DE102006041474A1 - Fuel injecting valve for fuel injection systems of internal-combustion engines, has spraying device which is carried out as multi-fan-jet nozzle, which has multiple groove-shaped upstream flow areas and discharge port per upstream flow area - Google Patents

Fuel injecting valve for fuel injection systems of internal-combustion engines, has spraying device which is carried out as multi-fan-jet nozzle, which has multiple groove-shaped upstream flow areas and discharge port per upstream flow area Download PDF

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Abstract

The fuel injecting valve has valve longitudinal axis (2), a valve seat body (16) with a fixed valve seat (29), a valve closing body (7) cooperating with the valve seat and axially movable along the valve longitudinal axis. The spraying device is carried out as multi-fan-jet nozzle (23), which has multiple groove-shaped upstream flow areas and a discharge port per upstream flow area.

Description

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.

Claims (11)

Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse (2), mit einem einen festen Ventilsitz (29) aufweisenden Ventilsitzkörper (16), mit einem mit dem Ventilsitz (29) zusammenwirkenden Ventilschließkörper (7), der entlang der Ventillängsachse (2) axial bewegbar ist, mit einer Austrittsöffnung (27) im Ventilsitzkörper (16) und mit einer stromabwärts des Ventilsitzes (29) angeordneten Zerstäubereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubereinrichtung als Multi-Fächerstrahl-Düse (23) ausgeführt ist, die eine Mehrzahl von kerbenförmigen Anströmbereichen (33) und wenigstens eine Abspritzöffnung (25) pro Anströmbereich (33) aufweist.Fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, having a valve longitudinal axis ( 2 ), with a fixed valve seat ( 29 ) having valve seat body ( 16 ), with one with the valve seat ( 29 ) cooperating valve closing body ( 7 ), along the valve longitudinal axis ( 2 ) is axially movable, with a Austrittsöff tion ( 27 ) in the valve seat body ( 16 ) and with a downstream of the valve seat ( 29 ) arranged atomizer device, characterized in that the atomizer device as a multi-fan jet nozzle ( 23 ) is executed, which has a plurality of notch-shaped Anströmbereichen ( 33 ) and at least one injection opening ( 25 ) per inflow area ( 33 ) having. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Multi-Fächerstrahl-Düse (23) scheibenförmig ausgebildet ist.Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the multi-fan jet nozzle ( 23 ) is disc-shaped. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmbereiche (33) langgestreckt die Multi-Fächerstrahl-Düse (23) mit Abstand zueinander queren.Fuel injection valve according to claim 1 or 2, characterized in that the inflow regions ( 33 ) elongated the multi-fan jet nozzle ( 23 ) at a distance from each other. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmbereiche (33) als Längskerben ihre größte Breite an der oberen Stirnseite der Multi-Fächerstrahl-Düse (23) haben und in Richtung zur mittleren Scheibendicke mit gewölbten Seitenflanken weitgehend spitz zulaufen.Fuel injection valve according to claim 3, characterized in that the inflow regions ( 33 ) as longitudinal notches their largest width at the upper end side of the multi-fan jet nozzle ( 23 ) and largely taper towards the middle pane thickness with arched side flanks. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei bis fünf Anströmbereiche (33) in der Multi-Fächerstrahl-Düse (23) vorgesehen sind.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that three to five inflow regions ( 33 ) in the multi-fan jet nozzle ( 23 ) are provided. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspritzöffnungen (25) schlitzförmig ausgeführt sind.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the injection openings ( 25 ) are slot-shaped. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspritzöffnungen (25) an den äußeren Enden der Anströmbereiche (33) deren Strömungsauslass bilden.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the injection openings ( 25 ) at the outer ends of the Anströmbereiche ( 33 ) form their flow outlet. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspritzöffnungen (25) derart ausgerichtet sind, dass sie sich weitgehend im rechten Winkel zu den Anströmbereichen (33) erstrecken.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the injection openings ( 25 ) are oriented such that they are largely at right angles to the Anströmbereichen ( 33 ). Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Abspritzöffnungen (25) austretende Flüssigkeitslamellen (30) Lamellenpakete bilden, in denen die Flüssigkeitslamellen (30) jedoch doppelt räumlich versetzt sind, einerseits durch die Abstände der Anströmbereiche (33) zueinander und andererseits durch seitliche Versätze (a1, a2) der Abspritzöffnungen (25) zueinander.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that from the injection openings ( 25 ) leaking fluid fins ( 30 ) Form lamella packages in which the liquid lamellae ( 30 ) but are doubly spatially offset, on the one hand by the distances of the Anströmbereiche ( 33 ) to each other and on the other hand by lateral offsets (a1, a2) of the ejection openings ( 25 ) to each other. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Multi-Fächerstrahl-Düse (23) fest mit dem Ventilsitzkörper (16) verbunden ist.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-fan jet nozzle ( 23 ) fixed to the valve seat body ( 16 ) connected is. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Multi-Fächerstrahl-Düse (23) mittels Multilayergalvanik herstellbar ist.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-fan jet nozzle ( 23 ) can be produced by means of multilayer electroplating.
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