Stand der TechnikState of the art
Die
Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der
Gattung des Hauptanspruchs.The
The invention is based on a fuel injection valve after
Genus of the main claim.
Aus
der DE 196 36 396
A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei
dem stromabwärts
der Ventilsitzfläche
eine Lochscheibe vorgesehen ist, die eine Vielzahl von Abspritzöffnungen
aufweist. Die günstigerweise
zehn bis zwanzig Abspritzöffnungen
befinden sich in einer Ebene der Lochscheibe, die senkrecht zur
Ventillängsachse
verläuft. Der
größte Teil
der Abspritzöffnungen
ist schräg
bzw. geneigt in der Lochscheibe eingebracht, so dass die Öffnungsachsen
der Abspritzöffnungen
keine Parallelität
zur Ventillängsachse
besitzen. Da die Neigungen der Abspritzöffnungen unterschiedlich gewählt werden
können,
ist eine Divergenz der abzuspritzenden Einzelstrahlen leicht erreichbar.
Die Abspritzöffnungen
sind beispielsweise durch Laserstrahlbohren in der Lochscheibe in
einer weitgehend einheitlichen Größe eingebracht. Das Brennstoffeinspritzventil
eignet sich besonders für
Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.From the DE 196 36 396 A1 A fuel injection valve is already known, in which a perforated disc is provided downstream of the valve seat surface, which has a plurality of injection openings. The zweckigerweise ten to twenty spray orifices are located in a plane of the perforated disc, which is perpendicular to the valve longitudinal axis. The largest part of the ejection openings is obliquely or inclined introduced into the perforated disc, so that the opening axes of the ejection openings have no parallelism to the valve longitudinal axis. Since the inclinations of the ejection openings can be chosen differently, a divergence of the individual jets to be sprayed is easily achievable. The ejection openings are introduced, for example, by laser drilling in the perforated disk in a largely uniform size. The fuel injector is particularly suitable for fuel injection systems of mixture-compression spark-ignition internal combustion engines.
Aus
der DE 198 47 625
A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei
dem am stromabwärtigen
Ende eine schlitzförmige
Austrittsöffnung vorgesehen
ist. Die Austrittsöffnung
ist entweder in einer Lochscheibe oder unmittelbar im Düsenkörper selbst
ausgebildet. Die schlitzförmigen
Austrittsöffnungen
sind stets zentral an der Ventillängsachse eingebracht, so dass
die Abspritzung des Brennstoffs achsparallel aus dem Brennstoffeinspritzventil
heraus erfolgt. Stromaufwärts
des Ventilsitzes ist eine Drallnut vorgesehen, die den zum Ventilsitz
strömenden
Brennstoff in eine kreisförmige Drehbewegung versetzt.
Die flache Austrittsöffnung
sorgt dafür,
dass der Brennstoff fächerartig
abgespritzt wird.From the DE 198 47 625 A1 A fuel injection valve is already known in which a slot-shaped outlet opening is provided at the downstream end. The outlet opening is formed either in a perforated disc or directly in the nozzle body itself. The slot-shaped outlet openings are always introduced centrally on the valve longitudinal axis, so that the injection of the fuel takes place axially parallel from the fuel injection valve out. Upstream of the valve seat, a swirl groove is provided, which sets the fuel flowing to the valve seat in a circular rotational movement. The flat outlet opening ensures that the fuel is hosed fan-like.
Bekannt
ist zudem noch ein Brennstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen
von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine aus der US 6,019,296 A ,
bei dem am stromabwärtigen Ende
eine schlitzförmige
Austrittsöffnung
vorgesehen ist, aus der Brennstoff unter einem Winkel zur Ventillängsachse
austreten kann.Also known is still a fuel injector for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine from the US 6,019,296 A in that at the downstream end, a slot-shaped outlet opening is provided, can emerge from the fuel at an angle to the valve longitudinal axis.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das
erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil,
dass auf einfache Art und Weise eine gleichmäßige Feinstzerstäubung des Brennstoffs
erreicht wird, wobei eine besonders hohe Aufbereitungsqualität und Zerstäubungsgüte mit sehr kleinen
Fluidtröpfchen
erzielt wird. In idealer Weise besitzt die Multi-Fächerstrahl-Düse am stromabwärtigen Ende
des Brennstoffeinspritzventils eine Vielzahl von sehr kleinen Abspritzöffnungen,
die schlitzförmig gezielt
so ausgeführt
sind, dass aus der Multi-Fächerstrahl-Düse eine
Vielzahl von räumlich
versetzten Fächerstrahlen
austreten, die Lamellenpakete bilden, wobei sich die einzelnen Flüssigkeitslamellen divergent
zueinander bewegen. Erfindungsgemäß sind in der Multi-Fächerstrahl-Düse mehrere
langgestreckte, die Multi-Fächerstrahl-Düse querende,
kerbenförmige
Anströmbereiche
vorgesehen, an deren äußeren Enden
die schlitzförmigen
Abspritzöffnungen
ausgebildet sind. Die Abspritzöffnungen
erstrecken sich weitgehend im rechten Winkel zur Ausdehnung der
Anströmbereiche.
Auf diese Weise sind Brennstoffsprays mit extrem kleinen Brennstofftröpfchen mit
einem Sauter Mean Diameter (SMD) von ca. 20 μm abspritzbar. Insofern kann
sehr wirkungsvoll die HC-Emission der Brennkraftmaschine deutlich
reduziert werden.The
Fuel injection valve according to the invention
with the characterizing features of claim 1 has the advantage
that in a simple way a uniform atomizing the fuel
is reached, with a particularly high quality of preparation and atomization quality with very small
fluid droplets
is achieved. Ideally, the multi-fan jet nozzle is at the downstream end
the fuel injector a variety of very small spray orifices,
the slit-shaped targeted
so executed
are that from the multi-fan jet nozzle one
Variety of spatial
staggered fan beams
emerge, the lamella packages form, with the individual liquid lamellae divergent
move each other. According to the invention in the multi-fan jet nozzle more
elongated, crossing the multi-fan jet nozzle,
notch-shaped
Anströmbereiche
provided, at the outer ends
the slit-shaped
spray openings
are formed. The injection openings
extend largely at right angles to the extent of the
Anströmbereiche.
In this way are fuel sprays with extremely small fuel droplets with
A Sauter Mean Diameter (SMD) of approx. 20 μm can be sprayed off. In that sense can
very effective the HC emission of the engine significantly
be reduced.
Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch
1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By
in the subclaims
listed
activities
are advantageous developments and improvements of the claim
1 specified fuel injector possible.
In
idealer Weise handelt es sich bei der Multi-Fächerstrahl-Düse um eine
Scheibe, die entlang der oberen Stirnfläche verlaufend die kerbenförmigen Anströmbereiche
besitzt, aus denen bis hin zur unteren Stirnfläche verlaufend die Abspritzöffnungen hervorgehen.
Durch die sehr starke Strömungsumlenkung
im Übergangsbereich
von Anströmbereichen
und schlitzförmigen
Abspritzöffnungen
wird wirkungsvoll ein Auffächern
des Brennstoffs und somit jeweils ein gewünschter Fächerstrahl erzielt.In
Ideally, the multi-fan jet nozzle is one
Disc, along the upper face extending the notch-shaped Anströmbereiche
possesses, from which up to the lower end surface extending the ejection openings emerge.
Due to the very strong flow deflection
in the transition area
of Anströmbereichen
and slit-shaped
spray openings
effectively becomes a fan-out
of the fuel and thus each achieved a desired fan beam.
Besonders
vorteilhaft ist es, die Multi-Fächerstrahl-Düse mikrogalvanisch
einlagig oder mit mehreren Strukturebenen herzustellen. Auf diese Weise
sind einfach und in großen
Stückzahlen
exakt reproduzierbar Anströmbereiche
und Abspritzöffnungen
mit filigranen Öffnungsstrukturen,
wie z.B. Schlitzbreiten von ca. 20 bis 50 μm und Schlitzlängen von
bis zu 150 μm
herstellbar.Especially
It is advantageous, the multi-fan jet nozzle mikrogalvanisch
single-layered or with several structural levels. In this way
are easy and in big ones
numbers
exactly reproducible flow zones
and spray openings
with filigree opening structures,
such as. Slot widths of about 20 to 50 microns and slot lengths of
up to 150 μm
produced.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 ein
teilweise dargestelltes Ventil in der Form eines Brennstoffeinspritzventils
mit einem Ausführungsbeispiel
einer Multi-Fächerstrahl-Düse in einer
Seitenansicht und fünf
schematisch angedeuteten Flüssigkeitslamellen, 2 eine
Draufsicht auf eine erste Multi-Fächerstrahl-Düse, 3 einen Schnitt
durch die Multi-Fächerstrahl-Düse gemäß 2 entlang
der Linie III-III durch eine schlitzförmige Abspritzöffnung, 4 das
Ventilende mit der Multi-Fächerstrahl-Düse gemäß 2 und 3 in einer
um 90° gegenüber 1 gedrehten
Seitenansicht mit zweimal drei schematisch angedeuteten Flüssigkeitslamellen, 5 einen
Schnitt quer durch die Multi-Fächerstrahl-Düse ähnlich dem
Schnitt entlang der Linie III-III mit Fotolackstrukturen während der
Herstellung, 6 ein Ventilende in einer zweiten Ausführung mit
einer Multi-Fächerstrahl-Düse in einer
Darstellung gemäß 4 und 7 eine
Draufsicht auf eine zweite Multi-Fächerstrahl-Düse.Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it 1 a partially illustrated valve in the form of a fuel injection valve with an embodiment of a multi-fan jet nozzle in a side view and five schematically indicated liquid fins, 2 a top view of a first multi-fan jet nozzle, 3 a section through the multi-fan jet nozzle according to 2 along the line III-III through a schlitzförmi ge injection opening, 4 the valve end with the multi-fan jet nozzle according to 2 and 3 in a 90 ° opposite 1 turned side view with two times three schematically indicated liquid fins, 5 a section across the multi-fan jet nozzle similar to the section along the line III-III with photoresist structures during manufacture, 6 a valve end in a second embodiment with a multi-fan jet nozzle in a representation according to 4 and 7 a plan view of a second multi-fan jet nozzle.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
der 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein Ventil in
der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen
von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen
teilweise dargestellt. Das Brennstoffeinspritzventil hat einen nur
schematisch angedeuteten, einen Teil eines Ventilgehäuses bildenden,
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.In the 1 For example, as an embodiment, a valve in the form of an injector for fuel injection systems of mixture-compression spark-ignition internal combustion engines is partially shown. The fuel injection valve has an only schematically indicated, forming part of a valve housing, tubular valve seat carrier 1 in which concentric to a valve longitudinal axis 2 a longitudinal opening 3 is trained. In the longitudinal opening 3 is an example tubular valve needle 5 arranged at its downstream end 6 with an example spherical valve closing body 7 , on the circumference, for example, five flats 8th are provided for flowing past the fuel, is firmly connected.
Die
Betätigung
des Brennstoffeinspritzventils erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise
elektromagnetisch. Eine Betätigung
des Brennstoffeinspritzventils mit einem piezoelektrischen oder
magnetostriktiven Aktor ist jedoch ebenso denkbar. Zur axialen Bewegung
der Ventilnadel 5 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft
einer nicht dargestellten Rückstellfeder
bzw. Schließen
des Brennstoffeinspritzventils 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 mittels eines Lasers
ausgebildete Schweißnaht
verbunden und auf den Kern 12 ausgerichtet.The actuation of the fuel injection valve takes place in a known manner, for example electromagnetically. An actuation of the fuel injection valve with a piezoelectric or magnetostrictive actuator is also conceivable. For the axial movement of the valve needle 5 and thus to open against the spring force of a return spring, not shown, or closing the fuel injection valve is a schematically indicated electromagnetic circuit with a magnetic coil 10 , an anchor 11 and a core 12 , The anchor 11 is with the valve closing body 7 opposite end of the valve needle 5 connected by, for example, a weld formed by a laser and to the core 12 aligned.
In
dem stromabwärts
liegenden Ende des Ventilsitzträgers 1 ist
ein Ventilsitzkörper 16 z.B. durch
Schweißen
dicht montiert. An der dem Ventilschließkörper 7 abgewandten,
unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 ist eine
erfindungsgemäße scheibenförmige Multi-Fächerstrahl-Düse 23 als
Zerstäubereinrichtung
befestigt. Die Verbindung von Ventilsitzkörper 16 und Multi-Fächerstrahl-Düse 23 erfolgt
beispielsweise durch eine umlaufende und dichte, mittels eines Lasers
ausgebildete Schweißnaht 26,
die z.B. an der Stirnseite 17 oder am äußeren Umfang von Ventilsitzkörper 16 und
Multi-Fächerstrahl-Düse 23 vorgesehen
ist. Die Befestigung der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 erfolgt
in jedem Falle so, dass ein mittlerer Düsenbereich 28 der
Multi-Fächerstrahl-Düse 23 mit
einer Vielzahl von sehr kleinen schlitzförmigen Abspritzöffnungen 25 ohne
negative Verformungseinflüsse
bleibt.In the downstream end of the valve seat carrier 1 is a valve seat body 16 eg tightly assembled by welding. At the valve closing body 7 facing away, lower end face 17 of the valve seat body 16 is a disk-shaped multi-fan jet nozzle according to the invention 23 attached as atomizer. The connection of valve seat body 16 and multi-fan jet nozzle 23 For example, by a circumferential and dense, formed by a laser weld 26 , for example, on the front side 17 or on the outer periphery of valve seat body 16 and multi-fan jet nozzle 23 is provided. The attachment of the multi-fan jet nozzle 23 takes place in each case so that a central nozzle area 28 the multi-fan jet nozzle 23 with a large number of very small slit-shaped injection openings 25 without negative deformation influences remains.
Die
Einschubtiefe des Ventilsitzkörpers 16 mit
der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 in
der 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
einer sich stromabwärts
konisch verjüngenden
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.The insertion depth of the valve seat body 16 with the multi-fan jet nozzle 23 in the longitudinal opening 3 determines the size of the stroke of the valve needle 5 because the one end position of the valve needle 5 with non-energized magnetic coil 10 through the installation of the valve closing body 7 at a downstream tapered valve seat surface 29 of the valve seat body 16 is fixed. The other end position of the valve needle 5 is when the solenoid is energized 10 for example, by the investment of the anchor 11 at the core 12 established. The path between these two end positions of the valve needle 5 thus represents the hub.
In
dem Ventilsitzkörper 16 ist
stromabwärts der
Ventilsitzfläche 29 eine
Austrittsöffnung 27 vorgesehen,
von der aus der abzuspritzende Brennstoff unmittelbar in den Düsenbereich 28 der
Multi-Fächerstrahl-Düse 23 eintritt.
Die Multi-Fächerstrahl-Düse 23 ist z.B. eben
ausgeführt
und liegt plan an der Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 an.
Die Ausbildung des Düsenbereichs 28 wird
vor allen Dingen in den 2 und 3 deutlich.
Aufgrund der Ausbildung der Abspritzöffnungen 25 in Schlitzform mit
einer erfindungsgemäßen Anströmung treten
aus der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 Flüssigkeitslamellen 30 aus,
die räumlich
versetzt sind und in Gruppen zusammengefasst Lamellenpakete bilden,
wobei die fünf
Flüssigkeitslamellen 30 in 1 nur
schematisch angedeutet sind.In the valve seat body 16 is downstream of the valve seat surface 29 an outlet opening 27 provided, from which the fuel to be sprayed directly into the nozzle area 28 the multi-fan jet nozzle 23 entry. The multi-fan jet nozzle 23 is for example just executed and is flat on the front side 17 of the valve seat body 16 at. The formation of the nozzle area 28 will be in the first place 2 and 3 clear. Due to the formation of the spray openings 25 in slot shape with an inventive flow emerge from the multi-fan jet nozzle 23 liquid lamellae 30 which are spatially offset and form groups of lamellae, the five liquid lamellae 30 in 1 are indicated only schematically.
2 zeigt
eine Draufsicht auf eine erste scheibenförmige Multi-Fächerstrahl-Düse 23.
In dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
weist der Düsenbereich 28 der
Multi-Fächerstrahl-Düse 23 drei
langgestreckte, die Multi-Fächerstrahl-Düse 23 querende,
kerbenförmige
Anströmbereiche 33 auf, an
deren äußeren Enden
schlitzförmige
Abspritzöffnungen 25 vorgesehen
sind, die den eigentlichen Strömungsdurchlass
darstellen. Die Abspritzöffnungen 25 sind
in ihrer Gestaltung dadurch gekennzeichnet, dass sie sich weitgehend
im rechten Winkel zur Ausdehnung der Anströmbereiche 33 erstrecken.
In ihrer Längserstreckung
sind die Abspritzöffnungen 25 jedoch
kleiner als die jeweilige Breite des Anströmbereichs 33, so dass
die Abspritzöffnungen 25 in
den Anströmbereichen 33 integriert
sind. Symbolisch ist in 2 auch die Austrittsöffnung 27 des Ventilsitzkörpers 16 mit
eingezeichnet, um zu verdeutlichen, dass der Brennstoff ausschließlich in
die Anströmbereiche 33 eintritt,
in diesen scharf umgelenkt und dann radial nach außen zu den
Abspritzöffnungen 25 hin
transportiert wird. 2 shows a plan view of a first disc-shaped multi-fan jet nozzle 23 , In the in the 2 illustrated embodiment, the nozzle area 28 the multi-fan jet nozzle 23 three elongated, the multi-fan jet nozzle 23 transverse, notch-shaped Anströmbereiche 33 on, at the outer ends of slot-shaped spray openings 25 are provided, which represent the actual flow passage. The injection openings 25 are characterized in their design in that they are largely at right angles to the extent of Anströmbereiche 33 extend. In their longitudinal extension are the spray openings 25 but smaller than the respective width of the Anströmbereichs 33 so that the injection ports 25 in the inflow areas 33 are integrated. Symbolic is in 2 also the outlet 27 of the valve seat body 16 marked with to illustrate that the fuel exclusively in the flow areas 33 enters, in this sharply deflected and then radially outward to the spray orifices 25 is transported.
Da
an jedem Ende eines Anströmbereichs 33 eine
Abspritzöffnung 25 ausgebildet
ist, liegen insgesamt sechs Abspritzöffnungen 25 vor, aus
denen jeweils eine Flüssigkeitslamelle 30 in
Form eines Fächerstrahls
austritt. Die Flüssigkeitslamellen 30 jeder Seite
bilden zusammen ein Lamellenpaket, wobei sich die einzelnen Flüssigkeitslamellen 30 gegenseitig
nicht berühren,
da die Abspritzöffnungen 25 jeder Seite
nicht in einer Ebene, sondern mit Versatz zueinander angeordnet
sind. In der 2 sind diese Versätze mit
a1 und a2 gekennzeichnet. Obwohl die Abspritzöffnungen 25 am Ende
der Anströmbereiche 33 in
diesen integriert sind, wird wirkungsvoll ein Auffächern des
Brennstoffs und somit jeweils ein Fächerstrahl erzielt, da die
kerbenförmigen
Konturen der Anströmbereiche 33 im Übergang
zu den Abspritzöffnungen 25 für eine Strömungsumlenkung
in gewünschter
Weise sorgen. Die schlitzförmigen
Abspritzöffnungen 25 können als
Rechteck oder Langloch, oval oder gekrümmt bogenförmig ausgeführt sein. Alternativ zum dargestellten
Ausführungsbeispiel
mit zwei Abspritzöffnungen 25 pro
Anströmbereich 33 ist
einer oder sind mehrere Anströmbereiche 33 an
ihren Enden mit mehreren Abspritzöffnungen 25 besetzt.
Die Abspritzöffnungen 25 müssen nicht unmittelbar
an den Enden der Anströmbereiche 33 angeordnet
sein; sie können
auch etwas entfernt von den Enden der Anströmbereiche 33 liegen.Because at each end of a Anströmbereichs 33 an injection opening 25 is formed, are a total of six spray orifices 25 before, from each of which a liquid lamella 30 exits in the form of a fan beam. The liquid fins 30 Each side together form a disk pack, with each liquid lamellae 30 do not touch each other, as the spray orifices 25 each page is not in a plane but with offset from each other. In the 2 these offsets are labeled a1 and a2. Although the spray holes 25 at the end of the Anströmbereiche 33 are integrated in these, effectively a fanning of the fuel and thus each fan beam is achieved, since the notch-shaped contours of the Anströmbereiche 33 in the transition to the spray openings 25 provide for a flow deflection in the desired manner. The slit-shaped injection openings 25 can be designed as a rectangle or slot, oval or curved curved. Alternatively to the illustrated embodiment with two spray orifices 25 per inflow area 33 is one or more inflow regions 33 at their ends with several spray openings 25 occupied. The injection openings 25 do not have to be directly at the ends of the Anströmbereiche 33 be arranged; they can also be slightly away from the ends of the flow areas 33 lie.
3 zeigt
einen Schnitt durch die Multi-Fächerstrahl-Düse 23 gemäß 2 entlang
der Linie III-III durch eine schlitzförmige Abspritzöffnung 25. Aus
dieser Ansicht wird deutlich, dass die Anströmbereiche 33 als Längskerben
ausgebildet sind, die an der oberen Stirnseite der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 ihre
größte Breite
haben und ungefähr
bis zur mittleren Scheibendicke mit gewölbten Seitenflanken weitgehend
spitz zulaufen. Am Ende jedes Anströmbereichs 33 schließt sich
eine Anspritzöffnung 25 an, die
sich über
die gesamte Scheibendicke bis zur unteren Stirnseite der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 erstreckt. 3 shows a section through the multi-fan jet nozzle 23 according to 2 along the line III-III through a slot-shaped injection opening 25 , From this view it becomes clear that the inflow areas 33 are formed as longitudinal notches, which at the upper end face of the multi-fan jet nozzle 23 have their largest width and approximately tapered to about the middle pane thickness with curved side edges. At the end of each inflow area 33 closes a Anspritzöffnung 25 across the entire thickness of the disc to the lower end of the multi-fan jet nozzle 23 extends.
In
der 4 ist das Ventilende mit der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 gemäß 2 und 3 in einer
um 90° gegenüber 1 gedrehten
Seitenansicht mit zweimal drei schematisch angedeuteten Flüssigkeitslamellen 30 dargestellt.
Auf zwei gegenüberliegenden
Seiten des Ventilendes werden jeweils drei Fächerstrahlen abgespritzt, die
doppelt räumlich versetzt
sind, zum einen mit Abstand zueinander durch die Versätze a1 und
a2, zum anderen durch die Abstände
der Anströmbereiche 33 zueinander,
die Versätze
in die Zeichenebene hinein ergeben. Je nach Größe der Abspritzöffnungen 25,
Abstand und Länge
der Anströmbereiche 33 und
der Ausbildung des Übergangsbereichs
der Anströmbereiche 33 zu den
Abspritzöffnungen 25 wird
die Kippung des austretenden Fächerstrahls
definiert. Da die Abspritzöffnungen 25 in
ihrer Längserstreckung
weitgehend senkrecht zu den Anströmbereichen 33 verlaufen, kann
sich die radial einströmende
Strömung
im rechten Winkel auffächern,
und der Brennstoff wird fein zerstäubt in einer Fächerstrahlgeometrie
abgegeben.In the 4 is the valve end with the multi-fan jet nozzle 23 according to 2 and 3 in a 90 ° opposite 1 rotated side view with two times three schematically indicated liquid fins 30 shown. On two opposite sides of the valve end three fan beams are sprayed, which are spatially offset twice, for a distance from each other by the offsets a1 and a2, on the other by the distances of the Anströmbereiche 33 to one another, which results in offsets into the plane of the drawing. Depending on the size of the spray openings 25 , Distance and length of the flow areas 33 and the formation of the transition region of the Anströmbereiche 33 to the injection openings 25 the tilt of the exiting fan beam is defined. As the spray openings 25 in their longitudinal extent largely perpendicular to the Anströmbereichen 33 run, the radially inflowing flow can fan out at right angles, and the fuel is finely atomized in a fan beam geometry.
Die
Multi-Fächerstrahl-Düse 23 wird
z.B. durch galvanische Abscheidung aufgebaut (Multilayergalvanik). 5 zeigt
dazu einen Schnitt quer durch die Multi-Fächerstrahl-Düse 23 ähnlich dem Schnitt
entlang der Linie III-III mit Fotolackstrukturen 34 während der
Herstellung. Die Fotolackstrukturen 34 werden an den Stellen
erzeugt, an denen später die
kerbenförmigen
Anströmbereiche 33 verlaufen sollen.
Die Fotolackstrukturen 34 werden auf einem Substrat 35 auflaminiert
und strukturiert. Mit der Fotolackstruktur 34a werden die
Anströmbereiche 33 durch
laterales Überwachsen
mit galvanisch abgeschiedenen Metallschichten gebildet, d.h. die
Galvanikschichtdicke überragt
die Höhe
der Fotolackstruktur 34a, so dass sich die Galvanikschicht über die
Fotolackstruktur 34a legt und durch das seitliche Überwachsen
die Kerbenstruktur bildet. Die Fotolackstruktur 34b wird
ebenfalls von der Galvanik seitlich umwachsen und überragt
die Gesamtdicke der Galvanikschicht, so dass durch diese Struktur
die schlitzförmigen
Abspritzöffnungen 25 gebildet
werden können.The multi-fan jet nozzle 23 is built up eg by galvanic deposition (multilayer electroplating). 5 shows a section across the multi-fan jet nozzle 23 similar to the section along the line III-III with photoresist structures 34 During manufacture. The photoresist structures 34 are generated at the points where later the notch-shaped Anströmbereiche 33 should run. The photoresist structures 34 be on a substrate 35 laminated and structured. With the photoresist structure 34a become the Anströmbereiche 33 formed by lateral overgrowth with electrodeposited metal layers, ie the electroplating layer thickness projects beyond the height of the photoresist structure 34a so that the electroplating layer over the photoresist structure 34a sets and forms by the lateral overgrowth the notch structure. The photoresist structure 34b is also grown laterally by the electroplating and projects beyond the total thickness of the galvanic layer, so that through this structure, the slit-shaped injection orifices 25 can be formed.
6 zeigt
ein Ventilende in einer zweiten Ausführung mit einer Multi-Fächerstrahl-Düse 23 in einer Darstellung
gemäß 4,
während 7 eine Draufsicht
auf diese zweite Multi-Fächerstrahl-Düse 23 zeigt.
Im Gegensatz zu der in den 1 und 4 dargestellten
Ausführung
besitzt die Lösung gemäß 6 zusätzlich zu
den Anströmbereichen 33 in
der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 einen
Strömungshohlraum 37 an
der unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16.
Der Strömungshohlraum 37 stellt die
unmittelbare Durchlassverlängerung
der Austrittsöffnung 27 dar
und besitzt z.B. einen Durchmesser, der so groß ist, dass die Abspritzöffnungen 25 mit überragt
sind. 6 shows a valve end in a second embodiment with a multi-fan jet nozzle 23 in a representation according to 4 , while 7 a plan view of this second multi-fan jet nozzle 23 shows. Unlike in the 1 and 4 illustrated embodiment has the solution according to 6 in addition to the inflow areas 33 in the multi-fan jet nozzle 23 a flow cavity 37 on the lower front side 17 of the valve seat body 16 , The flow cavity 37 provides the immediate passage extension of the outlet 27 for example, and has a diameter which is so large that the spray-orifices 25 are towered over.
Die
Zerstäubungsqualität des Fächerstrahls bzw.
des Lamellenzerfalls ist so hoch, dass Brennstoffsprays mit extrem
kleinen Brennstofftröpfchen mit
einem Sauter Mean Diameter (SMD) von ca. 20 μm abspritzbar sind. Auf diese
Weise kann sehr wirkungsvoll die HC-Emission der Brennkraftmaschine deutlich
gegenüber
bekannter Einspritzanordnungen reduziert werden.The
Atomization quality of the fan beam or
The lamellar decay is so high that fuel sprays with extreme
with small fuel droplets
A Sauter Mean Diameter (SMD) of about 20 microns can be sprayed off. To this
Way can very effectively the HC emission of the engine significantly
across from
known injection arrangements can be reduced.