DE102016219782A1

DE102016219782A1 - Variable adjustable poppet valve

Info

Publication number: DE102016219782A1
Application number: DE102016219782.7A
Authority: DE
Inventors: Oliver Berkemeier; Frank Kraemer; Maziar Khosravi; Martin Wirth
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2018-04-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tellerventil (10) für eine mit einem Kraftstoff zu betreibende Brennkraftmaschine, aufweisend ein Ventilgehäuse (12), eine sich hin- und herbewegende Ventilnadel (11) und einen Ventilsitz (14), wobei die Ventilnadel (11) einen endseitig angeordneten Ventilkopf (13) aufweist, der eine umlaufende Dichtfläche (15) besitzt, welche mit dem Ventilsitz (14) dichtend zur Anlage bringbar ist. Ein äußerer Randbereich des Ventilsitzes (14) weitet sich zu einer Auslassöffnung des Tellerventils (10) hin nach außen auf. Das Tellerventil weist einen Sprühlochträgeraufsatz (20) auf, der an dem Tellerventil (10) montiert ist, wobei der Sprühlochträgeraufsatz (20) durch ein Trägergehäuse (21) gebildet ist, welches im montierten Zustand einen abgeschlossenen Hohlraum (40) vor der Auslassöffnung des Tellerventils (10) bildet und wenigstens eine Sprühöffnung (23) aufweist.The invention relates to a poppet valve (10) for an internal combustion engine to be operated with a fuel, comprising a valve housing (12), a reciprocating valve needle (11) and a valve seat (14), wherein the valve needle (11) has one end Valve head (13) which has a circumferential sealing surface (15) which is sealingly engageable with the valve seat (14). An outer edge portion of the valve seat (14) widens outwardly toward an outlet opening of the poppet valve (10). The poppet valve has a spray hole carrier attachment (20) mounted on the poppet valve (10), the spray hole carrier attachment (20) being formed by a carrier housing (21) which, when assembled, has a sealed cavity (40) in front of the poppet valve outlet port (10) forms and at least one spray opening (23).

Description

Die Erfindung betrifft ein Tellerventil für eine mit einem Kraftstoff zu betreibende Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das Tellerventil weist ein Ventilgehäuse, eine sich hin- und herbewegende Ventilnadel und einen Ventilsitz auf, wobei die Ventilnadel einen endseitig angeordneten Ventilkopf aufweist, der eine umlaufende Dichtfläche besitzt. Mit dieser Dichtfläche ist der tellerförmige Ventilkopf mit dem Ventilsitz dichtend zur Anlage bringbar. Dabei weitet sich ein äußerer Randbereich des Ventilsitzes zu einer Auslassöffnung des Tellerventils hin nach außen auf, wodurch sich ein nach außen öffnendes Ventil ergibt, das oftmals auch als A-Düse bezeichnet wird.The poppet valve has a valve housing, a reciprocating valve needle and a valve seat, wherein the valve needle has a valve head arranged at the end, which has a circumferential Has sealing surface. With this sealing surface of the plate-shaped valve head with the valve seat is sealingly engageable. In this case, an outer edge region of the valve seat expands outwardly to an outlet opening of the poppet valve, resulting in an outwardly opening valve, which is often referred to as an A-nozzle.

Derartige Tellerventile können in unterschiedlichen Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, die insbesondere mit verschiedenen Kraftstoffarten betrieben werden können. Brennkraftmaschinen dienen dazu, die in einem Kraftstoff enthaltene Energie in Bewegungsenergie umzuwandeln. Hierzu weisen Brennkraftmaschinen wenigstens einen Brennraum auf, in dem der jeweilige Kraftstoff verbrannt wird. Die bei der Verbrennung entstehende Volumenausdehnung wird anschließend in eine rotatorische Drehbewegung umgesetzt. Neben den in flüssiger Form vorliegenden Kraftstoffen wie beispielsweise Benzin, Diesel, Flüssiggas (= Autogas, LPG) oder Flüssigerdgas (LNG) finden auch andere als Gas vorliegende Kraftstoffe Verwendung, beispielsweise in Form von verdichtetem Erdgas (CNG) oder von Wasserstoff (H2). Um ein zündfähiges und effizientes Gemisch für den Verbrennungsvorgang zu erhalten, wird der jeweilige Kraftstoff vor seiner Verbrennung mit Umgebungsluft, insbesondere mit dem darin enthaltenen Sauerstoff (O₂) vermischt.Such poppet valves can be used in different internal combustion engines, which can be operated in particular with different types of fuel. Internal combustion engines serve to convert the energy contained in a fuel into kinetic energy. For this purpose, internal combustion engines have at least one combustion chamber in which the respective fuel is burned. The resulting volume expansion during combustion is then converted into a rotational rotary motion. In addition to the existing in liquid form fuels such as gasoline, diesel, liquefied petroleum gas (LPG) or liquefied natural gas (LNG) find other than gas fuels used, for example in the form of compressed natural gas (CNG) or hydrogen (H2). In order to obtain an ignitable and efficient mixture for the combustion process, the respective fuel is mixed before its combustion with ambient air, in particular with the oxygen (O ₂ ) contained therein.

War es insbesondere bei mit Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen bis vor einiger Zeit noch üblich, das gewünschte Gemisch mittels eines Vergasers außerhalb des Brennraums bereitzustellen, herrschen heute moderne Einspritzsysteme vor, welche den Kraftstoff direkt in den bereits mit Luft befüllten Brennraum einbringen. Auf diese Weise findet die Gemischbildung nunmehr nahezu ausschließlich innerhalb des Brennraums statt. Insofern unterscheiden sich die Brennkraftmaschinen heutiger Kraftfahrzeuge im Wesentlichen nur noch in Fremdzünder und Selbstzünder. Dabei gelten Ottomotoren als Fremdzünder. Bei ihnen wird das im Brennraum befindliche Gemisch zunächst verdichtet und anschließend fremd gezündet, beispielsweise über eine Zündkerze. Demgegenüber werden Dieselmotoren als Selbstzünder bezeichnet. Bei ihnen konzentriert sich die Verdichtung auf die dem Brennraum zugeführte Luft, welche hierdurch einen raschen Temperaturanstieg erfährt. Die dabei erzeugte Temperatur ist ausreichend, um den anschließend in die komprimierte Luft einzuspritzenden Diesel-Kraftstoff selbst zu entzünden.Whereas it was still customary until some time ago, especially in gasoline-powered motor vehicles, to provide the desired mixture by means of a carburettor outside the combustion chamber, modern injection systems prevail today, which introduce the fuel directly into the combustion chamber, which is already filled with air. In this way, the mixture formation now takes place almost exclusively within the combustion chamber. In this respect, the internal combustion engines of today's motor vehicles essentially differ only in external igniters and diesel. In this case, gasoline engines are considered as a spark igniter. In them, the mixture in the combustion chamber is first compressed and then ignited externally, for example via a spark plug. In contrast, diesel engines are referred to as diesels. With them, the compression concentrates on the air supplied to the combustion chamber, which thereby experiences a rapid increase in temperature. The temperature generated in this case is sufficient to self ignite the subsequently injected into the compressed air diesel fuel.

Um bei als Hubkolbenmotor arbeitenden Brennkraftmaschinen einen möglichst raschen intermittierenden Ladungswechsel innerhalb des Brennraums zwischen bei der Verbrennung entstehendem Abgas und frischem zündfähigen Gemisch zu erhalten, muss der Brennraum in geeigneter Weise abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. In diesem Zusammenhang hat sich die Anordnung von federbelasteten Tellerventilen etabliert, welche einen ausreichenden Öffnungsquerschnitt für die erforderlichen Ein- oder Auslässe zur Verfügung stellen. Hierzu weist der Zylinderkopf der Brennkraftmaschine wenigstens einen Einlasskanal für das Frischgas und einen Auslasskanal für das Abgas auf, welche jeweils fluidleitend mit der zugehörigen Brennkammer verbunden sind. Deren Öffnungen werden durch je ein Tellerventil verschlossen, welches hierfür einen Ventilschaft mit einem endseitig an diesem angeordneten Ventilkopf besitzt.In order to obtain the fastest possible intermittent charge exchange within the combustion chamber between exhaust gas produced during combustion and fresh ignitable mixture in internal combustion engines operating as a reciprocating piston engine, the combustion chamber must be alternately opened and closed in a suitable manner. In this context, the arrangement of spring-loaded poppet valves has established, which provide a sufficient opening area for the required inputs or outlets available. For this purpose, the cylinder head of the internal combustion engine at least one inlet channel for the fresh gas and an outlet channel for the exhaust gas, which are each connected in fluid-conducting manner with the associated combustion chamber. Their openings are each closed by a poppet valve, which for this purpose has a valve stem with an end arranged on this valve head.

Im geschlossenen Zustand stützt sich der Ventilkopf des federbelasteten Tellerventils über seine zumeist ringförmige Dichtfläche an einem um die jeweilige Öffnung herum angeordneten Ventilsitz ab. Da die bei der Verbrennung im Brennraum entstehende Volumenausdehnung auch auf einen dem Brennraum zugewandten Flächenbereich (Ventilteller) des Ventilkopfes trifft, wird der Ventilkopf – zusätzlich zu der auf ihn wirkenden Federkraft – gegen den Ventilsitz gepresst. Auf diese Weise wirkt das Tellerventil selbstschließend, so dass keine weiteren Kräfte notwendig sind, um dieses während der Verbrennung geschlossen zu halten. Demgegenüber erfolgt das Öffnen des Tellerventils entsprechend gegen die Federkraft.In the closed state, the valve head of the spring-loaded poppet valve is supported via its mostly annular sealing surface on a valve seat arranged around the respective opening. Since the volumetric expansion occurring during combustion in the combustion chamber also strikes a surface area (valve disk) of the valve head facing the combustion chamber, the valve head is pressed against the valve seat in addition to the spring force acting on it. In this way, the poppet valve acts self-closing, so that no further forces are necessary to keep it closed during combustion. In contrast, the opening of the poppet valve is done accordingly against the spring force.

Tellerventile haben somit oftmals eine nach außen öffnende Ventildüse (A-nozzle). Derartige nach außen öffnende Ventildüsen haben dabei ein spezifisches Design, mit dem es üblicherweise ausschließlich möglich ist, eine konzentrische Sprühgeometrie zu erzeugen. Einen Freiheitsgrad zur Veränderung des Sprühmusters bietet dabei lediglich der Winkel der Ventilnadel bzw. der Winkel des Ventilsitzes. Auch kann der Ventilsitz entsprechend ausgeformt werden, um ein bestimmtes Sprühmuster zu erzeugen. Dies trifft sowohl für A-Düsen im Bereich der Benzineinspritzdüsen als auch der CNG-Einspritzdüsen zu. Dabei ist ferner unerheblich, ob eine Ventilnadel piezo- oder magnetangetrieben ausgeführt ist. Aufgrund der geometrischen Beschränkungen ist es sehr schwierig, eine optimale Kombination aus dem Design des Ansaugkanals, dem Feuersteg eines Kolbens und dem Sprühdesign einer Einspritzdüse für einen Benzin- oder Gasmotor zu finden, um so verbesserte Motoreigenschaften zu erreichen.Poppet valves thus often have an outwardly opening valve nozzle (A-nozzle). Such outwardly opening valve nozzles have a specific design with which it is usually only possible to produce a concentric spray geometry. One degree of freedom for changing the spray pattern offers only the angle of the valve needle or the angle of the valve seat. Also, the valve seat can be shaped accordingly to produce a particular spray pattern. This is true for both A nozzles in the gasoline injector and CNG injectors. It is also irrelevant whether a valve needle is designed piezo or magnetically driven. Due to geometrical constraints, it is very difficult to find an optimum combination of aspirator design, piston crown, and spray design of a gasoline or gas engine injector to achieve improved engine characteristics.

Aus dem Stand der Technik sind hierbei variable Einspritzdüsen bekannt, mit denen verschiedene Formen von Sprühmustern erzeugt werden können. Beispielsweise ist aus der US 2013/0199501 A1 eine variable Einspritzdüse bekannt, mit der sowohl hohle, konische Sprühmuster als auch Sprühmuster mit mehreren Sprühstrahlen erzeugt werden können. Bei den hohlen, konischen Sprühmustern handelt es sich um homogene Sprühmuster, die insbesondere für eine frühe vorgemischte Verbrennung verwendet werden. Mehrere Sprühstrahlen werden hingegen typischerweise für eine konventionelle Diffusionsverbrennung eingesetzt. Die verschiedenen Muster können dabei selektiv und unabhängig voneinander erzeugt werden. Dabei kommt eine Einspritzdüse zum Einsatz, die eine einwärts gerichtete Ventilnadel verwendet, um mehrere Sprühstrahlen zu erzeugen, während eine auswärts gerichtete Ventilnadel zum Einsatz kommt, um ein hohles, konisches Sprühmuster zu erzeugen. Die auswärts gerichtete Ventilnadel ist koaxial in der inwärts gerichteten Ventilnadel gelagert und je nach Ansteuerung der Ventile kann Kraftstoff zwischen einem Ventilsitz und der inwärts gerichteten Ventilnadel oder durch mehrere Öffnungen im Ventilsitz der auswärts gerichteten Ventilnadel in die Brennkammer entweichen. Die US 2013/0213358 A1 offenbart eine ähnliche Einspritzdüse. In this case, variable injectors are known from the prior art, with which various forms of spray patterns can be produced. For example, is from the US 2013/0199501 A1 a variable injection nozzle with which both hollow conical spray patterns and spray patterns with multiple spray jets can be produced. The hollow, conical spray patterns are homogeneous spray patterns that are used in particular for early premixed combustion. By contrast, several spray jets are typically used for conventional diffusion combustion. The different patterns can be generated selectively and independently of each other. In this case, an injector is used which uses an inwardly directed valve needle to produce a plurality of spray jets, while an outwardly directed valve needle is used to produce a hollow, conical spray pattern. The outwardly directed valve needle is coaxially mounted in the inwardly directed valve needle and, depending on the control of the valves, fuel can escape between a valve seat and the inwardly directed valve needle or through a plurality of openings in the valve seat of the outwardly directed valve needle into the combustion chamber. The US 2013/0213358 A1 discloses a similar injector.

Aus der US 2011/0232606 A1 ist eine Einspritzdüse bekannt, mit der ebenfalls unterschiedliche Sprühmuster erzeugt werden können. Hierzu weist die Einspritzdüse eine Ventilnadel mit mehreren auswärts gerichteten Öffnungen zum Austritt von Kraftstoff auf. Die Öffnungen befinden sich im Bereich eines Ventilsitzes und erzeugen in einer ersten Position der Ventilnadel ein hohles, konisches Sprühmuster. Dabei trifft der durch die Öffnungen geführte Kraftstoff auf eine konische Fläche des Ventilsitzes und wird so gleichmäßig zu einem entsprechenden Sprühmuster verteilt. Wird die Ventilnadel weiter aus der Einspritzdüse herausgeführt, tritt der Kraftstoff hingegen direkt aus den Öffnungen aus, wodurch ein Sprühmuster mit mehreren Sprühstrahlen erzeugt wird. Die Einspritzdüse hat somit einen zweistufigen Öffnungshub mit zwei oder mehr Schaltstellungen, durch welche das erzeugte Sprühmuster variiert werden kann.From the US 2011/0232606 A1 an injection nozzle is known with which also different spray patterns can be generated. For this purpose, the injection nozzle on a valve needle with a plurality of outwardly directed openings for the escape of fuel. The openings are in the region of a valve seat and produce a hollow, conical spray pattern in a first position of the valve needle. In this case, the fuel guided through the openings impinges on a conical surface of the valve seat and is thus evenly distributed to a corresponding spray pattern. On the other hand, when the valve needle is further led out of the injection nozzle, the fuel directly leaks out of the openings, thereby producing a spray pattern having a plurality of sprays. The injector thus has a two-stage opening stroke with two or more switching positions, by which the generated spray pattern can be varied.

Die DE 100 05 013 A1 beschreibt ebenfalls ein Brennstoffeinspritzventil mit einem zweistufigen Öffnungshub zur Erzeugung von unterschiedlichen Sprühmustern. Dabei ist das Ventil als nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil ausgebildet. The DE 100 05 013 A1 also describes a fuel injector having a two-stage opening stroke for producing different spray patterns. The valve is designed as an inwardly opening fuel injection valve.

Die WO 2013/088428 A2 offenbart ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil mit bestimmten Abmessungen, um so eine Ventilnadel mit geringer Masse bereitzustellen. Auf diese Weise können die Öffnungs- und Schließvorgänge beschleunigt werden. The WO 2013/088428 A2 discloses an inwardly opening fuel injector of certain dimensions so as to provide a low mass valve needle. In this way, the opening and closing operations can be accelerated.

Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet der Bereich der Einspritzdüsen für Brennkraftmaschinen noch Raum für Verbesserungen.In view of the cited prior art, the field of internal combustion engine injectors still offers room for improvement.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Tellerventil bereitzustellen, mit dem auf einfache Weise verschiedene Sprühmuster erzeugt werden können.The invention is in particular the object of providing a poppet valve with which different spray patterns can be generated in a simple manner.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Tellerventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweils abhängigen Unteransprüche.According to the invention the object is achieved by a poppet valve with the features of claim 1. Further, particularly advantageous embodiments of the invention disclose the respective dependent subclaims.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich. It should be noted that the features listed in the following description as well as measures in any technically meaningful way can be combined with each other and show other embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.

Das erfindungsgemäße Tellerventil eignet sich zur Verwendung für eine mit einem Kraftstoff zu betreibende Brennkraftmaschine. Dabei kann die Brennkraftmaschine mit flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff betreibbar sein. Das Tellerventil weist ein Ventilgehäuse, eine sich hin- und herbewegende Ventilnadel und einen Ventilsitz auf, wobei die Ventilnadel einen endseitig angeordneten Ventilkopf aufweist, der eine umlaufende Dichtfläche besitzt, welche mit dem Ventilsitz dichtend zur Anlage bringbar ist. Ein äußerer Randbereich des Ventilsitzes weitet sich zu einer Auslassöffnung des Tellerventils hin nach außen auf, um so eine sogenannte A-Düse (A-nozzle) auszubilden.The poppet valve according to the invention is suitable for use with an internal combustion engine to be operated with a fuel. In this case, the internal combustion engine can be operated with liquid or gaseous fuel. The poppet valve has a valve housing, a reciprocating valve needle and a valve seat, wherein the valve needle has a valve head arranged at the end, which has a circumferential sealing surface, which is sealingly engageable with the valve seat. An outer peripheral portion of the valve seat expands outwardly toward an outlet opening of the poppet valve so as to form a so-called A-nozzle.

Erfindungsgemäß weist das Tellerventil einen Sprühlochträgeraufsatz auf, der an dem Tellerventil montierbar ist, wobei der Sprühlochträger durch ein Trägergehäuse gebildet ist, welches im montierten Zustand einen abgeschlossenen Hohlraum vor der Auslassöffnung des Tellerventils bildet und wenigstens eine Sprühöffnung aufweist. Der Begriff „abgeschlossener Hohlraum“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass es sich um einen ansonsten dichten Hohlraum handelt, der nur durch ein oder mehrere Sprühöffnungen mit der Brennkammer der Brennkraftmaschine in Verbindung steht.According to the invention, the poppet valve on a Sprühlochträgeraufsatz which is mountable on the poppet valve, wherein the Sprühlochträger is formed by a carrier housing, which forms a closed cavity in the mounted state in front of the outlet opening of the poppet valve and at least one spray opening. The term "closed cavity" in this context means that it is an otherwise dense cavity, which communicates only through one or more spray openings with the combustion chamber of the internal combustion engine.

Ohne angebrachten Sprühlochträgeraufsatz kann mit dem Tellerventil ein Sprühmuster erzeugt werden, welches sich im Wesentlichen nach dem Öffnungswinkel und der Ausgestaltung des Dichtsitzes und/oder des Ventilkopfes richtet. Um mit dem gleichen Tellerventil ein anderes Sprühmuster zu erzeugen, wird der Sprühlochträgeraufsatz an dem ansonsten vorzugsweise unveränderten Tellerventil montiert. Aus der Auslassöffnung des Tellerventils austretender Kraftstoff bzw. ein Kraftstoff-Luft-Gemisch tritt zunächst in den Hohlraum des Trägergehäuses ein und dann über ein oder vorzugsweise mehrere Sprühöffnungen aus dem Sprühlochträgeraufsatz aus. Without attached Sprühlochträgeraufsatz can be generated with the poppet valve, a spray pattern, which essentially depends on the opening angle and the design of the Sealing seat and / or the valve head directed. In order to produce a different spray pattern with the same poppet valve, the spray hole carrier attachment is mounted on the otherwise preferably unchanged poppet valve. From the outlet opening of the poppet valve escaping fuel or a fuel-air mixture enters first into the cavity of the carrier housing and then via one or preferably a plurality of spray openings from the Sprühlochträgeraufsatz.

Mit montiertem Sprühlochträgeraufsatz richtet sich das erzeugte Sprühmuster daher nach der Anordnung und Ausformung der Sprühöffnungen im Sprühlochträgeraufsatz. Durch den zum Tellerventil separaten Aufsatz können so unterschiedliche gewünschte Sprühdesigns, also Sprühmuster realisiert werden, was eine sehr flexible Anpassung des Tellerventils ermöglicht und die Optimierung der Motoreigenschaften erleichtert.With mounted Sprühlochträgeraufsatz therefore the generated spray pattern depends on the arrangement and shaping of the spray holes in Sprühlochträgeraufsatz. Through the separate poppet-style attachment so different desired Sprühdesigns, so spray patterns can be realized, which allows a very flexible adaptation of the poppet valve and facilitates the optimization of engine characteristics.

Auf diese Weise kann das Sprühmuster eines Tellerventils insbesondere auf einfache Weise verändert werden, ohne dass die grundsätzliche Bauweise des Tellerventils aufwendig verändert werden muss. In einer Ausführungsform der Erfindung ist daher auch vorgesehen, dass der Sprühlochträgeraufsatz ohne vorherige Demontage anderer Bauteile an dem Tellerventil montierbar ist. Das Tellerventil muss somit nicht auseinander gebaut werden, um den Sprühlochträgeraufsatz anzubringen, sondern dieser wird lediglich auf das Tellerventil aufgesetzt. So könnte der Sprühlochträgeraufsatz an bereits bestehende Bauformen von Tellerventilen angepasst werden.In this way, the spray pattern of a poppet valve can be changed in particular in a simple manner, without the basic design of the poppet valve has to be changed consuming. In one embodiment of the invention, therefore, it is also provided that the Sprühlochträgeraufsatz can be mounted without prior disassembly of other components to the poppet valve. Thus, the poppet valve does not have to be disassembled to attach the spray hole carrier attachment, but it is merely placed on the poppet valve. Thus, the Sprühlochträgeraufsatz could be adapted to existing designs of poppet valves.

Dabei können verschiedene Arten der Anbringung des Sprühlochträgeraufsatzes an dem Tellerventil vorgesehen werden. Beispielsweise kann der Sprühlochträgeraufsatz über ein Gewinde und/oder eine Rastverbindung an dem Tellerventil angebracht sein. Bei der Rastverbindung kann es sich um einen Schnappverschluss handeln, der einrastet, wenn der Sprühlochträgeraufsatz auf oder in das Tellerventil geschoben wird. Selbstverständlich ist der Sprühlochträgeraufsatz im montierten Zustand hinreichend zum Tellerventil abgedichtet.Various types of attachment of the Sprühlochträgeraufsatzes can be provided on the poppet valve. For example, the spray hole carrier attachment can be attached to the poppet valve via a thread and / or a latching connection. The snap-in connection may be a snap lock that locks in place when the spray hole carrier attachment is pushed onto or into the poppet valve. Of course, the Sprühlochträgeraufsatz is sufficiently sealed in the assembled state to the poppet valve.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Sprühlochträgeraufsatz beispielsweise an dem Ventilgehäuse angebracht, in welchem sich die Ventilnadel hin- und herbewegt. Dieses Ventilgehäuse ist oftmals leicht zugänglich und erlaubt die Anbringung des Sprühlochträgeraufsatzes. Dabei kann der Sprühlochträgeraufsatz ein Innengewinde aufweisen, welches auf ein Außengewinde am Ventilgehäuse aufgeschraubt wird. Auch eine umgekehrt ausgestaltete Gewindeverbindung ist möglich. Der Sprühlochträgeraufsatz wirkt so als eine Art Deckel, welcher die Auslassöffnung des Tellerventils verschließt.For example, in one embodiment of the invention, the spray hole carrier attachment is attached to the valve housing in which the valve needle reciprocates. This valve housing is often easily accessible and allows the attachment of the Sprühlochträgeraufsatzes. In this case, the Sprühlochträgeraufsatz having an internal thread which is screwed onto an external thread on the valve housing. A reversely configured threaded connection is possible. The Sprühlochträgeraufsatz acts as a kind of lid, which closes the outlet opening of the poppet valve.

Die wenigstens eine Sprühöffnung im Sprühlochträgeraufsatz kann verschiedene Größen und Ausrichtungen haben. Insbesondere verläuft die Längsachse der wenigstens einen Sprühöffnung vorzugsweise nach außen in einem Winkel > 0° zur Längsachse der Ventilnadel. So wird Kraftstoff oder Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem Strahl nach außen gespritzt. Eine Sprühöffnung kann dabei als Bohrung oder auch als Schlitz ausgebildet sein, um so verschiedene Sprühmuster erzeugen zu können.The at least one spray orifice in the spray hole carrier can have different sizes and orientations. In particular, the longitudinal axis of the at least one spray opening preferably extends outward at an angle of> 0 ° to the longitudinal axis of the valve needle. So fuel or fuel-air mixture is injected in a jet to the outside. A spray opening may be formed as a bore or as a slot so as to be able to produce different spray patterns.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Trägergehäuse des Sprühlochträgeraufsatzes der Auslassöffnung des Tellerventils gegenüber liegend eine konkave Gegenfläche auf. Bei montiertem Sprühlochträgeraufsatz wird der Kraftstoff bzw. das Kraftstoff-Luft-Gemisch so auf diese gewölbte Fläche des Sprühlochträgeraufsatzes geleitet, wobei vorzugsweise wenigstens eine Sprühöffnung innerhalb dieser Gegenfläche angeordnet ist. Der Kraftstoff wird so auf günstige Weise von der Austrittsöffnung des Tellerventils zu den Sprühöffnungen im Sprühlochträgeraufsatz geleitet.In one embodiment of the invention, the carrier housing of the Sprühlochträgeraufsatzes the outlet opening of the poppet valve opposite lying on a concave counter surface. When mounted Sprühlochträgeraufsatz the fuel or the fuel-air mixture is directed to this curved surface of the Sprühlochträgeraufsatzes, preferably at least one spray opening is disposed within this mating surface. The fuel is thus passed in a favorable manner from the outlet opening of the poppet valve to the spray openings in the Sprühlochträgeraufsatz.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:Further advantageous embodiments of the invention are disclosed in the subclaims and the following description of the figures. Show it:

1 eine schematische Teildarstellung eines Tellerventils mit einem montierten Sprühlochträgeraufsatz, 1 a schematic partial view of a poppet valve with a mounted Sprühlochträgeraufsatz,

2 ein Tellerventil gemäß 1 ohne Sprühlochträgeraufsatz in der offenen Stellung, und 2 a poppet valve according to 1 without Sprühlochträgeraufsatz in the open position, and

3 ein Tellerventil gemäß 1 mit Sprühlochträgeraufsatz in der offenen Stellung. 3 a poppet valve according to 1 with spray hole carrier attachment in the open position.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden. In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, which is why these are usually described only once.

Der schematischen Darstellung der 1 ist ein Teil eines Tellerventils 10 zu entnehmen, wobei nicht alle Bauteile des Tellerventils gezeigt sind, sondern nur der Bereich der Austrittsöffnung, mit der Kraftstoff bzw. Kraftstoff-Luft-Gemisch in eine nicht dargestellte Brennkammer einer Brennkraftmaschine gesprüht wird. Das Tellerventil 10 weist ein Ventilgehäuse 12 mit einer mittigen Aussparung auf, in der sich eine Ventilnadel 11 hin- und herbewegt. Zwischen dieser Ventilnadel 11 und dem Ventilgehäuse 12 bildet sich so ein Kraftstoffkanal 30 aus, durch den Kraftstoff von einer nicht dargestellten Kraftstoffzuführung zum Ventilkopf 13 der Ventilnadel 11 gelangt. Dieser Ventilkopf 13 ist tellerförmig ausgebildet und liegt in der geschlossenen Stellung des Ventils 10 mit einer Dichtfläche 15 dichtend an einem entsprechend ausgebildeten Ventilsitz 14 an. 1 zeigt das Tellerventil 10 in dieser geschlossenen Stellung.The schematic representation of 1 is part of a poppet valve 10 can be seen, wherein not all components of the poppet valve are shown, but only the region of the outlet opening, is sprayed with the fuel or fuel-air mixture in a combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine. The poppet valve 10 has a valve housing 12 with a central recess in which there is a valve needle 11 moved back and forth. Between this valve needle 11 and the valve housing 12 So forms a fuel channel 30 from, by the fuel from a fuel supply, not shown, to the valve head 13 the valve needle 11 arrives. This valve head 13 is plate-shaped and lies in the closed position of the valve 10 with a sealing surface 15 sealingly on a corresponding trained valve seat 14 at. 1 shows the poppet valve 10 in this closed position.

Das Ventilgehäuse 12 und der Ventilsitz 14 können auch auf andere Arten ausgeführt sein, so dass die Darstellung der 1 lediglich beispielhaft zu verstehen ist. Auch die Montage eines Sprühlochträgeraufsatzes 20 an diesem Tellerventil 10 kann auf andere Arten ausgeführt sein als in der Ausführungsform der 1. Die Darstellung zeigt jedoch eine vorteilhafte und einfache Montagemöglichkeit. Dabei ist ein Trägergehäuse 21 eines Sprühlochträgeraufsatzes 20 mit einem Innengewinde auf ein entsprechendes Außengewinde am Ventilgehäuse 12 geschraubt. Diese Gewindeverbindung 22 kann jedoch beispielsweise auch durch eine Rastverbindung in Form eines Schnappverschlusses ersetzt oder auch ergänzt werden.The valve housing 12 and the valve seat 14 can also be executed in other ways, so that the appearance of the 1 merely by way of example. Also, the installation of a Sprühlochträgeraufsatzes 20 on this poppet valve 10 can be implemented in other ways than in the embodiment of 1 , However, the illustration shows an advantageous and easy mounting option. It is a carrier case 21 a spray hole carrier attachment 20 with an internal thread on a corresponding external thread on the valve body 12 screwed. This thread connection 22 However, for example, can also be replaced or supplemented by a snap-in connection in the form of a snap closure.

Das Trägergehäuse 21 des Sprühlochträgeraufsatzes 20 ist deckelförmig, bildet aber im montierten Zustand an der Austrittsöffnung des Tellerventils 10 einen abgeschlossenen Hohlraum 40 aus. Innerhalb dieses Hohlraums 40 kann sich der Ventilkopf 13 der Ventilnadel 11 bewegen. Das Trägergehäuse 21 weist auf seiner Innenseite eine gewölbte Gegenfläche 24 aus, die der Austrittsöffnung des Tellerventils 10 gegenüber liegt. Innerhalb dieser Gegenfläche 24 befindet sich wenigstens eine Sprühöffnung 23. Vorzugsweise sind mehrere Sprühöffnungen vorgesehen, von denen in der 1 jedoch nur eine dargestellt ist. Diese Sprühöffnungen 23 können als Bohrungen oder auch als Schlitze ausgebildet sein. Insbesondere verlaufen diese Sprühöffnungen 23 in einem Winkel > 0° zu der Längsachse der Ventilnadel 11, um so ein Sprühen von Kraftstoff nach außen zu erreichen.The carrier housing 21 of the spray hole carrier attachment 20 is cap-shaped, but forms in the assembled state at the outlet opening of the poppet valve 10 a closed cavity 40 out. Within this cavity 40 can the valve head 13 the valve needle 11 move. The carrier housing 21 has on its inside a curved counter surface 24 out, the outlet of the poppet valve 10 is opposite. Within this counter area 24 there is at least one spray opening 23 , Preferably, a plurality of spray openings are provided, of which in the 1 however, only one is shown. These spray holes 23 may be formed as holes or as slots. In particular, these spray openings run 23 at an angle> 0 ° to the longitudinal axis of the valve needle 11 so as to achieve a spray of fuel to the outside.

2 zeigt das Tellerventil 10 ohne montierten Sprühlochträgeraufsatz, wobei das Tellerventil 10 in der geöffneten Stellung gezeigt ist. In dieser Stellung hat der Ventilkopf 13 einen Spalt zwischen seiner Dichtfläche 15 und dem Ventilsitz 14 freigegeben, so dass Kraftstoff durch den Kraftstoffkanal 30 an dem Ventilkopf vorbei austreten kann. Dabei wird der Kraftstoff nach außen gelenkt, wie es durch die beiden Pfeile 50 und 51 gezeigt ist, welche schematisch die resultierenden Kraftstoffstrahlen bezeichnen. Mit diesem Tellerventil kann so ein hohles, konisches Sprühmuster erzeugt werden. 2 shows the poppet valve 10 without mounted spray hole carrier attachment, wherein the poppet valve 10 is shown in the open position. In this position has the valve head 13 a gap between its sealing surface 15 and the valve seat 14 Released, leaving fuel through the fuel channel 30 can escape past the valve head over. The fuel is directed to the outside, as indicated by the two arrows 50 and 51 which schematically indicate the resulting fuel jets. With this poppet valve so a hollow, conical spray pattern can be generated.

3 zeigt das Tellerventil 10 ebenfalls in der geöffneten Stellung, jedoch mit einem montierten Sprühlochträgeraufsatz 20. Der Ventilkopf 13 hat ausreichend Platz im Hohlraum 40 des Trägergehäuses 21, um sich nach unten zu bewegen. Ferner kann so Kraftstoff aus dem Kraftstoffkanal 30 in den Hohlraum 40 eintreten. Aus dem Hohlraum 40 tritt es durch die ein oder mehreren Sprühöffnungen 23 aus und wird so in die nicht dargestellte Brennkammer eingesprüht. Dieser Kraftstoffaustritt in Form eines Sprühstrahls ist mit einem Pfeil und der Bezugsziffer 52 gekennzeichnet. 3 shows the poppet valve 10 also in the open position, but with a mounted Sprühlochträgeraufsatz 20 , The valve head 13 has enough space in the cavity 40 of the carrier housing 21 to move down. Furthermore, so fuel from the fuel channel 30 in the cavity 40 enter. Out of the cavity 40 it passes through the one or more spray holes 23 from and is sprayed in the combustion chamber, not shown. This fuel discharge in the form of a spray is indicated by an arrow and the reference numeral 52 characterized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Ventil, Tellerventil Valve, poppet valve
1111: Ventilnadel valve needle
1212: Ventilgehäuse valve housing
1313: Ventilkopf valve head
1414: Ventilsitz valve seat
1515: Dichtfläche sealing surface
2020: Sprühlochträgeraufsatz Sprühlochträgeraufsatz
2121: Trägergehäuse support housing
2222: Gewindeverbindung threaded connection
2323: Sprühloch spray hole
2424: Gegenfläche counter surface
3030: Kraftstoffkanal Fuel channel
4040: Hohlraum cavity
50, 51, 5250, 51, 52: Kraftstoffstrahl Fuel jet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2013/0199501 A1 [0007]
US 2013/0213358 A1 [0007]
US 2011/0232606 A1 [0008]
DE 10005013 A1 [0009]
WO 2013/088428 A2 [0010]

Claims

Poppet valve ( 10 ) for an internal combustion engine to be operated with a fuel, comprising a valve housing ( 12 ), a reciprocating valve needle ( 11 ) and a valve seat ( 14 ), the valve needle ( 11 ) an end-mounted valve head ( 13 ), which has a circumferential sealing surface ( 15 ), which with the valve seat ( 14 ) is sealingly engageable to the plant, and an outer edge region of the valve seat ( 14 ) to an outlet opening of the poppet valve ( 10 ) outwardly, characterized by a spray hole carrier attachment ( 20 ) attached to the poppet valve ( 10 ), wherein the spray hole carrier attachment ( 20 ) by a carrier housing ( 21 ) is formed, which in the assembled state a closed cavity ( 40 ) in front of the outlet opening of the poppet valve ( 10 ) and at least one spray orifice ( 23 ) having.

Poppet valve according to claim 1, characterized in that the spray hole carrier attachment ( 20 ) via a thread ( 22 ) on the poppet valve ( 10 ) is attached.

Poppet valve according to claim 1, characterized in that the spray hole carrier attachment ( 20 ) via a latching connection to the poppet valve ( 10 ) is attached.

Poppet valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spray hole carrier attachment ( 20 ) on the valve housing ( 12 ) is mounted, in which the valve needle ( 11 ) back and forth.

Poppet valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spray hole carrier attachment ( 20 ) without prior disassembly of other components on the poppet valve ( 10 ) is mountable.

Poppet valve according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one spray orifice ( 23 ) to the outside at an angle> 0 ° to the longitudinal axis of the valve needle.

Poppet valve according to one of the preceding claims, characterized in that at least one spray orifice ( 23 ) is formed as a bore or slot.

Poppet valve according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier housing ( 21 ) of the spray hole carrier attachment ( 20 ) of the outlet opening of the poppet valve ( 10 ) lying opposite a concave counter surface ( 24 ) having.

Poppet valve according to claim 8, characterized in that at least one spray orifice ( 23 ) within the mating surface ( 24 ) is arranged.