DE102013214589A1 - Switching valve for a fuel injector - Google Patents

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DE102013214589A1 DE102013214589.6A DE102013214589A DE102013214589A1 DE 102013214589 A1 DE102013214589 A1 DE 102013214589A1 DE 102013214589 A DE102013214589 A DE 102013214589A DE 102013214589 A1 DE102013214589 A1 DE 102013214589A1
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Abstract

Schaltventil (10) für einen Kraftstoffinjektor (100) für Brennkraftmaschinen, das ein Ventilstück (11) mit einem Ventilsitz (12) sowie einem mit dem Ventilsitz (12) zusammenwirkenden, hubbeweglichen Ventilschließanker (20) umfasst. Im Ventilstück (11) ist eine Ablaufbohrung (30) mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet, die einen als Drossel (31) dienenden ersten Bereich mit einem Durchmesser d1, einen als Diffusor (32) dienenden zweiten Bereich und einen als nachfolgende Strömungsgeometrie (33) dienenden dritten Bereich mit einem Durchmesser d3 umfasst. Der zweite Bereich weist wenigstens einen Abschnitt mit einem Durchmesser d2 auf und es gilt d1 < d2 < d3. Der als nachfolgende Strömungsgeometrie (33) dienende dritte Bereich B3 besitzt eine Länge l3, wobei für das Verhältnis l3/d3 gilt: 2 < l3/d3 < 4, vorzugsweise ist l3/d3 etwa gleich 2,5.Switch valve (10) for a fuel injector (100) for internal combustion engines, comprising a valve piece (11) with a valve seat (12) and with the valve seat (12) cooperating, liftable valve closing armature (20). In the valve piece (11) has a drain hole (30) is formed with a circular cross-section serving as a throttle (31) first area with a diameter d1, serving as a diffuser (32) second area and serving as a subsequent flow geometry (33) third Includes area with a diameter d3. The second region has at least one section with a diameter d2 and d1 <d2 <d3. The third region B3 serving as the subsequent flow geometry (33) has a length l3, wherein the following applies for the ratio l3 / d3: 2 <l3 / d3 <4, preferably l3 / d3 is approximately equal to 2.5.

Description

Stand der TechnikState of the art

Kraftstoffinjektoren, wie sie vorzugsweise zur Kraftstoffeinspritzung direkt in den Brennraum einer Brennkraftmaschine verwendet werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise aus der DE 198 59 537 . Bei Einspritzsystemen, die nach dem sogenannten Common-Rail-Prinzip arbeiten, wird mittels einer Hochdruckpumpe verdichteter Kraftstoff in einem Rail zur Verfügung gestellt und mittels der Kraftstoffinjektoren in die jeweiligen Brennräume einer Brennkraftmaschine eingespritzt. Die Einspritzung wird mittels einer im Kraftstoffinjektor angeordneten Düsennadel gesteuert, die eine Längsbewegung ausführt und dadurch eine oder mehrere Einspritzöffnungen öffnet und schließt. Die Düsennadel wird über hydraulische Kräfte bewegt, die aufgrund eines Druckes in einem Steuerraum auf die Düsennadel wirken. Durch Änderung des Drucks im Steuerraum und damit der Schließkraft auf die Düsennadel kann die Längsbewegung der Düsennadel gezielt gesteuert werden. Für die Öffnungsbewegung der Düsennadel wird der Druck im Steuerraum mittels eines Schaltventils abgesenkt, indem eine hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum und einem Niederdruckraum geöffnet wird, wobei die hydraulische Verbindung als Drossel ausgebildet ist.Fuel injectors, as they are preferably used for fuel injection directly into the combustion chamber of an internal combustion engine, are known from the prior art, such as from DE 198 59 537 , In injection systems which operate according to the so-called common rail principle, compressed fuel is made available in a rail by means of a high-pressure pump and injected by means of the fuel injectors into the respective combustion chambers of an internal combustion engine. The injection is controlled by means of a nozzle needle arranged in the fuel injector, which performs a longitudinal movement and thereby opens and closes one or more injection openings. The nozzle needle is moved by hydraulic forces acting on the nozzle needle due to a pressure in a control chamber. By changing the pressure in the control chamber and thus the closing force on the nozzle needle, the longitudinal movement of the nozzle needle can be controlled specifically. For the opening movement of the nozzle needle, the pressure in the control chamber is lowered by means of a switching valve by a hydraulic connection between the control chamber and a low-pressure chamber is opened, wherein the hydraulic connection is designed as a throttle.

Aus der DE 198 59 537 ist auch bekannt, dass durch eine Kombination von Drossel und Diffusor als hydraulische Verbindung eine besonders vorteilhafte Einspritzverlaufsformung erzielt werden kann. Aufgrund der immer weiter steigenden Anforderungen bzgl. des Hochdrucks des einzuspritzenden Kraftstoffs steigt auch der im Steuerraum anliegende Hochdruck und damit auch der über die Drossel abzusteuernde Hochdruck. Dadurch erhöht sich das Risiko von Kavitationsschäden in Drossel und nachfolgender Strömungsgeometrie aufgrund zunehmender Dampfblasenbildung im abgesteuerten Kraftstoff.From the DE 198 59 537 It is also known that a particularly advantageous injection rate shaping can be achieved by a combination of throttle and diffuser as a hydraulic connection. Due to the ever-increasing demands regarding the high pressure of the fuel to be injected, the high pressure applied in the control chamber and thus also the high pressure to be removed via the throttle increases. This increases the risk of cavitation damage in throttle and subsequent flow geometry due to increasing vapor bubble formation in the discharged fuel.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltventil mit einer hydraulischen Verbindung zum Absteuern des Kraftstoffs vom Steuerraum in den Niederdruckraum zu schaffen, bei dem innerhalb der hydraulischen Verbindung möglichst wenige Kavitationsschäden entstehen.The present invention has for its object to provide a switching valve with a hydraulic connection for Absteuern the fuel from the control chamber in the low-pressure chamber, in which arise as few cavitation damage within the hydraulic connection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Schaltventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt selbst bei sehr hohen Drücken zum einen eine besonders vorteilhafte Einspritzverlaufsformung und zum anderen wird das Auftreten von Kavitationsschäden minimiert. The switching valve according to the invention with the features of claim 1 achieved even at very high pressures on the one hand a particularly advantageous injection course shaping and on the other hand, the occurrence of cavitation damage is minimized.

Dazu umfasst das Schaltventil eines Kraftstoffinjektors für Brennkraftmaschinen ein Ventilstück mit einem Ventilsitz sowie einen mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden, hubbeweglichen Ventilschließanker, wobei im Ventilstück eine Ablaufbohrung mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist. Die Ablaufbohrung umfasst einen als Drossel dienenden ersten Bereich mit einem Durchmesser d1, einen als Diffusor dienenden zweiten Bereich und einen als nachfolgende Strömungsgeometrie dienenden dritten Bereich mit einem Durchmesser d3. Der zweite Bereich weist wenigstens einen Abschnitt mit einem Durchmesser d2 auf und es gilt d1 < d2 < d3. Der als nachfolgende Strömungsgeometrie dienende dritte Bereich B3 besitzt eine Länge l3, wobei für das Verhältnis l3/d3 gilt: 2 < l3/d3 < 4, vorzugsweise ist l3/d3 etwa gleich 2,5.For this purpose, the switching valve of a fuel injector for internal combustion engines comprises a valve piece with a valve seat and a cooperating with the valve seat, liftable valve-closing armature, wherein in the valve piece a drain hole is formed with a circular cross-section. The drainage bore comprises a first region serving as a throttle with a diameter d 1 , a second region serving as a diffuser, and a third region having a diameter d 3 serving as a subsequent flow geometry. The second region has at least one section with a diameter d 2 and d 1 <d 2 <d 3 . The third region B 3 serving as the subsequent flow geometry has a length l 3 , wherein the following applies to the ratio l 3 / d 3 : 2 <l 3 / d 3 <4, preferably l 3 / d 3 is approximately equal to 2.5.

Vorteilhafterweise besitzt die nachfolgende Strömungsgeometrie einen Durchmesser d3 von 1,0 mm bis 1,5 mm, vorzugsweise etwa 1,3 mm. Der Durchmesser d3 ist nur etwas kleiner ausgeführt als der Durchmesser des Ventilsitzes, so dass die wandnahen Bereiche in möglichst großer Entfernung zur Strömungsachse liegen und das Implodieren der Kavitationsblasen zu keinen bzw. nur zu minimalen Kavitationsschäden führt.Advantageously, the subsequent flow geometry has a diameter d 3 of 1.0 mm to 1.5 mm, preferably about 1.3 mm. The diameter d 3 is only slightly smaller than the diameter of the valve seat, so that the areas near the wall are as far away as possible from the flow axis and the imploding of the cavitation bubbles leads to no or only minimal cavitation damage.

Vorteilhafterweise besitzt die Drossel eine Länge l1 von ca. 0,80 mm und einen Durchmesser d1 von ca. 0,25 mm. Der Drosseldurchmesser d1 von ca. 0,25 mm führt zu einer besonders günstigen Einspritzverlaufsformung, speziell während der Öffnungshubbewegung der Düsennadel. Bevorzugt ist das Längen-Durchmesser-Verhältnis l1/d1 der Drossel größer als 3, um Verwirbelungen der Kraftstoffströmung in den nachfolgenden Bereichen zu vermeiden bzw. zu reduzieren. So ergibt sich eine optimierte Drossellänge l1 von ca. 0,80 mm.Advantageously, the throttle has a length l 1 of about 0.80 mm and a diameter d 1 of about 0.25 mm. The throttle diameter d 1 of about 0.25 mm leads to a particularly favorable injection rate shaping, especially during the opening stroke of the nozzle needle. Preferably, the length-diameter ratio l 1 / d 1 of the throttle is greater than 3 in order to avoid or reduce turbulence of the fuel flow in the subsequent areas. This results in an optimized throttle length l 1 of about 0.80 mm.

In einer vorteilhaften Ausführung weist der Diffusor einen zweiten Abschnitt mit dem Durchmesser d2b auf. Dadurch ist der Diffusor als Doppeldiffusor ausgebildet, mit einem sich an die Drossel anschließenden ersten Diffusor mit Durchmesser d2 bzw. d2a und einem zweiten Diffusor mit Durchmesser d2b, wobei d2b > d2a ist. Durch den Einsatz eines Doppeldiffusors wird die Strömung in der gesamten Ablaufbohrung vorteilhaft gestaltet: Verwirbelungen werden reduziert und das Implodieren der Dampfblasen in wandnahen „Totwassergebieten“ – also Gebieten mit sehr geringer Strömungsgeschwindigkeit, meist an Innenkanten – weitestmöglich vermieden. In an advantageous embodiment, the diffuser has a second section with the diameter d 2b . As a result, the diffuser is designed as a double diffuser, with a first diffuser, which adjoins the throttle, having a diameter d 2 or d 2a and a second diffuser having a diameter d 2b , where d 2b is > d 2a . Through the use of a double diffuser, the flow throughout the drain hole is made advantageous: turbulence is reduced and the imploding of the vapor bubbles in near-wall "dead water areas" - ie areas with very low flow velocity, usually at inner edges - avoided as far as possible.

Vorteilhafterweise ist der Durchflussquerschnitt des zweiten Diffusors etwa doppelt so groß wie der Durchflussquerschnitt des ersten Diffusors. Dadurch wird der aufgrund der Drosselung ungünstig hohe µ-Wert (Wasserdampfdiffusionswiderstand) wieder gesenkt.Advantageously, the flow area of the second diffuser is about twice as large as the flow area of the first diffuser. As a result, the unfavorably high μ value (water vapor diffusion resistance) due to the throttling is lowered again.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist der erste Diffusor eine Länge l2a auf und besitzt ein Längen-Durchmesser-Verhältnis l2a/d2a von etwa 1. Dieses Verhältnis erzielt den besten Kompromiss aus Strömungsbild, Durchflussmenge, Reduzierung des µ-Wertes und Auftreten von Kavitation. In an advantageous embodiment, the first diffuser has a length l 2a and has a length-diameter ratio l 2a / d 2a of about 1. This ratio achieves the best compromise flow pattern, flow rate, reduction of μ value and occurrence of cavitation.

Analog dazu weist vorteilhaft auch der zweite Diffusor eine Länge l2b auf und besitzt ein Längen-Durchmesser-Verhältnis l2b/d2b von etwa 1.Similarly, the second diffuser advantageously has a length l 2b and has a length-diameter ratio l 2b / d 2b of about 1.

In bevorzugter Weise besitzt der erste Diffusor einen Durchmesser d2a von etwa 0,35 mm. Im Bereich des Doppeldiffusors ist es für eine Durchmessererweiterung besonders günstig, wenn sich der Durchflussquerschnitt pro Stufe ca. verdoppelt. So wird die Kraftstoffströmung mit möglichst nur geringen Verwirbelungen geführt bei gleichzeitig optimierter Druckrückgewinnung. Mit einem Drosseldurchmesser d1 von etwa 0,25 mm ergibt sich so für den Durchmesser d2a des ersten Diffusors etwa 0,35 mm.Preferably, the first diffuser has a diameter d 2a of about 0.35 mm. In the area of the double diffuser, it is particularly favorable for an enlargement of the diameter if the flow cross section per stage approximately doubles. Thus, the fuel flow with as little as possible turbulence is performed while optimizing pressure recovery. With a throttle diameter d 1 of about 0.25 mm, this results in about 0.35 mm for the diameter d 2a of the first diffuser.

Analog dazu beträgt der Durchmesser des zweiten Diffusors d2b etwa 0,50 mm.Similarly, the diameter of the second diffuser d 2b is about 0.50 mm.

Bevorzugterweise ist das Schaltventil als ein im Wesentlichen druckausgeglichenes Ventil ausgebildet. Dadurch können hohe Schaltgeschwindigkeiten erzielt werden und das Schaltventil ist somit sehr gut für Mehrfacheinspritzungen geeignet.Preferably, the switching valve is designed as a substantially pressure-balanced valve. As a result, high switching speeds can be achieved and the switching valve is thus very well suited for multiple injections.

Vorteilhaft ist das Schaltventil als Magnetventil ausgebildet. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Schaltventils, besonders die Nähe von Ablaufdrossel zu Ventilsitz, begünstigt eine elektromagnetische Anregung des Ventilschließankers. Eine Druckübersetzung mit einer zusätzlichen Drosselstelle kann so entfallen.Advantageously, the switching valve is designed as a solenoid valve. The structure of the switching valve according to the invention, especially the proximity of drain throttle to valve seat, promotes electromagnetic excitation of the valve closing armature. A pressure boost with an additional throttle point can be omitted.

Zeichnungendrawings

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Schaltventil im Längsschnitt, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. 1 shows a switching valve according to the invention in longitudinal section, wherein only the essential areas are shown.

2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der 1 mit dem Ventilstück des Schaltventils, wobei eine im Ventilstück ausgebildete Ablaufbohrung genauer dargestellt ist. 2 shows an enlarged section of the 1 with the valve piece of the switching valve, wherein a drain hole formed in the valve piece is shown in more detail.

Beschreibungdescription

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Schaltventil 10, das hier in einem Kraftstoffinjektor 100 verwendet wird. Der Kraftstoffinjektor 100 weist ein Gehäuse auf, das einen Düsenkörper 2 und ein mit dem Düsenkörper 2 verschraubtes Ventilgehäuse 40 umfasst. In dem Düsenkörper 2 ist ein unter Hochdruck stehender Druckraum 3 ausgebildet, der im Betrieb mit einer nicht dargestellten unter Hochdruck stehenden Kraftstoffquelle, typischerweise einem Common-Rail, verbunden ist. Im Druckraum 3 ist längsverschiebbar eine in einer Hülse 6 geführte Düsennadel 4 angeordnet, die zum Öffnen und Schließen von nicht dargestellten Einspritzöffnungen dient, die in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine münden. 1 shows a switching valve according to the invention 10 That's here in a fuel injector 100 is used. The fuel injector 100 has a housing having a nozzle body 2 and one with the nozzle body 2 bolted valve body 40 includes. In the nozzle body 2 is a high-pressure room 3 formed, which is connected in operation with a not shown under high pressure fuel source, typically a common rail. In the pressure room 3 is longitudinally displaceable in a sleeve 6 guided nozzle needle 4 arranged, which serves for opening and closing of injection openings, not shown, which open into a combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine.

Im Ventilgehäuse 40 ist ein Ventilstück 11 angeordnet, das an einer Schulter im Ventilgehäuse 40 anliegt und bis in den Druckraum 3 ragt. In the valve housing 40 is a valve piece 11 arranged on a shoulder in the valve body 40 is applied and into the pressure chamber 3 protrudes.

Die Öffnungs- und Schließbewegung der Düsennadel 4 wird über den Druck in einem Steuerraum 5 gesteuert. Der Steuerraum 5 wird durch die Düsennadel 4, die Hülse 6 und das Ventilstück 11 begrenzt. In der Hülse 6 ist eine Zulaufbohrung 7 ausgebildet, die den Druckraum 3 mit dem Steuerraum 5 verbindet. Im Ventilstück 11 ist eine Ablaufbohrung 30 ausgebildet, die den Steuerraum 5 schaltbar mit einem Niederdruckraum 50 verbindet, der im Ventilgehäuse 40 ausgebildet ist. Ventilstück 6 und Hülse 11 können in anderen Ausführungsformen auch einteilig als großes Ventilstück 6, 11 ausgeführt werden, so dass die Düsennadel 4 im Ventilstück 6, 11 geführt wird und sowohl Zulaufborhung 7 als auch Ablaufbohrung 30 im Ventilstück 6, 11 ausgebildet sind.The opening and closing movement of the nozzle needle 4 is about the pressure in a control room 5 controlled. The control room 5 gets through the nozzle needle 4 , the sleeve 6 and the valve piece 11 limited. In the sleeve 6 is an inlet hole 7 formed the pressure chamber 3 with the control room 5 combines. In the valve piece 11 is a drain hole 30 formed the control room 5 switchable with a low pressure room 50 that connects in the valve body 40 is trained. valve piece 6 and sleeve 11 may also be in one piece as a large valve piece in other embodiments 6 . 11 be executed, so that the nozzle needle 4 in the valve piece 6 . 11 is led and both Zulaufborhung 7 as well as drain hole 30 in the valve piece 6 . 11 are formed.

Im Ventilgehäuse 40 ist ein Schaltventil 10 angeordnet, das neben dem Ventilstück 11 einen Elektromagnet 42, einen Ventilschließanker 20 und einen Ventilbolzen 44 umfasst. Im Ventilgehäuse 40 sind das Ventilstück 11 und der Elektromagnet 42 unter Zwischenlage einer Ventilhülse 41 durch eine Spannschraube 43 fest verspannt. Mit der Spannschraube 43 ist der Ventilbolzen 44 fest verbunden, auf dem axial verschiebbar der Ventilschließanker 20 in einer in ihm ausgebildeten Ankerbohrung 21 geführt ist. So wird ein quasi druckausgeglichenes Schaltventil 10 durch den starr angeordneten Ventilbolzen 44 realisiert.In the valve housing 40 is a switching valve 10 arranged next to the valve piece 11 an electromagnet 42 , a valve closing anchor 20 and a valve pin 44 includes. In the valve housing 40 are the valve piece 11 and the electromagnet 42 with the interposition of a valve sleeve 41 through a clamping screw 43 tightly clamped. With the clamping screw 43 is the valve pin 44 firmly connected, on the axially displaceable valve closing armature 20 in an anchor hole formed in it 21 is guided. So is a quasi-pressure balanced switching valve 10 through the rigidly arranged valve pin 44 realized.

Der Ventilschließanker 20 wird durch die Kraft einer Feder 45, die zwischen Ventilbolzen 44 und Ventilschließanker 20 angeordnet ist, gegen einen am Ventilstück 11 ausgebildeten Ventilsitz 12 gedrückt. Der Durchmesser des Ventilsitzes 12 und der Durchmesser des Ventilbolzens 44 sind nahezu gleich groß. Dadurch sind die hydraulischen Kräfte auf den Ventilschließanker 20 in axialer Richtung nahezu Null, das Schaltventil 10 ist quasi druckausgeglichen. Konstruktiv kann das zum Beispiel durch eine gestufte Ankerbohrung 21 umgesetzt werden. The valve closing anchor 20 is due to the power of a spring 45 between the valve pin 44 and valve closing anchor 20 is arranged, against one on the valve piece 11 trained valve seat 12 pressed. The diameter of the valve seat 12 and the diameter of the valve pin 44 are almost the same size. As a result, the hydraulic forces on the valve closing anchor 20 almost zero in the axial direction, the switching valve 10 is almost pressure balanced. This can be done constructively, for example, with a stepped anchorage hole 21 be implemented.

Der Niederdruckraum 50 ist hydraulisch mit dem unter Niederdruck stehenden Rücklaufsystem des Kraftstoffinjektors 100 verbunden.The low pressure room 50 is hydraulic with the low pressure return system of the fuel injector 100 connected.

Die Ablaufbohrung 30 unterteilt sich vom Steuerraum 5 zum Niederdruckraum 50 in drei Bereiche: einen als Drossel 31 dienenden ersten Bereich, einen als Diffusor 32 dienenden zweiten Bereich und einen als nachfolgende Strömungsgeometrie 33 dienenden dritten Bereich. Der Durchflussquerschnitt der Drossel 31 ist dabei geringer als der Durchflussquerschnitt des Diffusors 32, welcher wiederum geringer ist als der Durchflussquerschnitt der nachfolgenden Strömungsgeometrie 33.The drain hole 30 is divided from the control room 5 to the low-pressure room 50 on three Areas: one as a throttle 31 serving first area, one as a diffuser 32 serving second area and a subsequent flow geometry 33 serving third area. The flow area of the throttle 31 is less than the flow area of the diffuser 32 , which in turn is less than the flow area of the subsequent flow geometry 33 ,

2 zeigt eine detaillierte Darstellung der Ablaufbohrung 30 im Ventilstück 11. Die Drossel 31 ist steuerraumnah im ersten Bereich angeordnet und besitzt eine Länge l1 und einen kreisrunden Durchflussquerschnitt mit dem Durchmesser d1. Vorteilhaft ist ihr Längen-Durchmesser-Verhältnis l1/d1 ~ 3. An die Drossel 31 schließt sich der Diffusor 32 mit der Länge l2 im zweiten Bereich an, der in der dargestellten Ausführungsform als Doppeldiffusor 32 ausgebildet ist und einen größeren Durchflussquerschnitt als die Drossel 31 aufweist: Der Doppeldiffusor 32 besteht aus einem drosselnahen ersten Diffusor 32a mit der Länge l2a und einem zweiten Diffusor 32b mit der Länge l2b, wobei der zweite Diffusor 32b mit dem Durchmesser d2b einen größeren Durchflussquerschnitt besitzt als der erste Diffusor 32a mit dem Durchmesser d2a. An den Doppeldiffusor 32 schließt sich niederdruckraumnah die nachfolgende Strömungsgeometrie 33 des dritten Bereichs an; sie weist die Länge l3 und den Durchmesser d3 auf. 2 shows a detailed representation of the drain hole 30 in the valve piece 11 , The throttle 31 is arranged close to the control room in the first region and has a length l 1 and a circular flow cross-section with the diameter d. 1 Advantageous is their length-diameter ratio l 1 / d 1 ~ 3. At the throttle 31 closes the diffuser 32 with the length l 2 in the second region, which in the illustrated embodiment as a double diffuser 32 is formed and a larger flow area than the throttle 31 comprising: The double diffuser 32 consists of a throttling first diffuser 32a with length l 2a and a second diffuser 32b with length l 2b , with the second diffuser 32b with the diameter d 2b has a larger flow area than the first diffuser 32a with the diameter d 2a . To the double diffuser 32 closes low pressure close to the space the following flow geometry 33 of the third area; it has the length l 3 and the diameter d 3 .

Alle drei Bereiche der Ablaufbohrung 30 sind durch kreisrunde Durchflussquerschnitte gekennzeichnet. Dabei gilt, dass sich die Durchflussquerschnitte von der Steuerraumseite zur Niederdruckraumseite stets erweitern: d1 < d2 < d3 für eine Ablaufbohrung 30 mit einfachem Diffusor 32 d1 < d2a < d2b < d3 für eine Ablaufbohrung 30 mit Doppeldiffusor 32a & 32b All three areas of the drain hole 30 are characterized by circular flow cross-sections. The following applies: The flow cross-sections always extend from the control room side to the low-pressure room side: d 1 <d 2 <d 3 for a drain hole 30 with a simple diffuser 32 d 1 <d 2a <d 2b <d 3 for a drain hole 30 with double diffusers 32a & 32b

Die Übergänge zwischen den unterschiedlichen Durchflussquerschnitten – also von Drossel 31 zu erstem Diffusor 32a, von erstem Diffusor 32a zu zweitem Diffusor 32b und von zweitem Diffusor 32b zur nachfolgenden Strömungsgeometrie 33 – werden durch Fasen ausgestaltet, die abgerundet sein können. Vorzugsweise besitzen die Übergänge von Drossel 31 zu erstem Diffusor 32a und von erstem Diffusor 32a zu zweitem Diffusor 32b je eine 45°-Fase und der Übergang von zweitem Diffusor 32b zur nachfolgenden Strömungsgeometrie 33 eine 30°-Fase. The transitions between the different flow cross sections - ie of throttle 31 to the first diffuser 32a , from the first diffuser 32a to second diffuser 32b and second diffuser 32b to the following flow geometry 33 - are designed by chamfers, which can be rounded. Preferably, the transitions have throttle 31 to the first diffuser 32a and from the first diffuser 32a to second diffuser 32b one 45 ° bevel each and the transition from the second diffuser 32b to the following flow geometry 33 a 30 ° bevel.

Die Funktionsweise des Schaltventils 10 ist wie folgt: Vor Beginn des Einspritzvorgangs sind die Düsennadel 4 und das Schaltventil 10 geschlossen, es strömt kein Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Geschlossenes Schaltventil 10 bedeutet, dass der Ventilschließanker 20 gegen den Ventilsitz 12 gedrückt ist und diesen abdichtet. Der Steuerraum 5 steht unter Hochdruck, der in etwa dem Hochdruck des Common-Rails entspricht. The operation of the switching valve 10 is as follows: Before starting the injection process are the nozzle needle 4 and the switching valve 10 closed, no fuel flows into the combustion chamber of the internal combustion engine. Closed switching valve 10 means that the valve closing anchor 20 against the valve seat 12 is pressed and this seals. The control room 5 is under high pressure, which corresponds approximately to the high pressure of the common rail.

Zu Beginn des Einspritzvorgangs wird der Elektromagnet 42 elektrisch angesteuert und übt dadurch eine anziehende Kraft auf den Ventilschließanker 20 aus. Daraufhin führt der Ventilschließanker 20 eine Hubbewegung entgegen der Kraft der Feder 45 in Richtung des Elektromagneten 42 aus und hebt sich so vom Ventilsitz 12 ab. Der Steuerraum 5 ist jetzt über die Ablaufbohrung 30 mit dem Niederdruckraum 50 verbunden. Kraftstoff fließt daraufhin aus dem Steuerraum 5 in den Niederdruckraum 50, was auch als Absteuerung des Kraftstoffs bezeichnet wird. Der Druck im Steuerraum 5 sinkt, da mehr Kraftstoff über die Ablaufbohrung 30 abgesteuert wird als über die Zulaufbohrung 7 zufließt. Im gleichen Maße wie der Druck im Steuerraum 5 sinkt auch die resultierende hydraulische Kraft auf die Düsennadel 4 in Richtung der Einspritzöffnungen. Dadurch hebt die Düsennadel 4 von einem Düsennadelsitz ab und gibt die Einspritzöffnungen frei; Kraftstoff fließt in den Brennraum der Brennkraftmaschine. At the beginning of the injection process, the electromagnet 42 electrically energized and thereby exerts an attractive force on the valve closing anchor 20 out. Then the valve closing anchor leads 20 a lifting movement against the force of the spring 45 in the direction of the electromagnet 42 and thus lifts itself from the valve seat 12 from. The control room 5 is now over the drain hole 30 with the low-pressure room 50 connected. Fuel then flows out of the control room 5 in the low pressure room 50 , which is also referred to as a control of the fuel. The pressure in the control room 5 decreases, as more fuel over the drain hole 30 is controlled as over the inlet bore 7 accrues. To the same extent as the pressure in the control room 5 The resulting hydraulic force also drops on the nozzle needle 4 in the direction of the injection openings. This raises the nozzle needle 4 from a nozzle needle seat and releases the injection ports; Fuel flows into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Zur Beendigung des Einspritzvorgangs wird die elektrische Ansteuerung des Elektromagneten 42 beendet. Der Elektromagnet 42 übt keine anziehende Kraft mehr auf den Ventilschließanker 20 aus, und der Ventilschließanker 20 wird durch die Federkraft der Feder 45 wieder gegen den Ventilsitz 12 gedrückt. Über die Zulaufbohrung 7 wird der Steuerraum 5 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff gefüllt, bis im Steuerraum 5 der gleiche Druck herrscht wie im Druckraum 3 bzw. im Common-Rail. Mit dem Druck im Steuerraum 5 steigt auch die hydraulische Kraft auf die Düsennadel 4 in Richtung der Einspritzöffnungen und die Düsennadel 4 wird wieder gegen ihren Düsennadelsitz gedrückt. Es fließt kein Brennstoff mehr in den Brennraum der Brennkraftmaschine.To complete the injection process, the electrical control of the electromagnet 42 completed. The electromagnet 42 exerts no attractive force on the valve closing anchor 20 off, and the valve closing anchor 20 is due to the spring force of the spring 45 again against the valve seat 12 pressed. About the inlet hole 7 becomes the control room 5 filled with high-pressure fuel until in the control room 5 the same pressure prevails as in the pressure chamber 3 or in the common rail. With the pressure in the control room 5 the hydraulic force on the nozzle needle also increases 4 in the direction of the injection openings and the nozzle needle 4 is pressed again against her nozzle needle seat. There is no more fuel flowing into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Aufgrund des Hochdrucks und der Einspritzverlaufsformung für die Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine werden an das Schaltventil 10 hohe Anforderungen hinsichtlich des abzusteuernden Kraftstoffs gestellt: zum einen treten während eines Schaltzyklusses große Druckunterschiede innerhalb des Steuerraums 5 und in der Ablaufbohrung 30 auf. Zum anderen erreicht der Kraftstoff beim Absteuern speziell in der Ablaufbohrung 30 hohe Durchflussgeschwindigkeiten. Mit steigender Durchflussgeschwindigkeit sinkt der statische Druck. Fällt dieser unter den Dampfdruck des Kraftstoffs, so bilden sich Dampfblasen. Die Dampfblasen werden mit der Strömung in Gebiete höheren statischen Drucks (also geringerer Durchflussgeschwindigkeit bzw. größeren Durchflussquerschnitts) befördert. Mit dem dortigen Anstieg des statischen Drucks über den Dampfdruck kondensieren die Dampfblasen schlagartig, und sie implodieren. Dieser Vorgang wird als Kavitation bezeichnet. Für die umgebende Strömungsgeometrie sind die reflektierten Implosionsblasen, die Druckpeaks bis 40 kbar aufweisen können, schädlich, wenn sie wandnah auftreten; es kommt zu Materialabtragungen, dabei spricht man von Kavitationserosion oder Kavitationsschäden. Besonders gefährdete Bereiche des Schaltventils 10 bzgl. Kavitationsschäden sind demzufolge der Endbereich der Drossel 31, der Diffusor 32, die nachfolgende Strömungsgeometrie 33, der Ventilsitz 12, der Ventilschließanker 20 und der Ventilbolzen 44, also die hochdruckbeaufschlagten Bereiche des Schaltventils 10 stromabwärts der Drossel 31.Due to the high pressure and the injection course for the injection of the fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine to the switching valve 10 high demands are placed on the fuel to be removed: on the one hand occur during a Schaltzyklusses large pressure differences within the control room 5 and in the drain hole 30 on. On the other hand, the fuel reaches during Absteuern especially in the drain hole 30 high flow rates. As the flow rate increases, the static pressure decreases. If this falls below the vapor pressure of the fuel, then vapor bubbles form. The vapor bubbles are conveyed with the flow in areas of higher static pressure (ie lower flow rate or larger flow area). With the increase in static pressure there The vapor bubbles condense abruptly over the vapor pressure, and they implode. This process is called cavitation. For the surrounding flow geometry, the reflected implosion bubbles, which may have pressure peaks up to 40 kbar, are detrimental if they occur close to the wall; it comes to material erosion, this is called cavitation erosion or cavitation damage. Particularly vulnerable areas of the switching valve 10 with regard to cavitation damage are therefore the end of the throttle 31 , the diffuser 32 , the subsequent flow geometry 33 , the valve seat 12 , the valve closing anchor 20 and the valve pin 44 , So the high pressure areas of the switching valve 10 downstream of the throttle 31 ,

Um Kavitationsschäden zu vermeiden bzw. zu reduzieren, werden hinsichtlich der Ausgestaltung der Ablaufbohrung 30 zwei Maßnahmen getroffen: zum einen wird die wandnahe Entstehung und Führung von Dampfblasen durch die spezielle Ausgestaltung der Drossel 31 und des Diffusors 32 reduziert, zum anderen wird das Implodieren der Dampfblasen durch die Verwendung einer nachfolgenden Strömungsgeometrie 33 mit großem Volumen auf einen großen, möglichst wandfernen Bereich verteilt. In order to avoid or reduce cavitation damage, are in terms of the design of the drain hole 30 two measures taken: on the one hand, the near-wall formation and management of vapor bubbles by the special design of the throttle 31 and the diffuser 32 On the other hand, the imploding of the vapor bubbles by the use of a subsequent flow geometry 33 distributed in a large volume on a large, as far away from the wall as possible.

Die Aufgabe der Drossel 31 ist es den Kraftstoff beim Absteuern aus dem Steuerraum 5 zu drosseln und damit die Bewegungen der Düsennadel 4 so zu steuern, dass eine optimierte Einspritzverlaufsformung für den Kraftstoffinjektor 100 erzielt wird. Die Drosselfunktion wird wesentlich durch den Durchmesser d1 des kreisrunden Durchflussquerschnitts der Drossel 31 bestimmt. Hydraulische Auslegungen der Einspritzverlaufsformung zeigen, dass mit einem Drosseldurchmesser d1 von 0,2 ... 0,3 mm, insbesondere ca. 0,25 mm, die günstigsten Einspritzverlaufsformungen erzielt werden.The task of the throttle 31 is it the fuel when driving out of the control room 5 to throttle and thus the movements of the nozzle needle 4 to control so that an optimized injection course shaping for the fuel injector 100 is achieved. The throttle function is essentially due to the diameter d 1 of the circular flow cross-section of the throttle 31 certainly. Hydraulic interpretations of the injection progression molding show that with a throttle diameter d 1 of 0.2... 0.3 mm, in particular approx. 0.25 mm, the most favorable injection profile formations are achieved.

Das Längen-Durchmesser-Verhältnis der Drossel 31 ist idealerweise etwas größer als 3, so dass die Länge l1 der Drossel 31 0,7 ... 1,0 mm, insbesondere ca. 0,8 mm beträgt. Eine Durchflussänderung durch Wandern des Schädigungsgebietes vom Diffusor 32 zur Drossel 31 wird dadurch vermieden. Weiterhin kommt es zu weniger starken Verwirbelungen des durchströmenden Kraftstoffs in den nachfolgenden Bereichen, also im Diffusor 32, als bei kürzeren Drosseln. Verwirbelungen können die Dampfblasen in wandnahe Bereiche tragen und so Kavitationsschäden verursachen. Eine lange Drossel 31 konzentriert die in den Diffusor 32 eintretende dampfbeladene Absteuerströmung mehr auf der Strömungsachse, also auf der Symmetrieachse der Ablaufbohrung 30. Natürlich kann das Längen-Durchmesser-Verhältnis der Drossel 31 auch größer gewählt werden, es würde dann aber mehr Bauraum erfordern, ohne die Kraftstoffströmung zusätzlich zu verbessern. The length-diameter ratio of the throttle 31 is ideally slightly larger than 3, so that the length l 1 of the throttle 31 0.7 ... 1.0 mm, in particular about 0.8 mm. A flow change due to migration of the damaged area from the diffuser 32 to the throttle 31 is avoided. Furthermore, there is less turbulence of the flowing fuel in the following areas, ie in the diffuser 32 , as with shorter chokes. Turbulence can carry the vapor bubbles near the wall, causing cavitation damage. A long throttle 31 concentrate in the diffuser 32 entering steam-laden Absteuerströmung more on the flow axis, ie on the symmetry axis of the drain hole 30 , Of course, the length-diameter ratio of the throttle 31 be chosen larger, but it would then require more space without improving the fuel flow in addition.

Ein nicht umgehbarer Nachteil der vergleichsweise langen Drossel 31 ist die Verschlechterung des µ-Wertes (Wasserdampfdiffusionswiderstand): Mit zunehmender Drossellänge erhöht sich der µ-Wert, der wiederum einen hohen Rücklaufgegendruck zur Folge hat. Dadurch ist die Strömung bzw. die „Diffusion“ der Dampfblasen in die nachfolgende Strömungsgeometrie 33 mit einem höheren Widerstand behaftet, was dementsprechend zu ungewünschten Verwirbelungen führt. Die Aufgabe des Diffusors 32 ist es, den µ-Wert durch optimierte Druckrückgewinnung wieder zu senken. Vorteilhafterweise wird diese Aufgabe durch den Einsatz eines Doppeldiffusors 32 erfüllt.An inestimable disadvantage of the comparatively long throttle 31 is the deterioration of the μ value (water vapor diffusion resistance): As the throttle length increases, the μ value increases, which in turn results in a high return back pressure. As a result, the flow or the "diffusion" of the vapor bubbles in the subsequent flow geometry 33 associated with a higher resistance, which accordingly leads to undesirable turbulence. The task of the diffuser 32 is to lower the μ-value by optimized pressure recovery again. Advantageously, this object is achieved by the use of a double diffuser 32 Fulfills.

Die Durchmessererweiterungen im Doppeldiffusor 32 haben entscheidenden Einfluss auf die Kraftstoffströmung in der gesamten Ablaufbohrung 30 und damit auch auf den µ-Wert. Vorteilhaft wird im Bereich des Doppeldiffusors 32 eine Durchmessererweiterung so gestaltet, dass sich der Durchflussquerschnitt pro Stufe ca. verdoppelt. D.h. der Durchflussquerschnitt A2a des ersten Diffusors 32a ist etwa doppelt so groß wie der Durchflussquerschnitt A1 der Drossel 31 und der Durchflussquerschnitt A2b des zweiten Diffusors 32b ist etwa doppelt so groß wie A2a. Somit ergibt sich für den Durchmesser d2a des kreisrunden Durchflussquerschnitts des ersten Diffusors 32a: d2a = 0,28 ... 0,42 mm, insbesondere 0,35 mm. Und es ergibt sich für den Durchmesser d2b des kreisrunden Durchflussquerschnitts des zweiten Diffusors 32b: d2b = 0,40 ... 0,60 mm, insbesondere ca. 0,50 mm. The diameter extensions in the double diffuser 32 have a decisive influence on the flow of fuel throughout the drain hole 30 and thus also on the μ-value. It is advantageous in the region of the double diffuser 32 a diameter extension designed so that the flow area per stage approximately doubles. That is, the flow area A 2a of the first diffuser 32a is about twice as large as the flow area A 1 of the throttle 31 and the flow area A 2b of the second diffuser 32b is about twice the size of A 2a . Thus results for the diameter d 2a of the circular flow cross-section of the first diffuser 32a : d 2a = 0.28 ... 0.42 mm, in particular 0.35 mm. And it results for the diameter d 2b of the circular flow cross-section of the second diffuser 32b : d 2b = 0.40 ... 0.60 mm, in particular about 0.50 mm.

Für das Längen-Durchmesser-Verhältnis des Diffusors 32 bzw. des Doppeldiffusors 32 mit dem ersten Diffusor 32a und dem zweiten Diffusor 32b hat sich ein Verhältnis von ca. 1 pro Durchmessererweiterung als strömungstechnisch besonders günstig herausgestellt. Dieses Verhältnis erzielt den besten Kompromiss aus Strömungsbild, Durchflussmenge, Reduzierung des µ-Wertes und Auftreten von Kavitation. For the length-diameter ratio of the diffuser 32 or the double diffuser 32 with the first diffuser 32a and the second diffuser 32b a ratio of about 1 per diameter expansion has proven to be particularly favorable in terms of flow. This ratio achieves the best compromise between flow pattern, flow rate, μ-value reduction and cavitation.

Damit ergeben sich für den ersten Diffusor 32a eine Länge l2a = 0,28 ... 0,42 mm, insbesondere ca. 0,35 mm und für den zweiten Diffusor 32b eine Länge l2b = 0,40 ... 0,60 mm, insbesondere 0,50 mm.This results in the first diffuser 32a a length l 2a = 0.28 ... 0.42 mm, in particular about 0.35 mm and for the second diffuser 32b a length l 2b = 0.40 ... 0.60 mm, in particular 0.50 mm.

Strömungstechnisch besonders günstig erfolgen die Durchmessererweiterungen von Drossel 31 zu dem ersten Diffusor 32a und vom ersten Diffusor 32a zum zweiten Diffusor 32b sich konisch unter 45° erweiternd, also mit einer 45° Fase, die an ihren Kanten abgerundet sein kann. Bei scharfkantigen, also 90°-Übergängen, entstünden sogenannte Totwassergebiete im Bereich der Innenkanten des Doppeldiffusors 32, die wiederum zur Bildung von Unterdruckzonen und damit zusätzlichen wandnahen Kavitationsblasen führen könnten.Particularly favorable in terms of flow technology are the diameter expansions of the throttle 31 to the first diffuser 32a and from the first diffuser 32a to the second diffuser 32b widening conically at 45 °, ie with a 45 ° bevel, which can be rounded at its edges. In sharp-edged, ie 90 ° transitions, so-called dead water areas would develop in the area of the inner edges of the double diffuser 32 which in turn could lead to the formation of vacuum zones and thus additional near-wall cavitation bubbles.

Die sich an den Doppeldiffusor 32 anschließende nachfolgende Strömungsgeometrie 33 hat die Aufgabe, bei gleichbleibender Abströmmenge zwischen Ventilsitz 12 und Ventilschließanker 20 das statische Druckniveau in der nachfolgenden Strömungsgeometrie 33 anzuheben, um eine verminderte Dampfbildung zu erzielen. Dies wird über ein vergleichsweise großes Volumen erreicht. Die verbleibende Dampfblasenbildung und vor allem auch Implosion der Dampfblasen wird zudem auf ein größeres Volumen verteilt und von Ventilsitz 12 und Ventilschließanker 20 ferngehalten. Kavitationsschäden in den Bereichen stromabwärts des Diffusors 32 werden so minimiert. Gleichzeitig senkt eine lange nachfolgende Strömungsgeometrie 33 den µ-Wert durch die Ausbildung eines homogenen Strömungsbildes, wodurch sich die Funktionalität das Kraftstoffinjektors 100 verbessert. The to the double diffuser 32 subsequent subsequent flow geometry 33 has the task, with constant Abströmmenge between valve seat 12 and valve closing anchor 20 the static pressure level in the subsequent flow geometry 33 raise to achieve a reduced vapor formation. This is achieved over a comparatively large volume. The remaining vapor bubble formation and above all implosion of the vapor bubbles is also distributed to a larger volume and valve seat 12 and valve closing anchor 20 kept away. Cavitation damage in the areas downstream of the diffuser 32 are minimized. At the same time, a long subsequent flow geometry lowers 33 the μ-value through the formation of a homogeneous flow pattern, which enhances the functionality of the fuel injector 100 improved.

Durch den vorherigen Einsatz des Doppeldiffusors 32 muss die Durchmessererweiterung für die nachfolgende Strömungsgeometrie 33 nicht mehr auf den doppelten Durchflussquerschnitt begrenzt werden. Vorteilhaft ist der Durchmesser d3 der nachfolgenden Strömungsgeometrie 33 nur geringfügig kleiner als der Durchmesser des Ventilsitzes 12 und liegt im Bereich 1,0 ... 1,5 mm, vorzugsweise bei 1,3 mm. Der vergleichsweise große Durchmesser des Ventilsitzes 12 hat den Vorteil, dass bereits bei geringem Hub des Ventilschließankers 20 die benötigte Absteuermenge zwischen Ventilsitz 12 und Ventilschließanker 20 abgeführt werden kann.By the previous use of the double diffuser 32 must the diameter extension for the subsequent flow geometry 33 no longer limited to twice the flow area. Advantageously, the diameter d 3 of the subsequent flow geometry 33 only slightly smaller than the diameter of the valve seat 12 and is in the range 1.0 ... 1.5 mm, preferably 1.3 mm. The comparatively large diameter of the valve seat 12 has the advantage that even with a small stroke of the valve closing anchor 20 the required amount of diversion between valve seat 12 and valve closing anchor 20 can be dissipated.

Das Längen-Durchmesser-Verhältnis l3/d3 der nachfolgenden Strömungsgeometrie 33 muss nicht mehr größer als 3 gewählt werden, da Drossel 31 und Doppeldiffusor 32 schon einen großen Teil des Hochdrucks im Steuerraum 5 abgebaut haben; in der nachfolgenden Strömungsgeometrie 33 kommt es zu deutlich weniger Dampfblasenbildung. Jedoch muss die Länge l3 so gewählt werden, dass es zu einer ausreichenden Senkung des µ-Wertes kommt. Typischerweise wird l3/d3 = 2 ... 4, idealerweise l3/d3 = ca. 2,5 gewählt. Damit ergibt sich für die nachfolgende Strömungsgeometrie 33 eine Länge l3 = 2,0 ... 6,0 mm, insbesondere ca. 3,25 mm. The length-diameter ratio l 3 / d 3 of the subsequent flow geometry 33 does not have to be greater than 3, choke 31 and double diffuser 32 already a large part of the high pressure in the control room 5 have broken down; in the following flow geometry 33 it comes to significantly less vapor bubble formation. However, the length l 3 must be chosen so that there is a sufficient decrease in the μ value. Typically, l 3 / d 3 = 2 ... 4, ideally l 3 / d 3 = about 2.5 is chosen. This results in the following flow geometry 33 a length l 3 = 2.0 ... 6.0 mm, in particular about 3.25 mm.

Eine lange nachfolgende Strömungsgeometrie 33 hat zudem den Vorteil, dass die spannungskritischen Bereiche der Ablaufbohrung 30, nämlich die Durchmesserübergänge von Drossel 31 zu Diffusor 32 und von Diffusor 32 zu nachfolgender Strömungsgeometrie 33 so positioniert werden können, dass die aufgrund der Verschraubung des Ventilstücks 11 vorhandenen statischen Spannungen sich günstig mit den durch die Hochdruckbelastungen hervorgerufenen dynamischen Spannungen überlagern.A long subsequent flow geometry 33 also has the advantage that the stress critical areas of the drain hole 30 , namely the diameter transitions of throttle 31 to diffuser 32 and of diffuser 32 to subsequent flow geometry 33 can be positioned so that due to the screwing of the valve piece 11 existing static voltages are superimposed favorably with the caused by the high pressure loads dynamic stresses.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19859537 [0001, 0002] DE 19859537 [0001, 0002]

Claims (11)

Schaltventil (10) für einen Kraftstoffinjektor (100) für Brennkraftmaschinen umfassend ein Ventilstück (11) mit einem Ventilsitz (12) sowie einen mit dem Ventilsitz (12) zusammenwirkenden, hubbeweglichen Ventilschließanker (20), wobei im Ventilstück (11) eine Ablaufbohrung (30) mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist, die einen als Drossel (31) dienenden ersten Bereich mit einem Durchmesser d1, einen als Diffusor (32) dienenden zweiten Bereich und einen als nachfolgende Strömungsgeometrie (33) dienenden dritten Bereich mit einem Durchmesser d3 umfasst, wobei der zweite Bereich wenigstens einen Abschnitt mit einem Durchmesser d2 aufweist und es gilt d1 < d2 < d3, dadurch gekennzeichnet, dass der als nachfolgende Strömungsgeometrie (33) dienende dritte Bereich B3 eine Länge l3 besitzt, wobei für das Verhältnis l3/d3 gilt: 2 < l3/d3 < 4, vorzugsweise ist l3/d3 etwa gleich 2,5.Switching valve ( 10 ) for a fuel injector ( 100 ) for internal combustion engines comprising a valve piece ( 11 ) with a valve seat ( 12 ) and one with the valve seat ( 12 ) cooperating, liftable valve-closing anchors ( 20 ), wherein in the valve piece ( 11 ) a drain hole ( 30 ) is formed with a circular cross-section, one as throttle ( 31 ) serving a first area with a diameter d 1 , one as a diffuser ( 32 ) serving second area and a subsequent flow geometry ( 33 Includes) serving the third portion having a diameter d 3, wherein the second region has at least one portion with a diameter d 2 and it is d 1 <d 2 <d 3, characterized in that the (as subsequent flow geometry 33 ) third region B 3 has a length l 3 , wherein for the ratio l 3 / d 3 : 2 <l 3 / d 3 <4, preferably l 3 / d 3 is approximately equal to 2.5. Schaltventil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser d3 der nachfolgende Strömungsgeometrie (33) 1,0 mm bis 1,5 mm, vorzugsweise etwa 1,3 mm beträgt.Switching valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the diameter d 3 of the subsequent flow geometry ( 33 ) 1.0 mm to 1.5 mm, preferably about 1.3 mm. Schaltventil (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (31) eine Länge l1 von etwa 0,80 mm besitzt und der Durchmesser d1 der Drossel (31) etwa 0,25 mm beträgt.Switching valve ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the throttle ( 31 ) has a length l 1 of about 0.80 mm and the diameter d 1 of the throttle ( 31 ) is about 0.25 mm. Schaltventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Diffusor (32) dienende zweite Bereich als Doppeldiffusor ausgebildet ist und zwei zylindrische Abschnitte aufweist, mit einem sich an die Drossel (31) anschließenden ersten Diffusor (32a) mit einem Durchmesser d2a und einem zweiten Diffusor (32b) mit einem Durchmesser d2b, wobei d2b > d2a ist. Switching valve ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the diffuser ( 32 ) serving second region is designed as a double diffuser and has two cylindrical sections, with a to the throttle ( 31 ) subsequent first diffuser ( 32a ) with a diameter d 2a and a second diffuser ( 32b ) with a diameter d 2b , where d 2b > d 2a . Schaltventil (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt des zweiten Diffusors (32b) etwa doppelt so groß wie der Durchflussquerschnitt des ersten Diffusors (32a) ist. Switching valve ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the flow cross-section of the second diffuser ( 32b ) about twice as large as the flow area of the first diffuser ( 32a ). Schaltventil (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Diffusor (32a) eine Länge l2a aufweist und ein Längen-Durchmesser-Verhältnis l2a/d2a von etwa 1 besitzt.Switching valve ( 10 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the first diffuser ( 32a ) has a length l 2a and has a length-to-diameter ratio l 2a / d 2a of about 1. Schaltventil (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Diffusor (32b) eine Länge l2b aufweist und ein Längen-Durchmesser-Verhältnis l2b/d2b von etwa 1 besitzt.Switching valve ( 10 ) according to one of claims 4 to 6, characterized in that the second diffuser ( 32b ) has a length l 2b and a length-to-diameter ratio l 2b / d 2b of about 1. Schaltventil (10) nach einem Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des ersten Diffusors (32a) d2a ca. 0,35 mm ist.Switching valve ( 10 ) according to one of claims 4 to 7, characterized in that the diameter of the first diffuser ( 32a ) d 2a is about 0.35 mm. Schaltventil (10) nach einem Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des zweiten Diffusors (32b) d2b ca. 0,50 mm ist.Switching valve ( 10 ) according to one of claims 4 to 8, characterized in that the diameter of the second diffuser (32b) d 2b is about 0.50 mm. Schaltventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (10) als ein im Wesentlichen druckausgeglichenes Ventil ausgebildet ist.Switching valve ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching valve ( 10 ) is formed as a substantially pressure balanced valve. Kraftstoffinjektor (100) mit einem Schaltventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schaltventil (10) als Magnetventil ausgebildet ist.Fuel injector ( 100 ) with a switching valve ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the switching valve ( 10 ) is designed as a solenoid valve.
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