DE102004033842A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents
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Abstract
Ein Brennstoffeinspritzventil (1) zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine umfasst eine in einem Düsenkörper (3) angeordnete Ventilnadel (4), welche durch einen Aktor (7) betätigbar ist und durch eine Rückstellfeder (9) so beaufschlagt ist, dass ein mit der Ventilnadel (4) in Wirkverbindung stehender, dem Brennraum zugewandter Ventilschließkörper (5) im unbetätigten Zustand des Aktors (7) in dichtender Anlage an einer Ventilsitzfläche (6) gehalten wird. Eine Oberfläche des Brennstoffeinspritzventils (1) ist in einem Übergangsbereich (13) zwischen Düsenkörper (3) und Ventilschließkörper (5) konkav ausgebildet.
Description
- Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
- Beispielsweise ist aus der
DE 101 52 415 A1 ein nach außen öffnendes Brennstoffeinspritzventil bekannt, welches einen kegeligen Dichtsitz aufweist. Das Brennstoffeinspritzventil umfasst eine in einem Düsenkörper geführte Ventilnadel, welche durch einen Aktor betätigbar ist und durch eine Rückstellfeder so beaufschlagt ist, dass ein mit der Ventilnadel in Wirkverbindung stehender Ventilschließkörper in dichtender Anlage an einer Ventilsitzfläche gehalten wird. An einem abströmseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils ist ein Vorsprung ausgebildet, welcher den Ventilschließkörper des Brennstoffeinspritzventils überragt. - Nachteilig bei dem aus der
DE 101 52 415 A1 bekanntem Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, dass die Herstellung der Überhöhung des Düsenkörpers gegenüber dem Ventilschließkörper zwar den kegeligen Dichtsitz vor Beschädigungen schützt, jedoch aufwendig in der Herstellung ist und bedingt durch seine exponierte Lage selbst zu Beschädigungen neigt, die das Strahlbild des Brennstoffeinspritzventils negativ verändern und zudem die gewünschte Schutzfunktion der Überhöhung beeinträchtigen. - Vorteile der Erfindung
- Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass durch einfache Maßnahmen an der Kontur des Düsenkörpers und des Ventilschließkörpers ein zuverlässiger Schutz des Dichtsitzes vor mechanischen Beschädigungen beim Transport und der Montage des Brennstoffeinspritzventils möglich ist, indem ein Übergangsbereich zwischen dem Düsenkörper und dem Ventilschließkörper konkav gestaltet ist.
- Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
- Vorteilhafterweise beträgt ein Winkel zwischen den aneinanderstoßenden Oberflächen des Düsenkörpers und des Ventilschließkörpers weniger als 180°, so dass die Summe der beiden Kantenwinkel der Kanten an Düsenkörper und Ventilschließkörper größer als 180°, die beiden Kanten also stumpfwinklig sind.
- Von Vorteil ist außerdem, dass der Übergangsbereich mit den Kanten gegenüber einer Oberflächenebene des Brennstoffeinspritzventils vertieft angeordnet ist.
- Zeichnung
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils, -
2 einen schematische vergleichende Schnittdarstellung des in1 dargestellten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich II in1 und eines Brennstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik, und -
3 eine schematische vergleichende Darstellung eines Dichtsitzes eines Brennstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik und eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im geöffneten Zustand des Brennstoffeinspritzventils. - Beschreibung des Ausführungsbeispiels
- Ein in
1 dargestelltes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine. - Das Brennstoffeinspritzventil
1 besteht aus einem Gehäusekörper2 und einem Düsenkörper3 , in welchem eine Ventilnadel4 angeordnet ist. Die Ventilnadel4 steht mit einem Ventilschließkörper5 in Wirkverbindung, der mit einer Ventilsitzfläche6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach außen öffnendes Brennstoffeinspritzventil1 . Das Brennstoffeinspritzventil1 weist einen Aktor7 auf, der im Ausführungsbeispiel als piezoelektrischer Aktor7 ausgeführt ist. Der Aktor stützt sich einerseits an dem Gehäusekörper2 und andererseits an einer mit der Ventilnadel4 in Wirkverbindung stehenden Schulter8 ab. Abströmseitig der Schulter8 ist eine Rückstellfeder9 angeordnet, welche sich ihrerseits an dem Düsenkörper3 abstützt. - Die Ventilnadel
4 weist einen Brennstoffkanal10 auf, durch welchen der durch eine zulaufseitige zentrale Brennstoffzufuhr11 zugeleitete Brennstoff zum Dichtsitz geführt wird. Zuströmseitig des Dichtsitzes ist eine Drallkammer12 ausgebildet, in welche der Brennstoffkanal10 ausmündet. - Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils
1 wird die Schulter8 durch die Kraft der Rückstellfeder9 entgegen der Hubrichtung so beaufschlagt, dass der Ventilschließkörper5 an der Ventilsitzfläche6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung des piezoelektrischen Aktors7 dehnt sich dieser in axialer Richtung entgegen der Federkraft der Rückstellfeder9 aus, so dass die Schulter8 mit der Ventilnadel4 , welche mit der Schulter8 kraftschlüssig verbunden ist, in Hubrichtung bewegt wird. Der Ventilschließkörper5 hebt von der Ventilsitzfläche6 ab, und der über den Brennstoffkanal10 zugeführte Brennstoff wird abgespritzt. - Wird der Erregerstrom abgeschaltet, reduziert sich die axiale Ausdehnung des piezoelektrischen Aktors
7 , wodurch die Ventilnadel4 durch den Druck der Rückstellfeder9 entgegen der Hubrichtung bewegt wird. Der Ventilschließkörper5 setzt auf der Ventilsitzfläche6 auf und das Brennstoffeinspritzventil1 wird geschlossen. - Herkömmliche Brennstoffeinspritzventile
1 weisen meistens im Bereich des Dichtsitzes einen konvexen Übergangsbereich13 auf, wie in1 rechts schematisch dargestellt. Diese Oberflächenform, welche sich aus einer Oberfläche14 des Düsenkörpers3 und einer daran abströmseitig angrenzenden Oberfläche15 des Ventilschließkörpers5 zusammensetzt, wird meist gewählt, um eine leichte Herstellbarkeit und eine glatte Oberfläche zu gewährleisten, hat jedoch den entscheidenden Nachteil, dass Kanten16 ,17 des Düsenkörpers3 und des Ventilschließkörpers5 bedingt durch die konvexe Form des Übergangsbereichs13 exponiert liegen und dadurch beispielsweise beim Transport oder der Montage des Brennstoffeinspritzventils1 beschädigt werden können. Da die Form der Kanten16 ,17 für die Form der Gemischwolke und des Strahlbildes verantwortlich ist, wirken sich Beschädigungen in diesem Bereich nachteilig auf die Zylinderfüllung, die Verbrennung und die Emissionswerte der Brennkraftmaschine aus. - Im Gegensatz dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Übergangsbereich
13 im Bereich des Dichtsitzes nicht konvex, sondern konkav zu gestalten, wie in1 links dargestellt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind in den2 und3 vergrößert dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung detailliert beschrieben. -
2 und3 zeigen in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung den in1 mit II bezeichneten Ausschnitt aus dem erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventil1 gemäß1 im geschlossenen und geöffneten Zustand des Brennstoffeinspritzventils1 . Übereinstimmende Bauteile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. - Wie bereits weiter oben erwähnt, weisen herkömmliche Brennstoffeinspritzventile
1 im Bereich des Dichtsitzes einen konvexen Übergangsbereich13 auf, bei welchem ein von den Oberflächen14 und15 eingeschlossener Winkel α größer oder allenfalls genau 180° ist. Dies bedingt einen erhabenen oder allenfalls glatten Übergangsbereich13 , bei welchem, wie in3 rechts gut sichtbar, die Kanten16 und17 deutlich hervorstechen, da die Summe von zwei Kantenwinkeln γ bedingt durch den großen Winkel α signifikant kleiner als 90° ist. Scharfe Kanten16 und17 sind jedoch anfällig gegen Beschädigungen wie Kerben, welche beim Transport und der Montage des Brennstoffeinspritzventils1 auftreten können. - Daher bietet sich an, wie in
2 und3 links dargestellt, den Übergangsbereich13 des Brennstoffeinspritzventils1 im Bereich des Dichtsitzes konkav zu gestalten, so dass der zwischen den Oberflächen14 und15 liegende Winkel α kleiner als 180° ist. Dadurch ist die Summe der beiden Kantenwinkel γ der Kanten16 ,17 an Düsenkörper3 und Ventilschließkörper5 größer als 180°, die einzelnen Kantenwinkel γ also größer als 90° und die beiden Kanten16 ,17 stumpfwinklig. Die Kanten16 und17 sind dadurch unempfindlicher gegen Beschädigungen. Zudem sind die Kanten16 und17 auch durch die konkave Form des Übergangsbereichs13 geschützt, da sie eingetieft gegenüber einer gestrichelt angedeuteten Oberflächenebene18 des Brennstoffeinspritzventils1 liegen. - Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und z.B. auch für elektromagnetisch betätigbare Brennstoffeinspritzventile
1 anwendbar.
Claims (7)
- Brennstoffeinspritzventil (
1 ), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer in einem Düsenkörper (3 ) angeordneten Ventilnadel (4 ), welche durch einen Aktor (7 ) betätigbar ist und durch eine Rückstellfeder (9 ) so beaufschlagt ist, dass ein mit der Ventilnadel (4 ) in Wirkverbindung stehender, dem Brennraum zugewandter Ventilschließkörper (5 ) im unbetätigten Zustand des Aktors (7 ) in dichtender Anlage an einer Ventilsitzfläche (6 ) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche des Brennstoffeinspritzventils (1 ) in einem Übergangsbereich (13 ) zwischen Düsenkörper (3 ) und Ventilschließkörper (5 ) konkav ausgebildet ist. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (
13 ) aus zwei aneinandergrenzenden Oberflächen (14 ,15 ) des Düsenkörpers (3 ) und des Ventilschließkörpers (5 ) gebildet ist. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (α) zwischen den Oberflächen (
14 ,15 ) kleiner als 180° ist. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Düsenkörper (
3 ) und am Ventilschließkörper (5 ) jeweils eine Kante (16 ,17 ) ausgebildet sind. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (
16 ,17 ) Kantenwinkel (γ) aufweisen, welche jeweils mindestens 90° betragen. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Kantenwinkel (γ) zusammen mindestens 180° beträgt.
- Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (
13 ) gegenüber einer Oberflächenebene (18 ) vertieft angeordnet ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20110714 |