DE102016211467A1

DE102016211467A1 - Injector for injecting a liquid

Info

Publication number: DE102016211467A1
Application number: DE102016211467.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Arndt; Philipp ROGLER; Tobias Knorsch; Kai Gartung
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2017-12-28
Also published as: KR20180001501A; KR102467111B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor (1) zum Einspritzen einer Flüssigkeit, vorzugsweise von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, umfassend: ein Gehäuse (2); einen im Gehäuse (2) in einer Achsrichtung (3) linearbeweglichen Schließkörper (4); einen Ventilsitz (5) im Gehäuse (2), in dem der Schließkörper (4) zum Verschließen des Injektors (1) aufliegt; mehrere Spritzlöcher (10–15, 20–25) im Gehäuse (2) zum Einspritzen der Flüssigkeit stromab des Ventilsitzes (5); wobei die mehreren Spritzlöcher (10–15, 20–25) mehrere Hauptlöcher (10–15) und zumindest ein Hilfsloch (20–25) umfassen; und wobei das zumindest eine Hilfsloch (20–25) in Größe und Position dazu ausgebildet und angeordnet ist, um einen Turbulenzgrad der in die Hauptlöcher (10–15) strömenden Flüssigkeit gegenüber einem Zustand ohne Hilfsloch (20–25) zu erhöhen.The present invention relates to an injector (1) for injecting a liquid, preferably fuel, into an internal combustion engine, comprising: a housing (2); a in the housing (2) in an axial direction (3) linearly movable closing body (4); a valve seat (5) in the housing (2), in which the closing body (4) rests for closing the injector (1); a plurality of injection holes (10-15, 20-25) in the housing (2) for injecting the liquid downstream of the valve seat (5); wherein the plurality of injection holes (10-15, 20-25) comprise a plurality of main holes (10-15) and at least one auxiliary hole (20-25); and wherein the at least one auxiliary hole (20-25) is formed and arranged in size and position to increase a degree of turbulence of the liquid flowing into the main holes (10-15) against a non-auxiliary hole (20-25) state.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen einer Flüssigkeit, vorzugsweise von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, umfassend ein Gehäuse, einen im Gehäuse in einer Achsrichtung linearbeweglichen Schließkörper, einen Ventilsitz im Gehäuse, in dem der Schließkörper zum Verschließen des Injektors aufliegt, und mehrere Spritzlöcher im Gehäuse zum Einspritzen der Flüssigkeit stromab des Ventilsitzes.The present invention relates to an injector for injecting a liquid, preferably fuel into an internal combustion engine, comprising a housing, a linearly movable in the housing in a housing closing body, a valve seat in the housing in which the closing body rests for closing the injector, and a plurality of injection holes in Housing for injecting the liquid downstream of the valve seat.

Stand der TechnikState of the art

Injektoren, die Flüssigkeiten, wie Kraftstoffe in eine Brennkraftmaschine, einspritzen, sind bekannt. Übliche Bauarten umfassen Gehäuse mit zu einem jeweiligen Ventilsitz paßgenau geformten, linearbeweglichen Schließkörpern, beispielsweise eine Ventilnadel, zum Öffnen und Schließen des Injektors, beispielsweise geregelt durch einen Piezosteller oder einen Elektromagneten als Solenoidventil. Diese Regelung kann wiederum, beispielsweise im Falle von Otto-Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen, mittels einer meist zentralen Motorsteuerung die Kraftstoffeinspritzung hinsichtlich Zielparametern, wie insbesondere gewünschter Einspritzmenge, abhängig vom Betriebszustand des Kraftfahrzeugs und vom Zündverhalten im Brennraum kontrollieren. Es gehört ferner zum Stand der Technik der Direkteinspritzung, dass der fluide Kraftstoff über meist mehrere, von einer nach innen öffnenden Ventilnadel freigegebene, Spritzlöcher in eine Brennkammer eingespritzt wird. In der Brennkammer wird ein zündfähiges Luft-Kraftstoffgemisch ausgebildet und gezündet.Injectors that inject liquids, such as fuels into an internal combustion engine, are known. Conventional designs comprise housings with linearly movable closing bodies shaped in a precise fit to a respective valve seat, for example a valve needle, for opening and closing the injector, for example controlled by a piezoelectric actuator or an electromagnet as solenoid valve. This control can in turn, for example in the case of gasoline engines of motor vehicles, control the fuel injection in terms of target parameters, in particular desired injection quantity, depending on the operating condition of the motor vehicle and the ignition behavior in the combustion chamber by means of a mostly central engine control. It is also part of the state of the art of direct injection that the fluid fuel is injected into a combustion chamber via mostly a plurality of injection holes released from an inwardly opening valve needle. In the combustion chamber, an ignitable air-fuel mixture is formed and ignited.

Beispielsweise die DE 198 04 463 A1 offenbart ein Kraftstoffeinspritzsystem für Ottomotoren versehen mit einer Einspritzdüse. Über den Umfang der Einspritzdüse ist wenigstens eine Reihe Einspritzlöcher derart verteilt angeordnet, dass wenigstens ein Strahl zur Zündung in Richtung auf die Zündkerze gerichtet ist, um eine wirkungsgradoptimale Lage der Verbrennung zu erreichen.For example, the DE 198 04 463 A1 discloses a fuel injection system for gasoline engines provided with an injection nozzle. At least one row of injection holes is arranged distributed over the circumference of the injection nozzle in such a way that at least one jet is directed for ignition in the direction of the spark plug in order to achieve an optimum efficiency position of the combustion.

Nach einem weiteren Beispiel aus dem Stand der Technik offenbart die WO 2013 140835 A1 , wie ein Kraftstoffstrahl in einem Kraftstoffeinspritzventil mit mehreren Kraftstoffeinspritzlöchern stromabwärts von der Kontaktfläche Ventilkörper zu Ventilsitz jeweilig eingestellt wird. Dazu umfasst das Kraftstoffeinspritzventil eine Strömungsführungsblende stromaufwärts von der Kontaktfläche Ventilkörper zu Ventilsitz, welche über Kraftstoffkanäle hinweg zum Ventil hin leitet. Diese Erfindung zielt also auf eine gezielte Beeinflussung der hydrodynamischen Verhältnisse im Zulauf vor dem Ventilsitz ab, jedoch nicht im Bereich der Einspritzung selber.For a further example of the prior art discloses WO 2013 140835 A1 How to adjust a fuel jet in a fuel injection valve having a plurality of fuel injection holes downstream of the contact surface valve body to valve seat respectively. For this purpose, the fuel injection valve comprises a flow guide orifice upstream of the contact surface valve body to valve seat, which leads away via fuel channels to the valve. This invention thus aims at a targeted influencing of the hydrodynamic conditions in the inlet in front of the valve seat, but not in the field of injection itself.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung hat zum Vorteil, die hydrodynamischen Verhältnisse im Bereich der Einspritzung günstig zu beeinflussen, um das Einströmverhalten und/oder die Versprühung der stromab des Ventilsitzes eingespritzten Flüssigkeit zu optimieren. Dabei können durch die Ausgestaltung des Injektors mit wechselwirkenden Spritzlöchern positiv wirkende hydrodynamische Fluidstrukturwechselwirkungen der dynamisch nachfließenden und eingespritzten Flüssigkeit gezielt wie zuverlässig reproduzierbar bewirkt und eingestellt werden. Daraus wiederum ergeben sich ferner wesentliche Vorteile hinsichtlich übergeordneter, betriebsrelevanter Prozesse beim Betrieb des Injektors in einem Gesamtsystem, insbesondere hinsichtlich Wirkungsgraden, Prozessstabilität, Standzeiten. Beispielsweise in einer Brennkraftmaschine wird mittels des erfindungsgemäßen Injektors ein deutlich verbessertes Zünd- und Abbrennverhalten des Luft-Kraftstoffgemisches, eine geringere Verkokungsneigung insbesondere auf der Ventilspitze, usw. positiv erreicht.The present invention has the advantage of favorably influencing the hydrodynamic conditions in the area of the injection in order to optimize the inflow behavior and / or the spraying of the liquid injected downstream of the valve seat. In this case, the design of the injector with interacting spray holes positive effect hydrodynamic fluid structure interactions of dynamically flowing and injected liquid can be targeted and reliably reproducible causes and adjusted. In turn, this results in substantial advantages in terms of higher-level, operation-relevant processes in the operation of the injector in an overall system, in particular with regard to efficiencies, process stability, service life. For example, in an internal combustion engine by means of the injector according to the invention a significantly improved ignition and combustion behavior of the air-fuel mixture, a lower coking tendency, in particular on the valve tip, etc. reached positive.

Alle diese Vorteile werden erreicht durch einen Injektor zum Einspritzen einer Flüssigkeit, vorzugsweise von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, umfassend: (i) ein Gehäuse; (ii) einen im Gehäuse in einer Achsrichtung linearbeweglichen Schließkörper; (iii) einen Ventilsitz im Gehäuse, in dem der Schließkörper zum Verschließen des Injektors aufliegt; und (iv) mehrere Spritzlöcher im Gehäuse zum Einspritzen der Flüssigkeit stromab des Ventilsitzes. Der erfindungsgemäße Injektor ist hinsichtlich der mehreren Spritzlöcher ausgeführt, dass sie mehrere Hauptlöcher und zumindest ein Hilfsloch umfassen. Dabei ist das zumindest eine Hilfsloch in Größe und Position dazu ausgebildet und angeordnet, um einen Turbulenzgrad der in die Hauptlöcher strömenden Flüssigkeit gegenüber einem Zustand ohne Hilfsloch zu erhöhen.All of these advantages are achieved by an injector for injecting a liquid, preferably fuel, into an internal combustion engine, comprising: (i) a housing; (ii) a closing body linearly movable in the housing in an axial direction; (iii) a valve seat in the housing in which the closing body rests to close the injector; and (iv) a plurality of injection holes in the housing for injecting the liquid downstream of the valve seat. The injector according to the invention is designed with regard to the plurality of injection holes that they comprise a plurality of main holes and at least one auxiliary hole. In this case, the at least one auxiliary hole is formed in size and position and arranged to increase a degree of turbulence of the liquid flowing into the main holes against a state without an auxiliary hole.

Im Rahmen der Erfindung umfasst der Begriff einer Erhöhung des Turbulenzgrades nicht nur eine angestiegene Verwirbelung bei bereits bestehender Turbulenzeigenschaft, sondern auch den erfindungsgemäß herbeigeführten qualitativen Wechsel von einer herkömmlich laminaren auf eine turbulente Strömung durch Überschreiten einer kritischen Reynolds-Zahl. Der Begriff der Flüssigkeit umfasst Kraftstoff, welcher in eine Brennkraftmaschine insbesondere zur Ausbildung eines sprayförmigen, zündfähigen Luft-Kraftstoffgemisches eingespritzt wird; und desweiteren Lösungen von organischen und/oder anorganischen, vorzugsweise wirkaktiven, Stoffen, beispielsweise eine Harnstofflösung, welche im Rahmen einer Abgasnachbehandlung zerstäubt wird.In the context of the invention, the concept of increasing the degree of turbulence not only includes increased turbulence in the case of already existing turbulence property, but also the qualitative change from a conventional laminar flow to a turbulent flow achieved by exceeding a critical Reynolds number. The term of the liquid comprises fuel which is injected into an internal combustion engine, in particular for the formation of a spray-form, ignitable air-fuel mixture; and further solutions of organic and / or inorganic, preferably active, substances, such as a urea solution, which is atomized in the context of exhaust aftertreatment.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Als weitere wesentliche Parameter, welche für die Ausbildung der hydrodynamischen Verhältnisse kennzeichnend sind, werden insbesondere die folgenden aufgefasst: die Drallintensität von Stromlinienbündeln, der Kavitationsgrad, der Benetzungsgrad der Flüssigkeit gegenüber Feststoffflächen des Injektors, die Wechselwirkung zwischen sich ausbildenden Strömungszentren und jeweilig durchströmte einzelne Strömungsquerschnitte. As further essential parameters which are characteristic of the formation of the hydrodynamic conditions, the following are considered in particular: the swirl intensity of streamline bundles, the degree of cavitation, the degree of wetting of the liquid relative to the solid surfaces of the injector, the interaction between forming flow centers and individual flow cross sections through which flows.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht dabei vor, dass das zumindest eine Hilfsloch in Größe und Position dazu ausgebildet und angeordnet ist, um gegenüber einem Zustand ohne Hilfsloch eine Drallintensität der in die Hauptlöcher strömenden Flüssigkeit zu erhöhen. Darunter fällt hier ein Maß für ein der Strömung pro Spritzloch aufgeprägtes Drehimpulsmoment gegenüber einem idealisierten Vergleichszustand in Form einer geschichteten Rohrströmung mit Stromlinienvektoren ohne Rotationsanteil.A preferred embodiment provides that the at least one auxiliary hole is formed and arranged in size and position to increase a swirl intensity of the liquid flowing into the main holes compared to a state without an auxiliary hole. This includes a measure of the angular momentum impressed on the flow per injection hole compared with an idealized comparison state in the form of a stratified pipe flow with streamline vectors without a rotation component.

Zusätzlich oder alternativ kann eine bevorzugte Ausgestaltung beinhalten, dass das zumindest eine Hilfsloch in Größe und Position dazu ausgebildet und angeordnet ist, um einen Kavitationsgrad der in die Hauptlöcher strömenden Flüssigkeit zu reduzieren bzw. vorzugsweise vollständig zu eliminieren. Im Rahmen der Erfindung bezeichnet der Kavitationsgrad ein Maß für die Ausbildung von Kavitation in Folge von Strömungsabriß bei der Umströmung von Eintritts- und/oder Austrittskanten der Spritzlöcher. Durch Einbringung von stark fluktuierenden, radialen Strömungskraftvektoranteilen in die Zuströmung zu den Spritzlöchern hat es sich als weiterer Vorteil überraschend gezeigt, dass Kavitationsschläuche bzw. Wirbelfäden vermieden oder zumindest erheblich reduziert werden können, hinsichtlich Anzahl und durchschnittlichem Durchmesser der Dampfblasen. Als weiterer Vorteil zeigt sich, dass weniger oder keine Schuss-zu-Schuss-Fluktuationen auftreten, wodurch prohibitiv hohe Eindringtiefen der einzelnen Spraykeulen der eingespritzten Flüssigkeit zuverlässig vermieden werden können.Additionally or alternatively, a preferred embodiment may include that the at least one auxiliary hole is formed and arranged in size and position in order to reduce or preferably completely eliminate a degree of cavitation of the liquid flowing into the main holes. In the context of the invention, the degree of cavitation denotes a measure of the formation of cavitation as a result of stalling in the flow around the inlet and / or outlet edges of the injection holes. By introducing highly fluctuating, radial flow force vector fractions into the inflow to the spray holes, it has surprisingly been found, surprisingly, that cavitation tubes or vortex filaments can be avoided or at least significantly reduced in terms of the number and average diameter of the vapor bubbles. Another advantage shows that less or no shot-to-shot fluctuations occur, whereby prohibitively high penetration depths of the individual spray lobes of the injected liquid can be reliably avoided.

Des weiteren kann zusätzlich oder alternativ das zumindest eine Hilfsloch in Größe und Position dazu ausgebildet und angeordnet sein, dass ein Benetzungsgrad reduziert ist. Im Rahmen der Erfindung ist als der hauptsächlich interessierende Benetzungsgrad das Maß der stationären Benetzung der in die Hauptlöcher strömenden Flüssigkeit an einer Innenwandung der Hauptlöcher definiert. Es erweist sich als ein weiterer Vorteil, dass sich eine gesteigerte Gleichmäßigkeit der sich in den Spritzlöchern ausbildenden Strömungen über die jeweils zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitte einstellen kann. Furthermore, additionally or alternatively, the at least one auxiliary hole may be formed and arranged in size and position so that a degree of wetting is reduced. In the context of the invention, the degree of wetting of the liquid flowing into the main holes on an inner wall of the main holes is defined as the degree of wetting which is of primary interest. It proves to be a further advantage that an increased uniformity of the flows forming in the spray holes can be established via the respective available flow cross sections.

Ferner kann eine bevorzugte Ausgestaltung zusätzlich oder alternativ ausgeführt sein, indem das zumindest eine Hilfsloch in Größe und Position dazu ausgebildet und angeordnet ist, einen Grad der Wechselwirkung von den jeweiligen Hauptlöchern zugeordneten Strömungszentren der in die Hauptlöcher strömenden Flüssigkeit bewirken und/oder erhöhen. Im Rahmen der Erfindung stellt es eine sinnvolle Vereinfachung dar, primär die ortsgebundenen Strömungszentren zu betrachten, welche sich in der jeweiligen Einlaufströmung in die Spritzlöcher als zwangsläufige Anziehungspunkte von Stromlinien ausbilden.Further, a preferred embodiment may be additionally or alternatively carried out by the size and position of the at least one auxiliary hole being formed and arranged to cause and / or increase a degree of interaction of fluid centers of the fluid flowing into the main holes of the respective main holes. In the context of the invention, it is a useful simplification to consider primarily the localized flow centers, which form in the respective inlet flow into the injection holes as inevitable attractions of streamlines.

Als eine weitere positive Wirkung einer Weiterentwicklung der Erfindung kann durch bevorzugte spezifische geometrische Anordnungen des mindestens einen Hilfslochs und der mehreren Hauptlöcher zueinander ein gewünschter Strömungszustand im und nach dem Injektor, welcher u.a. je nach den rheologischen Eigenschaften der strömenden Flüssigkeit variiert, jeweils gezielt besonders vorteilhaft angepasst und optimiert werden. Vorzugsweise können die Anordnungen Symmetrieachsen bzw. -Punkte aufweisen. Jedoch kann es auch gerade bevorzugt sein, dass Anordnungen mit nach allen drei Raumachsen irregulären und/oder exzentrischen Mustern bevorzugt sind.As a further positive effect of a further development of the invention, by preferred specific geometric arrangements of the at least one auxiliary hole and the plurality of main holes relative to one another, a desired flow state in and downstream of the injector, which i.a. varies depending on the rheological properties of the flowing liquid, each targeted specifically adapted and optimized. The arrangements may preferably have axes of symmetry or points. However, it may also be preferred that arrangements with irregular and / or eccentric patterns on all three spatial axes are preferred.

Es ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass das zumindest eine Hilfsloch zu einem ersten Hauptloch einen ersten Mittelpunktabstand, gemessen zwischen einem Mittelpunkt des Hilfslochs und einem Mittelpunkt des ersten Hauptlochs, aufweist; und dass das zumindest eine Hilfsloch zu einem zweiten Hauptloch einen zweiten Mittelpunktabstand, gemessen zwischen dem Mittelpunkt des Hilfslochs und einem Mittelpunkt des zweiten Hauptlochs, aufweist, wobei der erste Mittelpunktabstand und der zweite Mittelpunktabstand identisch sind und/oder jeweils kleiner als ein jeder weitere Mittelpunktabstand, gemessen zwischen dem Mittelpunkt des Hilfslochs und einem Mittelpunkt des jedes weiteren Hauptlochs.It is preferably provided that the at least one auxiliary hole to a first main hole has a first center distance, measured between a center of the auxiliary hole and a center of the first main hole; and that the at least one auxiliary hole to a second main hole has a second center distance measured between the center of the auxiliary hole and a center of the second main hole, the first center distance and the second center distance being identical and / or less than each each other center distance, measured between the center of the auxiliary hole and a center of each other main hole.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Injektor eine Anzahl der Hilfslöcher, welche maximal eine Anzahl der Hauptlöcher und mindestens die Hälfte der Anzahl der Hauptlöcher beträgt. Dies ist gleichbedeutend einer bevorzugten räumlichen Zuordnung von einem Hilfsloch zu jeweils zwei Hauptlöchern. Mitunter kann es bevorzugt sein, insbesondere im Falle von dem Vorhandensein von mehr als zumindest einem Hilfsloch, dass zumindest ein Hauptloch kein ihm durch räumliche Nähe zugeordnetes Hilfsloch aufweist.According to an advantageous development, the injector comprises a number of the auxiliary holes, which is a maximum of a number of main holes and at least half of the number of main holes. This is equivalent to a preferred spatial assignment of an auxiliary hole to two main holes. Sometimes it may be preferred, in particular in the case of the presence of more than at least one auxiliary hole, that at least one main hole does not have an auxiliary hole assigned to it by spatial proximity.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Mittelpunkte der Hauptlöcher auf einer einzigen, vorzugsweise um die Achsrichtung konzentrischen, ersten Kreislinie mit einem ersten Kreisdurchmesser angeordnet sind und vorzugsweise gleichmäßige, äquidistante erste Abstände zueinander aufweisen; und wobei jeder Mittelpunkt der Hilfslöcher nicht außerhalb der ersten Kreislinie mit dem ersten Kreisdurchmesser liegt.Preferably, it is provided that the centers of the main holes are arranged on a single, preferably concentric about the axial direction, first circle having a first circle diameter and preferably have uniform, equidistant first distances from each other; and wherein each center of the auxiliary holes is not outside the first circle with the first circle diameter.

Es ist ferner bevorzugt, dass die Mittelpunkte der Hilfslöcher auf einer einzigen, vorzugsweise um die Achsrichtung konzentrischen, zweiten Kreislinie mit einem zweiten Kreisdurchmesser angeordnet sind. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Mittelpunkte der Hilfslöcher vorzugsweise gleichmäßige, im wesentlichen äquidistante zweite Abstände zueinander aufweisen.It is further preferred that the centers of the auxiliary holes are arranged on a single, preferably concentric, second circular line with a second circular diameter. In addition, it can be provided that the centers of the auxiliary holes preferably have uniform, substantially equidistant second distances from each other.

In bevorzugten Ausführungsformen liegt der Mittelpunkt der ersten und/oder der zweiten Kreislinie auf der Mittelachse des in Achsrichtung zum Verschließen des Injektors im Ventilsitz linearbeweglichen Schließkörpers.In preferred embodiments, the center of the first and / or the second circular line is located on the central axis of the closing body which is linearly movable in the axial direction for closing the injector in the valve seat.

In einer in manchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Injektors bevorzugten exzentrischen Anordnung der Spritzlöcher kann es jedoch gerade bevorzugt sein, dass die Mittelpunkte der ersten Kreislinie und der zweiten Kreislinie auseinanderfallen, so dass letztere nicht mehr konzentrisch, sondern exzentrisch angeordnet sind.However, in an eccentric arrangement of the injection holes preferred in some embodiments of the injector according to the invention, it may just be preferred that the centers of the first circle and the second circle fall apart, so that the latter are no longer concentric but eccentric.

Dabei definiert sich die Exzentrizität einer solchen Anordnung dadurch, dass der Mittelpunkt der ersten Kreislinie und der Mittelpunkt der zweiten Kreislinie exzentrisch um einen Abstand zueinander auseinanderfallen. Dabei beträgt dieser Abstand vorzugsweise mehr als 1 Prozent, weiter bevorzugt mehr als 5 Prozent, insbesondere bevorzugt mehr als 10 Prozent vom ersten Kreisdurchmesser.In this case, the eccentricity of such an arrangement is defined by the fact that the center of the first circular line and the center of the second circular line fall eccentrically apart by a distance. In this case, this distance is preferably more than 1 percent, more preferably more than 5 percent, particularly preferably more than 10 percent of the first circle diameter.

Jedoch kann es auch gerade bevorzugt sein. dass die Mittelpunkte der Hauptlöcher innerhalb einer gewissen Schwankungsbreite um eine dann ideell gedachte erste Kreislinie mit einem gemittelten ersten Kreisdurchmesser und/oder dass die Mittelpunkte mehrerer Hilfslöcher innerhalb einer gewissen Schwankungsbreite um eine dann ideell gedachte zweite Kreislinie mit einem gemittelten zweiten Kreisdurchmesser angeordnet sind.However, it may also be just preferred. in that the centers of the main holes are arranged within a certain fluctuation width about a first imaginary first circular line with an averaged first circle diameter and / or that the centers of several auxiliary holes are arranged within a certain fluctuation width around a then imaginary second circular line with an averaged second circular diameter.

Eine günstige Variante des erfindungsgemäßen Injektors sieht vor, dass eine ganzzahlige zweite Anzahl der Hilfslöcher kleiner gleich der Hälfte der um ganze Zahlen, zumindest um den Zähler Eins, verringerten ersten Anzahl der Hauptlöcher beträgt. Bevorzugt entspricht dies bei optischer Betrachtung einer gewissen Zuordnung von einem Hilfsloch auf zwei naheliegende Hauptlöcher, wobei zumindest ein Hauptloch ohne durch geometrische Nähe zugeordnetes Hilfsloch weitgehend freistehend bleibt.A favorable variant of the injector according to the invention provides that an integer second number of the auxiliary holes is less than or equal to half the number of main holes reduced by integers, at least by the counter one. When optically considered, this preferably corresponds to a certain assignment from an auxiliary hole to two obvious main holes, with at least one main hole remaining largely free-standing without an auxiliary hole assigned by geometric proximity.

Vorzugsweise bei allen Varianten ist zumindest ein Hilfsloch-Eintrittsdurchmesser der Hilfslöcher kleiner ausgestaltet ein Hauptloch-Eintrittsdurchmesser der Hauptlöcher. Jedoch kann es auch bevorzugt sein, dass zumindest ein Hilfsloch sich durch einen Hilfsloch-Eintrittsdurchmesser auszeichnet, welcher größer ist als der gemittelte oder sogar der größte Hauptloch-Eintrittsdurchmesser der Hauptlöcher. Grundsätzlich umfasst die Erfindung auch Spritzlöcher mit untereinander verschiedenen Eintrittsdurchmessern, dies in beliebigen Kombinationen.Preferably, in all variants, at least one auxiliary hole entrance diameter of the auxiliary holes is made smaller, a main hole entrance diameter of the main holes. However, it may also be preferable that at least one auxiliary hole is characterized by an auxiliary hole entrance diameter which is larger than the average or even the largest main hole entrance diameter of the main holes. Basically, the invention also includes injection holes with mutually different inlet diameters, this in any combination.

Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Summe von Hilfsloch-Strömungsquerschnitten der Hilfslöcher kleiner ist als eine Summe von Hauptloch-Strömungsquerschnitten der Hauptlöcher. Dabei kann es beispielsweise auch bevorzugt sein, dass ein Hilfsloch-Eintrittsdurchmesser der Hilfslöcher größer ausgestaltet ist als ein Hauptloch-Eintrittsdurchmesser der Hauptlöcher, jedoch dennoch die Summe von Hilfsloch-Strömungsquerschnitten der Hilfslöcher kleiner ist als die Summe von Hauptloch-Strömungsquerschnitten der Hauptlöcher. Die Strömungsquerschnitte sind an den Eintrittsdurchmessern definiert.More preferably, it is provided that a sum of auxiliary hole flow cross sections of the auxiliary holes is smaller than a sum of main hole flow cross sections of the main holes. Here, for example, it may also be preferable that an auxiliary hole entrance diameter of the auxiliary holes is made larger than a main hole entrance diameter of the main holes, but nevertheless the sum of auxiliary hole flow areas of the auxiliary holes is smaller than the sum of main hole flow areas of the main holes. The flow cross sections are defined at the inlet diameters.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zumindest eines der Spritzlöcher in einem anderen Winkel zu der Achsrichtung und/oder in einem anderen Winkel zu einer von einer ersten oder zweiten Kreislinie aufgespannten Ebene ausgebildet als die übrigen. Beispielsweise können nicht-parallel zu der Achsrichtung ausgeführte Spritzlöcher durch ihre gezielte Anstellung um einen jeweiligen Winkel, grundsätzlich zu allen drei Raumachsen, der Strömung einen weiter gesteigerten Turbulenzgrad aufprägen und/oder mittels ihrer jeweils gezielten Strahlrichtung das Sprayverhalten der eingespritzten Flüssigkeit in weiter vorteilhafter Ausprägung beeinflussen.In an advantageous development of the invention, at least one of the injection holes is formed at a different angle to the axial direction and / or at a different angle to a plane spanned by a first or second circular line than the others. For example, non-parallel to the axial direction executed spray holes by their targeted employment by a respective angle, basically to all three spatial axes, the flow impart a further increased degree of turbulence and / or influence the spray behavior of the injected liquid in a further advantageous expression by their respective targeted beam direction ,

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Injektors unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind:Hereinafter, embodiments of the injector according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings are:

1 eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Injektors gemäß allen Ausführungsbeispielen, 1 a cross-sectional view of the injector according to the invention according to all embodiments,

2 ein Detail des unteren Bereichs der Querschnittsansicht aus 1, 2 a detail of the lower portion of the cross-sectional view 1 .

3 eine schematische Darstellung in vertikaler Aufsicht der Anordnung der Spritzlöcher gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 3 a schematic representation in vertical plan view of the arrangement of the injection holes according to a first embodiment,

4 eine schematische Darstellung in vertikaler Aufsicht der Anordnung der Spritzlöcher gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 4 a schematic representation in vertical plan view of the arrangement of the injection holes according to a second embodiment,

5 eine schematische Darstellung in vertikaler Aufsicht der Anordnung der Spritzlöcher gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, 5 a schematic representation in vertical plan view of the arrangement of the injection holes according to a third embodiment,

6 eine schematische Darstellung in vertikaler Aufsicht der Anordnung der Spritzlöcher gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, 6 a schematic representation in vertical plan view of the arrangement of the injection holes according to a fourth embodiment,

7 eine schematische Darstellung in vertikaler Aufsicht der Anordnung der Spritzlöcher gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, 7 a schematic representation in vertical plan view of the arrangement of the injection holes according to a fifth embodiment,

8 eine schematische Darstellung der Stromlinien um eine erfindungsgemäße Anordnung von sechs Spritzlöchern gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, und 8th a schematic representation of the flow lines around an inventive arrangement of six spray holes according to a sixth embodiment, and

9 eine schematische Darstellung der Stromlinien um eine Anordnung von sechs Spritzlöchern nach Stand der Technik. 9 a schematic representation of the streamlines around an array of six spray holes according to the prior art.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Gleiche Bezugszeichen verweisen in den verschiedenen Figuren jeweils auf gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach gleiche Elemente.Identical reference numbers refer in the various figures to identical or at least functionally identical elements.

1 zeigt eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Injektors 1 in seinem grundsätzlichen Aufbau gemäß allen Ausführungsbeispielen, wovon 2 ein Detail des unteren Bereichs der Querschnittsansicht aus 1 mit einer Anordnung von zwei Spritzlöchern 10, 11 gemäß einem grundsätzlichen Ausführungsbeispiel vergrößernd darstellt. 1 shows a cross-sectional view of an injector according to the invention 1 in its basic structure according to all embodiments, of which 2 a detail of the lower portion of the cross-sectional view 1 with an arrangement of two spray holes 10 . 11 according to a basic embodiment enlarging represents.

Der in der 1 bzw. 2 dargestellte Injektor zum Einspritzen einer Flüssigkeit, vorzugsweise von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, ist grundsätzlich von bekannter Bauart, weshalb nachfolgend nur knapp auf seinen grundsätzlichen Aufbau und seine übliche Funktionsweise eingegangen wird: Der Injektor 1 hat einen mehrteiligen Aufbau und umfasst ein Gehäuse 2, in welchem ein Ventilelement angeordnet ist. In diesem Ventilelement ist eine Fläche als ein Ventilsitz 5 paßgenau mit enger Formschlußpassung zu einem linearbeweglichen Schließkörpers 4 ausgeformt, so dass ein verschlossener Ventilzustand des Injektors 1 bei angepreßtem Aufliegen des Schließkörpers 4 am Ventilsitz 5 des Gehäuses 2 erzeugt wird. Der Injektor 1 wird also durch alternierende Hubbetätigung in einer Achsrichtung 3 des hin und her linearbeweglichen Schließkörpers 4 geöffnet (Bewegungsrichtung nach oben) und wieder geschlossen (Bewegungsrichtung nach unten).The Indian 1 respectively. 2 illustrated injector for injecting a liquid, preferably of fuel in an internal combustion engine, is basically of known type, which is why only briefly below its basic structure and its usual function: The injector 1 has a multi-part construction and includes a housing 2 in which a valve element is arranged. In this valve element is a surface as a valve seat 5 In register with a tight positive fit to a linearly movable closing body 4 shaped so that a closed valve state of the injector 1 with pressed resting of the closing body 4 at the valve seat 5 of the housing 2 is produced. The injector 1 So is by alternating lifting in an axial direction 3 the back and forth linearly movable closing body 4 opened (direction of movement upwards) and closed again (direction of movement downwards).

In den 1 bzw. 2 ist dabei der Ventilsitz 5 nach unten hin zu einem (hier nicht vollständig dargestellten) freien Einspritzvolumen angeordnet, beispielsweise zu einer Brennkammer, vor welchem sich die einzuspritzende Flüssigkeit im nicht verschlossenen Ventilzustand sammelt.In the 1 respectively. 2 is the valve seat 5 down to a (not fully shown here) free injection volume arranged, for example, to a combustion chamber, in front of which the liquid to be injected collects in the non-closed valve state.

Bei sich schließendem Ventilzustand des Injektors 1 strömt die einzuspritzende Flüssigkeit nun stromab des Ventilsitzes 5 (hier nach unten) in im Gehäuse 2 befindliche Spritzlöcher 10–15, 20–25. Davon liegen in diesem hier gezeigten Querschnitt zwei als Hauptlöcher 10, 11 ausgeführte Spritzlöcher 10–15, 20–25 in der dargestellten Schnittebene der Querschnittsansicht, was einem grundsätzlich möglichen Ausführungsbeispiel entspricht.When closing the valve state of the injector 1 the liquid to be injected now flows downstream of the valve seat 5 (down here) in the case 2 located injection holes 10 - 15 . 20 - 25 , Of these, two are in the cross section shown here as the main holes 10 . 11 executed spray holes 10 - 15 . 20 - 25 in the illustrated sectional plane of the cross-sectional view, which corresponds to a fundamentally possible embodiment.

Die hier als Rundbohrungen ausgeführten, sich durch einen Innenabsatz in Strömungsrichtung in ihrem Bohrungsquerschnitt noch erweiternden, Hauptlöcher 10 bzw. 11 weisen im Bereich ihres Strömungseintritts Hauptloch-Eintrittsdurchmesser 80 bzw. 82 auf, welche Hauptloch-Strömungsquerschnitte bestimmen.The here executed as round holes, through an inner shoulder in the flow direction in its bore cross-section still widening, main holes 10 respectively. 11 have in the region of their flow inlet main hole inlet diameter 80 respectively. 82 on which determine main hole flow cross sections.

Die einzelnen, pro Spritzloch 10–15, 20–25 erzeugten (hier nicht dargestellten) Strahlen von Flüssigkeit bilden sich üblicherweise aufgrund von Zerwellungseffekten bei ihrem Strömungsaustritt durch Strömungsabriss von den jeweiligen umlaufenden Innenwandungen und Austrittskanten als sogenannte Spraykeulen aus feinsten Primär- und Sekundärtropfen aus.The individual, per injection hole 10 - 15 . 20 - 25 generated (not shown here) jets of liquid are usually formed due to Zerwellungseffekten at their flow outlet by stall from the respective circumferential inner walls and exit edges as so-called spray lobes of finest primary and secondary drops.

Die Hauptlöcher 10, 11 sind mit einem selben Winkel 6 zu der Achsrichtung 3 angestellt, hier gleichermaßen 30° betragend; jedoch kann vorzugsweise grundsätzlich zumindest eines der Spritzlöcher 10–15, 20–25 in einem anderen Winkel 6 zu der Achsrichtung 3 ausgerichtet sein.The main holes 10 . 11 are with a same angle 6 to the axial direction 3 employed, here equally 30 ° amounting; however, preferably at least one of the injection holes may in principle be used 10 - 15 . 20 - 25 at a different angle 6 to the axial direction 3 be aligned.

3 veranschaulicht anhand einer schematischen Darstellung in vertikaler Aufsicht entlang der Achsrichtung 3 eine bevorzugte Anordnung der Spritzlöcher 10–15, 20–25 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei sind in dieser 3 insgesamt sechs Hauptlöcher 10–15 dargestellt, welche sich gleichmäßig entlang einer äußeren ersten Kreislinie 41 mit einem größeren ersten Kreisdurchmesser 51 anordnen. Demgegenüber sind in dieser Anordnung drei Hilfslöcher 20, 21, 22 zu sehen, welche sich ebenfalls gleichmäßig entlang einer inneren zweiten Kreislinie 42 mit einem kleineren zweiten Kreisdurchmesser 52 anordnen. Dabei fallen ein Mittelpunkt 301 der ersten Kreislinie 41 und ein Mittelpunkt 302 der zweiten Kreislinie 42 in diesem ersten Ausführungsbeispiel zusammen, sodass sich eine konzentrische Anordnung der beiden Kreislinien 41, 42 ergibt. 3 illustrated by a schematic representation in vertical plan view along the axial direction 3 a preferred arrangement of the injection holes 10 - 15 . 20 - 25 according to a first embodiment. There are in this 3 a total of six main holes 10 - 15 shown, which are uniform along an outer first circle 41 with a larger first circle diameter 51 Arrange. In contrast, in this arrangement, three auxiliary holes 20 . 21 . 22 which can also be seen evenly along an inner second circle 42 with a smaller second circle diameter 52 Arrange. This is a center point 301 the first circle 41 and a center 302 the second circle 42 in this first embodiment together, so that a concentric arrangement of the two circular lines 41 . 42 results.

Da die Blickrichtung in Strömungsrichtung gewählt ist, kann man dieser Darstellung nicht nur die Positionierung der Spritzlöcher 10–15, 20–22 entnehmen, sondern jeweilig die Hauptloch-Eintrittsdurchmesser 80–85 der Hauptlöcher 10–15 sowie Hilfsloch-Eintrittsdurchmesser 90–92 der Hilfslöcher 20–22, welche Hilfsloch-Strömungsquerschnitte der Hilfslöcher bestimmen.Since the direction of view is chosen in the direction of flow, one can not only this representation of the positioning of the injection holes 10 - 15 . 20 - 22 but respectively the main hole inlet diameter 80 - 85 the main holes 10 - 15 such as Auxiliary hole inlet diameter 90 - 92 the auxiliary holes 20 - 22 which determine auxiliary hole flow cross sections of the auxiliary holes.

Zur besseren Veranschaulichung des Prinzips sind in diesen schematischen Darstellungen der Ausführungsbeispiele nach den 3–7 einerseits die Hauptlöcher 10–15 einheitlich mit dem Hauptloch-Eintrittsdurchmesser 80–85 dargestellt und andererseits die Hilfslöcher 20–25 gleichfalls einheitlich mit dem Hilfsloch-Eintrittsdurchmesser 90–95. Ferner sind hierin die Hilfslöcher 20–25 einheitlich kleiner ausgeführt dargestellt als die Hauptlöcher 10–15, was jedoch nicht limitierend für die Erfindung intendiert ist. Grundsätzlich kann jedes der Spritzlöcher 10–15, 20–25 hinsichtlich des Hauptloch- bzw. Hilfsloch-Eintrittsdurchmessers 80–85, 90–95 unterschiedlich ausgeführt sein.To better illustrate the principle are in these schematic representations of the embodiments of the 3 - 7 on the one hand the main holes 10 - 15 uniform with the main hole entry diameter 80 - 85 represented and on the other hand, the auxiliary holes 20 - 25 also uniform with the auxiliary hole inlet diameter 90 - 95 , Further, herein are the auxiliary holes 20 - 25 uniformly smaller than the main holes 10 - 15 , which is not intended to limit the invention. Basically, any of the spray holes 10 - 15 . 20 - 25 regarding the main hole entrance diameter 80 - 85 . 90 - 95 be executed differently.

Die geometrische Anordnung der einzelnen Spritzlöcher 10–15, 20–25 zueinander ist ferner durch jeweilig charakteristische, zu differenzierende Abstandsmaße zwischen ihnen gekennzeichnet, wie in 3 eingezeichnet:
Und zwar beschreibt: (i) ein erster Mittelpunktabstand 30 den Abstand zwischen einem Mittelpunkt des zumindest einen Hilfslochs 20 zu einem Mittelpunkt des ersten Hauptloches 10; (ii) ein zweiter Mittelpunktabstand 31 den Abstand zwischen dem Mittelpunkt des zumindest einen Hilfslochs 20 zu einem Mittelpunkt des zweiten Hauptloches 11; und (iii) ein weiterer Mittelpunktabstand 32–35 den Abstand zwischen dem Mittelpunkt des zumindest einen Hilfslochs 20 zu jedem weiteren Mittelpunkt eines Hauptloches 12–15.The geometric arrangement of the individual spray holes 10 - 15 . 20 - 25 to each other is further characterized by respectively characteristic, to be differentiated distance measures between them, as in 3 drawn:
Namely describes: (i) a first center distance 30 the distance between a center of the at least one auxiliary hole 20 to a center of the first main hole 10 ; (ii) a second center distance 31 the distance between the center of the at least one auxiliary hole 20 to a center of the second main hole 11 ; and (iii) another center distance 32 - 35 the distance between the center of the at least one auxiliary hole 20 to every other center of a main hole 12 - 15 ,

Dabei kann in diesem ersten Ausführungsbeispiel der 3 je eines der drei Hilfslöcher, z.B. 20, den zwei ihm nächsten Hauptlöchern, z.B. 10, 11, durch im wesentlichen paarweise identische Mittelpunktabstände, z.B. 30, 31, optisch gleichermaßen zugeordnet werden, so dass sich drei Dreierformationen ergeben.In this case, in this first embodiment of the 3 each one of the three auxiliary holes, eg 20 , the two main holes next to him, eg 10 . 11 by substantially pairwise identical center distances, eg 30 . 31 , optically alike, so that there are three tripartite formations.

Ein weiteres charakteristisches Abstandsmaß liegt in ersten Abständen 60–65 der Hauptlöcher 10–15 zueinander. In diesem ersten Ausführungsbeispiel liegen die sechs Hauptlöcher 10–15 entlang der äußeren ersten Kreislinie 41 gleichmäßig, äquidistant verteilt, so dass die sechs ersten Abstände 60–65 im wesentlichen, also mit üblichen Schwankungsbreiten der Fertigung, identisch ausfallen.Another characteristic distance measure is at first intervals 60 - 65 the main holes 10 - 15 to each other. In this first embodiment are the six main holes 10 - 15 along the outer first circle 41 distributed evenly, equidistant, so that the six first distances 60 - 65 essentially, ie with the usual fluctuation margins of production, identical.

Als ein noch weiteres charakteristisches Abstandsmaß sind zweite Abstände 70–72 der Hilfslöcher 20–22 zueinander anzusehen. Letztere sind gleichmäßig entlang der inneren zweiten Kreislinie 42 angeordnet, so dass die drei zweiten Abstände 70–72 im wesentlichen identisch ausfallen.As yet another characteristic distance measure are second distances 70 - 72 the auxiliary holes 20 - 22 to look at each other. The latter are uniform along the inner second circle 42 arranged so that the three second distances 70 - 72 essentially identical.

Ergänzend wird bei den nun folgenden Beschreibungen der 4 bis 7 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen Bezug genommen auf die Beschreibung der 3, da sich die hierin gezeigten Anordnungen von Spritzlöchern 10–15, 20–25 gegenüber der 3 vornehmlich in den jeweils spezifisch herausgehobenen Merkmalen unterscheiden.In addition, the following descriptions of the 4 to 7 According to further embodiments, reference is made to the description of 3 because of the spray hole arrangements shown herein 10 - 15 . 20 - 25 opposite the 3 distinguished primarily in the respectively specific features highlighted.

Das in 4 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel einer weiter bevorzugten Anordnung von Spritzlöchern 10–15, 20–25 unterscheidet sich von dem in 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass nun eine doppelte Anzahl Hilfslöcher, nämlich sechs, entlang der inneren zweiten Kreislinie 42 äquidistant als Hilfslöcher 20–25 angeordnet sind. Dabei sind auch in diesem Ausführungsbeispiel der erste und zweite Kreisdurchmesser 51, 52 der beiden konzentrisch zueinander liegenden Kreislinien 41, 42 in ähnlicher Größenordnung gewählt, derart dass der erste bzw. der zweite Mittelpunktabstand 30, 31 des Hilfslochs 20 zu seinen jeweilig nächsten beiden Hauptlöchern 10 bzw. 11 kleiner ausfällt als der erste Abstand 60 dieser beiden Hauptlöcher 10, 11 zueinander.This in 4 shown second embodiment of a further preferred arrangement of spray holes 10 - 15 . 20 - 25 is different from the one in 3 shown first embodiment in that now a double number of auxiliary holes, namely six, along the inner second circular line 42 Equidistant as auxiliary holes 20 - 25 are arranged. In this case also in this embodiment, the first and second circle diameter 51 . 52 of the two concentric circular lines 41 . 42 chosen in a similar order, such that the first and the second center distance 30 . 31 of the auxiliary hole 20 to his respective next two main holes 10 respectively. 11 smaller than the first distance 60 these two main holes 10 . 11 to each other.

In 5, welche ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt, ist die Anordnung der ersten Kreislinie 41 zu der zweiten Kreislinie 42, im Gegensatz zu den Anordnungen in den 3 und 4, exzentrisch ausgeführt, insofern als deren beide Mittelpunkte 301, 302 auseinanderfallen. Hierin ist nämlich die zweite Kreislinie 42 senkrecht zur Achsrichtung 3 gegenüber der ersten Kreislinie 41 verschoben, und zwar um einen Abstand 500 der beiden Mittelpunkte 301, 302 zueinander. Dabei beträgt der Abstand 500 in diesem Ausführungsbeispiel mehr als 10 Prozent vom ersten Kreisdurchmesser 51, so dass eine jenseits von üblichen Fertigungsungenauigkeiten liegende Exzentrizität deutlich vorliegt.In 5 showing a third embodiment is the arrangement of the first circle 41 to the second circle 42 , contrary to the arrangements in the 3 and 4 , eccentric, insofar as their two centers 301 . 302 fall apart. This is the second circle 42 perpendicular to the axial direction 3 opposite the first circle 41 moved, by a distance 500 the two centers 301 . 302 to each other. The distance is 500 in this embodiment more than 10 percent of the first circle diameter 51 so that an eccentricity lying beyond usual production inaccuracies is clearly present.

Fernerhin erkennt man eine um eine vertikale Mittelachse 501 spiegelsymmetrische Anordnung.Furthermore, one recognizes one around a vertical central axis 501 mirror-symmetrical arrangement.

Auf der zweiten Kreislinie 42 sind zwei Hilfslöcher 20, 21 nicht äquidistant im unteren Kreissegment mit einem zweiten Abstand 70 angeordnet. Auf der ersten Kreislinie 41 sind fünf Hauptlöcher 10–14 gleichfalls nicht äquidistant angeordnet, wobei die Hauptlöcher 11 und 12 bzw. 13 und 14 jeweils als ein Paar mit dem gegenüber den ersten Abständen 60, 62, 64 verkürzten ersten Abstand 61 bzw. 63 ausgebildet sind. Letztere fallen wiederum aufgrund der Spiegelsymmetrie im wesentlichen identisch aus.On the second circle 42 are two auxiliary holes 20 . 21 not equidistant in the lower circle segment with a second distance 70 arranged. On the first circle 41 are five main holes 10 - 14 likewise not arranged equidistant, with the main holes 11 and 12 respectively. 13 and 14 each as a pair with the opposite to the first distances 60 . 62 . 64 shortened first distance 61 respectively. 63 are formed. The latter in turn are essentially identical due to the mirror symmetry.

Links in 5 ist eine erste Dreierformation um das Hilfsloch 20 zu erkennen, welches den zwei Hauptlöchern 11 und 12 äquidistant, mit zwei im wesentlichen identischen ersten Mittelpunktabständen 31, 32, zugeordnet ist.Left in 5 is a first tripartite formation around the auxiliary hole 20 to recognize which the two main holes 11 and 12 equidistant, with two substantially identical first center distances 31 . 32 , assigned.

Spiegelsymmetrisch dazu rechts in 5 eine weitere Dreierformation um das weitere Hilfsloch 21, zugeordnet den zwei Hauptlöchern 13 und 14. Mirror symmetric to right in 5 another triple formation around the further auxiliary hole 21 , assigned to the two main holes 13 and 14 ,

Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel zu bemerken, dass das Hauptloch 10 optisch freistehend erscheint, d.h. ohne ein ihm durch geometrische Nähe zugeordnetes Hilfsloch 20 oder 21. Dies drückt sich darin aus, dass sowohl dessen erster Abstand 60 zum nächsten Hauptloch 11 als auch der erste Mittelpunktabstand 30 zum Mittelpunkt des Hilfslochs 20 größer ausfallen als die Abstände innerhalb der Dreierformation aus den zwei Hauptlöchern 11, 12 mit Hilfsloch 20. Letztere drei Spritzlöcher 10, 11, 20 stehen mit den folgenden hier ähnlich groß ausfallenden Abständen wie in einem nahezu gleichschenkligen Dreieck zueinander: mit dem zweiten Mittelpunktabstand 31, mit einem dritten Mittelabstand 32 sowie mit dem ersten Abstand 61.Further, in this embodiment, it should be noted that the main hole 10 appears optically freestanding, ie without an associated by geometrical proximity auxiliary hole 20 or 21 , This expresses itself in the fact that both its first distance 60 to the next main hole 11 as well as the first center distance 30 to the center of the auxiliary hole 20 larger than the distances within the triple formation from the two main holes 11 . 12 with auxiliary hole 20 , The latter three spray holes 10 . 11 . 20 stand with the following here as large failing intervals as in a nearly isosceles triangle to each other: with the second center distance 31 , with a third center distance 32 as well as with the first distance 61 ,

6 stellt eine schematische Darstellung in vertikaler Aufsicht der Anordnung der Spritzlöcher 10–15, 20–25 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel dar, 7 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Dabei können die 6 und 7 unter Bezugnahme auf 4 als Varianten von Anordnungen mit je sechs, zueinander äquidistanten, Hauptlöchern 10–15 und je sechs, zueinander äquidistanten, Hilfslöchern 21–25 beschrieben werden. Dabei fallen in 6 die erste Kreislinie 41 und die zweite Kreislinie 42 mit identischem ersten Kreisdurchmesser 51 und zweiten Kreisdurchmesser 52 zusammen, wodurch sich alternierend ein Hauptloch und ein Hilfsloch wie Perlen auf einer Schnur, leicht zueinander beabstandet, anordnen: 10, 20, 11, 21, 12, 22, 13, 23, 14, 24, 15, 25. 6 shows a schematic representation in vertical plan view of the arrangement of the injection holes 10 - 15 . 20 - 25 according to a fourth embodiment, 7 according to a fifth embodiment. The can 6 and 7 with reference to 4 as variants of arrangements with six, mutually equidistant, main holes 10 - 15 and six each, equidistant, auxiliary holes 21 - 25 to be discribed. Fall into 6 the first circle 41 and the second circle 42 with identical first circle diameter 51 and second circle diameter 52 together, whereby alternately a main hole and an auxiliary hole such as beads on a string, slightly spaced from each other, arrange: 10 . 20 . 11 . 21 . 12 . 22 . 13 . 23 . 14 . 24 . 15 . 25 ,

Den 3–6 ist gemeinsam, dass sich die Mittelpunkte der Hilfslöcher 20–25 innerhalb oder im Falle von 6 zumindest auf der ersten Kreislinie 41 mit dem ersten Kreisdurchmesser 51 anordnen.The 3 - 6 is common that the centers of the auxiliary holes 20 - 25 within or in the case of 6 at least on the first circle 41 with the first circle diameter 51 Arrange.

Hingegen ist in 7 die zweite Kreislinie 42 außerhalb der ersten Kreislinie 41 gerückt, dadurch dass der zweite Kreisdurchmesser 52 etwas größer als der erste Kreisdurchmesser 51 gewählt ist. In diesem Fall durchzieht die zweite Kreislinie 42 mit den auf ihr angeordneten Mittelpunkten der Hilfslöcher 20–25 die Kreisflächen der Hauptlöcher 10–15, wodurch die kleineren Hilfslöcher 20–25 den größeren Hauptlöchern 10–15 in geometrischer Nähe zugeordnet erscheinen.On the other hand is in 7 the second circle 42 outside the first circle 41 moved, characterized in that the second circle diameter 52 slightly larger than the first circle diameter 51 is selected. In this case, the second circular line pervades 42 with the centers of the auxiliary holes arranged on it 20 - 25 the circular areas of the main holes 10 - 15 , causing the smaller auxiliary holes 20 - 25 the larger main holes 10 - 15 appear assigned in geometric proximity.

Die 8 und 9 veranschaulichen schematische Darstellungen von Stromlinien, wie sie mithilfe einer numerischen Strömungssimulationsrechnung (z.B. nach dem Runga-Kutta-Schema) erzeugt werden können:
Dabei zeigt zum einen 8 beispielhaft sich um ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung von Spritzlöchern ausbildende Stromlinien, und zwar um fünf, auf einer ersten Kreislinie 41 liegende Hauptlöcher 10–14 sowie das inmitten exzentrisch positionierte Hilfsloch 20.The 8th and 9 illustrate schematic representations of streamlines, as they can be generated using a numerical flow simulation calculation (eg according to the Runga-Kutta scheme):
This shows, on the one hand 8th exemplified by a sixth embodiment of an inventive arrangement of spray holes forming streamlines, namely by five, on a first circle 41 lying main holes 10 - 14 as well as the middle eccentrically positioned auxiliary hole 20 ,

Zum anderen veranschaulicht 9 zum Zwecke einer Gegenüberstellung des Standes der Technik ein Bild mit Stromlinien, wie sie sich um eine herkömmliche Anordnung von sechs, gleichsam auf der ersten Kreislinie 41 äquidistant angeordneten Hauptlöchern 10–15 ausbilden.On the other hand illustrated 9 for purposes of prior art comparison, a streamline image as it would be for a conventional array of six, as it were on the first circle 41 equidistantly arranged main holes 10 - 15 form.

Gut zu sehen ist, dass im Stand der Technik die Hauptlöcher 10–15 als Strömungssenken sechs gleichberechtigte Strömungszentren 110–115 ausbilden, welchen nahezu unabhängig voneinander ein jeweiliges Teilsegment der zufließenden Strömung laminar-geordnet zuströmt.Good to see is that in the prior art, the main holes 10 - 15 as flow sinks six equal flow centers 110 - 115 form, which flows almost independently of each other, a respective sub-segment of the incoming flow laminar-ordered.

Hingegen lassen die sich im erfindungsgemäßen Injektor einstellenden Strömungsverhältnisse gemäß 8 erkennen, wie sich um das Hilfsloch 20 herum größere, raumübergreifende Wirbel ausbilden. Auch hier ist zu sehen, dass jedes der Spritzlöcher 10–14, 20 zumindest in erster Näherung ein eigenes Strömungszentrum 110–114, 120 ausbildet, jedoch gehen vorzugsweise einige der Stromlinien aufgrund der sich ausbildenden flächenübergreifenden Wirbel in jeweilig andere der entfernteren Strömungszentren 110–114, 120 über. Man kann im Ergebnis von einer signifikanten Erhöhung des Grades der Wechselwirkung zwischen den jeweiligen Hauptlöchern 10–14 zugeordneten Strömungszentren 110–114 mit einem gegenüber dem in 9 gezeigten Stand der Technik deutlich erhöhten Turbulenzgrad sprechen.On the other hand, the flow conditions that occur in the injector according to the invention can be adjusted accordingly 8th recognize how it is around the auxiliary hole 20 form larger, space-spanning vortexes around. Again, you can see that each of the spray holes 10 - 14 . 20 at least to a first approximation, a separate flow center 110 - 114 . 120 however, it is preferred that some of the streamlines pass into respective other of the farther downstream flow centers due to the formation of cross-sectional vortices 110 - 114 . 120 above. As a result, one can significantly increase the degree of interaction between the respective main holes 10 - 14 associated flow centers 110 - 114 with one opposite the in 9 state of the art speak clearly increased degree of turbulence.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19804463 A1 [0003]
WO 2013140835 A1 [0004]

Claims

Injector ( 1 for injecting a liquid, preferably fuel, into an internal combustion engine, comprising: a housing ( 2 ), - one in the housing ( 2 ) in one axial direction ( 3 ) linearly movable closing body ( 4 ), - a valve seat ( 5 ) in the housing ( 2 ), in which the closing body ( 4 ) for closing the injector ( 1 ), - several spray holes ( 10 - 15 . 20 - 25 ) in the housing ( 2 ) for injecting the liquid downstream of the valve seat ( 5 ), - where the multiple spray holes ( 10 - 15 . 20 - 25 ) several main holes ( 10 - 15 ) and at least one auxiliary hole ( 20 - 25 ), and - wherein the at least one auxiliary hole ( 20 - 25 ) is arranged and arranged in size and position to a degree of turbulence in the main holes ( 10 - 15 ) flowing liquid to a state without auxiliary hole ( 20 - 25 ) increase.

Injector according to claim 1, characterized in that the at least one auxiliary hole ( 20 ) to a first main hole ( 10 ) a first center distance ( 30 ), measured between a center of the auxiliary hole ( 20 ) and a center of the first main hole ( 10 ), having; and that at least one auxiliary hole ( 20 ) to a second main hole ( 11 ) a second center distance ( 31 ), measured between the center of the auxiliary hole ( 20 ) and a center of the second main hole ( 11 ), wherein the first center distance ( 30 ) and the second center distance ( 31 ) are identical and / or each smaller than each additional center distance ( 33 - 35 ), measured between the center of the auxiliary hole ( 20 ) and a center of each further main hole ( 13 - 15 ).

Injector according to claim 1 or 2, characterized in that a number of the auxiliary holes ( 20 - 25 ) a maximum of a number of main holes ( 10 - 15 ) and at least half the number of main holes ( 10 - 15 ) is.

Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the centers of the main holes ( 10 - 15 ) on a single, preferably around the axial direction ( 3 ) concentric, first circle line ( 41 ) with a first circle diameter ( 51 ) are arranged and preferably uniform, equidistant first distances ( 60 - 65 ) to each other; and wherein each center of the auxiliary holes ( 20 - 25 ) not outside the first circle ( 41 ) with the first circle diameter ( 51 ) lies.

Injector according to claim 4, characterized in that the centers of the auxiliary holes ( 20 - 25 ) on a single second circle ( 42 ) with a second circle diameter ( 52 ) are arranged and preferably uniform, substantially equidistant second distances ( 70 - 75 ) to each other; and where the midpoint ( 301 ) of the first circle ( 41 ) and the center ( 302 ) of the second circle ( 42 ) fall apart eccentrically.

Injector according to claim 5, characterized in that an integer number of the auxiliary holes ( 20 - 25 ) less than or equal to half of the number of major holes (around integers, at least around counter one) ( 10 - 15 ) is.

Injector according to one of the preceding claims, characterized in that at least one auxiliary hole inlet diameter ( 90 - 95 ) of the auxiliary holes ( 20 - 25 smaller is a main hole entry diameter ( 80 - 85 ) of the main holes ( 10 - 15 ).

Injector according to one of the preceding claims, characterized in that a sum of auxiliary hole flow cross sections of the auxiliary holes ( 20 - 25 ) is smaller than a sum of main hole flow areas of the main holes ( 10 - 15 ).

Injector according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the injection holes ( 10 - 15 . 20 - 25 ) at a different angle ( 6 ) to the axial direction ( 3 ) and / or to one of a first or second circular line ( 41 . 42 ) Spanned level is formed as the rest.