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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Einspritzventil für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein bekanntes, als sog. Mehrloch-Einspritzventil ausgeführtes Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen (
DE 10 2005 036 951 A1 ) weist einen einen hohlzylindrischen Ventilsitzträger abschließenden Ventilsitzkörper auf, der eine mit einer Brennstoffzuführung in Verbindung stehende Ventilkammer abschließt. An der die Ventilkammer begrenzenden inneren Körperwand des Ventilsitzkörpers ist ein Ventilsitz in Form einer die Achse des Ventilsitzkörpers konzentrisch umschließenden Ringfläche ausgebildet. Der Ventilsitz bildet mit einem Schließkörper eines im Ventilsitzträger axial verschiebbar angeordneten Ventilglieds einen die Ventilkammer abschließenden Dichtsitz. Das Ventilglied ist von einer den Schließkopf auf den Ventilsitz aufpressenden Ventilschließfeder beaufschlagt. Mittels eines auf das Ventilglied wirkenden Aktors, z.B. eines Elektromagneten, kann der Schließkopf gegen die Rückstellkraft der Ventilschließfeder mehr oder weniger weit vom Ventilsitz abgehoben werden. Stromabwärts des Dichtsitzes ist im Ventilsitzkörper eine Mehrzahl von Spritzlöchern ausgebildet. Jedes der Spritzlöcher weist einen stromaufwärtigen, querschnittskleineren ersten Lochabschnitt mit einer Locheintrittsöffnung und einer dieser gegenüberliegenden Mündungsöffnung und einen von der Mündungsöffnung sich fortsetzenden, stromabwärtigen, querschnittsgrößeren zweiten Lochabschnitt mit einer der Mündungsöffnung gegenüberliegenden Lochaustrittsöffnung auf. Die Locheintrittsöffnungen aller Spritzlöcher liegen innerhalb der den Ventilsitz bildenden Ringfläche, und die Lochaustrittsöffnungen aller Spritzlöcher liegen in der von der Ventilkammer abgekehrten, konvexen, äußeren Körperwand des Ventilsitzkörpers.
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Bei einem solchen Einspritzventil mit in den Ventilsitzkörper eingearbeiteten, im Lochquerschnitt gestuften Spritzlöchern, die in stromabwärtiger Richtung eine Vergrößerung ihres Lochquerschnitts besitzen, ist die Neigung zur Belagbildung aus verbranntem Kraftstoff und Verkokung und damit die Gefahr des Zusetzens des freien Querschnitts der Spritzlöcher reduziert.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass die die Ventilspitze darstellende äußere Körperwand des Ventilsitzkörpers um die Lochaustrittsöffnungen der Spritzlöcher herum mit Kraftstoff benetzt wird, der Kraftstoffablagerungen bildet, in die sich dann flüssiger Kraftstoff schwammartig einlagert. Der gespeicherte flüssige Kraftstoff lodert als Diffusionsflamme um die Ventilspitze und erzeugt Ruß, was eine deutliche Rußemmission im Abgas zur Folge hat.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Einspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Zahnstruktur des Mündungsrandes der im Übergang vom ersten zum zweiten Lochabschnitt liegenden Mündungsöffnung der Grund des zweiten Lochabschnitts, der von einer um die Mündungsöffnung herumführenden Ringschulter gebildet ist, nicht mit Kraftstoff benetzt wird und der mit Ventilöffnen abgespritzte Kraftstoff definiert aus den Spritzlöchern austritt. Durch die fehlende Benetzung kann sich am Grund des zweiten Lochabschnitts der Spritzlöcher kein Kraftstoff ansammeln, der dann längs der Lochwand zur Lochaustrittsöffnung läuft und sich an der die Ventilspitze bildenden äußeren Körperwand des Ventilsitzkörpers um die Lochaustrittsöffnungen herum ablagert. Die Ventilspitze bleibt trocken, der Kraftstoff bildet an der Ventilspitze keine Ablagerungen und diese keinen Speicher für flüssigen Kraftstoff, so dass eine Russerzeugung an dieser Stelle unterbunden ist. Die Rußemmission des Abgases ist deutlich reduziert.
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Durch die in den weiten Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Einspritzventils möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist auch der Öffnungsrand der Lochaustrittsöffnungen der Spritzlöcher mit einer Zahnung versehen. Durch diese zusätzliche Zahnung wird die Zuverlässigkeit in der Gewährleistung einer benetzungsfreien, trockenen Oberfläche der Ventilspitze vergrößert.
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Während die Zahnstruktur des Öffnungsrands der Mündungsöffnung per se gegen Beschädigung geschützt ist, wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein mechanischer und thermischer Schutz der Zahnung des Öffnungsrands der Lochaustrittsöffnung gegen Beschädigung dadurch erzielt, dass gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der gezahnte Öffnungsrand der Lochaustrittsöffnungen der Spritzlöcher gegenüber der äußeren Körperwand des Ventilsitzkörpers zurückversetzt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass in jedem Spritzloch der Öffnungsrand der Lochaustrittsöffnung im Grunde einer die äußere Körperwand des Ventilsitzkörpers eingebrachten Vertiefung mit einem gegenüber der Lochaustrittsöffnung größeren lichten Querschnitt angeordnet wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in jedem Spritzloch sowohl die Zahnung des Öffnungsrandes der Mündungsöffnung als auch die Zahnung des Öffnungsrands der Lochaustrittsöffnung scharfkantig und regelmäßig.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ausschnittweise einen Längsschnitt eines Einspritzventils für eine Brennkraftmaschine,
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2 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Spritzlochs im Einspritzventil gemäß 1,
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3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts III in 1 mit einer Modifikation des Einspritzventils,
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4 eine gleiche Darstellung wie in 3 mit einer weiteren Modifikation des Einspritzventils.
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Das in 1 ausschnittweise mit seinem abspritzseitigen Ende im Längsschnitt schematisch skizzierte Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungszylinder einer Brennkraftmaschine weist einen hülsenförmigen Ventilsitzträger 11 auf, der aus einem hier nicht dargestellten Ventilgehäuse herausragt und an seinem freien Ende mit einem Ventilsitzkörper 12 abgeschlossen ist. Der Ventilsitzkörper 12 begrenzt mit einer inneren Körperwand 121 eine Ventilkammer 13. An der inneren Körperwand 121 ist ein Ventilsitz 14 in Form einer zur Achse des Ventilsitzkörpers 12 konzentrischen Ringfläche ausgebildet, der zusammen mit einem Schließkopf 15 eines im Ventilsitzträger 12 axial verschieblich angeordneten Ventilglieds 16 einen sog. Dichtsitz bildet, der die Ventilkammer 13 abschließt. Der Schließkopf 15 ist an dem stirnseitigen Ende einer hohlzylindrischen Ventilnadel 17 des Ventilglieds 16 befestigt, z.B. angeschweißt. Die Ventilnadel 17 weist Radialbohrungen 18 auf und steht mit einem hier nicht dargestellten, im Ventilgehäuse ausgebildeten Kraftstoffzulauf in Verbindung, so dass Kraftstoff von dem Kraftstoffzulauf über die Ventilnadel 17 und den Radialbohrungen 18 in die Ventilkammer 13 gelangt und dort unter Druck an dem Dichtsitz ansteht. An dem Ventilglied 16 greift in bekannter Weise eine Rückstellfeder 19 und ein Aktor 20 an, die in 1 schematisch angedeutet sind. Der Aktor 20 ist beispielsweise ein Elektromagnet. Die Ventilschließfeder 19 presst den Schließkopf 15 auf den Ventilsitz 14 auf. Mittels des Aktors 20 wird der Schließkopf 15 gegen die Rückstellkraft der Ventilschließfeder 19 vom Ventilsitz 14 mehr oder weniger weit abgehoben.
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Stromabwärts des Dichtsitzes sind im Ventilsitzkörper 12 Spritzlöcher 21 angeordnet, die in ihrem Lochquerschnitt gestuft sind. Jedes Spritzloch 21 weist einen querschnittskleineren ersten Lochabschnitt 22 mit einer Locheintrittsöffnung 23 und einer dieser gegenüberliegenden Mündungsöffnung 24 und einen sich von der Mündungsöffnung 24 fortsetzenden, querschnittsgrößeren zweiten Lochabschnitt 25 mit einer der Mündungsöffnung 24 gegenüberliegenden Lochaustrittsöffnung 26 auf. Alle Locheintrittsöffnungen 23 einerseits und alle Lochaustrittsöffnungen 26 andererseits liegen auf einem Teilerkreis in zueinander parallelen Ebenen, die sich quer zur Achse des Ventilsitzkörpers 12 erstrecken. Jede Mündungsöffnung 24 der Spritzlöcher 21 weist einen gezahnten Öffnungsrand 241 auf. Die Zahnung des Öffnungsrands 241 ist scharfkantig und regelmäßig ausgeführt. Aufgrund der Zahnung des Öffnungsrandes 241 der Mündungsöffnung 24 bleibt die die Mündungsöffnung 24 umschließende Ringfläche 27, die den Grund des zweiten Lochabschnitts 25 darstellt, beim Abspritzen von Kraftstoff aus der Ventilkammer 13 vom Kraftstoff unbenetzt und der abgespritzte Kraftstoff tritt definiert aus dem Spritzloch 21 aus.
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Das in 3 gemäß Ausschnitt III in 1 dargestellte, modifizierte Einspritzventil stimmt weitgehend mit dem zu 1 beschriebenen Einspritzventil überein, so dass gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es ist gegenüber dem Einspritzventil in 1 insoweit modifiziert, als in jedem Spritzloch 21 auch der Öffnungsrand 261 der Lochaustrittsöffnung 26 in gleicher Weise wie der Öffnungsrand 241 der Mündungsöffnung 24 gezahnt ist, wobei die Zahnung wiederum scharfkantig und regelmäßig ausgeführt ist. Der gezahnte Öffnungsrand 261 der Lochaustrittsöffnungen 26 liegt in einer von der inneren Körperwand 121 abgewandten äußeren Körperwand 122 des Ventilsitzkörpers 12.
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Um den gezahnten Öffnungsrand 261 der Lochaustrittsöffnungen 26 gegen mechanische und thermische Beschädigungen zu schützen, ist bei dem in 4 ausschnittweise dargestellten, modifizierten Einspritzventil in jedem Spritzloch 21 der Öffnungsrand 261 der Lochaustrittsöffnung 26 gegenüber der äußeren Körperwand 122 des Ventilsitzkörpers 12 zurückversetzt. Hierzu ist der gezahnte Öffnungsrand 261 der Lochaustrittsöffnung 26 jeweils im Grund einer in die äußere Körperwand 122 des Ventilsitzkörpers 12 eingebrachten Vertiefung 28 ausgebildet, die mit einem lichten Querschnitt ausgeführt ist, der größer ist als der Querschnitt der Lochaustrittsöffnung 26, also des Lochquerschnitts des zweiten Lochabschnitts 25.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005036951 A1 [0002]
