DE102004032181A1

DE102004032181A1 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE102004032181A1
Application number: DE102004032181A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dittus
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2006-01-19
Also published as: WO2006003047A1; CN1977106A; US20070204834A1; EP1766227A1

Abstract

Bei einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit mindestens einem in einem Ventilkörper (1) axial verschiebbaren Ventilglied (6), das auf einer Führungshülse (3) geführt ist und an seinem dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Ende eine Ventildichtfläche (8) aufweist, die mit einer Ventilsitzfläche (9) am Ventilkörper (1) zusammenwirkt, sowie mit wenigstens einer Einspritzöffnung (10), die stromabwärts der Ventilsitzfläche (9) vorgesehen ist und sich in den Brennraum der Brennkraftmaschine öffnet, ist in der Führungshülse (3) eine Druckstange (11) axial verschiebbar angeordnet, welche die Bewegung des Ventilglieds (6) steuert.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzventil nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Ein solches Kraftstoffeinspritzventil ist beispielsweise durch die WO 99/19619 A1 bekannt geworden.

Das aus WO 99/19619 A1 bekannte Kraftstoffeinspritzventil weist ein in einem Ventilkörper axial verschiebbares Ventilglied auf, das mit einem hülsenförmigen Führungsansatz auf dem freien Ende eines hülsenförmigen Zapfens (Führungshülse) gleitverschiebbar geführt ist. Die am anderen Ende ortsfest gehaltene Führungshülse erstreckt sich unter Ausbildung eines Ringraums in eine Bohrung des Ventilkörpers. Der Führungsansatz des Ventilglieds und die Führungshülse definieren einen Innenraum, der über die Durchgangsbohrung der Führungshülse mit einem Steuerdruck beaufschlagt wird. Eine Hochdruckleitung mündet in den Ringraum, der bis zur Ventilsitzfläche des Ventilglieds führt. Das Ventilglied hat im Ringraum eine Druckschulter, an welcher der im Ringraum herrschende Druck im Öffnungssinn angreift, während der im Innenraum herrschende Steuerdruck am Ventilglied in Schließrichtung angreift. Die Öffnungsbewegung des Ventilglieds wird hydraulisch über den im Innenraum herrschenden Steuerdruck gesteuert. Wenn der im Ringraum herrschende Druck ausreicht, das Ventilglied gegen die Wirkung einer Schließfeder und des Steuerdrucks aufzusteuern, erfolgt die Einspritzung mit dem im Ringraum herrschenden Kraftstoffdruck.

Bei diesem bekannten Kraftstoffeinspritzventil ist die Führungshülse ein Einsatzkörper, der zwischen dem Ventilkörper und einem Ventilhaltekörper verspannt wird und über den die Hochdruckleitung in den Ringraum mündet. Außerdem weist der Einsatzkörper einen Ringabsatz auf, an dem sich die Schließfeder abstützt.

Diese konstruktiven Merkmale führen dazu, dass der Einsatzkörper ein relativ aufwändig zu fertigendes Bauteil ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Führungshülse lediglich zur Führung des Ventilglieds dient und dass durch die Druckstange die Schließfeder außerhalb des Ventilkörpers angeordnet werden kann. Die Druckstange im Ventilhülsenhalter hat keine dichtende oder wegführende Funktion, sondern steuert nur die Öffnungsbewegung des Ventilglieds. Die in Schließrichtung wirkende Kraft der Druckstange kann durch eine Schließfeder an ihrem dem Brennraum abgewandten Stangenende, durch eine auf die Druckstange wirkende hydraulische Schließkraft oder durch eine Kombination davon erzeugt werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnungen
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils in einem Längsschnitt;
2 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung des in 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzventils im Bereich seines Ventilglieds in der geschlossenen (2a) und der geöffneten Ventilstellung (2b);
3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils in einem Längsschnitt;
4 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung des in 3 gezeigten Kraftstoffeinspritzventils im Bereich seiner beiden Ventilglieder in der geschlossenen (4a), einer teilgeöffneten (4b) und einer vollständig geöffneten Ventilstellung (4c).
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen weist einen zylindrischen Ventilkörper 1 auf, der mit seinem freien unteren Ende in einen nicht näher gezeigten Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragt. Der Ventilkörper 1 ist mittels einer Spannmutter (nicht gezeigt) axial gegen einen Ventilhaltekörper 2 verspannt. Eine axiale Führungshülse 3 ist in einer axialen Bohrung 4 des Ventilkörpers 1 unter Ausbildung eines Ringspalts 5 angeordnet und an ihrem oberen Ende in eine Bohrung des Ventilhaltekörpers 2 fest eingepresst. Ein Ventilglied 6 ist mit einem hülsenförmigen Ansatz 7 (2a) auf dem freien Ende der Führungshülse 3 gleitverschiebbar geführt. An seinem dem Brennraum zugewandten Ende weist das Ventilglied 6 eine konische Ventildichtfläche 8 auf, die mit einer konischen Ventilsitzfläche 9 (2b) am Ventilkörper 1 zusammenwirkt. Stromabwärts der Ventilsitzfläche 9 sind Einspritzöffnungen 10 vorgesehen, die sich in den Brennraum öffnen. In der Führungshülse 3 verläuft eine Druckstange 11, die axial verschiebbar (Doppelpfeil 12) ist, um die Öffnungsbewegung des Ventilglieds 6 zu steuern. Die Druckstange 11 liegt mit ihrem unteren Ende am Ventilglied 6 an und ist in Schließrichtung über eine auf ihr oberes Ende wirkende Schließkraft vorgespannt, die z.B. durch eine Schließfeder (nicht gezeigt) oder durch einen hydraulischen Steuerdruck erzeugt wird. Eine Hochdruckleitung 13 mündet in den Ringspalt 5, der bis zur Ventilsitzfläche 9 führt. Die Konuswinkel von Ventildichtfläche 8 und Ventilsitzfläche 9 sind unterschiedlich, so dass die Ventildichtfläche 8 im Ringspalt 5 auch eine Druckschulter bildet, an welcher der im Ringspalt 5 herrschende Druck im Öffnungssinn angreift.
2a zeigt die geschlossene Ventilstellung, in der das Ventilglied 6 mit seiner Ventildichtfläche 8 durch die Druckstange 11 gegen die Ventilsitzfläche 9 gedrückt wird und die dort vorgesehenen Einspritzöffnungen 10 verschließt. Wenn der im Ringraum 5 herrschende Kraftstoffdruck ausreicht, das Ventilglied 6 gegen die Schließkraft der Druckstange 11 in die in 2b gezeigte offene Ventilstellung aufzusteuern, erfolgt die Einspritzung mit dem im Ringspalt 5 herrschenden Kraftstoffdruck. Dabei ist der maximale Öffnungshub h_max des Ventilglieds 5 durch axiale Anlage des Ventilglieds 5 an der Führungshülse 3 definiert.
Die Ventildichtfläche 8 ist in den 1 und 2 als Konusfläche ausgebildet, kann aber auch als Doppelkonusfläche ausgeführt sein, bei der der spitzere Konuswinkel am freien Ende dem Konuswinkel der Ventilsitzfläche 9 entspricht.
Vom Kraftstoffeinspritzventil der 1 unterscheidet sich das in 3 gezeigte Kraftstoffeinspritzventil dadurch, dass die Führungshülse 3 im Ventilhaltekörper 19 axial verschiebbar (Doppelpfeil 20) geführt ist, dass die Druckstange 11 die Öffnungsbewegung eines inneren Ventilglieds 21 (4a) und die Führungshülse 3 die Öffnungsbewegung eines hülsenförmigen äußeren Ventilglieds 22 steuert und dass erste und zweite Einspritzöffnungen 23, 24 vorgesehen sind. Das innere Ventilglied 21 ist im äußeren Ventilglied 22 axial gleitverschiebbar *geführt und weist eine konische Ventildichtfläche 25 auf, die mit einer konischen Ventilsitzfläche 26 am Ventilkörper 1 zusammenwirkt. Das äußere Ventilglied 22 ist mit einem hülsenförmigen Führungsansatz 27 auf der Führungshülse 3 axial gleitverschiebbar geführt und weist eine konische Ventildichtfläche 28 auf, die mit der konischen Ventilsitzfläche 26 am Ventilkörper 1 zusammenwirkt. Die Konuswinkel von Ventildichtfläche 28 und Ventilsitzfläche 26 sind unterschiedlich, so die Ventildichtfläche 28 im Ringspalt 5 auch eine Druckschulter bildet, an welcher der im Ringspalt 5 herrschende Druck im Öffnungssinn angreift. Die Konuswinkel von Ventildichtfläche 25 und Ventilsitzfläche 26 sind ebenfalls unterschiedlich, so dass, wenn der äußere Ventilglied 22 von seinem Ventilsitz abgehoben ist, die Ventildichtfläche 25 im Ringspalt 5 auch eine Druckschulter bildet, an welcher der im Ringspalt 5 herrschende Druck im Öffnungssinn angreift. Die Druckstange 11 liegt mit ihrem unteren Ende am inneren Ventilglied 21 an und ist in Schließrichtung über eine auf ihr oberes Ende wirkende Schließkraft vorgespannt, die z.B. durch eine Schließfeder (nicht gezeigt) oder durch einen hydraulischen Steuerdruck erzeugt wird. Die Führungshülse 3 liegt mit ihrer unteren Stirnseite an einem Ringabsatz 29 des äußeren Ventilglied 22 an und ist in Schließrichtung über eine auf ihr oberes Ende wirkende Schließkraft vorgespannt, die z.B. durch eine Schließfeder (nicht gezeigt) oder durch einen hydraulischen Steuerdruck erzeugt wird.
4a zeigt die geschlossene Ventilstellung, in der das äußere Ventilglied 22 durch die Führungshülse 3 und das innere Ventilglied 21 durch die Druckstange 11 gegen die Ventildichtfläche 8 gedrückt werden und die dort vorgesehenen Einspritzöffnungen 23, 24 verschließen. Wenn der im Ringraum 5 herrschende Kraftstoffdruck ausreicht, das äußere Ventilglied 22 gegen die Schließkraft der Führungshülse 3 in die in 4b gezeigte teilgeöffnete Ventilstellung aufzusteuern, erfolgt die Einspritzung mit dem im Ringspalt 5 herrschenden Kraftstoffdruck über die freigegebenen oberen Einspritzöffnungen 24. Der maximale Hub h_1,max des äußeren Ventilglieds 22 ist in 3 angegeben. Wenn der im Ringraum 5 herrschende Kraftstoffdruck auch ausreicht, das innere Ventilglied 21 gegen die Schließkraft der Druckstange 11 in die in 4c gezeigte vollständig geöffnete Ventilstellung aufzusteuern, erfolgt die Einspritzung mit dem im Ringspalt 5 herrschenden Kraftstoffdruck über die freigegebenen oberen und unteren Einspritzöffnungen 23, 24. Der maximale Hub h_2,max des inneren Ventilglieds 21 ist durch Anlage am äußeren Ventilglied 22 definiert und gleich h_1,max.
Die Ventildichtfläche 25 ist in den 3 und 4 als Konusfläche ausgebildet, kann aber auch als Doppelkonusfläche ausgeführt sein, bei der der spitzere Konuswinkel am freien Ende dem Konuswinkel der Ventilsitzfläche 26 entspricht.

Claims

Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit mindestens einem in einem Ventilkörper (1) axial verschiebbaren Ventilglied (6; 21, 22), das mittels einer Führungshülse (3) geführt ist und an seinem dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Ende eine Ventildichtfläche (8; 25, 28) aufweist, die mit einer Ventilsitzfläche (9; 26) am Ventilkörper (1) zusammenwirkt, sowie mit wenigstens einer Einspritzöffnung (10; 23, 24); die stromabwärts der Ventilsitzfläche (9; 26) vorgesehen ist und sich in den Brennraum der Brennkraftmaschine öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass in der Führungshülse (3) eine Druckstange (11) axial verschiebbar angeordnet ist, welche die Bewegung des Ventilglieds (6; 21, 22) steuert.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Öffnungshub (h_max) des Ventilglieds (6) durch axiale Anlage des Ventilglieds (6) an der Führungshülse (3) definiert ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Ventilkörper (1) ein bis an die Ventilsitzfläche (9; 26) reichender Ringspalt (5) gebildet ist, der mit einer Hochdruckleitung (13) verbunden ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (6; 22) auf der Führungshülse (3) gleitverschiebbar geführt ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (3) im Ventilkörper (1) unverschiebbar angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (3) im Ventilkörper (1) axial verschiebbar ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein inneres und ein äußeres Ventilglied (21, 22), wobei das innere Ventilglied (21) im äußeren Ventilglied (22) axial gleitverschiebbar geführt ist und eine Ventildichtfläche (25) aufweist, die mit einer Ventilsitzfläche (26) am Ventilkörper (1) zusammenwirkt und mindestens eine erste Einspritzöffnung (23) freigibt oder verschließt, und wobei das äußere Ventilglied (22) auf der Führungshülse (3) axial gleitverschiebbar geführt ist und eine Ventildichtfläche (28) aufweist, die mit einer Ventilsitzfläche (26) am Ventilkörper (1) zusammenwirkt und mindestens eine zweite Einspritzöffnung (20) freigibt oder verschließt.