DE10049518A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents
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Abstract
Ein Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, weist einen Aktor (10) zur Betätigung einer Ventilnadel (3) auf, wobei die Ventilnadel (3) an einem abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkörper (4) aufweist, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6), die an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, einen Dichtsitz bildet. In einer mit dem Ventilsitzkörper (5) verbundenen oder einstückig ausgebildeten Ventilnadelführung (31) sind Brennstoffkanäle (35) angeordnet, die in eine Drallkammer (43) münden. Die Anzahl der Brennstoffkanäle (35) ist so bemessen, daß eine in der Drallkammer (43) erzeugte Drallströmung in einer Umfangsrichtung homogen ist.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil
nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Aus der DE 196 25 059 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil
bekannt, welches in einem Strömungsweg des Brennstoffs von
einem Brennstoffzulauf zu einer Abspritzöffnung mehrere
Brennstoffkanäle aufweist, deren Querschnitt bei gegebenem
Brennstoffdruck die jeweils pro Zeiteinheit abgespritzte
Brennstoffmenge bestimmt. Um die Brennstoffverteilung in
einer abgespritzten Brennstoffwolke zu beeinflussen, ist
zumindest ein Teil der Brennstoffkanäle so ausgerichtet, daß
die von ihnen austretenden Brennstoffstrahlen direkt durch
die Abspritzöffnung gespritzt werden.
Nachteilig an dem aus der obengenannten Druckschrift
bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, daß
die Brennstoffkanäle in einer Ebene senkrecht zur
Strömungsrichtung des Brennstoffs ansetzen, die Öffnungen
also auf einer Kreislinie um eine mit dem Ventilsitzkörper
verbundene Ventilnadelführung angeordnet sind. Dadurch kann
die das Brennstoffeinspritzventil durchfließende
Brennstoffmenge bei Abheben des Ventilschließkörpers vom
Dichtsitz nicht genau genug dosiert werden.
Ferner ist die Anzahl der Bohrungen nicht ausreichend, um
eine hinreichend homogene Brennstoffwolke zu erzeugen, die
den stöchiometrischen Anforderungen für eine vollständige
Verbrennung genügt. Dies wird zusätzlich durch den großen
Durchmesser der Brennstoffkanäle verstärkt.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat
demgegenüber den Vorteil, daß eine durch den Brennstoff, der
durch die Brennstoffkanäle in die Drallkammer strömt,
verursachte Drallströmung ohne ausgleichende Maßnahmen in
Umfangsrichtung homogen bleibt, wobei das Volumen der
Drallkammer so gering ist, daß die Drallströmung auch
während der Totzeit des Brennstoffeinspritzventils erhalten
werden kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch
angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Von Vorteil ist insbesondere, daß die große Anzahl der
Brennstoffkanäle für eine sehr homogene Gemischwolke sorgt.
Vorteilhafterweise sind die Brennstoffkanäle in einer
hohlzylindrischen Ventilnadelführung ausgebildet, die
entweder einstückig mit dem Ventilsitzkörper ausgebildet
oder mit diesem verbunden ist, so daß Mittenversätze und
Verkanten der Ventilnadel verhindert werden.
Die Ausbildung der Brennstoffkanäle in einem ringförmigen
Einsatz, welcher in den Ventilsitzkörper einsetzbar ist, ist
besonders einfach herstellbar und für beliebige Bauformen
von Brennstoffeinspritzventilen anwendbar, da der
Ventilsitzkörper lediglich eine zylindrische Ausnehmung zur
Aufnahme des Einsatzes aufweisen muß.
Von Vorteil ist auch die Form der Drallkammer, die als
Ausnehmung abspritzseitig des Einsatzes ausgebildet ist. Das
Volumen kann dabei durch ein entsprechendes Ausdrehen oder
eine ähnliche Bearbeitung beliebig gewählt und den
Anforderungen angepaßt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein
Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritz
ventils gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2A einen schematischen Schnitt durch ein erstes
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils im Bereich IIA in Fig.
1,
Fig. 2B einen schematischen Schnitt durch das in Fig. 2A
dargestellte erste Ausführungsbeispiel entlang der
Linie IIB-IIB in Fig. 2A,
Fig. 3A einen schematischen Schnitt durch ein zweites
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils im Bereich IIA in Fig.
1,
Fig. 3B einen schematischen Schnitt durch das in Fig. 3A
dargestellte zweite Ausführungsbeispiel entlang
der Linie IIB-IIB in Fig. 3A,
Fig. 3C einen schematischen Schnitt entlang der Linie
IIIC-IIIC in Fig. 3A,
Fig. 4A einen schematischen Schnitt durch ein drittes
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils im Bereich IIA in Fig.
1, und
Fig. 4B eine Aufsicht auf das in Fig. 4A dargestellte
dritte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils.
Bevor anhand der Fig. 2 bis 4 Ausführungsbeispiele eines
erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 näher
beschrieben werden, soll zum besseren Verständnis der
Erfindung zunächst anhand von Fig. 1 ein bereits bekanntes,
abgesehen von den erfindungsgemäßen Maßnahmen zu den
Ausführungsbeispielen baugleiches Brennstoffeinspritzventil
1 bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert
werden.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines
Brennstoffeinspritzventils 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. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt
es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes
Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine
Abspritzöffnung 7 verfügt. 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 31, welcher mit der Ventilnadel 3 über
eine Schweißnaht 33 verbunden ist, dient als unterer
Ankeranschlag. Ein elastischer Zwischenring 32, welcher auf
dem zweiten Flansch 31 aufliegt, vermeidet Prellen beim
Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1.
In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und am
Ventilsitzkörper 5 verlaufen Brennstoffkanäle 30a bis 30c,
die den Brennstoff, welcher über eine zentrale
Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25
gefiltert wird, zur Abspritzöffnung 7 leiten. Das
Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen
eine nicht weiter dargestellte Brennstoffleitung
abgedichtet.
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der
Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner
Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4
am Ventilsitz 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 12 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 bis 30c zur Abspritzöffnung 7 geführte
Brennstoff wird abgespritzt.
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.
Fig. 2A zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung ein
erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils 1. Der dargestellte Ausschnitt
ist in Fig. 1 mit IIA bezeichnet.
Der in Fig. 2A dargestellte abspritzseitige Teil des
Brennstoffeinspritzventils 1 zeigt den Düsenkörper 2 mit dem
darin eingesetzten Ventilsitzkörper 5. Im Ventilsitzkörper 5
ist mindestens eine Abspritzöffnung 7 ausgebildet. Der
Ventilsitzkörper 5 ist mit dem Düsenkörper 2 über eine
Schweißnaht 45 verbunden.
Der Ventilsitzkörper 5 weist eine erste ringförmige
Ausnehmung 41 auf, in welcher ein ringförmiger Einsatz 40
eingesetzt ist. In dem ringförmigen Einsatz 40 sind
Brennstoffkanäle 35 ausgebildet. Im vorliegenden ersten
Ausführungsbeispiel sind die Brennstoffkanäle 35 dabei in
zwei Reihen 34, welche konzentrisch zueinander angeordnete
Ringe bilden, angeordnet. Die Brennstoffkanäle 35 können
dabei radial hintereinander oder auch umfänglich
gegeneinander versetzt angeordnet sein.
Abströmseitig der ersten ringförmigen Ausnehmung 41 ist eine
zweite ringförmige Ausnehmung 42 ausgebildet, welche eine
Drallkammer 43 bildet. Die Brennstoffkanäle 35 in dem
ringförmigen Einsatz 40 münden in die Drallkammer 43 ein.
Sie erstrecken sich somit von einer zulaufseitigen
Stirnseite des Ventilsitzkörpers 5, in welcher die erste
ringförmige Ausnehmung 41 ausgebildet ist, bis in die
Drallkammer 43.
Um die erforderliche Zumeßgenauigkeit zu erreichen, sollten
die Brennstoffkanäle 35 einen sehr kleinen Durchmesser,
beispielsweise kleiner als 100 µm, insbesondere kleiner oder
gleich 70 µm, aufweisen. Die Herstellung solcher
kleinkalibrigen Bohrungen kann beispielsweise mittels
Laserbearbeitung erfolgen.
Die Brennstoffkanäle 35 sind gegenüber einer Ebene, welche
parallel zur zulaufseitigen Stirnseite 44 des
Ventilsitzkörpers 5 verläuft, unter einem Winkel α in
Abspritzrichtung geneigt. Der Neigungswinkel α kann
beispielsweise durch eine entsprechende Anpassung des
axialen Durchmessers des ringförmigen Einsatzes 40 erfolgen.
Um dem die Brennstoffkanäle 35 durchströmenden Brennstoff
einen Drall zu erteilen, weisen die Brennstoffkanäle 35 eine
tangentiale Komponente relativ zur Mittelachse 37 des
Brennstoffeinspritzventils 1 auf. Nach Durchströmen der
Brennstoffkanäle 35 sammelt sich der Brennstoff in der
Drallkammer 43, wobei er in einer Umfangsrichtung eine
Drallströmung hervorruft. Je mehr Brennstoffkanäle 35
vorhanden sind, desto homogener kann die Drallströmung
werden und desto geringer sind die Verluste, welche in der
Totzeit des Brennstoffeinspritzventils 1 zwischen zwei
Einspritzzyklen auftreten. Sobald die Ventilnadel 3 in einer
Hubrichtung vom Dichtsitz abhebt, kann der mit einem Drall
versehene Brennstoff durch die Abspritzöffnung 7 in die
nicht dargestellte Brennkammer einer Brennkraftmaschine
eingespritzt werden.
Fig. 2B zeigt einen schematischen Schnitt durch das in Fig.
2A dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 entlang der
Linie IIB-IIB in Fig. 2A. In dem in Fig. 2B dargestellten
Ausführungsbeispiel sind die Brennstoffkanäle 35 in zwei
Reihen 34 angeordnet, wobei die Brennstoffkanäle 35 in einer
Umfangsrichtung gegeneinander versetzt in den beiden Reihen
34 angeordnet sind. Die Brennstoffkanäle 35 weisen einen
sehr geringen Durchmesser auf, welcher beispielsweise
zwischen 100 µm und 70 µm liegt. Die Anzahl n der
Brennstoffkanäle 35 ist lediglich durch die
Stabilitätsforderung begrenzt. Das bedeutet, daß zwischen
zwei benachbarten Brennstoffkanälen 35 ein Steg
stehenbleiben muß, welcher mindestens so breit ist wie der
Durchmesser der Brennstoffkanäle. Vorteilhaft sind
mindestens 10 Brennstoffkanäle 35 weiter vorteilhaft
mindestens 50 Brennstoffkanäle und noch weiter vorteilhaft
mindestens 100 Brennstoffkanäle vorgesehen.
Fig. 3A zeigt einen schematischen Schnitt durch ein zweites
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils 1 ebenfalls im Bereich IIA in
Fig. 1.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3A weist der
Ventilsitzträger 5 eine hohlzylindrische Ventilnadelführung
31 auf, welche mit dem Ventilsitzkörper 5 entweder
einstückig ausgebildet ist oder mit diesem beispielsweise
durch Löten, Schweißen oder ähnliche Verfahren verbunden
ist. Die Ventilnadelführung 31 weist Brennstoffkanäle 35
auf, welche sich von einer radial äußeren Seite 36 der
Ventilnadelführung 31 zu einer radial inneren Seite der
Ventilnadelführung 31 erstrecken. Die Brennstoffkanäle 35
sind in mehreren Reihen 34 angeordnet. Im vorliegenden
zweiten Ausführungsbeispiel sind vier Reihen 34 vorgesehen.
In der Ventilnadelführung 31 ist der Ventilschließkörper 4
geführt. Er liegt dabei an einer Innenwandung 38 der
Ventilnadelführung 31 mit mindestens einer umfänglichen
Führungslinie 33 an, wobei der Ventilschließkörper 4 im
vorliegenden Ausführungsbeispiel kugelförmig gestaltet ist.
Bei Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 strömt
Brennstoff von der radial äußeren Seite 36 der
Ventilnadelführung 31 durch die Brennstoffkanäle 35 zur
radial inneren Seite 39 der Ventilnadelführung 31 und von
dort über den Dichtsitz in die Abspritzöffnung 7. Die
Brennstoffkanäle 35 sind dabei vorzugsweise parallel zu
einer beispielsweise durch die Führungslinie 33 vorgegebenen
Ebene ausgerichtet. Zwischen dem Ventilschließkörper 4, der
Innenwandung 38 der Ventilnadelführung 31 und der
Ventilsitzfläche 6 ist eine Drallkammer 43 ausgebildet.
Diese kann beispielsweise zur Reduzierung des Volumens der
Drallkammer 43 kugelschalenförmig ausgeführt sein.
Bei Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 erzeugt der
durch die Brennstoffkanäle 35 in Richtung Abspritzöffnung 7
strömende Brennstoff eine Drallströmung in der Drallkammer
43. Durch die große Anzahl von Brennstoffkanälen 35, welche
in mindestens vier Reihen 34 angeordnet sind, entsteht eine
weitgehend homogene Drallströmung, welche auch während der
Totzeit des Brennstoffeinspritzventils 1 zwischen zwei
Einspritzzyklen nicht zum Erliegen kommt.
Fig. 3B zeigt einen schematischen Schnitt durch das in Fig.
3A dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 entlang der
Linie IIB-IIB in Fig. 3A.
Die Schnittebene in Fig. 3A liegt entlang einer Reihe 34 von
Brennstoffkanälen 35. In Fig. 3B sind stellvertretend für
alle Brennstoffkanäle 35, welche umfänglich in der
Ventilnadelführung 31 in vier Reihen 34 angeordnet sind,
jeweils vier Brennstoffkanäle 35 im ersten und im dritten
Quadranten dargestellt. Zur Erzeugung eines Dralls sind die
Brennstoffkanäle 35 wiederum mit einer tangentialen
Komponente relativ zu einer Mittelachse 37 des
Brennstoffeinspritzventils 1 versehen. Die Brennstoffkanäle
35 münden an der radial inneren Seite 39 der
Ventilnadelführung 31 in die Drallkammer 43 ein. Durch die
große Anzahl der Brennstoffkanäle 35 wird auch im
vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel eine weitestgehend
homogene Drallströmung in Umfangsrichtung erzeugt.
Fig. 3C zeigt einen schematischen Schnitt entlang der Linie
IIIC-IIIC in Fig. 3A. Da die Brennstoffkanäle 35, wie
bereits weiter oben erwähnt, zur Erzeugung eines Dralls eine
tangentiale Komponente relativ zur Mittelachse 37 des
Brennstoffeinspritzventils 1 aufweisen, erscheint der
Querschnitt der Brennstoffkanäle 35 in Fig. 3C oval. Die
Orientierung der tangentialen Komponenten der
Brennstoffkanäle 35 ist dabei in jeder Reihe 34 relativ zu
den übrigen Reihen 34 gleichsinnig orientiert.
Fig. 4A zeigt einen schematischen Schnitt durch ein drittes
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils 1 ebenfalls im Bereich IIA in
Fig. 1.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel entspricht in seinen
wesentlichen Bauteilen dem in Fig. 2A dargestellten ersten
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu diesem weist der
ringförmige Einsatz 40 in der ersten Ausnehmung 41, welche
in der zulaufseitigen Stirnseite 44 des Ventilsitzkörpers 5
ausgebildet ist, nur eine Reihe 34 umfänglich angeordneter
Brennstoffkanäle 35 auf. Diese sind wie im ersten
Ausführungsbeispiel unter einem Winkel α gegenüber einer
durch die zulaufseitige Stirnseite 44 des Ventilsitzkörpers
5 festgelegten Ebene geneigt. Die Brennstoffkanäle 35 münden
in die Drallkammer 43, welche durch die zweite Ausnehmung 42
im Ventilsitzkörper 5 gebildet wird. Im Unterschied zum
ersten Ausführungsbeispiel weisen die Brennstoffkanäle 35
einen größeren Durchmesser auf, um der verminderten Anzahl
der Brennstoffkanäle 35 Rechnung zu tragen. Die
durchfließende Brennstoffmenge ist jeweils gleich, so daß
das Produkt aus Querschnittsfläche und Anzahl der
Brennstoffkanäle 35 ebenfalls gleich ist.
Fig. 4B zeigt eine Aufsicht auf das in Fig. 4A dargestellte
dritte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils 1. Stellvertretend sind wiederum
einzelne Brennstoffkanäle 35 in dem ringförmigen Einsatz 40
dargestellt. Sie weisen ebenfalls eine tangentiale
Komponente relativ zur Mittelachse 37 des
Brennstoffeinspritzventils auf, um eine Drallströmung zu
erzeugen. Die Brennstoffkanäle 35 sind, wie in Fig. 4B
angedeutet, gegenüber der durch die zulaufseitige Stirnseite
44 des Ventilsitzkörpers 5 festgelegten Ebene unter dem
Winkel α geneigt.
Allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist
gemeinsam, daß sie eine große Anzahl n von Brennstoffkanälen
35 aufweisen. Dabei beträgt die Anzahl n mindestens 10, ist
jedoch vorteilhaft deutlich größer und beträgt
beispielsweise 50 oder auch 100 oder mehr. Die große Anzahl
n von Brennstoffkanälen 35 hat dabei mehrere Vorteile: Zum
einen braucht durch die große Anzahl n keine hohe
Anforderung an die Genauigkeit der Durchmesser der
Brennstoffkanäle 35 gestellt zu werden. Etwaige
Ungenauigkeiten beim Herstellungsprozeß werden durch die
große Anzahl n wieder herausgemittelt, da statistisch
gesehen ebenso viele größere wie kleinere Brennstoffkanäle
35 vorhanden sind. Es genügt, wenn ein statistischer
Mittelwert dem gewünschten Durchmesser nahekommt.
Zum anderen wird durch eine Erhöhung der Anzahl n der
Brennstoffkanäle 35 die Drallströmung zunehmend homogener,
während bei wenigen Brennstoffkanälen 35 lokale
Mengenanhäufungen von Brennstoff, sogenannte Strähnen,
auftreten, was insbesondere bei der direkten Einspritzung
von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden,
fremdgezündeten Brennkraftmaschine vermieden werden sollte.
Dies wird insbesondere auch durch große Volumina der
Drallkammer 43 begünstigt, da der in der Drallkammer 43
vorhandene Brennstoff während der Totzeit des
Brennstoffeinspritzventils 1 zwischen zwei Einspritzzyklen
zum Stillstand kommt und beim nächsten Einspritzzyklus erst
wieder in Rotation versetzt werden muß. Dadurch kommt es zum
Beginn des Einspritzzyklus zu einer mengenmäßig zu starken
Brennstoffeinspritzung, während danach weniger oder sogar zu
wenig Brennstoff eingespritzt wird. Dies wird durch die
erfindungsgemäß kleinen Drallkammervolumina und die große
Anzahl n von Brennstoffkanälen 35 vermieden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt und z. B. auch für
Brennstoffeinspritzventile 1 mit piezoelektrischen oder
magnetostriktiven Aktoren 10 und für beliebige Anordnungen
von Brennstoffkanälen 35 in den Reihen 34 anwendbar.
1
Brennstoffeinspritzventil
2
Düsenkörper
3
Ventilnadel
4
Ventilschließkörper
5
Ventilsitzträger
6
Ventilsitzfläche
7
Abspritzöffnung
8
Dichtung
9
Außenpol
10
Magnetspule
11
Spulengehäuse
12
Spulenträger
13
Innenpol
14
Ventilnadelführung
15
Einstellscheibe
16
zentrale Brennstoffzufuhr
17
Steckkontakt
18
Kunststoffummantelung
19
elektrische Leitung
20
Anker
21
Flansch
22
Schweißnaht
23
Rückstellfeder
24
Hülse
25
Filterelement
26
Drosselspalt
27
Arbeitsspalt
28
Dichtung
29
Verbindungsbauteil
30
a-
30
c Brennstoffkanal
31
Ventilnadelführung
32
zulaufseitige Stirnseite des Ventilsitzträgers
5
33
Führungslinie
34
Reihen
35
Brennstoffkanäle
36
radial äußere Seite der Ventilnadelführung
31
37
Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils
1
38
Innenwandung der Ventilnadelführung
31
39
radial innere Seite der Ventilnadelführung
31
40
ringförmiger Einsatz
41
erste ringförmige Ausnehmung
42
zweite ringförmige Ausnehmung
43
Drallkammer
44
zulaufseitige Stirnseite des Ventilsitzträgers
5
45
Schweißnaht
Claims (15)
1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten
Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer
Brennkraftmaschine, mit einem Aktor (10) zur Betätigung
einer Ventilnadel (3), wobei die Ventilnadel (3) an einem
abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkörper (4)
aufweist, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6), die
an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, einen
Dichtsitz bildet, und mit Brennstoffkanälen (35), die in
einer mit dem Ventilsitzkörper (5) verbundenen oder
einstückig ausgebildeten Ventilnadelführung (31) angeordnet
sind und in eine Drallkammer (43) münden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der Brennstoffkanäle (35) so bemessen ist,
daß eine in der Drallkammer (43) erzeugte Drallströmung in
einer Umfangsrichtung homogen ist.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der Brennstoffkanäle (35) mindestens 10
beträgt.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffkanäle (35) in einer Ventilnadelführung
(31) ausgebildet sind, die den Ventilschließkörper (4)
hohlzylindrisch umgibt.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drallkammer (43) durch den Ventilschließkörper (4),
den Ventilsitzkörper (5) und die Ventilnadelführung (31)
begrenzt ist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis
4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffkanäle (35) in einer Ebene senkrecht zu
einer Mittelachse (37) des Brennstoffeinspritzventils (1)
ausgebildet sind.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffkanäle (35) in einem ringförmigen Einsatz
(40) ausgebildet sind.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der ringförmige Einsatz (40) in eine ersten ringförmigen
Ausnehmung (41) des Ventilsitzkörpers (5) einsetzbar ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste ringförmige Ausnehmung (41) in einer
zulaufseitigen Stirnseite (44) des Ventilsitzkörpers (5)
ausgebildet ist.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventilnadel (3) den ringförmigen Einsatz (40)
durchgreift und von diesem geführt ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drallkammer (43) durch eine zweite ringförmige
Ausnehmung (42) gebildet ist, deren Durchmesser kleiner als
der der ersten ringförmigen Ausnehmung (41) ist.
11. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite ringförmige Ausnehmung (42) abströmseitig der
ersten ringförmigen Ausnehmung (41) angeordnet ist.
12. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 6 bis
11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffkanäle (35) in dem ringförmigen Einsatz
(40) in einer umlaufenden Reihe (34) angeordnet sind.
13. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 6 bis
12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffkanäle (35) in dem ringförmigen Einsatz
(40) in mehreren umlaufenden Reihen (34) angeordnet sind.
14. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reihen (34) konzentrisch zueinander angeordnet sind.
15. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 6 bis
14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffkanäle (35) in dem ringförmigen Einsatz
(40) gegenüber der Mittelachse (37) des
Brennstoffeinspritzventils (1) geneigt sind.
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