Insbesondere ist die topfförmige Ausformung der das Brennstoffeinspritzventil abströmseitig abschließenden Abschlussplatte von Vorteil, da durch diese Bauform die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert und die Montage vereinfacht wird.
  • Von Vorteil ist auch, dass die Drallkanäle durch verschiedene kostengünstige Verfahren wie Erodieren, Laserbearbeitung oder Stanzen herstellbar sind.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1A einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines nicht erfindungsgemäßen Beispiels eines Brennstoffeinspritzventils,
  • 1B einen schematischen Ausschnitt aus dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Brennstoffeinspritzventils im Bereich IB in 1A,
  • 1C einen schematischen Schnitt durch das in 1B dargestellte Ausführungsbeispiel entlang der Linie IC-IC,
  • 1D einen schematischen Schnitt durch das in 1B dargestellte Ausführungsbeispiel entlang der Linie ID-ID,
  • 1E einen schematischen Schnitt durch das in 1D dargestellte Detail des ersten Ausführungsbeispiels entlang der Linie IE-IE,
  • 2 einen schematischen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich IA in 1, und
  • 3 einen schematischen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich IA in 1.
  • Ein in 1A dargestelltes Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.
  • Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 steht mit einem Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Der Ventilsitzkörper 5 ist in eine Ausnehmung des Düsenkörpers 2 einsetzbar. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen den Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt.
  • Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch einen Spalt 26 voneinander getrennt und stützen sich auf einem Verbindungsbauteil 29 ab. Die Magnetspule 10 wird über eine Leitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17 ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann.
  • Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. An der anderen Seite der Einstellscheibe 15 befindet sich ein Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Flansch 21 verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.
  • Ein zweiter Flansch, welcher mit der Ventilnadel 3 über eine Schweißnaht verbunden ist, dient als unterer Ankeranschlag Ein elastischer Zwischenring, welcher auf dem zweiten Flansch aufliegt, vermeidet Prellen beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1.
  • In der Ventilnadelführung 14 und im Anker 20 verlaufen Brennstoffkanäle 30a und 30b, die den Brennstoff, welcher über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert wird, zum Dichtsitz leiten. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffleitung abgedichtet.
  • Abspritzseitig des Ventilsitzkörpers 5 ist eine Drallvorrichtung 34 angeordnet. In der Drallvorrichtung 34, die vorzugsweise scheibenförmig ausgeführt und mittels einer umlaufenden Schweißnaht 37 an den Düsenkörper 2 angesetzt ist, ist ein Abspritzkanal 7 ausgebildet.
  • Drallkanäle 35 leiten den Brennstoff vom Dichtsitz zum Abspritzkanal 7. Die Drallvorrichtung 34 ist in den 1B bis 1E näher beschrieben.
  • Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4 an der Ventilsitzfläche 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt, wobei der Hub durch einen in der Ruhestellung zwischen dem Innenpol 13 und dem Anker 20 befindlichen Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der Anker 20 nimmt den Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab und der über die Brennstoffkanäle 30a und 30b sowie die in der Drallvorrichtung 34 ausgebildeten Drallkanäle 35 zum Abspritzkanal 7 geführte Brennstoff wird abgespritzt. Eine Längsachse 38 des Abspritzkanals 7 ist vorzugsweise unter einem Abspritzwinkel γ gegenüber einer Längsachse 36 des Brennstoffeinspritzventils 1 geneigt.
  • Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Flansch 21 entgegen der Hubrichtung bewegt. Die Ventilnadel 3 wird dadurch in die gleiche Richtung bewegt, wodurch der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird.
  • 1B zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung eine vergrößerte Ansicht des abspritzseitigen Teils des in 1A beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels eines nicht erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1. Der dargestellte Ausschnitt ist in 1 mit IB bezeichnet.
  • Die Drallvorrichtung 34, die vorzugsweise scheibenförmig ausgestaltet ist, schließt den Düsenkörper 2 abspritzseitig ab. In der Drallvorrichtung 34 ist der Abspritzkanal 7 ausgebildet, in den mindestens ein Drallkanal 35 exzentrisch einmündet. Der Drallkanal 35 verbindet ein abströmseitig des Dichtsitzes ausgebildetes Volumen 39 mit dem Abspritzkanal 7. Der Drallkanal 35 ist so orientiert, daß er versetzt abgesehen von dem Winkel δ im wesentlichen parallel zu der Längsachse 38 des Abspritzkanals 7 verläuft. Der Winkel δ ist deutlich kleiner als 90°.
  • Der Ventilsitzkörper 5 übernimmt neben der Trägerfunktion für die Ventilsitzfläche 6 zusätzlich eine Führungsfunktion für den Ventilschließkörper 4 bzw. die Ventilnadel 3. Vorzugsweise ist eine Ventilnadelführung 41 als kardanische Ventilnadelführung 41 ausgeführt. Dadurch kann Mittenversätzen und Verkanten der Ventilnadel 3 und des Ventilschließkörpers 4 durch Fertigungstoleranzen entgegengewirkt werden. Der Ventilsitzkörper 5 ist mit dem Düsenkörper 2 vorzugsweise durch eine Schweißnaht 42 verbunden.
  • Durch die Neigung des Drallkanals 35 um den Winkel δ relativ zum Abspritzkanal 7 wird der Brennstoff so in den Abspritzkanal 7 gelenkt, daß er unter einer Tangentialkomponente in diesen eintritt. Dort rotiert der Brennstoff bedingt durch eine ihm verliehene Zentrifugalkraft als Wandfilm an einer Innenwandung 40 des Abspritzkanals 7 bis zu einer abströmseitigen Ausmündung 54. Bis zum Austritt des Brennstoffes aus der Ausmündung 54 hat dieser einen wendelförmigen Strömungsweg entlang der Innenwandung 40 zurückgelegt, so daß eine gleichmäßige Mengenverteilung des Brennstoffs über den Umfang der Ausmündung 54 auftritt. Der in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzte Brennstoffstrahl nimmt somit die Form eines Hohlkegels an. Aus der Form des Hohlkegels ist nicht mehr zu entnehmen, wie viele Drallkanäle 35 in der Drallvorrichtung 34 vorhanden sind bzw. wie diese angeordnet sind. Dadurch können die kosten- und montagegünstigsten Kombinationen von Drallkanälen 35 bzw. der axialen Dicke der Drallvorrichtung 34 ermittelt werden.
  • 1C zeigt in einem axialen Schnitt entlang der Linie IC-IC in 1B den Ventilsitzkörper 5 im Bereich der Ventilnadelführung 41. Um den zuströmenden Brennstoff zum Dichtsitz leiten zu können, weist die Ventilnadel 3 bzw. der Ventilschließkörper 4 mindestens einen, im bevorzugten Ausführungsbeispiel vier Anschliffe 43 auf, welche mit einer Innenwandung 44 des Ventilsitzkörpers 5 Brennstoffkanäle 45 bilden, welche den Brennstoff in Richtung Dichtsitz leiten. Zwischen den Brennstoffkanälen 45 liegt die Ventilnadel 3 bzw. der Ventilschließkörper 4 an der Innenwandung 44 des Ventilsitzkörpers 5 an, wodurch die Ventilnadelführung 41 gewährleistet ist.
  • In 1D ist ein Schnitt durch die Drallvorrichtung entlang der Linie ID-ID in 1B dargestellt.
  • Im vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel sind in der Drallvorrichtung 34 drei Drallkanäle 35 durch Erodieren oder ähnliche Verfahren ausgebildet. Die Drallkanäle 35 verlaufen dabei zur Erzeugung eines Dralls nicht gerade durch die Drallvorrichtung 34, sondern weisen eine tangentiale Komponente in Umfangsrichtung auf. Bei Blickrichtung in Abströmrichtung auf die Schnittebene sind die drei Drallkanäle 35 sichtbar, die schräg durch die Drallvorrichtung 34 führen und schließlich in den in 1D nicht sichtbaren Abspritzkanal 7 münden. Die schräge Führung der Drallkanäle 35 erteilt dem Brennstoff also eine Bewegungskomponente in Umfangsrichtung, welche zu der hohlkegelförmigen Ausprägung der abgespritzten Gemischwolke führt.
  • 1E zeigt in einem weiteren Schnitt entlang der in 1D mit IE-IE bezeichneten Linie einen der Drallkanäle 35.
  • Die Drallkanäle 35 werden vorteilhafterweise mittels Erodierens hergestellt. Um die Kosten hierzu zu minimieren, ist die Länge der Drallkanäle 35 ebenfalls zu minimieren. Um die erzeugte Drallströmung richtungsorientiert an die Innenwandung 40 des Abspritzkanals 7 leiten zu können, sollte das Verhältnis der Länge zum Durchmesser des Drallkanals 35 stets mindestens 1 oder größer sein. Alternativ können die Drallkanäle 35 wegen ihrer geringen Länge, welche bei ca. 0,33 mm liegt, auch mittels Stanzen oder Laserbearbeitung hergestellt werden.
  • Die Drallkanäle 35 sind gegenüber einer zur Längsachse 38 des Abspritzkanals 7 parallelen Längsachse um einen Winkel δ geneigt, der vorzugsweise ca. 20° beträgt und deutlich kleiner 90°, vorzugsweise kleiner 45° ist.
  • In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 in einer schematischen Schnittdarstellung im Bereich IB in 1A gezeigt. Gleiche Bauteile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
  • Im Gegensatz zu dem in den 1A bis 1E beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel des nicht erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1 weist das in 2 dargestellte zweite erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel einen Düsenkörper 2 auf, der im Bereich des Ventilsitzkörpers 5 einen Überstand 47 aufweist, der so ausgeformt ist, daß der Ventilsitzkörper 5 sich mit einer umfänglichen Schulter 48 auf dem Überstand 47 abstützt und eine Ausnehmung 49 in dem Überstand 47 so durchgreift, daß der Überstand 47 und der Ventilsitzkörper 5 abströmseitig bündig abschließen. Der Ventilsitzkörper 5 ist dabei mit dem Überstand 47 des Düsenkörpers 2 im Bereich der Ausnehmung 49 mittels der Schweißnaht 42 verbunden.
  • Im Ventilsitzkörper 5 ist mittels der zu 1E beschriebenen Verfahren mindestens ein Drallkanal 35 ausgebildet, der abströmseitig in den Abspritzkanal 7 mündet. Der Abspritzkanal 7 ist dabei in einer Abschlußplatte 50 ausgebildet, welche ebenfalls mittels Schweißen in Abströmrichtung mit dem Überstand 47 des Düsenkörpers verbunden ist. Durch die Ausbildung des Drallkanals 35 im Ventilsitzkörper 5 ist es möglich, dem Abspritzkanal 7 eine sich in Abströmrichtung verjüngende Form zu geben. Diese kann beispielsweise stufenförmig mit einem Absatz 51 ausgeformt sein, um die drallbehaftete Strömung über den Umfang der Abspritzöffnung 7 zu homogenisieren und zu symmetrisieren. Der Brennstoff bewegt sich zunächst auf einer Spiralbahn an der Innenwandung 40 des Abspritzkanals 7, bis er auf den Absatz 51 stößt. Dadurch wird der Brennstoff an einem direkten Durchtritt in den verjüngten Teil des Abspritzkanals 7 gehindert, wodurch die Spiralbewegung verstärkt und nachfolgend der in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzte Hohlkegel homogenisiert wird. Diese gestufte Form des Abspritzkanals 7 ist nur dann herstellbar, wenn die Abschlußplatte 50 als eigenständiges Bauteil gefertigt wird und der Drallkanal 35 bereits im Ventilsitzkörper 5 integriert ist.
  • 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1 in einer Schnittdarstellung im Bereich IB in 1A.
  • Das dritte Ausführungsbeispiel weist im Gegensatz zu dem zweiten Ausführungsbeispiel eine kompaktere Bauform auf. Der Drallkanal 35 ist wiederum im Ventilsitzkörper 5 ausgebildet, welcher so in einer zentralen Ausnehmung 52 des Düsenkörpers 2 angeordnet ist, daß er an einer Innenwandung 53 des Düsenkörpers 2 anliegt. Der Abspritzkanal 7 ist in der Abschlußplatte 50, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel topfförmig ausgeformt ist, ausgebildet. Diese Form ist beispielsweise durch Tiefziehen kostengünstig herstellbar. Auch die Montage des Ventilsitzkörpers 5 und der Abschlußplatte 50 kann einfach und kostengünstig über eine einzige Schweißnaht 37 erfolgen, welche den Ventilsitzkörper 5 und die Abschlußplatte 50 mit dem Düsenkörper 2 verbindet.
  • Der Abspritzkanal 7 ist vorteilhafterweise wiederum mit dem Absatz 51 versehen, um die Drallströmung des Brennstoffs zu verstärken und die eingespritzte Gemischwolke zu homogenisieren.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und z. B. auch für Brennstoffeinspritzventile 1 mit einer beliebigen Anzahl von Drallkanälen 35 sowie für beliebige Bauformen von Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar.

Claims (11)

  1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Ventilschließkörper (4), der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6), die an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, einen Dichtsitz bildet, und mit einem Abspritzkanal (7) und zumindest einem Drallkanal (35), wobei eine Längsachse (46) des zumindest einen Drallkanals (35) relativ zu einer Längsachse (38) des Abspritzkanals (7) so unter einem Winkel (δ) kleiner 90° orientiert ist, dass der das Brennstoffeinspritzventil (1) durchströmende Brennstoff eine Spiralbahn entlang einer Innenwandung (40) des Abspritzkanals (7) durchläuft, wobei die Längsachse (46) des zumindest einen Drallkanals (35) exzentrisch zu der Längsachse (38) des Abspritzkanals (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Drallkanal (35) im Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, wobei der Abspritzkanal (7) in einer separaten Abschlussplatte (50) ausgebildet ist und wobei sich der Abspritzkanal (7) in Abströmungsrichtung unter Ausbildung eines Absatzes (51) verjüngt.
  2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (38) des Abspritzkanals (7) unter einem Winkel (γ) gegenüber einer Längsachse (36) des Brennstoffeinspritzventils (1) geneigt ist.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzkörper (5) in einem Bereich zulaufseitig des Dichtsitzes eine kardanische Ventilnadelführung (41) aufweist.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des Drallkanals (35) mindestens so groß ist wie sein Durchmesser.
  5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallkanal (35) durch Erodieren, Stanzen oder Laserbearbeitung in den Ventilsitzkörper (5) eingebracht werden.
  6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (2) einen nach radial innen gebogenen Überstand (47) aufweist, in welchem eine Ausnehmung (49) ausgebildet ist.
  7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzkörper (5) eine Schulter (48) aufweist, die sich an dem Überstand (47) abstützt.
  8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzkörper (5) die Ausnehmung (49) des Überstands (47) durchgreift und abströmseitig bündig mit dem Überstand (47) abschließt.
  9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussplatte (50) mit dem Überstand (47) verschweißt oder verlötet ist und den Überstand (47) abströmseitig abdeckt.
  10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussplatte (50) topfförmig ausgebildet ist.
  11. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die topfförmige Abschlussplatte (50) mit dem Ventilsitzkörper (5) und dem Düsenkörper (2) durch eine umlaufende Schweißnaht (37) verbunden ist.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10329731A1 (de) * 2003-07-02 2005-02-03 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil und ein Verfahren zur Herstellung desselben
JP4100286B2 (ja) * 2003-07-22 2008-06-11 株式会社デンソー 流体噴射弁
DE102004036085A1 (de) * 2004-07-24 2006-02-16 Volkswagen Ag Kraftstoffeinspritzventil
DE102006051327A1 (de) * 2006-10-31 2008-05-08 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
US8899500B2 (en) 2009-03-30 2014-12-02 Keihin Corporation Gas fuel injection valve
JP5277056B2 (ja) * 2009-04-10 2013-08-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
US8317112B2 (en) 2010-01-25 2012-11-27 Continental Automotive Systems Us, Inc. High pressure fuel injector seat that resists distortion during welding
US9151259B2 (en) * 2012-06-11 2015-10-06 Continental Automotive Systems, Inc. Stepped orifice hole
EP3009662A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-20 Continental Automotive GmbH Düsenkörper für Flüssigkeitseinspritzventil und Flüssigkeitsinjektor
DE102015226326A1 (de) * 2015-12-21 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Kopplereinrichtung und Kraftstoffeinspritzventil mit einer solchen
FR3054614A1 (fr) * 2016-08-01 2018-02-02 Delphi International Operations Luxembourg S.A.R.L. Corps de buse d'injecteur
EP3521610A4 (de) * 2016-09-28 2020-06-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Kraftstoffeinspritzventil

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE972387C (de) * 1953-04-15 1959-07-09 Daimler Benz Ag Kraftstoffeinspritzduese mit Drallwirkung
US4230273A (en) * 1978-02-07 1980-10-28 The Bendix Corporation Fuel injection valve and single point system
DE3939093A1 (de) * 1989-11-25 1991-05-29 Bosch Gmbh Robert Elektromagnetisch betaetigbares kraftstoffeinspritzventil
DE19827218A1 (de) * 1997-06-20 1998-12-24 Toyota Motor Co Ltd Kraftstoffeinspritzventil für einen Verbrennungsmotor
DE19736682A1 (de) * 1997-08-22 1999-02-25 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE19815789A1 (de) * 1998-04-08 1999-10-14 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3121572A1 (de) * 1981-05-30 1982-12-16 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart "einspritzventil"
FR2773852B1 (fr) * 1998-01-20 2000-03-24 Sagem Injecteur de carburant pour moteur a combustion interne a allumage commande

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE972387C (de) * 1953-04-15 1959-07-09 Daimler Benz Ag Kraftstoffeinspritzduese mit Drallwirkung
US4230273A (en) * 1978-02-07 1980-10-28 The Bendix Corporation Fuel injection valve and single point system
DE3939093A1 (de) * 1989-11-25 1991-05-29 Bosch Gmbh Robert Elektromagnetisch betaetigbares kraftstoffeinspritzventil
DE19827218A1 (de) * 1997-06-20 1998-12-24 Toyota Motor Co Ltd Kraftstoffeinspritzventil für einen Verbrennungsmotor
DE19736682A1 (de) * 1997-08-22 1999-02-25 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE19815789A1 (de) * 1998-04-08 1999-10-14 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil

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