DE102011081084A1

DE102011081084A1 - Fuel injection valve for injecting fuel in combustion chamber of internal combustion engine, has housing part with injection opening in form of radial extending bore, where valve closure element is formed in spherical shape

Info

Publication number: DE102011081084A1
Application number: DE201110081084
Authority: DE
Inventors: Peter Voehringer; Axel Schnaufer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2013-02-21

Abstract

The fuel injection valve has a housing part (1) with an injection opening (2) in a form of radial extending bore. A valve closure element (3) is formed in spherical shape, and the injection opening is formed as a bore. The injection opening serves as a valve seat (5) for the valve closure element. A rotary mounted actuating element (4) has a cylindrical or conical section formed as a running surface (7) for the spherical valve closure element.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injection valve for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Herkömmliche Kraftstoffeinspritzventile weisen ein hubbewegliches Einspritzventilglied auf, über dessen Hubbewegung wenigstens eine Einspritzöffnung freigebbar und verschließbar ist. Die Hubbewegung des Einspritzventilgliedes wird in der Regel mittels eines Aktors bewirkt, welcher eine Kraft in axialer Richtung auf das Einspritzventilglied ausübt. Derartige Einspritzventile weisen jedoch den Nachteil auf, dass eine Desachsierung des Einspritzventilgliedes zu einem asymmetrischen Spritzbild führen kann.Conventional fuel injection valves have a liftable injection valve member, via the lifting movement of which at least one injection opening can be opened and closed. The lifting movement of the injection valve member is usually effected by means of an actuator which exerts a force in the axial direction of the injection valve member. However, such injection valves have the disadvantage that a desalination of the injection valve member can lead to an asymmetric spray pattern.

Aus der Druckschrift EP 0 713 004 A1 geht eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Drehventil als Einspritzventilglied hervor. Das Drehventil weist eine Mehrzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Kraftstoffführungslöchern auf, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehlage des Drehventils in Überdeckung mit gehäuseseitig angeordneten Einspritzöffnungen bringbar sind. In einer Drehlage des Drehventils, in welcher die Kraftstoffführungslöcher sich mit den Einspritzöffnungen überdecken, wird Kraftstoff eingespritzt. Durch Veränderung der Drehlage des Drehventils kann die Einspritzung unterbrochen werden. Die Betätigung des Drehventils erfolgt mittels einer Drehventilantriebseinheit.From the publication EP 0 713 004 A1 a fuel injector with a rotary valve emerges as the injection valve member. The rotary valve has a plurality of distributed over the circumference arranged fuel guide holes, which can be brought in accordance with the respective rotational position of the rotary valve in coincidence with the housing side arranged injection openings. In a rotational position of the rotary valve, in which the fuel guide holes overlap with the injection openings, fuel is injected. By changing the rotational position of the rotary valve, the injection can be interrupted. The actuation of the rotary valve by means of a rotary valve drive unit.

Aus der DE 10 2008 001 823 A1 ist ferner ein Azimutal-Magnetaktor bzw. Drehaktor bekannt, welcher als Betätigungsmittel in einem Kraftstoffinjektor einsetzbar ist. Der Drehaktor umfasst einen ortsfesten Magnetkern mit hierin eingesetzter Spule sowie ein drehbar gelagertes Ankerelement, das bei einer Bestromung der Spule in Richtung der Spule bewegt wird und dabei eine Drehbewegung ausführt. Die Drehbewegung wird vorzugsweise auf einen Öffnungsmechanismus, beispielsweise ein Ventilglied eines Kraftstoffeinspritzventils, übertragen.From the DE 10 2008 001 823 A1 Furthermore, an azimuthal magnetic actuator or rotary actuator is known which can be used as actuating means in a fuel injector. The rotary actuator comprises a stationary magnetic core with a coil inserted therein and a rotatably mounted armature element, which is moved in the direction of the coil during energization of the coil and thereby performs a rotational movement. The rotational movement is preferably transmitted to an opening mechanism, for example a valve member of a fuel injection valve.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Kraftstoffeinspritzventil anzugeben, das hohe Einspritzdrücke ermöglicht und zugleich einen geringen Energiebedarf hat.Based on the above-mentioned prior art, the present invention has the object to provide a fuel injection valve, which allows high injection pressures and at the same time has a low energy consumption.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a fuel injection valve having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das vorgeschlagene Kraftstoffeinspritzventil umfasst ein Gehäuseteil mit wenigstens einer Einspritzöffnung in Form einer im Wesentlichen radial verlaufenden Bohrung sowie wenigstens einem beweglichen Ventilschließelement zum Freigeben und Verschließen der wenigstens einen Einspritzöffnung, ferner umfasst das Kraftstoffeinspritzventil ein drehbar gelagertes Betätigungselement, das vorzugsweise mittels eines Magnetaktors in eine Drehbewegung versetzbar ist. Erfindungsgemäß ist das Ventilschließelement kugelförmig ausgebildet und die als Bohrung ausgebildete Einspritzöffnung dient als Ventilsitz für das Ventilschließelement. Aufgrund der Kugelform des Ventilschließelementes ist eine Desachsierung, welche bei Verwendung einer herkömmlichen Düsennadel als Ventilschließelement zu einem asymmetrischen Spritzbild führen kann, ausgeschlossen. Dadurch, dass das kugelförmige Ventilschließelement im Vergleich zu einer Düsennadel nur ein geringes Gewicht aufweist, kann die Bewegung des Ventilschließelementes mittels deutlich geringerer Kräfte bewirkt werden. Durch kleine bewegte Massen wird zudem der Verschleiß gering gehalten, so dass das Einspritzventil eine hohe Haltbarkeit aufweist. Hinzu kommt, dass die wenigstens eine als Ventilsitz dienende Einspritzöffnung einen deutlich geringeren Strömungsquerschnitt als der Düsennadelsitz einer herkömmlichen axial beweglichen Düsennadel besitzt, wodurch die Kräfteanforderungen weiter sinken. Dies ist selbst dann der Fall, wenn das Einspritzventil mehrere, beispielsweise acht, Einspritzöffnungen aufweist. Aufgrund der geringen Kräfteanforderungen verlangt die Ansteuerung des Magnetaktors zudem nur einen geringen Energieaufwand. Zugleich wird ein schnell schaltendes Einspritzventil geschaffen.The proposed fuel injection valve comprises a housing part with at least one injection opening in the form of a substantially radially extending bore and at least one movable valve closing element for releasing and closing the at least one injection opening, further comprising the fuel injection valve rotatably mounted actuating element, preferably by means of a magnetic actuator displaceable in a rotational movement is. According to the invention, the valve closing element is spherical and the injection opening designed as a bore serves as a valve seat for the valve closing element. Due to the spherical shape of the valve closure element is a desalination, which can lead to an asymmetric spray pattern when using a conventional nozzle needle as a valve closing element excluded. Due to the fact that the spherical valve closing element has only a low weight compared to a nozzle needle, the movement of the valve closing element can be effected by means of significantly lower forces. By small moving masses also the wear is kept low, so that the injection valve has a high durability. In addition, the at least one injection opening serving as a valve seat has a significantly smaller flow cross-section than the nozzle needle seat of a conventional axially movable nozzle needle, as a result of which the force requirements continue to drop. This is the case even if the injection valve has several, for example eight, injection openings. Due to the low force requirements, the control of the magnetic actuator also requires only a small amount of energy. At the same time, a fast-switching injection valve is created.

Bevorzugt umfasst das drehbar gelagerte Betätigungselement einen zylinderförmigen oder konischen Abschnitt als Lauffläche für das wenigstens eine kugelförmige Ventilschließelement, wobei die Lauffläche Erhebungen und Absenkungen aufweist. Die Erhebungen bewirken, dass das auf der Lauffläche abrollende kugelförmige Ventilschließelement im Wesentlichen nach radial außen gegen den Ventilsitz bewegt wird. Die Absenkungen dagegen ermöglichen die Freigabe der Einspritzöffnung. Preferably, the rotatably mounted actuating element comprises a cylindrical or conical section as a running surface for the at least one spherical valve closing element, wherein the running surface has elevations and depressions. The elevations cause the rolling on the tread spherical valve closing element is moved substantially radially outward against the valve seat. The reductions, however, allow the release of the injection port.

Die Verwendung eines drehbar gelagerten Betätigungselementes ermöglicht den Einsatz eines Azimutal-Magnetaktors, wie er aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt ist. Da ein solcher Magnetaktor ein hohes Drehmoment erzeugt, kann auf diese Weise der Forderung nach einem erhöhten Einspritzdruck Rechnung getragen werden.The use of a rotatably mounted actuating element allows the use of an azimuthal magnetic actuator, as it is known from the aforementioned prior art. Since such a magnetic actuator generates a high torque, the requirement for an increased injection pressure can be taken into account in this way.

Weiterhin bevorzugt – entsprechend der Ausbildung der Lauffläche des Betätigungselementes – ist die wenigstens eine Einspritzöffnung in einem zylinderförmigen oder konischen Abschnitt des Gehäuseteils ausgebildet. Dadurch ist ein dichtes Andrücken des kugelförmigen Ventilschließelementes an den Ventilsitz mittels der an der Lauffläche vorgesehenen Erhebungen gewährleistet.Further preferred - according to the design of the tread of the actuating element - the at least one injection opening is formed in a cylindrical or conical section of the housing part. As a result, a tight pressing of the spherical valve closing element is ensured to the valve seat by means provided on the tread surveys.

Vorteilhafterweise sind mehrere Einspritzöffnungen über den Umfang des Gehäuseteils gleichmäßig verteilt angeordnet, wobei die Zahl der Ventilschließelemente der Zahl der Einspritzöffnungen entspricht. Jeder Einspritzöffnung ist somit ein eigenes kugelförmiges Ventilschließelement zugeordnet, das mittels des drehbar gelagerten Betätigungselementes im Wesentlichen nach radial außen in Richtung der als Ventilsitz dienenden Einspritzöffnung bewegbar ist. Des Weiteren ist die Zahl der Erhebungen und Absenkungen der Lauffläche des drehbar gelagerten Ventilschließelementes an die Zahl der kugelförmigen Ventilschließelemente bzw. die Zahl der Einspritzöffnungen angepasst, so dass alle Ventilschließelemente gleichzeitig gegen den jeweiligen Ventilsitz gedrückt bzw. die Einspritzöffnungen zur gleichen Zeit freigegeben werden. Dies gewährleistet ein gleichmäßiges Einspritzbild. Die Zahl der Einspritzöffnungen kann beispielsweise acht betragen. Darüber hinaus sind auch mehr oder weniger Einspritzöffnungen realisierbar.Advantageously, a plurality of injection openings are arranged distributed uniformly over the circumference of the housing part, wherein the number of valve closing elements corresponds to the number of injection openings. Each injection port is thus associated with its own spherical valve closing element, which is movable by means of the rotatably mounted actuating element substantially radially outward in the direction of the injection opening serving as a valve seat. Furthermore, the number of elevations and depressions of the running surface of the rotatably mounted valve closing element is adapted to the number of spherical valve closing elements or the number of injection openings, so that all the valve closing elements are simultaneously pressed against the respective valve seat or the injection openings are released at the same time. This ensures a uniform injection pattern. The number of injection openings can be, for example, eight. In addition, more or fewer injection ports can be realized.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das wenigstens eine kugelförmige Ventilschließelement über ein Federelement gegen das drehbar gelagerte Betätigungselement im Wesentlichen radial vorgespannt ist. Das Federelement bewirkt eine Bewegung des kugelförmigen Ventilschließelementes im Wesentlichen nach radial innen, wenn auf eine Erhebung eine Absenkung der Lauffläche des Betätigungselementes folgt.Furthermore, it is proposed that the at least one spherical valve closure element is biased substantially radially via a spring element against the rotatably mounted actuating element. The spring element causes a movement of the spherical valve closing element substantially radially inward, when a rise follows a lowering of the running surface of the actuating element.

Vorzugsweise ist das Federelement käfigartig ausgebildet und/oder zumindest teilweise elastisch verformbar. Die käfigartige Ausbildung nach Art des Käfigs eines Wälzlagers ermöglicht eine Führung des kugelförmigen Ventilschließelementes unter Beibehaltung einer größtmöglichen Beweglichkeit des kugelförmigen Ventilschließelementes. Das heißt, dass die Kugel über das Federelement sicher nach radial innen geführt wird. Die zumindest teilweise elastische Ausbildung des Federelementes gewährleistet eine Vorspannung des Ventilschließelementes in Richtung des drehbar gelagerten Betätigungselementes, so dass die Anlage des kugelförmigen Ventilschließelementes an der Lauffläche des Betätigungselementes sowohl im Bereich der Erhebungen, als auch im Bereich der Absenkungen sichergestellt ist.Preferably, the spring element is cage-like and / or at least partially elastically deformable. The cage-like design of the type of cage of a rolling bearing allows guidance of the spherical valve closing element while maintaining the greatest possible mobility of the spherical valve closing element. This means that the ball is safely guided over the spring element radially inward. The at least partially elastic design of the spring element ensures a bias of the valve closing element in the direction of the rotatably mounted actuating element, so that the abutment of the spherical valve closing element on the running surface of the actuating element is ensured both in the region of the elevations, as well as in the region of the subsidence.

Zur Aufnahme des Ventilschließelementes umfasst das Federelement vorzugsweise wenigstens eine loch- oder schalenartige Aufnahme. Die loch- oder schalenartige Aufnahme sollte sich vorzugsweise ringförmig an das kugelförmige Ventilschließelement anlegen. Bei Ausbildung einer Aufnahmeschale ist diese vorzugsweise sphärisch geformt und der Kugelform des Ventilschließelementes angepasst.For receiving the valve closing element, the spring element preferably comprises at least one hole or dish-like receptacle. The hole or dish-like receptacle should preferably invest in an annular manner on the spherical valve closure element. When forming a receiving tray, this is preferably spherically shaped and adapted to the spherical shape of the valve closing element.

Ferner kann das Federelement gliedartige Einzelelemente umfassen. An seinen Enden weist ein solches gliedartiges Einzelelement vorzugsweise jeweils eine schalenartige Aufnahme zur Aufnahme eines kugelförmigen Ventilschließelementes auf. An einem kugelförmigen Ventilschließelement liegen dann vorzugsweise zwei schalenartige Aufnahmen der das Ventilschließelement einfassenden gliedartigen Einzelelemente an.Furthermore, the spring element may comprise member-like individual elements. At its ends, such a limb-like single element preferably has in each case a shell-like receptacle for receiving a spherical valve closing element. On a spherical valve closing element then preferably two shell-like receptacles of the valve-closing member enclosing member-like individual elements.

Alternativ kann das Federelement auch als elastisches Band ausgebildet sein. Die Aufnahme für das kugelförmige Ventilschließelement ist dann vorzugsweise lochartig ausgebildet.Alternatively, the spring element can also be designed as an elastic band. The receptacle for the spherical valve closing element is then preferably formed like a hole.

Vorteilhafterweise ist das Federelement gegen Verdrehen gegenüber dem Gehäuseteil gesichert. Auf diese Weise ist eine optimale Ausrichtung des kugelförmigen Ventilschließelementes in Bezug auf den Ventilsitz dauerhaft sichergestellt.Advantageously, the spring element is secured against rotation relative to the housing part. In this way, an optimal alignment of the spherical valve closing element with respect to the valve seat is permanently ensured.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen: Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. These show:

1 einen Querschnitt durch das Gehäuseteil eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils in Offenstellung, 1 a cross section through the housing part of a fuel injection valve according to the invention in the open position,

2 einen Querschnitt durch das Gehäuseteil des Kraftstoffeinspritzventils der 1 in Schließstellung, 2 a cross section through the housing part of the fuel injection valve of 1 in closed position,

3 eine schematische Teilansicht eines Betätigungselementes eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils, 3 a schematic partial view of an actuating element of a fuel injection valve according to the invention,

4 eine schematische Teilansicht einer alternativen Ausführungsform eines Betätigungselementes eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils, 4 a schematic partial view of an alternative embodiment of an actuating element of a fuel injection valve according to the invention,

5 eine weitere schematische Teilansicht des Betätigungselementes der 4 und 5 a further schematic partial view of the actuating element of 4 and

6 eine schematische Draufsicht auf das Betätigungselement der 4. 6 a schematic plan view of the actuating element of 4 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Den 1 und 2 ist ein erstes erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil mit einem Gehäuseteil 1 sowie hierin ausgebildeten Einspritzöffnungen 2 zu entnehmen, welche als radial verlaufende Bohrungen ausgebildet sind. Die dargestellte Ausführungsform weist insgesamt acht im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnete Einspritzöffnungen 2 auf. Im Verschneidungsbereich mit einer axial verlaufenden Hochdruckbohrung 14 bildet jede radial verlaufende Bohrung bzw. Einspritzöffnung 2 einen Ventilsitz 5 aus, welcher zur Freigabe bzw. zum Verschließen der Einspritzöffnung 2 mit einem kugelförmigen Ventilschließelement 3 zusammenwirkt. Das kugelförmige Ventilschließelement 3 ist hierzu mittels eines drehbar gelagerten Betätigungselementes 4 in radialer Richtung, das heißt in Richtung des Ventilsitzes, bewegbar. Denn am Betätigungselement 4 ist ein zylinderförmiger Abschnitt 6 ausgebildet, welcher als Lauffläche 7 für das kugelförmige Ventilschließelement 3 dient, wobei die radiale Bewegung eines kugelförmigen Ventilschließelementes 3 über Erhebungen 8 und Absenkungen 9 der Lauffläche 7 bewirkt wird. Über den Umfang des zylinderförmigen Abschnitts 6 des Betätigungselementes 4 gleichmäßig verteilt angeordnete Erhebungen 8 und Absenkungen 9 wechseln sich ab. Die Zahl der Erhebungen 8 bzw. der Absenkungen 9 entspricht dabei der Zahl der kugelförmigen Ventilschließelemente 3, so dass bei einer Drehung des Betätigungselementes 4 alle Ventilschließelemente 3 gleichzeitig in Richtung des jeweiligen Ventilsitzes 5 bewegt werden, bis sie am Ventilsitz 6 anliegen und die Einspritzöffnung 2 dicht verschließen. Dieser Zustand ist in der 2 dargestellt. Die Freigabe der Einspritzöffnungen 2 erfolgt ebenfalls synchron. Die kugelförmigen Ventilschließelemente 3 sind hierzu über eine Federelement 10 gegen das Betätigungselement 4 radial vorgespannt. Bei einer weiteren Drehung des Betätigungselementes 4 folgen demnach die kugelförmigen Ventilschließelemente der Kontur der Lauffläche 7 und fallen jeweils in eine Absenkung 9. Dieser Zustand ist in der 1 dargestellt. In der Hochdruckbohrung 14 befindlicher Kraftstoff gelangt dann über die Einspritzöffnungen 2 in den Brennraum einer Brennkraftmaschine (siehe schwarze Pfeile). Zur Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils wird das Betätigungselement 4 vorliegend im Uhrzeigersinn bewegt. Die Drehrichtung ist mittels eines Pfeils mit dem Bezugszeichen 13 angegeben. Die Drehrichtung kann jedoch auch umgekehrt sein. Darüber hinaus sind Ausführungsformen realisierbar, bei welchen das Betätigungselement 4 in beide Drehrichtungen bewegbar ist, so dass die Betätigung des Einspritzventils lediglich eine Drehung des Betätigungselementes 4 über einen bestimmten Winkelbereich erst in die eine und danach zurück in die andere Richtung erfordert.The 1 and 2 is a first inventive fuel injection valve with a housing part 1 and injection openings formed therein 2 to take which as radial extending bores are formed. The illustrated embodiment has a total of eight at the same angular distance from each other arranged injection openings 2 on. In the intersection area with an axial high-pressure bore 14 forms each radially extending bore or injection opening 2 a valve seat 5 from, which for releasing or closing the injection opening 2 with a spherical valve closing element 3 interacts. The spherical valve closing element 3 is this by means of a rotatably mounted actuating element 4 in the radial direction, that is, in the direction of the valve seat, movable. Because on the actuator 4 is a cylindrical section 6 formed, which as a tread 7 for the spherical valve closing element 3 serves, wherein the radial movement of a spherical valve closing element 3 about surveys 8th and reductions 9 the tread 7 is effected. About the circumference of the cylindrical section 6 of the actuating element 4 evenly distributed surveys 8th and reductions 9 take turns The number of surveys 8th or the reductions 9 corresponds to the number of spherical valve closing elements 3 , so that upon rotation of the actuating element 4 all valve closing elements 3 simultaneously in the direction of the respective valve seat 5 be moved until it stops at the valve seat 6 abutment and the injection port 2 close tightly. This condition is in the 2 shown. The release of the injection openings 2 is also synchronous. The spherical valve closing elements 3 are this via a spring element 10 against the actuator 4 radially biased. In a further rotation of the actuating element 4 Accordingly follow the spherical valve closing elements of the contour of the tread 7 and each fall into a subsidence 9 , This condition is in the 1 shown. In the high pressure bore 14 located fuel then passes through the injection openings 2 into the combustion chamber of an internal combustion engine (see black arrows). For actuating the fuel injection valve, the actuating element 4 in this case moved in a clockwise direction. The direction of rotation is by means of an arrow with the reference numeral 13 specified. However, the direction of rotation can also be reversed. In addition, embodiments are feasible, in which the actuating element 4 is movable in both directions, so that the actuation of the injection valve only a rotation of the actuating element 4 over a certain angle range first in one and then back in the other direction requires.

Das Federelement 10, mittels dessen die kugelförmigen Ventilschließelemente 3 gegen das Betätigungselement 4 radial vorgespannt sind, ist vorliegend kettenartig ausgebildet und aus mehreren gliedartigen Einzelelementen 12 zusammengesetzt, welche elastisch verformbar sind. An ihren Enden weisen die gliedartigen Einzelelemente 12 jeweils schalenartige Aufnahmen 11 auf, mit welchen sie an der Kugeloberfläche eines Ventilschließelementes 3 anliegen. Ein kugelförmiges Ventilschließelement 3 wird jeweils von zwei gliedartigen Einzelelementen 12 gehalten. Die Elastizität der Einzelelemente 12 des Federelementes 10 ist ausreichend groß bemessen, um eine radiale Bewegung der kugelförmigen Ventilschließelemente 3 in Richtung des Ventilsitzes 5 zuzulassen, bis das Ventilschließelement 3 am Ventilsitz 5 anliegt.The spring element 10 , by means of which the spherical valve closing elements 3 against the actuator 4 are radially biased, is formed in the present chain-like and made of several member-like individual elements 12 composed, which are elastically deformable. At their ends, the limb-like individual elements 12 each cup-like shots 11 on, with which they on the spherical surface of a valve closing element 3 issue. A spherical valve closing element 3 each of two member-like individual elements 12 held. The elasticity of the individual elements 12 of the spring element 10 is sized large enough to allow radial movement of the spherical valve closure elements 3 in the direction of the valve seat 5 allow until the valve closing element 3 at the valve seat 5 is applied.

Der Durchmesser der Einspritzöffnungen 2 beträgt vorliegend 0,1 mm, während ein herkömmlicher Düsennadelsitz einen Durchmesser von beispielsweise 1,7 mm und somit einen um das 40-fache größeren Strömungsquerschnitt als die acht Einspritzöffnungen 2 der erfindungsgemäßen Ausführungsform besitzt. Der Energiebedarf zur Betätigung des dargestellten Einspritzventilgliedes kann demnach deutlich reduziert werden.The diameter of the injection openings 2 in the present case is 0.1 mm, while a conventional nozzle needle seat has a diameter of, for example, 1.7 mm and thus a flow cross-section which is 40 times greater than the eight injection openings 2 the embodiment of the invention has. The energy required to operate the illustrated injection valve member can therefore be significantly reduced.

Das Gewicht eines kugelförmigen Ventilschließelementes 3 beträgt vorliegend in etwa 4 bis 5 µg. Um eine Verschiebung des Ventilschließelementes 3 um etwa 100 µm in 1 µs zu realisieren, bedarf es lediglich einer radialen Vorspannung von etwa 2,5 N bei 3000 bar Einspritzdruck. Die Nadelsgeschwindigkeit eines herkömmlichen Kraftstoffinjektors wird dabei um den Faktor 100 übertroffen.The weight of a spherical valve closing element 3 is present in about 4 to 5 micrograms. To a displacement of the valve closing element 3 To realize about 100 microns in 1 microseconds, it only requires a radial bias of about 2.5 N at 3000 bar injection pressure. The needle speed of a conventional fuel injector is exceeded by a factor of 100.

Eine schematische Ansicht des zylinderförmigen Abschnitts 6 des drehbar gelagerten Betätigungselementes 4 mit kugelförmigen Ventilschließelementen 3 ist in der 3 dargestellt. 4 ist eine alternative Ausführungsform eines Betätigungselementes 4 zu entnehmen, das anstelle eines zylinderförmigen Abschnitts 6 einen konischen Abschnitt 6 als Lauffläche 7 umfasst. Aus der 5, welche das Betätigungselement 4 der 4 jedoch ohne die kugelförmigen Ventilschließelemente 3 zeigt, sind die Erhebungen 8 und die Absenkungen 9 im Bereich der Lauffläche 7 erkennbar. Die Ausführungsform entsprechend der 4 und 5 ist für ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer Sitzlochdüse geeignet, während die Ausführungsform der 3 vorzugsweise in einem Kraftstoffeinspritzventil mit einer Sacklochdüse Einsatz findet. Eine Untersicht des Betätigungselementes 4 der 4 und 5 ist in der 6 dargestellt, welche deutlich den konischen Abschnitt 6 erkennen lässt. Die Erhebungen 8 und die Absenkungen 9 sind nur angedeutet.A schematic view of the cylindrical section 6 the rotatably mounted actuating element 4 with spherical valve closing elements 3 is in the 3 shown. 4 is an alternative embodiment of an actuator 4 to take that in place of a cylindrical section 6 a conical section 6 as a tread 7 includes. From the 5 which the actuating element 4 of the 4 but without the spherical valve closing elements 3 shows are the surveys 8th and the reductions 9 in the tread area 7 recognizable. The embodiment according to the 4 and 5 is suitable for a fuel injection valve with a seat hole nozzle, while the embodiment of the 3 preferably in a fuel injection valve with a blind hole nozzle insert finds. A bottom view of the actuator 4 of the 4 and 5 is in the 6 shown, which clearly shows the conical section 6 lets recognize. The surveys 8th and the reductions 9 are only hinted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0713004 A1 [0003]
DE 102008001823 A1 [0004]

Claims

Fuel injection valve for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine comprising a housing part ( 1 ) with at least one injection opening ( 2 ) in the form of a substantially radially extending bore and at least one movable valve closing element ( 3 ) for releasing and closing the at least one injection opening ( 2 ), further comprising a rotatably mounted actuating element ( 4 ), which is preferably displaceable by means of a magnetic actuator in a rotational movement, characterized in that the valve closing element ( 3 ) is formed spherical and formed as a bore injection port ( 2 ) as a valve seat ( 5 ) for the valve closing element ( 3 ) serves.

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the rotatably mounted actuating element ( 4 ) a cylindrical or conical section ( 6 ) as a tread ( 7 ) for the at least one spherical valve closing element ( 3 ), wherein the tread ( 7 ) Surveys ( 8th ) and reductions ( 9 ) having.

Fuel injection valve according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one injection opening ( 2 ) in a cylindrical or conical portion of the housing part ( 1 ) is trained.

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of injection openings ( 2 ) over the circumference of the housing part ( 1 ) are arranged evenly distributed and the number of valve closing elements ( 3 ) the number of injection openings ( 2 ) corresponds.

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one spherical valve closing element ( 3 ) via a spring element ( 10 ) against the rotatably mounted actuating element ( 4 ) is biased substantially radially.

Fuel injection valve according to claim 5, characterized in that the spring element ( 10 ) is cage-like and / or at least partially elastically deformable.

Fuel injection valve according to claim 5 or 6, characterized in that the spring element ( 10 ) at least one hole or dish-like receptacle ( 11 ) for receiving a valve closing element ( 3 ).

Fuel injection valve according to one of claims 5 to 7, characterized in that the spring element ( 10 ) limb-like individual elements ( 12 ).

Fuel injection valve according to one of claims 5 to 7, characterized in that the spring element ( 10 ) is formed as an elastic band.

Fuel injection valve according to one of claims 5 to 9, characterized in that the spring element ( 10 ) against rotation relative to the housing part ( 1 ) is secured.