DE102007062190A1

DE102007062190A1 - Fuel injector

Info

Publication number: DE102007062190A1
Application number: DE200710062190
Authority: DE
Inventors: Joerg Heyse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-06-25
Also published as: EP2072805B1; EP2072805A2; EP2072805A3

Abstract

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil zeichnet sich dadurch aus, dass stromabwärts eines einen festen Ventilsitz (29) aufweisenden Ventilsitzkörpers (16) eine Multi-Fächerstrahl-Düse (23) angeordnet ist. Die Multi-Fächerstrahl-Düse (23) ist scheibenförmig mit einem mittleren ausgewölbten kuppenartigen Düsenbereich (28) ausgebildet. Im Düsenbereich (28) der als Zerstäubereinrichtung dienenden Multi-Fächerstrahl-Düse (23) sind eine Vielzahl von richtungsparallelen Abspritzschlitzen (30) vorgesehen, die z.B. in einer Reihe angeordnet sind. Der ausgewölbte Düsenbereich (28) ist im Grundumriss viereckförmig oder elliptisch in der Mitte zu einer Spitze (33) zulaufend ausgebildet. Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.The fuel injection valve according to the invention is characterized in that a multi-fan jet nozzle (23) is arranged downstream of a valve seat body (16) having a fixed valve seat (29). The multi-fan jet nozzle (23) is disc-shaped with a central bulged dome-shaped nozzle region (28). In the nozzle area (28) of the multi-fan jet nozzle (23) serving as the atomizer, a multiplicity of directionally parallel spray-discharge slots (30) are provided, which are e.g. arranged in a row. The bulged nozzle region (28) is formed in the basic outline square or elliptical in the middle to a tip (33) tapered. The fuel injector is particularly suitable for use in fuel injection systems of mixture-compression spark-ignition internal combustion engines.

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.

Aus der DE 10 2005 000 620 A1 ist bereits eine Multi-Fächerstrahl-Düse für ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, die in einem zentralen Bereich eine kalottenförmige Auswölbung besitzt, in der z. B. eine Vielzahl von richtungsparallelen schlitzförmigen Abspritzöffnungen eingebracht sind. Anhand der 1 bis 5 wird diese bekannte Düse nachfolgend erläutert.From the DE 10 2005 000 620 A1 already a multi-fan jet nozzle for a fuel injection valve is known, which has a dome-shaped bulge in a central region, in the z. B. a plurality of directionally parallel slot-shaped spray openings are introduced. Based on 1 to 5 This known nozzle will be explained below.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass bei einer Lochscheibe mit einer großen Anzahl von Abspritzöffnungen, insbesondere von richtungsparallelen Abspritzschlitzen, die Rissgefahr der Materialstege zwischen zwei benachbarten Abspritzöffnungen deutlich reduziert ist. Erfindungsgemäß ist die risskritische Querdehnung der Wölbung des Düsenbereichs der Lochscheibe dadurch reduziert, dass die elliptische Beulenform gegenüber der bekannten Konfiguration deutlich verbreitert ist, so dass sich ein weitgehend viereckiger Grundumriss des Düsenbereichs ergibt. Durch diese Verbreiterung im Zentrum des Düsenbereichs ist der „Fuß" der Wölbung weniger steil zum Wölbungsscheitel hin ansteigend. Die relative Dehnung in Wölbungsquerrichtung wird dadurch beim Umformen minimiert, wodurch die Gefahr des Reißens der Stege zwischen den Abspritzöffnungen reduziert ist.The inventive fuel injection valve with the characterizing features of the main claim has the advantage that at a perforated disc with a large number of Spray orifices, in particular of directionally parallel Abspritzschlitzen, the risk of cracking the material webs between two adjacent injection openings is significantly reduced. According to the invention, the crack-critical transverse strain the curvature of the nozzle area of the perforated disc thereby reducing that the elliptical bulge shape opposite the known configuration is significantly widened, so that itself a largely square outline of the nozzle area results. Due to this broadening in the center of the nozzle area the "foot" of the vault is less steep rising to the vault crest. The relative elongation in curvature transverse direction is thereby minimized during forming, whereby the risk of tearing the webs between the spray-orifices is reduced.

Bei einer Ausbildung des gewölbten Düsenbereichs mit einer in der Mitte befindlichen Spitze ergibt sich der Vorteil einer sehr effektiven Verteilbarkeit der Abspritzöffnungen über den Düsenbereich, wobei dies besonders für Zweistrahlventile vorteilhaft ist. Auf diese Weise können die Abstände zwischen den einzelnen Abspritzöffnungen vergrößert werden, was ebenfalls zu einer Reduzierung der Rissgefahr führt.at a formation of the curved nozzle area with a midpoint tip gives the advantage of very effective distributability of the injection openings over the nozzle area, this being especially true for two-jet valves is advantageous. In this way, the distances enlarged between the individual spray openings which also leads to a reduction in the risk of cracking.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the dependent claims are advantageous developments and improvements of the claim 1 specified fuel injector possible.

Besonders vorteilhaft ist es, die Lochscheibe mikrogalvanisch herzustellen. Mikrogalvanische Lochscheiben sind einfach und in großen Stückzahlen exakt reproduzierbar herstellbar. Dies gilt auch für Abspritzöffnungen, insbesondere Abspritzschlitze mit filigranen Öffnungsstrukturen, wie z. B. mit Schlitzbreiten von ca. 20 bis 50 μm und Schlitzlängen von bis zu 150 μm.Especially It is advantageous to produce the perforated disk microgalvanically. Microgalvanic perforated discs are simple and large Quantities can be produced exactly reproducible. this applies also for spray openings, in particular spray-discharge slots with filigree opening structures, such. B. with slot widths from about 20 to 50 microns and slot lengths from to to 150 μm.

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 bekannten Multi-Fächerstrahl-Düse in einer Seitenansicht, 2 das Ventilende mit der Multi-Fächerstrahl-Düse gemäß 1 in einer um 90° gedrehten Seitenansicht, 3 die Multi-Fächerstrahl-Düse in einer Seitenansicht gemäß 2, 4 die Multi-Fächerstrahl-Düse in einer Seitenansicht gemäß 1, 5 die Multi-Fächerstrahl-Düse in einer Unteransicht, 6 eine erste erfindungsgemäße Ausführung einer Multi-Fächerstrahl-Düse, 7 eine zweite erfindungsgemäße Ausführung einer Multi-Fächerstrahl-Düse und 8 eine dritte erfindungsgemäße Ausführung einer 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 known multi-fan jet nozzle in a side view, 2 the valve end with the multi-fan jet nozzle according to 1 in a 90 ° rotated side view, 3 the multi-fan jet nozzle in a side view according to 2 . 4 the multi-fan jet nozzle in egg ner side view according 1 . 5 the multi-fan jet nozzle in a bottom view, 6 a first embodiment of a multi-fan jet nozzle according to the invention, 7 a second embodiment of a multi-fan jet nozzle according to the invention and 8th a third embodiment of a multi-fan jet nozzle according to the invention.

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 a z. B. tubular valve needle 5 arranged at its downstream end 6 with a z. B. 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 by z. B. connected by means of a laser weld and connected 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 Lochscheibe 23 in der Form einer Multi-Fächerstrahl-Düse als Zerstäubereinrichtung befestigt. Die Verbindung von Ventilsitzkörper 16 und Lochscheibe 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 Lochscheibe 23 vorgesehen ist. Zur sicheren Befestigung der sehr dünnen Lochscheibe 23 am Ventilsitzkörper 16 wird die Lochscheibe 23 von einer Stützscheibe 25 untergriffen. Die Stützscheibe 25 ist dabei ringförmig ausgeführt, um einen mittleren kalottierten bzw. ausgewölbten kuppenartigen Düsenbereich 28 der Lochscheibe 23 in einer inneren Öffnung aufzunehmen.In the downstream end of the valve seat carrier 1 is a valve seat body 16 z. B. tightly mounted by welding. At the valve closing body 7 facing away, lower end face 17 of the valve seat body 16 is a perforated disc 23 attached in the form of a multi-fan jet nozzle as atomizer. The connection of valve seat body 16 and perforated disc 23 For example, by a circumferential and dense, formed by a laser weld 26 that z. B. at the front 17 or on the outer periphery of valve seat body 16 and perforated disc 23 is provided. For secure attachment of the very thin perforated disc 23 on the valve seat body 16 becomes the perforated disc 23 from a support disk 25 under attack. The support disk 25 is designed annular, around a central kalottierten or bulged dome-shaped nozzle area 28 the perforated disc 23 to be received in an inner opening.

In dem Ventilsitzkörper 16 ist stromabwärts einer Ventilsitzfläche 29 eine Austrittsöffnung 27 vorgesehen, von der aus der abzuspritzende Brennstoff in einen Strömungshohlraum 24 eintritt, der durch die gewölbte oder kalottierte Ausbildung des Düsenbereichs 28 der Lochscheibe 23 gebildet ist. Dabei weist die Lochscheibe 23 z. B. im Bereich der Ventillängsachse 2 ihren größten Abstand zur Stirnseite 17 auf, während im Bereich der Schweißnaht 26 die Lochscheibe 23 als Scheibe ohne Wölbung unmittelbar am Ventilsitzkörper 16 anliegt und durch die Stützscheibe 25 stabilisiert ist. Bei einer ausreichend druckstabilen und dicken Auslegung der mikrogalvanisch hergestellten Lochscheibe 23 kann auch auf eine Stützscheibe 25 ganz verzichtet werden. Die Ausbildung des Düsenbereichs 28 wird vor allen Dingen in den 3 bis 5 deutlich.In the valve seat body 16 is downstream of a valve seat surface 29 an outlet opening 27 provided, from which the fuel to be sprayed into a flow cavity 24 occurs due to the curved or dotted formation of the nozzle area 28 the perforated disc 23 is formed. In this case, the perforated disc 23 z. B. in the region of the valve longitudinal axis 2 their greatest distance to the front side 17 on while in the area of the weld 26 the perforated disc 23 as a disc without curvature directly on the valve seat body 16 abuts and through the support disk 25 is stabilized. With a sufficiently pressure-stable and thick design of the microgalvanically produced perforated disc 23 can also be on a support disk 25 completely dispensed with. The formation of the nozzle area 28 will be in the first place 3 to 5 clear.

In idealer Weise sind in der Lochscheibe 23 und insbesondere in deren Düsenbereich 28 eine Vielzahl von sehr kleinen Abspritzöffnungen 30 vorgesehen, die schlitzförmig ausgebildet sind und richtungsparallel verlaufen. Die Abspritzöffnungen 30 weisen eine Schlitzbreite von jeweils ca. 20 bis 50 μm und eine Schlitzlänge von bis zu 150 μm auf, so 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. Pro Lochscheibe 23 sind zwischen zwei und sechzig Abspritzöffnungen 30 vorgesehen, wobei eine Anzahl von acht bis vierzig Abspritzöffnungen 30 optimale Zerstäubungsergebnisse bringt.Ideally are in the perforated disc 23 and in particular in the nozzle area 28 a variety of very small spray openings 30 provided, which are slit-shaped and parallel to the direction. The injection openings 30 have a slot width of about 20 to 50 microns and a slot length of up to 150 microns, so that fuel sprays with extremely small fuel droplets with a Sauter Mean Diameter (SMD) of about 20 microns can be sprayed off. In this way, the HC emission of the internal combustion engine can be reduced significantly over known injection arrangements very effectively. Per perforated disc 23 are between two and sixty spray holes 30 provided, with a number of eight to forty injection orifices 30 brings optimal atomization results.

2 zeigt das stromabwärtige Ventilende des Brennstoffeinspritzventils mit der Lochscheibe 23 gemäß 1 in einer um 90° gedrehten Seitenansicht. Dabei wird besonders deutlich, dass der mittlere Düsenbereich 28 eine langgestreckte elliptische Form hat. Während das abgespritzte Brennstoffspray in seiner Längsausrichtung gemäß 1 z. B. einen Außenwinkel β mit ca. 15° besitzt, ist ein Außenwinkel α des Brennstoffsprays in seiner Querausrichtung gemäß 2 ca. 30° groß. Über den Düsenbereich 28 mit den vielen Abspritzöffnungen 30 wird also ein elliptisches Brennstoffspray abgegeben, das in feinste Tröpfchen zerfällt. 2 shows the downstream end of the valve of the fuel injection valve with the perforated disc 23 according to 1 in a 90 ° rotated side view. It is particularly clear that the central nozzle area 28 has an elongated elliptical shape. While the sprayed fuel spray in its longitudinal direction according to 1 z. B. has an outer angle β with about 15 °, is an outer angle α of the fuel spray in its transverse orientation according to 2 about 30 °. About the nozzle area 28 with the many spray openings 30 So an elliptical fuel spray is released, which breaks down into very fine droplets.

In den 3, 4 und 5 ist die Lochscheibe 23 in Seitenansichten gemäß 1 und 2 sowie in einer Unteransicht nochmals als Einzelbauteil dargestellt. Die Abspritzöffnungen 30 sind bei diesem ersten Ausführungsbeispiel mittig im Düsenbereich 28 angeordnet und mit jeweils identischer Größe und Form ausgebildet. Die Abspritzöffnungen 30 können die Querschnittsform eines Rechtecks, einer Ellipse bzw. einer Linse o. ä. haben. Zwei benachbarte Abspritzöffnungen 30 weisen z. B. einen Abstand von ca. 40 bis 60 μm auf. Die Lochscheibe 23 wird in vorteilhafter Weise mikrogalvanisch hergestellt. Die Abspritzöffnungen 30 haben durch diese Herstelltechnologie senkrecht zur Scheibenoberfläche verlaufende Wandungen.In the 3 . 4 and 5 is the perforated disc 23 in side views according to 1 and 2 and again shown as a single component in a bottom view. The injection openings 30 are centered in the nozzle area in this first embodiment 28 arranged and formed each with identical size and shape. The injection openings 30 can be the cross-sectional shape of a rectangle, ei ner ellipse or a lens o. Ä. Have. Two adjacent spray openings 30 have z. B. at a distance of about 40 to 60 microns. The perforated disc 23 is produced in an advantageous manner mikrogalvanisch. The injection openings 30 have by this manufacturing technology perpendicular to the disk surface extending walls.

Die 1 bis 5 sind der DE 10 2005 000 620 A1 entnommen und zeigen insofern eine bekannte Multi-Fächerstrahl-Düse 23. Der mittlere Düsenbereich 28 mit den Abspritzöffnungen 30 wird nach der galvanischen Herstellung der Scheibe prägetechnisch ausgeformt. Dabei können Prägewerkzeuge zur Herstellung des Düsenbereichs 28 der Lochscheibe 23 zum Einsatz kommen, die entweder kreisringförmig bzw. teilkreisringförmig oder elliptisch bzw. teilelliptisch ausgeführt sind (10 und 11 der DE 10 2005 000 620 A1 ). Dabei wird die Wölbung des Düsenbereichs 28 konvex in Abspritzrichtung zeigend ausgeformt.The 1 to 5 are the DE 10 2005 000 620 A1 taken and show so far a known multi-fan jet nozzle 23 , The middle nozzle area 28 with the injection openings 30 is formed embossing technically after the galvanic production of the disc. This embossing tools for the production of the nozzle area 28 the perforated disc 23 are used, which are designed either annular or semi-circular ring or elliptical or teilelliptisch ( 10 and 11 of the DE 10 2005 000 620 A1 ). Thereby the curvature of the nozzle area becomes 28 convex shaped in the direction of injection molding.

Die Wölbung des Düsenbereichs 28 hat in der Unteransicht einen elliptischen Querschnitt. Auf der Längsachse der Ellipse sind die Abspritzöffnungen 30 äquidistant und parallel zueinander aufgereiht. Die Längsachsen der Abspritzöffnungen 30 stehen senkrecht zur Längsachse der Ellipse. Die Wölbung des Düsenbereichs 28 hat entlang ihrer Breite einen kleineren Krümmungsradius (z. B. 0,25 mm) als den Krümmungsradius entlang ihrer Länge (z. B. 10 mm), wie die 3 und 4 verdeutlichen. Die Abspritzöffnungen 30 verlaufen mit ihren Längsachsen entlang der stärkeren Krümmung und sind somit in Abspritzrichtung stark konvex gekrümmt. Die pro Abspritzöffnung 30 austretende Strömung tritt infolge dieser Krümmung als ebener Strahlfächer aus (2). Der Auffächerungswinkel α resultiert aus der Krümmung und der Lauflänge der Abspritzöffnungen 30. Jeder Strahlfächer tritt senkrecht zur Oberfläche der Wölbung aus. Folglich wird zwischen den einzelnen Strahlfächern eine gleichmäßige Richtungsspreizung erreicht. Der gesamte Spreizwinkel entspricht dem Strahlwinkel β (1). Die Strahlwinkel α und β bestimmen den Querschnitt des Gesamtstrahls und sind beliebig variierbar. Somit kann das Seitenverhältnis des Gesamtstrahls individuell z. B. an die Geometrie eines Saugrohres angepasst werden.The curvature of the nozzle area 28 has an elliptical cross-section in the bottom view. On the longitudinal axis of the ellipse are the spray openings 30 equidistant and parallel to each other. The longitudinal axes of the spray openings 30 are perpendicular to the longitudinal axis of the ellipse. The curvature of the nozzle area 28 has a smaller radius of curvature along its width (e.g., 0.25 mm) than the radius of curvature along its length (eg, 10 mm), such as 3 and 4 clarify. The injection openings 30 run with their longitudinal axes along the greater curvature and are thus strongly convexly curved in Abspritzrichtung. The per injection opening 30 emergent flow emerges as a result of this curvature as a plane jet fan ( 2 ). The fan angle α results from the curvature and the run length of the spray openings 30 , Each beam fan emerges perpendicular to the surface of the curvature. Consequently, a uniform directional spread is achieved between the individual fan sheds. The total spread angle corresponds to the beam angle β ( 1 ). The beam angles α and β determine the cross section of the total beam and can be varied as desired. Thus, the aspect ratio of the total beam individually z. B. adapted to the geometry of a suction tube.

Bei dieser bekannten Lösung des elliptisch ausgewölbten Düsenbereichs 28 kann das nachteilige Problem auftreten, dass die Materialstege zwischen jeweils zwei benachbarten schlitzförmigen Abspritzöffnungen 30 beim mechanischen Umformen, also dem Einformen der beulentypischen Wölbung des Düsenbereichs 28, reißen können. In negativer Weise kann es so zu erheblichen Abweichungen vom gewünschten Strahlbild bzw. von der abzugebenden Brennstoffmenge kommen. Gefährdete enge Schlitzabstände treten besonders bei Auslegungen der Lochscheibe 23 auf, bei denen eine große Durchflussmenge und eine große Anzahl von Abspritzöffnungen 30 gewünscht sind.In this known solution of the elliptically curved nozzle area 28 may encounter the disadvantageous problem that the material webs between each two adjacent slot-shaped spray orifices 30 in the mechanical forming, ie the molding of the bulge-typical curvature of the nozzle area 28 , can tear. In a negative way, this can lead to significant deviations from the desired spray pattern or from the amount of fuel to be dispensed. Endangered narrow slot distances occur especially in interpretations of the perforated disc 23 on, where a large flow rate and a large number of spray openings 30 are desired.

In den 6 und 7 und 8 sind drei Ausführungen einer Lochscheibe 23 in Form einer Multi-Fächerstrahl-Düse gezeigt, bei denen die Rissbildungsgefährdung deutlich reduziert ist. Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform der Wölbung des Düsenbereichs 28 ist die risskritische Querdehnung der Wölbung dadurch reduziert, dass die elliptische Beulenform gegenüber der bekannten Konfiguration deutlich verbreitert ist, so dass sich ein weitgehend viereckiger Grundumriss des Düsenbereichs 28 ergibt. Dabei ist der Düsenbereich 28 derart ausgeformt, dass dessen Grundfläche eine rautenähnliche Form hat, wobei die Breite dieser Raute im Scheibenzentrum deutlich größer ist als die Breite der elliptischen Grundfläche der bekannten Wölbung, wie sie 5 entnehmbar ist. Durch diese Verbreiterung im Zentrum des Düsenbereichs 28 ist der „Fuß" der Wölbung weniger steil zum Wölbungsscheitel hin ansteigend. Die relative Dehnung in Wölbungsquerrichtung wird dadurch beim Umformen minimiert, wodurch die Gefahr des Reißens der Stege zwischen den Abspritzöffnungen 30 reduziert ist. Der Düsenbereich 28 in seiner Rautenform weist eine erhabene Längserstreckung auf, entlang der die Abspritzöffnungen 30 angeordnet sind.In the 6 and 7 and 8th are three versions of a perforated disc 23 shown in the form of a multi-fan jet nozzle, in which the risk of cracking is significantly reduced. At the in 6 shown embodiment of the curvature of the nozzle area 28 the crack-critical transverse strain of the curvature is reduced by the fact that the elliptical bulge shape is significantly widened compared to the known configuration, so that a largely square base outline of the nozzle area 28 results. Here is the nozzle area 28 formed such that its base has a diamond-like shape, the width of this diamond in the disk center is significantly larger than the width of the elliptical base of the known curvature, as they 5 is removable. Due to this broadening in the center of the nozzle area 28 the "foot" of the camber is less steeply rising towards the camber vertex, thereby minimizing the relative stretch in camber transverse direction during forming, thereby reducing the risk of tearing the webs between the ejection openings 30 is reduced. The nozzle area 28 in its diamond shape has a raised longitudinal extent along which the injection orifices 30 are arranged.

In idealer Weise kann die Schlitzlänge im Gegensatz zu den bekannten Lösungen der schlitzförmigen Abspritzöffnungen 30 > 150 μm betragen. Die Länge der Abspritzöffnungen 30 ist abhängig von der lokalen Breite des Grundrisses der Wölbung, die bei einer Rautenform im Zentrum der Wölbung deutlich größer ist als an den Wölbungsenden. Die Schlitzlänge ist insofern der lokalen Wölbungsbreite anpassbar und beträgt z. B. an jedem Ort bis zu 90% der Breite des Wölbungsgrundrisses. Dadurch gelingt es, in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Grundrissform der Wölbung über alle Abspritzöffnungen 30 den Abspritzquerschnitt in Summe (q_stat) zu maximieren, ohne die einzelnen schlitzförmigen Abspritzöffnungen 30 zu breit und daraus resultierend die Materialstege dazwischen zu gering ausführen zu müssen (7).Ideally, the slot length, in contrast to the known solutions of the slot-shaped spray orifices 30 > 150 microns. The length of the injection openings 30 depends on the local width of the arching plan, which is significantly larger in the center of the vaulting than in the vaulting ends in the case of a diamond shape. The slot length is so far adaptable to the local curvature width and is z. B. at each location up to 90% of the width of the vault plan. This makes it possible, in conjunction with the plan shape of the invention, the curvature over all spray openings 30 to maximize the discharge cross-section in total (q _stat ), without the individual slit-shaped injection orifices 30 too wide and as a result the material webs in between have to be carried out too low ( 7 ).

8 zeigt einen Schnitt in Längsrichtung durch die Wölbung eines Düsenbereichs 28 der Lochscheibe 23 zur Verdeutlichung einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung der Lochscheibe 23. Diese Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wölbung in ihrer Längsrichtung nicht mit einem konstant bleibenden Radius konvex verrundet ist, sondern im Zentrum der Wölbung zu einer Spitze 33 zuläuft, so dass die Wölbung einen mittleren „Knick" hat. Diese spitz zulaufende Wölbung hat für die schematisch eingetragenen Abspritzöffnungen 30 Platzvorteile, insbesondere für den häufigen Anwendungsfall, wenn ein Zweistrahlspray abgespritzt werden soll. Die Verteilung der Abspritzöffnungen 30 kann über den Düsenbereich 28 bis dicht an die Spitze 33 erfolgen, so dass die Abspritzöffnungen 30 effektiver im Düsenbereich 28 verteilt und die Abstände zwischen den einzelnen Abspritzöffnungen 30 vergrößert werden können, was ebenfalls zu einer Reduzierung der Rissgefahr führt. Die Spitze 33 gibt die Zweiteilung des Brennstoffsprays in zwei Strahlhälften vor. 8th shows a longitudinal section through the curvature of a nozzle area 28 the perforated disc 23 to illustrate a second embodiment of the perforated disc according to the invention 23 , This embodiment is characterized by the fact that the curvature in its longitudinal direction is not rounded convexly with a radius that remains constant, but in the center of the curvature to a point 33 is tapered, so that the curvature has a medium "kink." This tapered curvature has for the schematically registered injection orifices 30 Space advantages, especially for frequent use case, when a two-jet spray is to be sprayed. The distribution of the injection openings 30 can over the nozzle area 28 close to the top 33 done so that the spray openings 30 more effective in the nozzle area 28 distributed and the distances between the individual spray openings 30 can be increased, which also leads to a reduction in the risk of cracking. The summit 33 specifies the division of the fuel spray into two beam halves.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19636396 A1 [0002]
- DE 19847625 A1 [0003]
- US 6019296 A [0004]
- DE 102005000620 A1 [0005, 0018, 0018]

Claims

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 an outlet opening ( 27 ) in the valve seat body ( 16 ) and with a downstream of the valve seat ( 29 ) arranged perforated disc ( 23 ), which have a dished or arched nozzle area ( 28 ) with several ejection openings ( 30 ), characterized in that the bulged nozzle region ( 28 ) is quadrangular or in the middle to a point ( 33 ).

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the basic outline of the nozzle area ( 28 ) has a diamond shape.

Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the nozzle area ( 28 ) has a raised longitudinal extent in its diamond shape, along which the injection orifices ( 30 ) are arranged.

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the basic outline of the nozzle area ( 28 ) leading to a tip ( 33 ) is elliptical.

Fuel injection valve according to claim 4, characterized in that the nozzle area ( 28 ) a raised arched longitudinal extent to the top ( 33 ) along which the injection openings ( 30 ) are arranged.

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the perforated disc ( 23 ) as a multi-fan jet nozzle with a plurality of slot-shaped spray orifices (US Pat. 30 ) is trained.

Fuel injection valve according to claim 6, characterized in that the spray-discharge slots ( 30 ) each have a slot width of about 20 to 50 microns.

Fuel injection valve according to one of claims 6 or 7, characterized in that two to sixty injection slots ( 30 ) in the multi-fan jet nozzle ( 23 ) are provided.

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the perforated disc ( 23 ) can be produced by microgalvanization.