DE10050053A1 - Fuel injection valve, for direct injection at an IC motor, has a twisting unit which forms a spiral path for the fuel to the injection opening in an inexpensive and easily installed structure - Google Patents
Fuel injection valve, for direct injection at an IC motor, has a twisting unit which forms a spiral path for the fuel to the injection opening in an inexpensive and easily installed structureInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a fuel injector according to the genus of the main claim.
Aus der DE 197 36 682 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, welches sich dadurch auszeichnet, daß am stromabwärtigen Ende des Ventils ein Führungs- und Sitzbereich vorgesehen ist, der von drei scheibenförmigen Elementen gebildet wird. Dabei ist ein Drallelement zwischen einem Führungselement und einem Ventilsitzelement eingebettet. Das Führungselement dient der Führung einer es durchragenden, axial beweglichen Ventilnadel, während ein 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.DE 197 36 682 A1 describes a fuel injection valve known, which is characterized in that on downstream end of the valve a guide and Seating area is provided by three disc-shaped Elements is formed. There is a swirl element between a guide element and a valve seat element embedded. The guide element serves to guide it protruding, axially movable valve needle, while a Valve closing section of the valve needle with a Valve seat surface of the valve seat element cooperates. The Swirl element has an inner opening area multiple swirl channels that are not related to the outer circumference of the swirl element are connected. The whole Opening area extends completely over the axial Thickness of the swirl element.
Ferner ist aus der DE 198 15 789 A1 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.Furthermore, from DE 198 15 789 A1 Fuel injector known, which is characterized distinguishes that there is a swirl disk downstream of a Has valve seat, which consists of at least one metallic Material consists of at least two in a swirl chamber has swirl channels and all layers by means of galvanic metal deposition (multilayer electroplating) are immediately attached to each other. The Swirl disk is installed in the valve so that your Surface normal at an angle other than 0 ° to the Valve longitudinal axis is inclined so that through the Alignment of the swirl disk with a beam angle γ Longitudinal valve axis is achieved.
Nachteilig an den aus den obengenannten Druckschriften bekannten Brennstoffeinspritzventilen ist insbesondere der hohe Fertigungs- und damit Kostenaufwand durch die Kombination einer Vielzahl von Einzelteilen, die nicht ohne erheblichen Aufwand in serienmäßige Brennstoffein spritzventile integriert werden können. Um das Brennstoffeinspritzventil für beliebige Einsatzmöglichkeiten zu modifizieren, müssen aufwendige Fertigungs- und Montagemaßnahmen ergriffen werden. Insbesondere sind die Strahlwinkel α und γ mit gängigen Drallaufbereitungsmethoden nicht oder nur unbefriedigend realisierbar, was sich in Asymmetrien und Inhomogenitäten im Brennstoffstrahl bzw. bei der zugemessenen Brennstoffmenge niederschlägt.A disadvantage of the from the above publications known fuel injectors is in particular the high manufacturing and thus costs due to Combination of a variety of items that are not without considerable effort in standard fuel spray valves can be integrated. To do that Fuel injector for any application To modify, complex manufacturing and Assembly measures are taken. In particular, they are Beam angles α and γ with common swirl preparation methods not or only unsatisfactorily realizable what is in Asymmetries and inhomogeneities in the fuel jet or at of the metered amount of fuel.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Drallaufbereitung durch ein Drallelement, welches in Form eines spiralig verdrehten Mehrkants, insbesondere eines Vierkants oder Achtkants, ausgeführt ist, besonders kostengünstig und leicht montierbar möglich ist. Der Mehrkant bildet gemeinsam mit einer benachbarten Wandung wendelförmige Strömungskanäle, entlang derer der Brennstoff auf einer Spiralbahn geführt wird und dadurch einen Drall erhält. The fuel injector according to the invention with the has characteristic features of the main claim in contrast, the advantage that the swirl preparation by a swirl element, which in the form of a spiral twisted Polygons, especially a square or octagon, is carried out, particularly inexpensive and light can be assembled. The polygon forms together with an adjacent wall of helical flow channels, along which the fuel is guided on a spiral path and thereby gets a twist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the subclaims advantageous developments of the main claim specified fuel injector possible.
Von Vorteil ist dabei, daß die Drallelement je nach Bauweise des Brennstoffeinspritzventils entweder zulaufseitig des Dichtsitzes oder ablaufseitig des Dichtsitzes angeordnet sein kann.The advantage here is that the swirl element depending on the design of the fuel injector either on the inlet side of the Sealing seat or arranged on the outlet side of the sealing seat can be.
Von Vorteil ist insbesondere, daß der Brennstoffdurchfluß durch die am Drallelement ausgebildeten Brennstoffkanäle beliebig über die Anzahl der Seiten des Mehrkants je nach Anforderungen angepaßt werden kann.It is particularly advantageous that the fuel flow through the fuel channels formed on the swirl element arbitrary depending on the number of sides of the polygon Requirements can be adjusted.
Auch eine Neigung der Längsachse des Drallelements gegenüber der Längsachse des Brennstoffeinspritzventils ist für die Anwendung bei schräger Einspritzung zum Erreichen des Einspritzwinkels γ ohne Umlenkung des Brennstoffstrahls von Vorteil.Also an inclination with respect to the longitudinal axis of the swirl element the longitudinal axis of the fuel injector is for the Use with oblique injection to achieve the Injection angle γ without redirecting the fuel jet from Advantage.
Vorteilhafterweise ist ablaufseitig des Drallelements eine Drallkammer ausgebildet, welche so dimensioniert ist, daß sich eine homogene Drallströmung darin ausbilden kann und das Totvolumen minimal wird.Advantageously, there is a drain side of the swirl element Swirl chamber formed, which is dimensioned so that a homogeneous swirl flow can develop in it and the dead volume becomes minimal.
Die Anordnung des Drallelement in einem Einschub, der in den Ventilsitzkörper einschiebbar ist, ist von Vorteil, da der Einschub und die den Einschub aufnehmende Ausnehmung leicht herstellbar sind.The arrangement of the swirl element in a slot that in the Insertable valve seat body is advantageous because the Insert and the recess receiving the insert easily are producible.
Die Stärke des dem Brennstoff mitgeteilten Dralls ist besonders vorteilhaft über den Grad der Verdrehung des Mehrkants und daraus resultierende Unterschiede in der Neigung der spiralförmigen Struktur des Mehrkants einstellbar. Dadurch ist es möglich, die in der Drallkammer ausgebildete Drallströmung nicht nur über das Volumen der Drallkammer, sondern auch über die Richtung der in die Drallkammer eintretenden Brennstoffstrahlen zu homogenisieren.The strength of the swirl imparted to the fuel is particularly advantageous about the degree of rotation of the Polygon and resulting differences in the Inclination of the spiral structure of the polygon adjustable. This makes it possible to work in the swirl chamber trained swirl flow not only over the volume of the Swirl chamber, but also about the direction of the in the Swirl chamber entering fuel jets homogenize.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the drawing shown in simplified form and in the following Description explained in more detail. Show it:
Fig. 1A einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils, Fig. 1A is a schematic section through a first embodiment of a fuel injector according to the invention,
Fig. 1B einen schematischen Ausschnitt aus dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich 1B in Fig. 1, Fig. 1B is a schematic detail of the example shown in FIG. 1, the first embodiment of the fuel injection valve of the invention in the range 1 B in Fig. 1,
Fig. 1C einen schematischen Schnitt entlang der Linie IC-IC in Fig. 1B mit Blick in Abströmrichtung, Fig. 1C is a schematic section taken along the line IC-IC in Fig. 1B facing in the downstream direction,
Fig. 2A einen schematischen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im gleichen Bereich wie Fig. 1B, und Fig. 2A is a schematic section through a second exemplary embodiment of a fuel injection valve of the invention in the same area as FIG. 1B, and
Fig. 2B einen schematischen Schnitt entlang der Linie IIB-IIB in Fig. 2A mit Blick in Abströmrichtung. Fig. 2B is a schematic section along the line IIB-IIB in Fig. 2A with a view in the outflow direction.
Ein in Fig. 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.An illustrated in Fig. 1A fuel injector 1 is designed in the form of a fuel injector 1 for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines. The fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. The fuel injector 1 consists of a nozzle body 2 , in which a valve needle 3 is arranged.
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 50 des Düsenkörpers 2 einsetzbar. 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.The valve needle 3 is operatively connected to a valve closing body 4 , which cooperates with a valve seat surface 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat. The valve seat body 5 can be inserted into a recess 50 of the nozzle body 2 . In the fuel injection valve 1 is in the exemplary embodiment is an inwardly opening fuel injector 1 which has a spray-discharge opening. 7 The nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against the outer pole 9 of a solenoid 10 . The magnet coil 10 is encapsulated in a coil housing 11 and wound on a coil carrier 12 , which bears against an inner pole 13 of the magnet coil 10 . The inner pole 13 and the outer pole 9 are separated from one another by a gap 26 and are supported on a connecting component 29 . The magnet coil 10 is excited via a line 19 by an electrical current that can be supplied via an electrical plug contact 17 . The plug contact 17 is surrounded by a plastic sheath 18 , which can be molded onto the inner pole 13 .
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.The valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14 , which is disc-shaped. A paired adjustment disk 15 is used to adjust the lift. An armature 20 is located on the other side of the adjusting disk 15 . This is non-positively connected via a first flange 21 to the valve needle 3 , which is connected to the first flange 21 by a weld seam 22 . A restoring spring 23 is supported on the first flange 21 , which in the present design of the fuel injector 1 is preloaded by a sleeve 24 .
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. A second flange 31 , which is connected to the valve needle 3 via a weld 33 , serves as the lower anchor stop. An elastic intermediate ring 32 , which rests on the second flange 31 , prevents bouncing when the fuel injector 1 closes.
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, zur Abspritzöffnung 7 leiten. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffleitung abgedichtet.In the valve needle guide 14 and in the armature 20 run fuel channels 30 a and 30 b, which conduct the fuel, which is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25 , to the spray opening 7 . The fuel injector 1 is sealed by a seal 28 against a fuel line, not shown.
Zulaufseitig des Dichtsitzes ist ein Drallelement 34 in Form eines in sich verdrehten Mehrkants 35 angeordnet, welcher im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel auf den Ventilschließkörper 4 bzw. die Ventilnadel 3 aufgeschoben ist. Eine detaillierte Darstellung des Drallelements 34 ist den Fig. 1B und 1C zu entnehmen.Arranged on the inlet side of the sealing seat is a swirl element 34 in the form of a twisted polygon 35 , which in the present first exemplary embodiment is pushed onto the valve closing body 4 or the valve needle 3 . A detailed illustration of the swirl element 34 can be seen in FIGS . 1B and 1C.
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 und 30b sowie am Drallelement 34 ausgebildete Brennstoffkanäle 37 zur Abspritzöffnung 7 geführte Brennstoff wird abgespritzt. Diese ist vorzugsweise unter einem Abspritzwinkel γ gegenüber einer Längsachse 36 des Brennstoffeinspritzventils 1 geneigt.In the idle state of the fuel injection valve 1 , the armature 20 is acted upon by the return spring 23 against its stroke direction in such a way that the valve closing body 4 is held in sealing contact with the valve seat 6 . When the magnetic coil 10 is excited, it builds up a magnetic field which moves the armature 20 against the spring force of the return spring 23 in the stroke direction, the stroke being predetermined by a working gap 27 which is in the rest position between the inner pole 12 and the armature 20 . The armature 20 also carries the flange 21 , which is welded to the valve needle 3 , in the lifting direction. The valve closing body 4 , which is operatively connected to the valve needle 3 , lifts off the valve seat surface 6 and the fuel channels 37, which are formed via the fuel channels 30 a and 30 b and on the swirl element 34 , are sprayed off to the spray opening 7 . This is preferably inclined at a spray angle γ with respect to a longitudinal axis 36 of the fuel injection valve 1 .
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.If the coil current is switched off, the armature 20 drops from the inner pole 13 after the magnetic field has been sufficiently reduced by the pressure of the return spring 23 , as a result of which the flange 21 which is operatively connected to the valve needle 3 moves counter to the stroke direction. Valve needle 3 is thereby moved in the same direction, thereby touches the valve closing body 4 on the valve seat surface 6 and fuel injector 1 is closed.
Fig. 1B zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung eine vergrößerte Ansicht des abspritzseitigen Teils des in Fig. 1A beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Der dargestellte Ausschnitt ist in Fig. 1A mit 1B bezeichnet. Fig. 1B shows, in a partial sectional view of an enlarged view of the discharge-side portion of the first embodiment of a fuel injector 1 according to the invention described in Fig. 1A. The section shown is designated 1B in FIG. 1A.
Das Drallelement 34, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Vierkant 35 mit vier gleich langen Seiten 48 ausgeführt ist, ist auf den Ventilschließkörper 4 und/oder die Ventilnadel 3 aufgesteckt. Durch Verdrehen des Vierkants 35 entsteht eine wendelförmige Struktur 38, wodurch zwischen einer Innenwandung 40 einer Ausnehmung 39 des Ventilsitzkörpers 5 ein als Strömungskanal dienender Brennstoffkanal 37 eingefaßt ist, der dem zum Dichtsitz strömenden Brennstoff durch seine ebenfalls spiralige Form einen Drall mitteilt. Durch eine entsprechende Neigung der Abspritzöffnung 7 gegenüber der Längsachse 36 des Brennstoffeinspritzventils 1 können beliebige Strahlwinkel γ erreicht werden.The swirl element 34 , which in the present exemplary embodiment is designed as a square 35 with four sides 48 of equal length, is attached to the valve closing body 4 and / or the valve needle 3 . By turning the square 35 , a helical structure 38 is created , as a result of which a fuel channel 37 serving as a flow channel is enclosed between an inner wall 40 of a recess 39 of the valve seat body 5 and which, due to its likewise spiral shape, communicates a swirl to the fuel flowing to the sealing seat. By a corresponding inclination of the spray opening 7 with respect to the longitudinal axis 36 of the fuel injection valve 1 , any jet angle γ can be achieved.
Abspritzseitig des Drallelements 34 ist begrenzt durch das Drallelement 34, den Ventilschließkörper 4 und den Ventilsitzkörper 5 eine Drallkammer 46 ausgebildet. Das Volumen der Drallkammer 46 ist dabei vorzugsweise so bemessen, daß einerseits die Ausbildung einer homogenen Drallströmung möglich ist und andererseits das Totvolumen minimiert wird. Die Drallströmung kann dabei durch die Ausprägung der wendelförmigen Struktur 38 so modelliert werden, daß sie auch in der Totzeit zwischen zwei Einspritzzyklen des Brennstoffeinspritzventils 1 nicht zum Erliegen kommt.A swirl chamber 46 is formed on the spray side of the swirl element 34 , delimited by the swirl element 34 , the valve closing body 4 and the valve seat body 5 . The volume of the swirl chamber 46 is preferably dimensioned such that on the one hand the formation of a homogeneous swirl flow is possible and on the other hand the dead volume is minimized. The swirl flow can be modeled by the shape of the helical structure 38 such that it does not come to a standstill even in the dead time between two injection cycles of the fuel injection valve 1 .
Der gleichseitige Vierkant 35 dient dabei nicht nur der Drallaufbereitung, sondern auch der Führung der Ventilnadel 3, da die wendelförmige Struktur 38 des Drallelements 34 an der Innenwandung 40 der Ausnehmung 39 anliegt und somit die Ventilnadel 3 in der Ausnehmung 39 geführt ist.The equilateral square 35 serves not only to prepare the swirl, but also to guide the valve needle 3 , since the helical structure 38 of the swirl element 34 bears against the inner wall 40 of the recess 39 and thus the valve needle 3 is guided in the recess 39 .
Fig. 1C zeigt einen Schnitt entlang der Linie IC-IC in Fig. 1B, wobei die vorstehend beschriebenen Elemente nochmals veranschaulicht sind. FIG. 1C shows a section along the line IC-IC in FIG. 1B, the elements described above being illustrated again.
Die Herstellung der wendelförmigen Struktur 38 des Mehrkants 35 erfolgt durch Erwärmen des vorgefertigten Bauteils und nachfolgendes Verdrehen. Dazu wird der Mehrkant 35 beispielsweise in eine Haltevorrichtung eingespannt und so lange verdreht, bis sich die wendelförmige Struktur 38 wunschgemäß herausgebildet hat. Der Durchfluß zum Dichtsitz kann dabei durch eine geeignete Wahl der Form des Mehrkants 35 gewählt werden, wobei der Durchfluß durch die Brennstoffkanäle 37 mit steigender Zahl von Kanten 41 des Mehrkants 35 kleiner wird. Der Durchfluß ist somit bei einem Dreikant am größten und nimmt über einen Vierkant zu einem Fünf- und Sechskant zunehmend ab.The helical structure 38 of the polygon 35 is produced by heating the prefabricated component and then rotating it. For this purpose, the polygon 35 is clamped, for example, in a holding device and rotated until the helical structure 38 has developed as desired. The flow to the sealing seat can in this case by a suitable choice of the shape of the polygon are selected 35, wherein the flow through the fuel passages 37 with an increasing number of edges 41 of the polygon 35 is smaller. The flow is therefore greatest with a triangle and decreases increasingly over a square to a pentagonal and hexagonal.
Die Stärke des Dralls und damit auch die Form des Brennstoffstrahls sind abhängig vom Grad der Verdrehung des Mehrkants 35. Je stärker der Mehrkant 35 verdreht ist, desto flacher wird die Steigung der wendelförmigen Struktur 38, und desto stärker ist der Drall, der dem Brennstoffstrahl beim Durchlaufen der spiralförmigen Brennstoffkanäle 37 mitgeteilt wird. In Hinblick auf die Reibung der Kanten 41 an der Innenwandung 40 der Ausnehmung 39 des Ventilsitzkörpers 5 könnte eine Abrundung der Kanten 41, wie sie im zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 2B beschrieben ist, vorteilhaft sein.The strength of the swirl and thus also the shape of the fuel jet depend on the degree of rotation of the polygon 35 . The more the polygon 35 is twisted, the flatter the slope of the helical structure 38 , and the stronger the swirl that is communicated to the fuel jet as it passes through the spiral fuel channels 37 . With regard to the friction of the edges 41 on the inner wall 40 of the recess 39 of the valve seat body 5 , a rounding of the edges 41 , as described in the second exemplary embodiment in FIG. 2B, could be advantageous.
Fig. 2A zeigt in gleicher Darstellung wie Fig. 1B ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Dieses zeichnet sich dadurch aus, daß das Drallelement 34 abströmseitig des Dichtsitzes angeordnet ist und dadurch in seiner Größe minimierbar ist. Fig. 2A shows in the same representation as Fig. 1B shows a second exemplary embodiment of a fuel injector 1 according to the invention. This is characterized in that the swirl element 34 is arranged on the outflow side of the sealing seat and its size can thereby be minimized.
Außerdem ist das zweite Ausführungsbeispiel des Brennstoffeinspritzventils 1 als schrägeinspritzendes Brennstoffeinspritzventil 1 ausgeführt, wodurch der Abspritzwinkel γ besser eingestellt werden kann als durch eine Neigung der Abspritzöffnung 7. Eine Längsachse 42 des Drallelements 34 ist dabei gegenüber der Längsachse 36 des Brennstoffeinspritzventils 1 unter dem Winkel γ geneigt. Dadurch entfällt die Umlenkung des Brennstoffstrahls, die bei einer zulaufseitigen Drallaufbereitung anfällt, wodurch Inhomogenitäten und Asymmetrien im Strahlbild vermieden werden.Moreover, the second embodiment of the fuel injector 1 is designed as obliquely injecting the fuel injection valve 1, whereby the spray angles γ can be adjusted by better than an inclination of the injection orifice. 7 A longitudinal axis 42 of the swirl element 34 is inclined relative to the longitudinal axis 36 of the fuel injection valve 1 at the angle γ. This eliminates the deflection of the fuel jet, which occurs in the case of swirl preparation on the inlet side, which avoids inhomogeneities and asymmetries in the jet pattern.
Abströmseitig des Dichtsitzes, der wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgestaltet ist, weist der Ventilsitzkörper 5 eine vorzugsweise zylindrische Ausnehmung 43 auf, in welche ein Einschub 44 einschiebbar ist. Der Einschub 44 weist vorteilhafterweise ebenfalls eine zylindrische Form auf. In einer Ausnehmung 45 des Einschubs 44 ist das Drallelement 34 angeordnet. Abströmseitig des Drallelements 34 ist die Drallkammer 46 ausgebildet, die unter Verjüngung in die Abspritzöffnung 7 übergeht.On the outflow side of the sealing seat, which is designed as in the first exemplary embodiment, the valve seat body 5 has a preferably cylindrical recess 43 into which an insert 44 can be inserted. The insert 44 advantageously also has a cylindrical shape. The swirl element 34 is arranged in a recess 45 of the insert 44 . The swirl chamber 46 is formed on the outflow side of the swirl element 34 and merges into the spray opening 7 with a taper.
Durch die wendelförmige Struktur 38 des Drallelements 34 bildet sich wiederum ein Brennstoffkanal 38 zwischen dem Drallelement 34 und einer Innenwandung 49 der Ausnehmung 45 des Einschubs 44 aus, so daß der das Drallelement 34 umfließende Brennstoff unter Drall in die Drallkammer 46 eintritt. Bedingt durch die geringe Größe des Drallelements 34 kann auch das Volumen der Drallkammer 46 klein genug gehalten werden, um die Drallströmung homogen zu halten und das Totvolumen zu minimieren.The helical structure 38 of the swirl element 34 in turn forms a fuel channel 38 between the swirl element 34 and an inner wall 49 of the recess 45 of the insert 44 , so that the fuel flowing around the swirl element 34 enters the swirl chamber 46 with swirl. Due to the small size of the swirl element 34 , the volume of the swirl chamber 46 can also be kept small enough to keep the swirl flow homogeneous and to minimize the dead volume.
Fig. 2B stellt einen schematischen Schnitt durch das in Fig. 2A dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie IIB-IIB mit Blick in Abströmrichtung dar. Fig. 2B shows a schematic section through the in Fig. 2A illustrated second embodiment of a fuel injector 1 according to the invention taken along the line IIB-IIB facing in the downstream direction is.
Aus Fig. 2B ist ersichtlich, wie sich das im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel als in sich verdrehtes Achtkant 47 ausgeführte Drallelement 34 an die Innenwandung 49 der Ausnehmung 45 des Einschubs 44 anschmiegt. Dabei ist der Achtkant 47 mit je vier längeren und kürzeren Seiten 48 versehen, wobei die vier kürzeren Seiten 48 beispielsweise aus einer Abkantung bzw. Abrundung der Kanten 41 des Vierkants 35 hervorgehen können. Die Form des Achtkants 47 nähert sich damit der Form des Vierkants 35 mit abgerundeten Kanten 41 an. Damit kann eine verbesserte Formschlüssigkeit sowie eine gleichmäßigere Reibungssituation gegenüber der im ersten Ausführungsbeispiel erläuterten Ausführungsvariante eines Vierkants 35 mit nicht abgerundeten Kanten 41 erreicht werden. FIG. 2B shows how the swirl element 34 , which in the present second exemplary embodiment is designed as a twisted octagon 47 , nestles against the inner wall 49 of the recess 45 of the insert 44 . Here, the octagon 47 is provided with four longer and shorter sides 48 , the four shorter sides 48 being able to emerge, for example, from a bevel or rounding of the edges 41 of the square 35 . The shape of the octagon 47 thus approximates the shape of the square 35 with rounded edges 41 . In this way, an improved form fit and a more uniform friction situation compared to the embodiment variant of a square 35 with non-rounded edges 41 explained in the first exemplary embodiment can be achieved.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und z. B. auch für Mehrkante mit einer größeren Anzahl von Seiten 48 oder beliebig geformten, abgerundeten Kanten 41 sowie für beliebige Bauformen von Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar. The invention is not limited to the illustrated embodiments and z. B. can also be used for polygons with a larger number of sides 48 or arbitrarily shaped, rounded edges 41 and for any designs of fuel injection valves 1 .
11
Brennstoffeinspritzventil
Fuel injector
22
Düsenkörper
nozzle body
33
Ventilnadel
valve needle
44
Ventilschließkörper
Valve closing body
55
Ventilsitzträger
Valve seat carrier
66
Ventilsitzfläche
Valve seat
77
Abspritzöffnung
spray opening
88th
Dichtung
poetry
99
Außenpol
outer pole
1010
Magnetspule
solenoid
1111
Spulengehäuse
coil housing
1212
Spulenträger
coil carrier
1313
Innenpol
pole
1414
Ventilnadelführung
Valve needle guide
1515
Einstellscheibe
Focusing
1616
zentrale Brennstoffzufuhr
central fuel supply
1717
Steckkontakt
plug contact
1818
Kunststoffummantelung
Plastic sheathing
1919
elektrische Leitung
electrical line
2020
Anker
anchor
2121
erster Flansch
first flange
2222
Schweißnaht
Weld
2323
Rückstellfeder
Return spring
2424
Hülse
shell
2525
Filterelement
filter element
2626
Drosselspalt
throttle gap
2727
Arbeitsspalt
working gap
2828
Dichtung
poetry
2929
Verbindungsbauteil
connecting member
3030
a-a-
3030
b Brennstoffkanäle
b fuel channels
3131
zweiter Flansch
second flange
3232
elastischer Zwischenring
elastic intermediate ring
3333
Schweißnaht
Weld
3434
Drallelement
swirl element
3535
Mehrkant
polygon
3636
Längsachse des Brennstoffeinspritzventils Longitudinal axis of the fuel injector
11
3737
Brennstoffkanäle
fuel channels
3838
wendelförmige Struktur
helical structure
3939
Ausnehmung des Ventilsitzträgers Recess of the valve seat carrier
55
4040
Innenwandung der Ausnehmung Inner wall of the recess
3939
4141
Kanten
edge
4242
Längsachse des Drallelements Longitudinal axis of the swirl element
3434
4343
abspritzseitige Ausnehmung des Ventilsitzträgers spray-side recess of the valve seat carrier
55
4444
Einschub
insertion
4545
Ausnehmung des Einschubs Recess of the insert
4747
4646
Drallkammer
swirl chamber
4747
Achtkant
octagonal
4848
Seiten des Mehrkants Sides of the polygon
3535
, .
4747
4949
Innenwandung der Ausnehmung Inner wall of the recess
4545
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