DE102005025522A1 - Fuel injection valve for internal combustion engines - Google Patents
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Abstract
Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilkörper (1), in dem eine kolbenförmige Ventilnadel (5) längsverschiebbar angeordnet ist. Die Ventilnadel (5) weist eine Längsachse (8) auf und wirkt mit einem Ende mit einem Ventilsitz (9) zusammen. An ihrem dem Ventilsitz (9) abgewandten anderen Ende ist die Ventilnadel (5) von einer Hülse (20) umgeben, wobei die Ventilnadel (5) durch ein Halteelement (25; 30) geführt ist und das Halteelement (25; 30) so in eine Ausnehmung (24) in der Hülse (20) oder der Ventilnadel (5) eingreift, dass eine Drehung der Ventilnadel (5) um ihre Längsachse (8) bezüglich der Hülse (20) blockiert ist (Figur 1).Fuel injection valve for internal combustion engines with a valve body (1), in which a piston-shaped valve needle (5) is arranged longitudinally displaceable. The valve needle (5) has a longitudinal axis (8) and cooperates with one end with a valve seat (9). At its other end facing away from the valve seat (9), the valve needle (5) is surrounded by a sleeve (20), wherein the valve needle (5) is guided by a retaining element (25, 30) and the retaining element (25; a recess (24) in the sleeve (20) or the valve needle (5) engages that a rotation of the valve needle (5) about its longitudinal axis (8) with respect to the sleeve (20) is blocked (Figure 1).
Description
Die
Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
aus, welches Kraftstoff unter hohem Druck direkt in den Brennraum der
entsprechenden Brennkraftmaschine einspritzt. Ein solches Kraftstoffeinspritzventil
ist bspw. aus der Offenlegungsschrift
Die Längsbewegung der Ventilnadel wird durch hydraulische Kräfte gesteuert, wobei einerseits der Kraftstoffdruck in einem Druckraum, der die Ventilnadel umgibt. und andererseits der Kraftstoffdruck in einem Steuerraum. der die ventilsitzabgewandte Stirnseite der Ventilnadel beaufschlagt, zur Steuerung verwendet werden. Der Steuerraum wird außer von der Stirnseite der Ventilnadel von einer Hülse begrenzt, die das ventilsitzabgewandte Ende der Ventilnadel umgibt und so den Steuerraum nach außen hydraulisch abdichtet. Der Druck im Steuerraum wird üblicherweise über ein Steuerventil eingestellt, sodass eine wechselnde Schließkraft auf die Ventilnadel durch den Druck im Steuerraum ausgeübt werden kann. Dieser Schließkraft wirkt die hydraulische Kraft entgegen, die durch die Druckbeaufschlagung der Ventilnadel im Druckraum erzeugt wird. Durch Änderung des Drucks im Steuerraum lässt sich so eine Längsbewegung der Ventilnadel erreichen, da im Druckraum stets ein vorgegebenes hohes Kraftstoffdruckniveau vorgehalten wird.The longitudinal movement the valve needle is controlled by hydraulic forces, on the one hand the Fuel pressure in a pressure chamber surrounding the valve needle. and on the other hand, the fuel pressure in a control room. the the Valve seat facing away from end face of the valve needle, for Control can be used. The control room is except from the end face of the valve needle bounded by a sleeve which faces away from the valve seat End of the valve needle surrounds and so the control chamber to the outside hydraulically seals. The pressure in the control room is usually over Control valve adjusted so that a changing closing force the valve needle can be exerted by the pressure in the control room. This closing force counteracts the hydraulic force caused by the pressurization the valve needle is generated in the pressure chamber. By change of the pressure in the control room such a longitudinal movement reach the valve needle, as in the pressure chamber always a predetermined high fuel pressure level is maintained.
Bei dem bekannten Kraftstoffeinspritzventil kann es durch die kolbenförmige Form der Ventilnadel vorkommen, dass die auf die Ventilnadel wirkenden hydraulischen Kräfte die Ventilnadel in Drehung versetzen, sodass sie sich langsam um ihre Längsachse dreht. Unterstützt wird dies gegebenenfalls dadurch, dass sich die Ventilnadel an der Hülse durch eine Schraubendruckfeder abstützt, deren Enden sich bei Kompression etwas gegeneinander verdrehen. Dies führt zu einer Tangentialkraft auf die Ventilnadel und so zu einer langsamen Drehbewegung der Ventilnadel um ihre Längsachse.at The known fuel injection valve may by the piston-shaped form the valve needle that the acting on the valve needle hydraulic forces rotate the valve needle so that it slowly turns around its longitudinal axis rotates. supports This is possibly due to the fact that the valve needle on the Sleeve by one Supports helical compression spring, their ends are slightly twisted when compressed. this leads to to a tangential force on the valve needle and so to a slow Rotary movement of the valve needle about its longitudinal axis.
Versuche an Kraftstoffeinspritzventilen haben gezeigt, dass durch die Rotation der Ventilnadel ein erhöhter Verschleiß im Bereich des Ventilsitzes zu erwarten ist, also an der Stelle, an der die Ventilnadel auf dem Ventilsitz aufsitzt. Um dieses Problem zu mildern, sind im Stand der Technik verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden. So zeigt die Österreichische Patentschrift Nr. 229 086 ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer längsbeweglichen Ventilnadel, wobei verschiedene Maßnahme vorgeschlagen werden, die Ventilnadel gegen Rotation zu sichern. Bspw. wird ein Stift in eine Querbohrung der Ventilnadel eingeführt, wobei der Stift an einer Seite übersteht und in entsprechende Ausnehmung im Ventilkörper eingreift.tries On fuel injection valves have shown that through the rotation the valve needle an elevated Wear in the Area of the valve seat is to be expected, ie at the point the valve needle is seated on the valve seat. To this problem too mitigate, are in the prior art, various measures been proposed. Thus shows the Austrian patent No. 229 086 a fuel injector with a longitudinally movable Valve needle, with various measures being suggested secure the valve needle against rotation. For example. becomes a pen inserted into a transverse bore of the valve needle, wherein the pin on a Page survives and engages in corresponding recess in the valve body.
Aus
der Offenlegungsschrift
Allen bekannten Vorschlägen ist jedoch gemein, dass es durch Ausnehmungen im Ventilkörper lokal zu einer Schwächung kommt. Dies führt insbesondere bei den heute üblichen sehr hohen Drücken zu einer mechanischen Schwachstelle und stellt damit eine potentielle Gefahr für die Entstehung von Rissen dar.all known proposals However, it is common that it is localized by recesses in the valve body to a weakening comes. this leads to especially with the usual today very high pressures too a mechanical vulnerability and thus represents a potential danger for the formation of cracks
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass der Verschleiß im Bereich des Ventilsitzes gegenüber üblichen Einspritzventilen reduziert ist. Hierzu wird die Ventilnadel gegen Längsdrehung um ihre Achse gesichert, indem die Ventilnadel mit einem Halteelement geführt ist und das Halteelement in eine Ausnehmung in der Hülse so eingreift, dass eine Drehung der Ventilnadel um ihre Längsachse bzgl. der Hülse blockiert ist. Bei den üblichen Druckverhältnissen im Kraftstoffeinspritzventil wird die Hülse mit einer ausreichenden Kraft gegen einen Haltekörper oder eine Drosselscheibe gedrückt, sodass hierdurch eine Rotation der Hülse relativ zum Ventilkörper ausgeschlossen ist. Dadurch kann die Ventilnadel sicher an der Hülse verankert werden, sodass mit sehr geringem Aufwand eine Blockade der Drehung erreicht wird.The Fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of claim 1, in contrast, the Advantage on that the wear in the Area of the valve seat compared to usual Injectors is reduced. For this purpose, the valve needle against longitudinal rotation secured around its axis by the valve needle with a retaining element guided and the retaining element engages in a recess in the sleeve, that a rotation of the valve needle about its longitudinal axis with respect to the sleeve blocked is. In the usual pressures in the fuel injection valve, the sleeve with a sufficient Force against a holding body or pressed a throttle disc, thereby precluding rotation of the sleeve relative to the valve body is. This allows the valve needle securely anchored to the sleeve be, so with very little effort a blockade of rotation is reached.
Durch die abhängigen Ansprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung möglich. In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist das Halteelement als Stift ausgebildet, der in einer Querbohrung der Ventilnadel angeordnet ist. Der Stift steht zumindest an einem Ende über die Mantelfläche der Ventilnadel über und greift dabei in die Ausnehmung an der Hülse ein, sodass eine Drehblockierung der Ventilnadel bzgl. der Hülse gegeben ist. Dieser Aufbau ist recht einfach und erlaubt es, Hülse und Ventilnadel bereits vor der Einführung in den Ventilkörper zu montieren.By the dependent claims advantageous embodiments of the subject invention are possible. In a first advantageous embodiment, the holding element is designed as a pin which is arranged in a transverse bore of the valve needle. The pen is at least at one end on the The outer surface of the valve needle and engages in the recess on the sleeve, so that a rotational blocking of the valve needle with respect. The sleeve is given. This structure is quite simple and allows you to mount the sleeve and valve needle before the introduction into the valve body.
Neben dem Stift als Halteelement sind auch andere Halteelemente denkbar. So kann ein Halteelement durch eine Anformung an der Mantelfläche der Ventilnadel gebildet werden, wobei die Anformung in die Ausnehmung der Hülse entsprechend hineinragt. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine halbkugelförmige Anformung, da hier eine große Fläche zur Befestigung, bspw. durch eine Schweißverbindung und durch die abgerundete Oberfläche wenig Kerbspannungen auftreten. Hierbei kann es auch vorgesehen sein, dass die Anformung in der Ventilnadel einstückig ausgebildet sind, sodass eine Verbindung zwischen der Anformung und der Ventilnadel entfällt.Next The pin as a holding element and other holding elements are conceivable. Thus, a holding element by an Anformung on the lateral surface of the Valve needle are formed, wherein the Anformung in the recess the sleeve protrudes accordingly. Particularly advantageous is a hemispherical Anformung, because here is a large Area to Attachment, eg. By a welded joint and by the rounded surface little notch stresses occur. It can also be provided here be that the Anformung formed integrally in the valve needle are so that a connection between the Anformung and the valve needle deleted.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Halteelement in der Hülse geführt und greift in eine Ausnehmung der Ventilnadel ein, sodass eine Drehung der Ventilnadel um ihre Längsachse bzgl. der Hülse blockiert ist. Vorteilhaft ist hierbei die Ausgestaltung, bei der das Halteelement als Stift ausgebildet ist, der in einer Querbohrung der Hülse angeordnet ist und durch eine entsprechende Ausnehmung der Ventilnadel hindurch ragt. Die Ausnehmung der Ventilnadel ist vorzugsweise als Langloch ausgebildet, wobei die Längserstreckung des langlochförmigen Querschnitts in Längsachse der Ventilnadel reicht und so groß ist, dass die Längsbewegung der Ventilnadel dadurch nicht behindert wird.In a further advantageous embodiment, the retaining element in the sleeve guided and engages in a recess of the valve needle, so that a rotation the valve needle about its longitudinal axis regarding the sleeve is blocked. The advantage here is the embodiment in which the holding element is designed as a pin which is in a transverse bore the sleeve is arranged and through a corresponding recess of the valve needle protrudes through. The recess of the valve needle is preferably as Slot formed, wherein the longitudinal extent of the slot-shaped cross-section in longitudinal axis the valve needle is enough and so large that the longitudinal movement the valve needle is not hindered by this.
Zeichnungendrawings
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils dargestellt. Es zeigtIn the drawing are various embodiments of the fuel injection valve according to the invention shown. It shows
Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment
In
Ventilsitzabgewandt
zum Führungsabschnitt
Die
Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils ist wie folgt: Durch
eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hochdruckpumpe wird im
Druckraum
In
Statt
des Stiftes
Das
gesamte Gehäuse
des Kraftstoffeinspritzventils umfasst neben dem Ventilkörper
Claims (12)
Priority Applications (2)
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2005
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2006
- 2006-04-06 WO PCT/EP2006/061402 patent/WO2006128757A1/en active Application Filing
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Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20120306 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |