DE102018221833A1 - Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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Abstract

Das erfindungsgemäße Ventil, insbesondere Brennstoffeinspritzventil zeichnet sich dadurch aus, dass in besonderer Weise geformte Fluidsprays mit sehr geringen Einzeltröpfchengrößen generierbar sind. Das Brennstoffeinspritzventil (1) umfasst einen erregbaren Aktuator zur Betätigung eines Ventilschließkörpers, der zusammen mit einer an dem Ventilsitzkörper (5) ausgebildeten Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, und Abspritzöffnungen (7), die stromabwärts der Ventilsitzfläche (6) ausgebildet sind, wobei die Abspritzöffnungen (7) in einem kuppenartig in Abspritzrichtung nach außen stehenden Mittenbereich (44) des Ventilsitzkörpers (5) eingebracht sind. Die Abspritzöffnungen (7) sind zu Lochgruppen (70) zusammengefasst, wobei wenigstens drei Lochgruppen (70) vorgesehen sind, wobei jede Lochgruppe (70) wenigstens zwei Abspritzöffnungen (7) umfasst und die Abspritzöffnungen (7) einer jeden Lochgruppe (70) derart ausgerichtet sind, dass sich die abzuspritzenden Fluidstrahlen dieser Lochgruppe (70) zu einer gemeinsamen Spraykeule vereinigen, und die Materialstegbreiten zwischen den Abspritzöffnungen (7) einer jeden Lochgruppe (70) an deren stromabwärtigen Austritt zwischen 10 µm und 50 µm betragen.Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • In den 1, 2a, 2b und 2c sind Ausführungsformen von bekannten Ventilsitzkörpern gezeigt. Dabei zeigen die 2a, 2b und 2c in schematischen Darstellungen drei grundsätzliche typische Bauarten von Abspritzöffnungen aufweisenden Ventilsitzkörpern. Während bei der bekannten und bewährten Lösung gemäß 2c der Ventilsitzkörper mit einer ebenen und flachen Stirnfläche das stromabwärtige Ventilende des Brennstoffeinspritzventils zum Brennraum hin abschließt, sind bei den ebenfalls bekannten Lösungen gemäß 2a und 2b die Ventilsitzkörper mit einem die Abspritzöffnungen umfassenden, kuppenartig in Abspritzrichtung nach außen stehenden Mittenbereich des Ventilsitzkörpers ausgestaltet. Entweder handelt es sich dabei um eine Kegelkuppe mit einer konischen Mantelfläche im Mittenbereich (z.B. DE 10 2013 219 027 A1 ) oder um eine Kugelkuppe mit einer sphärisch konvex nach außen verlaufenden Wölbung (z.B. EP 2 333 306 A1 ). In beiden Fällen geht der kuppenartige Mittenbereich des Ventilsitzkörpers fließend und in stetigem Fortgang in eine ebene und flache Stirnfläche des Ventilsitzkörpers über.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Ventil zum Zumessen eines Fluids mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass in besonderer Weise geformte Fluidsprays mit sehr geringen Einzeltröpfchengrößen generierbar sind. Erfindungsgemäß umfasst das in idealer Weise als Brennstoffeinspritzventil ausgestaltete Ventil neben den bekannten Ventilbauteilen einen kuppenartig ausgebildeten Ventilsitzkörper, in dessen in Abspritzrichtung nach außen stehenden Mittenbereich Abspritzöffnungen eingebracht sind. Die Abspritzöffnungen sind zu Lochgruppen zusammengefasst, wobei wenigstens drei Lochgruppen vorgesehen sind, wobei jede Lochgruppe wenigstens zwei Abspritzöffnungen umfasst und die Abspritzöffnungen einer jeden Lochgruppe derart ausgerichtet sind, dass sich die abzuspritzenden Fluidstrahlen dieser Lochgruppe zu einer gemeinsamen Spraykeule vereinigen, und die Materialstegbreiten zwischen den Abspritzöffnungen einer jeden Lochgruppe an deren stromabwärtigen Austritt zwischen 10 µm und 50 µm betragen.
  • Durch eine entsprechende Anordnung der Abspritzöffnungen in einer Lochgruppe und durch Ausrichtung der Lochachsen ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Form des außerhalb des Ventils entstehenden Sprays zu beeinflussen, um beispielsweise die Sprayoberfläche gegenüber Lösungen gemäß dem Stand der Technik zu vergrößern. Auch ist es möglich, den eingebrachten Sprayimpuls über einen größeren Bereich zu verteilen und somit die Sprayimpulsdichte zu verringern. Die Lochachsen der Abspritzöffnungen einer Lochgruppe können dabei sowohl parallel zueinander als auch unter einem Winkel zueinander verlaufen.
  • Durch eine paarweise Anordnung von Abspritzöffnungen einer Lochgruppe ist es zudem möglich, die in die Einzellöcher eintauchende Strömung vorteilhaft aufzuteilen, so dass sich eine höhere Lochfüllung jeder einzelnen Abspritzöffnung und somit eine verbesserte Lochausnutzung und/oder eine Drallströmung in den jeweiligen Abspritzöffnungen einstellt, die zu einer verbesserten Aufbereitung des Sprays führt.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass im Motorbetrieb auf der Außenseite des kuppenartigen Mittenbereichs weniger Rußablagerungen entstehen als bei bekannten Brennstoffeinspritzventilen. Durch das erfindungsgemäße Design des Ventilsitzkörpers wird im Bauteil eine Temperaturverteilung erreicht, die das rasche Anwachsen der Rußbeläge verhindert.
  • Besonders vorteilhaft ist es, dass die Geometrieauslegung des Ventilsitzkörpers an seiner dem Brennraum zugewandten unteren Stirnseite sehr flexibel an gewünschte Einbaubedingungen und Anforderungen an den Motorbetrieb anpassbar ist.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
    • 1 einen schematischen Schnitt durch ein Brennstoffeinspritzventil in einer bekannten Ausgestaltung mit einem Abspritzöffnungen aufweisenden Ventilsitzkörper am stromabwärtigen Ventilende,
    • 2a, 2b, 2c schematische Darstellungen von verschiedenen bekannten Bauarten Abspritzöffnungen aufweisender Ventilsitzkörper als Ausschnitt II - III von 1 in einer jeweils vergrößerten Darstellung,
    • 3 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Ventilsitzkörpers in einem mit 2 vergleichbaren Ausschnitt in einer Perspektivdarstellung als schräger Unteransicht mit zu Lochgruppen zusammengefassten Abspritzöffnungen,
    • 4 eine Lochgruppe von Abspritzöffnungen, die in einer gemeinsamen Vorstufe münden,
    • 5 zwei benachbarte Lochgruppen mit jeweils zwei Abspritzöffnungen in einer schematischen Darstellung am Austritt,
    • 6 eine erste Variante einer Lochgruppe mit drei Abspritzöffnungen in einer schematischen Darstellung am Austritt,
    • 7 eine zweite Variante einer Lochgruppe mit drei Abspritzöffnungen in einer schematischen Darstellung am Austritt,
    • 8 eine Variante einer Lochgruppe mit vier Abspritzöffnungen in einer schematischen Darstellung am Austritt und
    • 9 eine Variante einer Lochgruppe mit fünf Abspritzöffnungen in einer schematischen Darstellung am Austritt.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Ein in 1 dargestelltes bekanntes Beispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine. Allgemein ist die Erfindung anwendbar bei Ventilen zum Zumessen eines Fluids.
  • Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 steht mit einem Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung, der mit einer an einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Ventilsitzkörper 5 und Düsenkörper 2 können auch einteilig ausgeführt sein. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über wenigstens eine Abspritzöffnung 7 verfügt, typischerweise aber wenigstens zwei Abspritzöffnungen 7 aufweist. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen ein Ventilgehäuse 9 abgedichtet. Als Antrieb dient z.B. ein elektromagnetischer Kreis, der eine Magnetspule 10 als Aktuator umfasst, die in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt ist, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und das Ventilgehäuse 9 sind durch eine Verengung 26 voneinander getrennt und miteinander durch ein nicht ferromagnetisches Verbindungsbauteil 29 verbunden. Die Magnetspule 10 wird über eine Leitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17 ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann. Alternativ sind auch piezoelektrische oder magnetostriktive Aktuatoren verwendbar.
  • Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. Auf der anderen Seite der Einstellscheibe 15 befindet sich ein Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Flansch 21 verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Einstellhülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.
  • In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und an einem Führungskörper 41 verlaufen Brennstoffkanäle 30, 31 und 32. Der Brennstoff wird über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffverteilerleitung und durch eine weitere Dichtung 36 gegen einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf abgedichtet.
  • Auf der stromabwärtigen Seite des Ankers 20 ist ein ringförmiges Dämpfungselement 33, welches aus einem Elastomerwerkstoff besteht, angeordnet. Es liegt auf einem zweiten Flansch 34 auf, welcher über eine Schweißnaht 35 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 verbunden ist.
  • Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, dass der Ventilschließkörper 4 an der Ventilsitzfläche 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt, wobei der Hub durch einen in der Ruhestellung zwischen dem Innenpol 12 und dem Anker 20 befindlichen Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der Anker 20 nimmt den ersten Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab, und der Brennstoff wird durch die Abspritzöffnungen 7 abgespritzt.
  • Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende erste Flansch 21 entgegen der Hubrichtung bewegt. Die Ventilnadel 3 wird dadurch in die gleiche Richtung bewegt, wodurch der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird.
  • Die 2a, 2b und 2c zeigen in sehr schematischen Darstellungen drei grundsätzliche typische Bauarten von Abspritzöffnungen 7 aufweisenden Ventilsitzkörpern 5. Während bei der bekannten und bewährten Lösung gemäß 2c der Ventilsitzkörper 5 mit einer ebenen und flachen Stirnfläche 43 das stromabwärtige Ventilende des Brennstoffeinspritzventils 1 zum Brennraum hin abschließt, sind bei den ebenfalls bekannten Lösungen gemäß 2a und 2b die Ventilsitzkörper 5 mit einem die Abspritzöffnungen 7 umfassenden, kuppenartig in Abspritzrichtung nach außen stehenden, rotationssymmetrisch zu einer Ventillängsachse 40 ausgebildeten Mittenbereich 44 des Ventilsitzkörpers 5 ausgestaltet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 2a handelt es sich dabei um eine Kegelkuppe mit einer konischen Mantelfläche im Mittenbereich 44, während der Mittenbereich 44 der Ausführungsform gemäß 2b als Kugelkuppe sphärisch konvex nach außen gewölbt ausgeführt ist. In beiden Fällen geht der kuppenartige Mittenbereich 44 des Ventilsitzkörpers 5, ähnlich der Ausführung gemäß 2c, fließend und in stetigem Fortgang in die ebene und flache Stirnfläche 43 des Ventilsitzkörpers 5 über.
  • Üblicherweise sind bei bekannten Ventilen die Abspritzöffnungen 7 im Mittenbereich 44 des Ventilsitzkörpers 5 als für sich einzeln ausgebildete Abspritzöffnungen 7 bei Mehrlochventilen angeordnet. Außerdem ist es bekannt, einzelne Abspritzöffnungen 7 in Kreisform ein-, zwei- oder mehrreihig anzuordnen. Weiterhin ist es bekannt, zwei einzelne Abspritzöffnungen 7 derart zueinander anzuordnen, dass die beiden aus ihnen austretenden Fluidstrahlen außerhalb des Ventils kollidieren.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, bei Mehrlochventilen eine neuartige geometrische Anordnung der Abspritzöffnungen 7 zueinander zu schaffen und die Verteilung und Zerstäubung des abzugebenden Fluids so zu beeinflussen, dass die Eindringtiefe des Fluids individuell eingestellt werden kann, das Tropfenspektrum des Fluids, hier insbesondere des Brennstoffs, zu noch kleineren Tropfengrößen verschoben ist und gezielt Strömungstopologien (wie z.B. eine Drallbehaftung) für einzelne Bereiche des Fluidsprays entstehen können.
  • Erfindungsgemäß sind deshalb die Abspritzöffnungen 7 in dem kuppenartig in Abspritzrichtung nach außen stehenden Mittenbereich 44 des Ventilsitzkörpers 5 in Lochgruppen 70 eingebracht. Die Abspritzöffnungen 7 sind zu wenigstens drei Lochgruppen 70 zusammengefasst, wobei jede Lochgruppe 70 wenigstens zwei Abspritzöffnungen 7 umfasst und die Abspritzöffnungen 7 einer jeden Lochgruppe 70 derart ausgerichtet sind, dass sich die abzuspritzenden Fluidstrahlen dieser Lochgruppe 70 zu einer gemeinsamen Spraykeule vereinigen, und die Materialstegbreiten zwischen den Abspritzöffnungen 7 einer jeden Lochgruppe 70 an deren stromabwärtigen Austritt zwischen 10 µm und 50 µm betragen.
  • In der 3 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Ventilsitzkörpers 5 in einem mit 2 vergleichbaren Ausschnitt in einer Perspektivdarstellung als schräger Unteransicht mit zu Lochgruppen 70 zusammengefassten Abspritzöffnungen 7 dargestellt. Es lässt sich hier von einem „Clustered Multi Hole Injector“ sprechen. In dargestellten Ausführungsbeispiel sind fünf Lochgruppen 70 mit jeweils drei Abspritzöffnungen 7 gezeigt. Dies könnte ein typisches und zweckmäßiges Anordnungsmuster von Lochgruppen 70 am Ventilsitzkörper 5 sein; es stellt jedoch nur ein einziges Beispiel dar. Vielmehr gilt allgemein, dass die Anzahl der Lochgruppen 70 drei bis zehn, idealerweise drei bis sieben beträgt. Außerdem beträgt die Anzahl der Abspritzöffnungen 7 pro Lochgruppe 70 in vorteilhafter Weise zwei bis sechs. Daraus ergibt sich, dass zwischen sechs und sechzig Abspritzöffnungen 7 in dem Ventilsitzkörper 5 vorgesehen sind.
  • Im Mittenbereich 44 des Ventilsitzkörpers 5 sind alle Abspritzöffnungen 7 vorgesehen, durch die das Fluid aus dem Ventil 1 austreten kann, wenn der Strömungspfad vom Zulauf des Ventils 1 (hoher Druck) zur Ventilspitze (niedriger Druck) geöffnet wird. Das Fluid kann in sämtliche Abspritzöffnungen 7 eintreten und durch diese hindurchströmen. Die Strömung unterteilt sich somit beim Austritt aus dem Ventil 1 in ebenso viele Teilströme wie es Abspritzöffnungen 7 gibt. Durch die entsprechende erfindungsgemäße Anordnung von Abspritzöffnungen 7 in Lochgruppen 70 ist es möglich, diese Teilströme so zu gestalten, dass sich gegenüber dem Stand der Technik Vorteile bei der Zerstäubung des eingebrachten Fluids ergeben. Die Teilströme einer Lochgruppe 70 bilden letztlich einen gemeinsamen Strahl beziehungsweise ein gemeinsames Spray, so dass sich für das gesamte Ventil 1 ein Spraybild ergibt, welches für die gewählte Anwendung geeignet ist (z.B. um Wandbenetzungen zu vermeiden oder zu minimieren). Gleichzeitig ergeben sich infolge der Aufteilung in Teilströme und der damit verbundenen Durchströmung der Abspritzöffnungen 7 mit geringeren Durchmessern kleinere Tropfendurchmesser bei dem so aufbereiteten Spray.
  • Weiterhin ist es durch eine entsprechende Anordnung der Abspritzöffnungen 7 in einer Lochgruppe 70 und durch Ausrichtung der Lochachsen ebenfalls möglich, die Form des außerhalb des Ventils 1 entstehenden Sprays zu beeinflussen, um beispielsweise die Sprayoberfläche gegenüber Lösungen gemäß dem Stand der Technik zu vergrößern. Auch ist es möglich, den eingebrachten Sprayimpuls über einen größeren Bereich zu verteilen und somit die Sprayimpulsdichte zu verringern. Die Lochachsen der Abspritzöffnungen 7 einer Lochgruppe 70 können dabei sowohl parallel zueinander als auch unter einem Winkel zueinander verlaufen.
  • Durch eine paarweise Anordnung von Abspritzöffnungen 7 einer Lochgruppe 70 ist es zudem möglich, die in die Einzellöcher eintauchende Strömung vorteilhaft aufzuteilen, so dass sich eine höhere Lochfüllung jeder einzelnen Abspritzöffnung 7 und somit eine verbesserte Lochausnutzung und/oder eine Drallströmung in den jeweiligen Abspritzöffnungen 7 einstellt, die zu einer verbesserten Aufbereitung des Sprays führt.
  • Wie 4 zeigt, können alle Abspritzöffnungen 7 wenigstens einer Lochgruppe 70 in einer gemeinsamen Vorstufe 71 münden.
  • 5 zeigt zwei benachbarte Lochgruppen 70 mit jeweils zwei Abspritzöffnungen 7 in einer schematischen Darstellung am Austritt. Dabei sind die Materialstegbreiten zwischen den Abspritzöffnungen 7 einer jeden Lochgruppe 70 kleiner als der Abstand der zwei am nächsten liegenden Abspritzöffnungen 7 zweier verschiedener, aber unmittelbar benachbarter Lochgruppen 70. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich nur die Fluidstrahlen, die aus Abspritzöffnungen 7 einer Lochgruppe 70 austreten, unmittelbar gegenseitig beeinflussen und eine Spraykeule bilden und sich nicht mit den Fluidstrahlen, die aus Abspritzöffnungen 7 einer benachbarten Lochgruppe 70 austreten, vereinigen.
  • Der Abstand zwischen den Abspritzöffnungen 7 einer Lochgruppe 70, also die verbleibenden Materialstegbreiten, ist charakterisiert durch den kleinsten möglichen Kreis mit dem Radius R, der die Mittelpunkte aller Abspritzöffnungen 7 einer Lochgruppe 70 einschließt. Dabei müssen nicht alle Abspritzöffnungen 7 einer Lochgruppe 70 auf diesem gedachten Kreis liegen, sondern können auch einzelne Abspritzöffnungen 7, wie bei den Beispielen der 7 und 9, innerhalb des Kreises liegen. Die untere Grenze für den Radius R ist der halbe Lochdurchmesser zweier benachbarter Abspritzöffnungen 7 mit gleichen Durchmessern, wobei die Ränder dieser Abspritzöffnungen 7 dann direkt aneinanderstoßen, was am stromaufwärtigen Eintritt der Abspritzöffnungen 7 der Fall sein kann.
  • 6 zeigt eine erste Variante einer Lochgruppe 70 mit drei Abspritzöffnungen 7 in einer schematischen Darstellung am Austritt, wobei die Abspritzöffnungen 7 als gleichschenkliges Dreieck angeordnet sind. 7 zeigt eine zweite Variante einer Lochgruppe 70 mit drei Abspritzöffnungen 7 in einer schematischen Darstellung am Austritt, wobei die Abspritzöffnungen 7 als gleichschenkliges Dreieck angeordnet sind, aber nur zwei Lochpaare den gleichen Abstand zueinander haben, während ein Lochpaar einen größeren Abstand zueinander besitzt. 8 zeigt eine Variante einer Lochgruppe 70 mit vier Abspritzöffnungen 7 in einer schematischen Darstellung am Austritt, wobei die Abspritzöffnungen 7 weitgehend in einem Quadrat angeordnet sind. 9 zeigt eine Variante einer Lochgruppe mit fünf Abspritzöffnungen 7 in einer schematischen Darstellung am Austritt, bei der keine gleichmäßige Verteilung der Abspritzöffnungen 7 auf dem gedachten Kreis mit dem Radius R vorliegt. Die Durchmesser bzw. bei nicht kreisförmigen Querschnitten die Öffnungsweiten der Abspritzöffnungen 7 betragen zwischen 25 µm und 250 µm.
  • Es sei betont, dass zusätzlich zu den in den Lochgruppen 70 vereinten Abspritzöffnungen 7 noch weitere einzelne Abspritzöffnungen 7 im Mittenbereich 44 des Ventilsitzkörpers 5 eingebracht sein können.
  • Der kuppenartig ausgebildete Mittenbereich 44 des Ventilsitzkörpers 5 weist eine gewölbte Außenkontur auf, in der alle Abspritzöffnungen 7 untergebracht sind. Die Abspritzöffnungen 7 im Ventilsitzkörper 5 können zylindrisch, konisch mit positivem oder negativem Öffnungswinkel verlaufen. Im Querschnitt sind alle Formen für die Abspritzöffnungen 7 denkbar, von rund über oval bis mehreckig. Dabei werden die Abspritzöffnungen 7 mittels Erodieren, Laserbohren oder Stanzen hergestellt. Die Abspritzöffnungen 7 können am Spritzlocheintritt bzw. -austritt entweder scharfkantig gefertigt werden oder aber z.B. durch hydroerosives Erodieren verrundet werden.
  • Als typischer Werkstoff für den Ventilsitzkörper 5 kann Stahl verwendet werden. Die Herstellung des kuppenartigen Mittenbereichs 44 kann deshalb mittels Zerspanen (z. B. Drehen, Schleifen, Honen), durch Umformen (z. B. Fließpressen) oder auch durch Urformen (z. B. Metal Injection Molding) erfolgen. Abgesehen von Stahl kommen aber auch andere metallische Werkstoffe oder keramische Werkstoffe für den Ventilsitzkörper 5 in Frage.
  • Die Erfindung ist nicht auf die in 1 dargestellte Ausführung eines Brennstoffeinspritzventils 1 beschränkt, sondern für beliebige Bauweisen von nach innen öffnenden Mehrloch-Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013219027 A1 [0002]
    • EP 2333306 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum, für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem erregbaren Aktuator (10) zur Betätigung eines Ventilschließkörpers (4), der zusammen mit einer an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildeten Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, und mehreren Abspritzöffnungen (7), die stromabwärts der Ventilsitzfläche (6) ausgebildet sind, wobei die Abspritzöffnungen (7) in einem Mittenbereich (44) des Ventilsitzkörpers (5) eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspritzöffnungen (7) zu Lochgruppen (70) zusammengefasst sind, wobei wenigstens drei Lochgruppen (70) vorgesehen sind, wobei jede Lochgruppe (70) wenigstens zwei Abspritzöffnungen (7) umfasst und die Abspritzöffnungen (7) einer jeden Lochgruppe (70) derart ausgerichtet sind, dass sich die abzuspritzenden Fluidstrahlen dieser Lochgruppe (70) zu einer gemeinsamen Spraykeule vereinigen, und die Materialstegbreiten zwischen den Abspritzöffnungen (7) einer jeden Lochgruppe (70) an deren stromabwärtigen Austritt zwischen 10 µm und 50 µm betragen.
  2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstegbreiten zwischen den Abspritzöffnungen (7) einer jeden Lochgruppe (70) kleiner sind als der Abstand der zwei am nächsten liegenden Abspritzöffnungen (7) zweier verschiedener, aber unmittelbar benachbarter Lochgruppen (70).
  3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Lochgruppen (70) drei bis zehn, idealerweise drei bis sieben beträgt.
  4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Abspritzöffnungen (7) pro Lochgruppe (70) zwei bis sechs beträgt.
  5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochachsen der einzelnen Abspritzöffnungen (7) einer Lochgruppe (70) in Strömungsrichtung gesehen parallel oder konvergent oder divergent zueinander verlaufen.
  6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Abspritzöffnungen (7) wenigstens einer Lochgruppe (70) in einer gemeinsamen Vorstufe (71) münden.
  7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den in den Lochgruppen (70) vereinten Abspritzöffnungen (7) noch weitere einzelne Abspritzöffnungen (7) im Mittenbereich (44) des Ventilsitzkörpers (5) eingebracht sind.
  8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser bzw. bei nicht kreisförmigen Querschnitten die Öffnungsweiten der Abspritzöffnungen (7) zwischen 25 µm und 250 µm betragen.
  9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen sechs und sechzig Abspritzöffnungen (7) in dem Ventilsitzkörper (5) vorgesehen sind.
  10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspritzöffnungen (7) in einem kuppenartig in Abspritzrichtung nach außen stehenden Mittenbereich (44) des Ventilsitzkörpers (5) eingebracht sind und der Mittenbereich (44) des Ventilsitzkörpers (5) eine gewölbte Außenkontur hat.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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