DE10059682A1 - Zerstäuberscheibe und Brennstoffeinspritzventil mit einer Zerstäuberscheibe - Google Patents
Zerstäuberscheibe und Brennstoffeinspritzventil mit einer ZerstäuberscheibeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Zerstäuberscheibe (23) mit wenigstens einem Einlass (40) und wenigstens einem Auslass (42) und mit einem vollständigen Durchgang für ein Fluid zwischen dem Einlass (40) und dem Auslass (42). In der Zerstäuberscheibe (23) ist ein Durchflussmengensensor (50, 51, 50', 51', 150, 151) stromaufwärts eines zu messenden Querschnitts des Fluiddurchgangs integriert. Auf diese Weise ist der Durchfluss durch die Zerstäuberscheibe (23) im Strömungsbetrieb kontrollierbar und jederzeit aktiv regelbar. DOLLAR A Die Zerstäuberscheibe (23) eignet sich besonders für den Einsatz an einem Brennstoffeinspritzventil, insbesondere einem Hochdruckeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine.
Description
Die Erfindung geht aus von einer Zerstäuberscheibe nach der
Gattung des Anspruchs 1 und von einem
Brennstoffeinspritzventil mit einer Zerstäuberscheibe nach
der Gattung des Anspruchs 11.
U. a. aus der DE-OS 196 39 506 ist bereits ein
elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil
bekannt, bei dem stromabwärts eines Ventilsitzes eine
Zerstäuberscheibe vorgesehen ist. Diese Zerstäuberscheibe
dient der Brennstoffaufbereitung und dosierten Abspritzung
eines geformten Brennstoffsprays.
Aus den verschiedensten Veröffentlichungen bezüglich Düsen
und Einspritzventile an Brennkraftmaschinen, aber auch
Tintenstrahldruckern, Düsen zum Versprühen von Fluiden
jeglicher Art oder Inhalatoren sind bereits die
unterschiedlichsten Gestaltungsvarianten von
Zerstäuberscheiben bekannt. Diese zeichnen sich gewöhnlich
durch wenigstens einen Einlass und wenigstens einen Auslass
sowie eine gewisse Verbindungsstrecke zwischen Einlass und
Auslass, die sehr kurz sein kann, für einen vollständigen
Durchlass eines Fluids aus. Dabei sind die
Öffnungsgeometrien durchflussbestimmend und besitzen eine
Dosierungsfunktion. Speziell bei der Verwendung von
Zerstäuberscheiben an Brennstoffeinspritzventilen lassen
sich durch eine gezielte Konturgebung (z. B. Drallscheiben,
Versatzscheiben mit gegenüber dem Einlass versetzten
Auslass, Mehrstrahlscheiben) für das
Brennstoffeinspritzventil die Vorteile einer hohen
Abspritzqualität, einer gleichmäßigen Feinstzerstäubung und
einer hohen Variabilität an Strahlformen erzielen.
Die erfindungsgemäße Zerstäuberscheibe mit der
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil,
dass sie eine hohe Funktionsintegration aufweist. Ein
besonderer Vorteil besteht darin, dass in der
Zerstäuberscheibe ein Durchflussmengensensor integriert ist,
mit dem eine sehr hohe Variabilität der die
Zerstäuberscheibe durchströmenden Strömungsmenge im
Strömungsbetrieb einstellbar ist. Auf diese Weise ist der
Durchfluss durch die Zerstäuberscheibe im Strömungsbetrieb
kontrollierbar und jederzeit aktiv regelbar.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im
Anspruch 1 angegebenen Zerstäuberscheibe möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, als Material für die
Zerstäuberscheibe über Pyrolyse von gefüllten
siliziumorganischen Polymeren hergestellte Verbundkeramiken
zu verwenden. Diese sind sehr korrosionsstabil und
verschleissbeständig, so dass eine hohe Lebensdauer
garantiert ist.
Von Vorteil ist es, unmittelbar stromaufwärts der wenigstens
einen Auslassöffnung elektrisch leitende Bereiche
anzuordnen. Ein erster elektrisch leitfähiger Bereich ist
dabei mit elektrischer Energie beheizbar, und durch die
Fluidströmung ist die Temperatur eines zweiter elektrisch
leitfähigen Bereichs beeinflussbar und somit dessen
elektrischer Widerstand veränderbar. Auf diese Weise ist die
Durchflussmenge stromaufwärts des zumessenden Querschnitts
des Fluiddurchgangs in der Zerstäuberscheibe bestimmbar.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 11 hat den Vorteil,
dass eine laufende Erfassung der Durchflussmenge im
Einspritzventil während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs
möglich ist. Zudem ist der Durchfluss jederzeit aktiv
regelbar.
Die Durchflussgenauigkeit von Einspritzventilen muss nicht,
wie bisher üblich, über genaue geometrische Abmessungen im
Zumessbereich, speziell in den Auslassöffnungen des
Brennstoffeinspritzventils in hohen Stückzahlen
gewährleistet werden. Der Durchfluss ist vielmehr durch die
erfindungsgemäße Ausbildung der Zerstäuberscheibe im
Motorbetrieb kontrollierbar und einstellbar. Auf diese Weise
können die Herstellungskosten für Einspritzventile gesenkt
werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein
teilweise dargestelltes Brennstoffeinspritzventil mit einer
Zerstäuberscheibe im Schnitt, Fig. 2 eine aus der DE-OS 196 39 506
bekannte Zerstäuberscheibe in einer Draufsicht zur
Verdeutlichung und Erläuterung einer möglichen
Formgestaltung der erfindungsgemäßen Zerstäuberscheibe,
Fig. 2a bis 2c die einzelnen Funktionsebenen der
Zerstäuberscheibe gemäß Fig. 2, Fig. 3 einen Schnitt
entlang der Linie III-III in Fig. 2 und Fig. 4 ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Zerstäuberscheibe mit integriertem Durchflussmengensensor in
einer Konturgestaltung entsprechend der in Fig. 2 gezeigten
Zerstäuberscheibe.
Das in der Fig. 1 beispielhaft dargestellte
elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines
Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von
gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen
eignet sich besonders als Hochdruckeinspritzventil zum
direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer
Brennkraftmaschine. Für den Einsatz der erfindungsgemäßen
Zerstäuberscheibe stellt ein Einspritzventil (für Benzin-
oder Dieselanwendung, für Direkt- oder Saugrohreinspritzung)
nur ein wichtiges Anwendungsgebiet dar. Diese
Zerstäuberscheiben können auch in Tintenstrahldruckern, an
Düsen zum Versprühen von Flüssigkeiten jeglicher Art oder
bei Inhalatoren zum Einsatz kommen.
Das Einspritzventil hat einen rohrförmigen Ventilsitzträger
1, in dem konzentrisch zu einer Ventillängsachse 2 eine
Längsöffnung 3 ausgebildet ist. In der Längsöffnung 3 ist
eine z. B. rohrförmige Ventilnadel 5 angeordnet, die an
ihrem stromabwärtigen Ende 6 mit einem z. B. kugelförmigen
Ventilschließkörper 7, an dessen Umfang beispielsweise fünf
Abflachungen 8 zum Vorbeiströmen des Brennstoffs vorgesehen
sind, fest verbunden ist.
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter
Weise, beispielsweise elektromagnetisch. Zur axialen
Bewegung der Ventilnadel 5 und damit zum Öffnen entgegen der
Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder bzw.
Schließen des Einspritzventils dient ein schematisch
angedeuteter elektromagnetischer Kreis mit einer Magnetspule
10, einem Anker 11 und einem Kern 12. Der Anker 11 ist mit
dem dem Ventilschließkörper 7 abgewandten Ende der
Ventilnadel 5 durch z. B. eine Schweißnaht mittels eines
Lasers verbunden und auf den Kern 12 ausgerichtet.
Zur Führung des Ventilschließkörpers 7 während der
Axialbewegung dient eine Führungsöffnung 15 eines
Ventilsitzkörpers 16, der in das stromabwärts liegende, dem
Kern 12 abgewandte Ende des Ventilsitzträgers 1 in der
konzentrisch zur Ventillängsachse 2 verlaufenden
Längsöffnung 3 durch Schweißen dicht montiert ist. An seiner
dem Ventilschließkörper 7 abgewandten, unteren Stirnseite 17
ist der Ventilsitzkörper 16 mit einem z. B. topfförmig
ausgebildeten Scheibenträger 21 konzentrisch und fest
verbunden, der somit zumindest mit einem äußeren Ringbereich
22 unmittelbar an dem Ventilsitzkörper 16 anliegt. Der
Scheibenträger 21 weist dabei eine ähnliche Form auf wie
bereits bekannte topfförmige Spritzlochscheiben, wobei ein
mittlerer Bereich des Scheibenträgers 21 mit einer
Durchgangsöffnung 20 ohne Zumessfunktion versehen ist.
Eine erfindungsgemäße Zerstäuberscheibe 23 ist stromaufwärts
der Durchgangsöffnung 20 derart angeordnet, dass sie die
Durchgangsöffnung 20 vollständig überdeckt. Der
Scheibenträger 21 ist mit einem Bodenteil 24 und einem
Halterand 26 ausgeführt. Der Halterand 26 erstreckt sich in
axialer Richtung dem Ventilsitzkörper 16 abgewandt und ist
bis zu seinem Ende hin konisch nach außen gebogen. Die
Verbindung von Ventilsitzkörper 16 und Scheibenträger 21
erfolgt beispielsweise durch eine umlaufende und dichte,
mittels eines Lasers ausgebildete erste Schweißnaht 25. Der
Scheibenträger 21 ist im Bereich des Halterands 26 des
weiteren mit der Wandung der Längsöffnung 3 im
Ventilsitzträger 1 beispielsweise durch eine umlaufende und
dichte zweite Schweißnaht 30 verbunden.
Die zwischen dem Scheibenträger 21 und dem Ventilsitzkörper
16 einklemmbare Zerstäuberscheibe 23 ist gestuft ausgeführt,
wobei vor allen Dingen ein unterer Grundbereich 32 einen
größeren Durchmesser besitzt als die restliche
Zerstäuberscheibe 23. Ein diesen kleineren Durchmesser
aufweisender Scheibenbereich 33 ragt dabei in eine
stromabwärts einer Ventilsitzfläche 29 folgende zylindrische
Austrittsöffnung 31 des Ventilsitzkörpers 16 maßgenau
hinein. Der radial hinausragende und somit einklemmbare
Grundbereich 32 der Zerstäuberscheibe 23 liegt an der
unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 an.
Während der Scheibenbereich 33 z. B. zwei Funktionsebenen,
nämlich eine mittlere und eine obere Funktionsebene, der
Zerstäuberscheibe 23 umfasst, bildet eine untere
Funktionsebene den Grundbereich 32 allein. Eine
Funktionsebene soll dabei über ihre axiale Erstreckung
jeweils eine weitgehend konstante Öffnungskontur besitzen.
Die Einschubtiefe des aus Ventilsitzkörper 16, topfförmigem
Scheibenträger 21 und Zerstäuberscheibe 23 bestehenden
Ventilsitzteils in die Längsöffnung 3 bestimmt die Größe des
Hubs der Ventilnadel 5, da die eine Endstellung der
Ventilnadel 5 bei nicht erregter Magnetspule 10 durch die
Anlage des Ventilschließkörpers 7 an der Ventilsitzfläche 29
des Ventilsitzkörpers 16 festgelegt ist. Die andere
Endstellung der Ventilnadel 5 wird bei erregter Magnetspule
10 beispielsweise durch die Anlage des Ankers 11 an dem Kern
12 festgelegt. Der Weg zwischen diesen beiden Endstellungen
der Ventilnadel 5 stellt somit den Hub dar. Der kugelförmige
Ventilschließkörper 7 wirkt mit der sich kegelstumpfförmig
verjüngenden Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 16
zusammen.
Das Einsetzen der Zerstäuberscheibe 23 mit einem
Scheibenträger 21 und eine Klemmung als Befestigung ist nur
eine mögliche Variante des Anbringens der Zerstäuberscheibe
23. Eine solche Einspannung als indirekte Befestigung der
Zerstäuberscheibe 23 am Ventilsitzkörper 16 hat den Vorteil,
dass temperaturbedingte Verformungen vermieden werden, die
eventuell bei Verfahren wie Schweißen oder Löten bei einer
direkten Befestigung der Zerstäuberscheibe 23 auftreten
könnten. Der Scheibenträger 21 stellt jedoch keineswegs eine
ausschließliche Bedingung zur Befestigung der
Zerstäuberscheibe 23 dar.
Fig. 2 zeigt eine aus der DE-OS 196 39 506 bekannte
Zerstäuberscheibe in einer Draufsicht zur Verdeutlichung und
Erläuterung einer möglichen Formgestaltung der
erfindungsgemäßen Zerstäuberscheibe 23. Die Lochscheibe 23
ist als flaches, kreisförmiges Bauteil ausgeführt, das
mehrere, beispielsweise drei, axial aufeinanderfolgende
Funktionsebenen aufweist. Besonders Fig. 3, die eine
Schnittdarstellung entlang einer Linie III-III in Fig. 2
ist, verdeutlicht den Aufbau der Lochscheibe 23 mit ihren
drei Funktionsebenen.
Die obere Funktionsebene 37 weist z. B. eine Einlassöffnung
40 mit einem möglichst großen Umfang auf, die eine Kontur
ähnlich einer stilisierten Fledermaus (oder eines Doppel-H)
besitzt. Die Einlassöffnung 40 weist einen Querschnitt auf,
der als teilweise abgerundetes Rechteck mit zwei jeweils
gegenüberliegenden, rechteckförmigen Einschnürungen 45 und
drei über die Einschnürungen 45 hinwegstehenden
Einlassbereichen 46 beschreibbar ist. Mit z. B. jeweils
gleichem Abstand zur Mittelachse der Zerstäuberscheibe 23
und um diese beispielsweise auch symmetrisch angeordnet sind
in der unteren Funktionsebene 35 vier rechteckförmige
Auslassöffnungen 42 vorgesehen.
Die Auslassöffnungen 42 liegen bei einer Projektion aller
Funktionsebenen 35, 36, 37 in eine Ebene (Fig. 2)
weitgehend in den Einschnürungen 45 der oberen
Funktionsebene 37. Die Auslassöffnungen 42 liegen mit einem
Versatz zur Einlassöffnung 40 vor, d. h. in der Projektion
wird die Einlassöffnung 40 an keiner Stelle die
Auslassöffnungen 42 überdecken. Um eine Fluidströmung von
der Einlassöffnung 40 bis hin zu den Auslassöffnungen 42 zu
gewährleisten, ist in der mittleren Funktionsebene 36 ein
Kanal 41 (cavity) ausgebildet. Der eine Kontur eines .
abgerundeten Rechtecks aufweisende Kanal 41 besitzt eine
solche Größe, dass er in der Projektion die Einlaßöffnung 40
vollständig überdeckt. Da der Kanal 41 auch die vier
Auslassöffnungen 42 überdeckt, können diese von allen Seiten
angeströmt werden.
In den Fig. 2a, 2b und 2c sind die Funktionsebenen 37, 36
und 35 nochmals vereinzelt dargestellt, um die
Öffnungskontur jeder einzelnen Funktionsebene 37, 36 und 35
genau zu erkennen. Jede einzelne Figur ist letztlich eine
vereinfachte Schnittdarstellung horizontal entlang jeder
Funktionsebene 37, 36 und 35.
Aufgrund des bereits angesprochenen Versatzes der
Auslassöffnungen 42 gegenüber der wenigstens einen
Einlassöffnung 40 ergibt sich ein S-förmiger
Strömungsverlauf des Mediums, beispielsweise des
Brennstoffs. Durch den radial verlaufenden Kanal 41 erhält
das Medium eine Radialgeschwindigkeitskomponente. Durch den
sogenannten S-Schlag innerhalb der Zerstäuberscheibe 23 mit
mehreren starken Strömungsumlenkungen wird der Strömung eine
starke, zerstäubungsfördernde Turbulenz aufgeprägt. Der
Geschwindigkeitsgradient quer zur Strömung ist dadurch
besonders stark ausgeprägt. Die aus den
Geschwindigkeitsunterschieden resultierenden erhöhten
Scherspannungen im Fluid begünstigen den Zerfall in feine
Tröpfchen nahe der Auslassöffnungen 42.
Im Zuge der Einführung von On Board Diagnostic (OBD) für
Brennkraftmaschinen soll in Zukunft die elektronische
Überwachung der Funktionstüchtigkeit von abgastechnisch
relevanten Komponenten eines Kraftfahrzeugs verwirklicht
werden. Für Brennstoffeinspritzventile stellt eine solche zu
überwachende Größe die abgespritzte Brennstoffmenge pro
Öffnungshub der Ventilnadel 5 dar. Erfindungsgemäß wird
deshalb eine mikrostrukturierte Zerstäuberscheibe 23
vorgeschlagen, die eine Durchflussmengensensorik aufweist,
mit der eine aktive Regelung der abgespritzten
Brennstoffmenge über die Dauer des Einspritzventil-
Ansteuerimpulses möglich wird.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Zerstäuberscheibe 23 mit einem
integriertem Durchflussmengensensor, aber ansonsten mit der
vorher beschriebenen beispielhaften Konturgebung.
Die Zerstäuberscheibe 23 ist beispielsweise aus keramischen
Material hergestellt. Bei der Mikrostrukturierung der
Zerstäuberscheibe 23 werden gezielt elektrisch leitende
Bereiche 50, 51 durch lokal in das Material eingebrachte
Leitfähigkeit eingebracht. Bei dem in Fig. 4 gezeigten
Ausführungsbeispiel sind die elektrisch leitfähigen Bereiche
50, 51 in der unteren Funktionsebene 35, also in der unteren
Keramikschicht angeordnet. Am äußeren Rand der
Zerstäuberscheibe 23 enden die leitfähigen Bereiche 50, 51
in Kontaktierungsflächen 50', 51'. Die Zerstäuberscheibe 23
wird derart an dem Brennstoffeinspritzventil befestigt, dass
diese Kontaktierungsflächen 50', 51' mit entsprechenden,
nicht dargestellten Anschlusskontakten des Einspritzventils
in Berührung kommen. Die Mess- und Steuersignale, die dem
Durchflussmengensensor zugeführt und abgenommen werden,
können z. B. in einem vom Einspritzventil externen
Steuergerät verarbeitet werden.
Am Umfang jeder einzelnen Auslassöffnung 42 verlaufen
jeweils zwei elektrisch leitfähige Streifen 150, 151. Diese
Streifen 150, 151 als Teil der elektrisch leitenden Bereiche
50, 51 haben einen geringen relativen Abstand zueinander.
Wie bereits oben beschrieben wurde, sind die
Auslassöffnungen 42 so angeordnet, dass sie von allen Seiten
aus dem Kanal 41 angeströmt werden können. Die Strömung
schneidet somit vor dem Eintritt in die Auslassöffnungen 42
die Streifen 150, 151 ungefähr rechtwinklig. Der jeweils
über die Kontaktierungsflächen 50' kontaktierte Streifen 150
wird mit definierter elektrischer Energie beheizt. Die
dadurch stromabwärts von diesem Streifen 150 erwärmte
Brennstoffströmung kommt nachfolgend mit dem leitfähigen
Streifen 151 in Berührung, der mit den Kontaktierungsflächen
51' verbunden ist. Die erwärmte Brennstoffströmung
beeinflusst die Temperatur des Streifens 151, wodurch dieser
seinen elektrischen Widerstand ändert. In Abhängigkeit von
der Durchflussmenge bzw. der Strömungsgeschwindigkeit wird
der Streifen 151 unterschiedlich stark erwärmt. Über den
elektrischen Widerstand des Streifens 151 lässt sich mittels
einer Auswerteschaltung die momentane Durchflussmenge
bestimmen. Während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs und
seiner Brennstoffeinspritzventile kann die Durchflussmenge
der Einspritzventile also laufend erfasst werden. Auf diese
Weise ist der Durchfluss kontrollierbar und jederzeit aktiv
regelbar.
Das Durchflussmengenmessprinzip an einer Zerstäuberscheibe
ist nicht auf die näher beschriebene Zerstäuberscheibe 23
mit einem Versatz von Einlassöffnung 40 und Auslassöffnungen
42 beschränkt, vielmehr sind auch völlig andere Typen von
Zerstäuberscheiben dafür einsetzbar, wie z. B. Drallscheiben.
Wichtig ist jedoch, dass stets die Durchflussmengensensorik
stromaufwärts des zumessenden Querschnitts in dessen
unmittelbarer Nähe angeordnet ist.
Als Material für die leitenden Bereiche 50, 51 und
nichtleitenden Bereiche werden vorzugsweise über Pyrolyse
von gefüllten siliziumorganischen Polymeren hergestellte
Verbundkeramiken verwendet, wie sie z. B. bereits aus den EP 0 412 428 B1
oder DE 195 38 695 A1 bekannt sind. Über die
Füllstoffart und -menge kann der elektrische Widerstand der
Verbundkeramik eingestellt werden. Mikrostrukturierte
Zerstäuberscheiben 23 können mittels Warmprägen und Fügen
von nicht vollständig ausgehärteten Formteilen bzw. durch
Fügen im pyrolysierten Zustand oder mittels Spritzgießen
bzw. Transfer Molding mit verlorenen Formen hergestellt
werden. Die elektrisch leitenden Bereiche 50, 51
einschließlich der Streifen 150, 151 werden auf die untere
Funktionsebene 35, eine Keramikgrundplatte 32, 55 der
Zerstäuberscheibe 23, entweder durch Rakeln oder Siebdruck
aufgebracht bzw. durch Mikrospritzguss oder Transfer Molding
eingebracht oder es werden Zweischichtverbunde aus einem
nichtleitfähigen Substrat und einer leitfähigen dünnen
Schicht durch Kaltpressen und nachfolgendes
Laserstrukturieren hergestellt.
Beim Mikrospritzguss bzw. beim Transfer Molding mit einem
Einlegeteil wird zuerst das Substrat, also die
Keramikgrundplatte 32, 55 gespritzt und ausgehärtet.
Nachfolgend werden die elektrischen Bereiche 51, 51 in einem
zweiten Spritzvorgang erzeugt. In einem folgenden Schritt
werden an die mit den elektrischen Bereichen 50, 51
versehene Keramikgrundplatte 55 die oberen Funktionsebenen
36, 37 der Zerstäuberscheibe 23 durch Verwendung von
verlorenen Formen angespritzt.
Beim Laserstrukturieren sind zwei Verfahrensvarianten
denkbar. Zum einen kann durch Laserabtrag (Verdampfen des
Materials an Stellen, an denen keine leitenden Bereiche 50,
51 entstehen sollen) eine Strukturierung der späteren
Streifen 150, 151 erfolgen. Zum anderen kann durch partielle
Pyrolyse an den Stellen der späteren Streifen 150, 151 mit
nachfolgendem Abätzen des restlichen Leitverbundcompounds
die Strukturierung der Streifen 150, 151 erfolgen. Die so
hergestellten Teile werden, wie in der EP 0 412 428 B1
beschrieben, pyrolysiert. Dabei muss beachtet werden, dass
die nichtleitfähige (Grundplatte 32, 55) und leitfähige
(Streifen 150, 151, Kontaktierungsflächen 50', 51')
Verbundkeramik bezüglich Pyrolyseschwindung und thermischem
Ausdehnungskoeffizienten aufeinander abgestimmt sind, um
einer Rissbildung während des Pyrolysevorganges vorzubeugen.
Claims (16)
1. Zerstäuberscheibe (23) mit wenigstens einem Einlass (40)
und wenigstens einem Auslass (42) und mit einem
vollständigen Durchgang für ein Fluid zwischen dem Einlass
(40) und dem Auslass (42), dadurch gekennzeichnet, dass ein
Durchflussmengensensor (50, 51, 50', 51', 150, 151)
stromaufwärts eines zumessenden Querschnitts des
Fluiddurchgangs in der Zerstäuberscheibe (23) integriert
ist.
2. Zerstäuberscheibe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zerstäuberscheibe (23) aus einem
keramischen Material hergestellt ist und lokale elektrisch
leitende Bereiche (50, 51) aufweist.
3. Zerstäuberscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass unmittelbar stromaufwärts der
wenigstens einen Auslassöffnung (42) elektrisch leitende
Bereiche (50, 51) angeordnet sind.
4. Zerstäuberscheibe nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass am Umfang jeder Auslassöffnung (42)
jeweils zwei elektrisch leitfähige Streifen (150, 151)
verlaufen.
5. Zerstäuberscheibe nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Streifen (150, 151) einen geringen
Abstand zueinander haben.
6. Zerstäuberscheibe nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass ein erster elektrisch
leitfähiger Bereich (50, 150) mit elektrischer Energie
beheizbar ist.
7. Zerstäuberscheibe nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass durch die Fluidströmung die Temperatur
eines zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs (51, 151)
beeinflussbar und somit dessen elektrischer Widerstand
veränderbar ist.
8. Zerstäuberscheibe nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass über den elektrischen Widerstand des
zweiten elektrischen Bereichs (51, 151) die Durchflussmenge
stromaufwärts eines zumessenden Querschnitts des
Fluiddurchgangs in der Zerstäuberscheibe (23) bestimmbar
ist.
9. Zerstäuberscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden
Bereiche (50, 51, 150, 151) am äußeren Rand der
Zerstäuberscheibe (23) in Kontaktierungsflächen (50', 51')
enden, die mit zu einer Auswerteschaltung führenden
Anschlusskontakten verbindbar sind.
10. Zerstäuberscheibe nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass als Material für die Zerstäuberscheibe
(23) über Pyrolyse von gefüllten siliziumorganischen
Polymeren hergestellte Verbundkeramiken verwendet sind.
11. Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen
von Brennkraftmaschinen mit einem Aktuator (10, 11, 12), mit
einem beweglichen Ventilteil (5), das zum Öffnen und
Schließen des Ventils mit einem festen Ventilsitz (29)
zusammenwirkt, und mit einer stromabwärts des Ventilsitzes
(29) angeordneten Zerstäuberscheibe (23), die mit wenigstens
einem Einlass (40) und wenigstens einem Auslass (42) und mit
einem vollständigen Durchgang für Brennstoff zwischen dem
Einlass (40) und dem Auslass (42) ausgebildet ist, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Durchflussmengensensor (50, 51,
50', 51', 150, 151) stromaufwärts eines zumessenden
Querschnitts des Brennstoffdurchgangs in der
Zerstäuberscheibe (23) integriert ist.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zerstäuberscheibe (23) aus einem
keramischen Material hergestellt ist und lokale elektrisch
leitende Bereiche (50, 51) aufweist.
13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar stromaufwärts der
wenigstens einen Auslassöffnung (42) elektrisch leitende
Bereiche (50, 51) angeordnet sind.
14. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, dass ein erster elektrisch leitfähiger
Bereich (50, 150) mit elektrischer Energie beheizbar ist und
dass durch die Brennstoffströmung die Temperatur eines
zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs (51, 151)
beeinflussbar und somit dessen elektrischer Widerstand
veränderbar ist, wodurch die Durchflussmenge stromaufwärts
eines zumessenden Querschnitts des Brennstoffdurchgangs in
der Zerstäuberscheibe (23) bestimmbar ist.
15. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 12
bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch
leitenden Bereiche (50, 51, 150, 151) am äußeren Rand der
Zerstäuberscheibe (23) in Kontaktierungsflächen (50', 51')
enden, die mit zu einer Auswerteschaltung führenden
Anschlusskontakten verbindbar sind.
16. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zerstäuberscheibe (23) über die
Kontaktierungsflächen (50', 51') elektrisch mit einem
Steuergerät verbindbar ist.
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