DE102005019313A1

DE102005019313A1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE102005019313A1
Application number: DE200510019313
Authority: DE
Inventors: Werner Kammerer; Guido Pilgram
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2006-11-02

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine, umfaßt einen Düsenkörper (2) und eine Dichtung (37), die den Düsenkörper (2) gegen einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine abdichtet. Abströmseitig der Dichtung (37) ist ein Abschirmring (38) am Düsenkörper (2) angeordnet.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Beispielsweise ist aus der DE 101 09 407 A1 ein Brennstoffeinspritzventil insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine bekannt, welches ein aus einem Düsenkörper gebildetes Ventilgehäuse und einen Dichtring aufweist, der das Brennstoffeinspritzventil gegen einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine abdichtet. Der Dichtring ist konvex gewölbt profiliert, wobei sich zwei Enden des Dichtrings axial stufenförmig überlappen.

Nachteilig bei dem aus den obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, dass der Dichtring aufwendig in der Herstellung ist und bedingt durch die für die gewählte Form des Dichtrings benötigte große Spaltweite zwischen Brennstoffeinspritzventil und Zylinderkopf der Brennkraftmaschine anfällig für Beschädigungen durch Hitzeeinwirkung ist, was zu häufigen Reparaturmaßnahmen bei Undichtigkeiten führt. Dies ist um so nachteiliger, als die Herstellung eines solchen Dichtrings aufwendig und daher kostenintensiv ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass durch das Einlegen eines kostengünstig und einfach herstellbaren und montierbaren Abschirmrings die eigentliche Dichtung wirkungs voll vor Hitzeeinwirkung durch Rußpartikel geschützt werden kann und kostenintensive Reparaturen durch Ausfall der Dichtung bei Beschädigung vermieden werden können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

Vorteilhafterweise kann der Abschirmring dabei von der Dichtung beabstandet in einer eigenen Nut oder auch an dieser anliegend in der gleichen Nut angeordnet sein.

Von Vorteil ist außerdem, dass der Abschirmring einfach und kostengünstig in Form eines Federrings geschlitzt, schräg geschlitzt, gezähnt oder anderweitig überlappend montagefreundlich hergestellt ist.

Ebenso kann der Abschirmring plastisch auf den Düsenkörper aufgeformt sein, so dass er vorteilhafterweise bei der Montage nicht verrutschen kann.

Weiterhin ist von Vorteil, den Abschirmring topfförmig auszubilden und mit der Dichtung vorzumontieren, so dass die separate Montage am Brennstoffeinspritzventil entfallen kann.

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, und
2 einen vergrößerten schematischen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich II in 1.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft beschrieben. Übereinstimmende Bauteile sind dabei in allen Figuren mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
Ein in 1 dargestelltes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 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.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 steht in Wirkverbindung mit einem Ventilschließkörper 4, 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 einen 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 eine Verengung 26 voneinander getrennt und miteinander durch ein nicht ferromagnetisches Verbindungsbauteil 29 verbunden. 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 der 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.
In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und an einem Führungselement 36 verlaufen Brennstoffkanäle 30, 31 und 32. Der Brennstoff wird über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffverteilerleitung und durch eine weitere Dichtung 37 gegen einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf abgedichtet.
An der abspritzseitigen Seite des Ankers 20 ist ein ringförmiges Dämpfungselement 33, welches aus einem Elastomerwerkstoff besteht, angeordnet. Es liegt auf einem zweiten Flansch 34 auf, welcher über eine Schweißnaht 35 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 verbunden ist.
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 ersten Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab, und der über die Brennstoffkanäle 30 bis 32 geführte Brennstoff wird durch die Abspritzöffnung 7 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 Verbindung stehende erste 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.
Die vorzugsweise aus Teflon^® hergestellte Dichtung 37, welche für die Abdichtung zwischen einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine und dem Brennstoffeinspritzventil 1 sorgt, ist bedingt durch ihre Anordnung in relativer Nähe zum Brennraum durch Hitzeeinwirkung, insbesondere durch heiße Rußpartikel, in ihrer Funktion gefährdet.
Dadurch bedingt, dass die Weite eines zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und dem Zylinderkopf ausgebildeten Spaltes einen bestimmten Wert nicht unterschreiten darf, da sonst ein Toleranzausgleich bei einem eventuellen Versatz des Brennstoffeinspritzventils 1 im Zylinderkopf beispielsweise durch Krafteinwirkung über eine mit dem Brennstoffeinspritzventil 1 verbundene Brennstoffverteilerleitung nicht gewährleistet ist, ist eine Gefährdung der Dichtung 37 durch Wärmeeinwirkung möglich.
Weiterhin muß der Spalt brennraumseitig jedoch auch als sog. Quench-Spalt wirken, der verhindert, dass heißes Brennstoff-Luft-Gemisch oder heiße Verbrennungsrückstände bis zur Dichtung 37 aufsteigen oder sogar die Flammfront bis zur Dichtung 37 durchschlägt, so dass der Spalt nicht zu weit sein darf.
Normalerweise setzt sich nach kurzer Betriebsdauer der Brennkraftmaschine der Spalt brennraumseitig mit Rußpartikeln zu, welche die Dichtung 37 teilweise thermisch gegen den Brennraum isolieren. Dies kann jedoch nur dann Wirkung zeigen, wenn die Anlagerung von Rußpartikeln gleichmäßig erfolgt, was bedingt durch die Einbaulage nicht gewährleistet werden kann, wodurch eine derartige Anlagerung von Verbrennungsrückständen nicht als zuverlässiger Schutz für die Dichtung 37 angesehen werden kann.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, die Dichtung 37 durch einen zwischen Brennraum und Dichtung 37 am Düsenkörper 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 angeordneten Abschirmring 38 zu schützen.
2 zeigt in einer vergrößerten Schnittdarstellung den in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt aus dem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1.
Der bereits weiter oben erwähnte erfindungsgemäße Abschirmring 38 ist dabei abströmseitig der Dichtung 37 zwischen dieser und dem Brennraum angeordnet. Der Abschirmring 38 kann direkt an der Dichtung 37 in deren Nut 39 eingelegt sein, wodurch die Anbringung einer zusätzlichen Nut im Düsenkörper 2 entfallen kann. Er kann jedoch auch, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, räumlich von der Dichtung 37 getrennt und in einer eigenen, in 2 nicht sichtbaren Nut angeordnet sein, wodurch ein Wärmeübergang zwischen Abschirmring 38 und Dichtung 37 vermieden werden kann.
Der Abschirmring 38 kann dabei kostengünstig aus einem hitzebeständigen Kunststoff oder aus Metall gefertigt sein. Eine weichmetallische Herstellung mit anschließender plastischer Verpressung ist ebenso möglich wie eine Herstellung als elastischer Federring.
Da der Abschirmring 38 nicht gasdicht, sondern nur partikeldicht sein muß, kann er beispielsweise, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, geschlitzt ausgebildet sein, um die Montage zu erleichtern. Der Abschirmring 38 kann jedoch auch verzahnt oder überlappend ausgebildet sein, um einen sicheren Sitz bei einfacher Montierbarkeit zu gewährleisten, damit er sich bei der Montage des Brennstoffeinspritzventils 1 im Zylinderkopf nicht verschiebt.
Ebenso ist eine Ausbildung des Abschirmrings 38 in einer topfartigen Form denkbar, um eine Vormontage mit der Dichtung 37 zu ermöglichen, wodurch die Einzelmontage der Bauteile am Düsenkörper entfallen kann.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel bzw. die erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt und z.B. auch für Brennstoffeinspritzventile 1 zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer selbstzündenden Brennkraftmaschine geeignet.

Claims

Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine, mit einem Düsenkörper (2) und einer Dichtung (37), die den Düsenkörper (2) gegen einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass abströmseitig der Dichtung (37) ein Abschirmring (38) am Düsenkörper (2) angeordnet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (38) aus einem hitzebeständigen Kunststoff oder Metall hergestellt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (38) plastisch um den Düsenkörper (2) verpreßt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (38) in Form eines elastischen Rings ausgebildet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (38) geschlitzt, schräg geschlitzt, gezähnt oder teilweise überlappend ausgebildet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (38) von der Dichtung (37) beabstandet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (38) in einer Nut des Düsenkörpers (2) angeordnet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (38) an der Dichtung (37) anliegend angeordnet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (38) in einer Nut (39) der Dichtung (37) gemeinsam mit dieser angeordnet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (38) eine topfartige Form aufweist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der topfförmige Abschirmring (38) mit der Dichtung (37) vormontierbar ist.