DE102019219019A1 - Valve for metering a fluid - Google Patents

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Jens Soerensen
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Das erfindungsgemäße Ventil in der Form eines Brennstoffeinspritzventils zeichnet sich dadurch aus, dass eine verbesserte Anströmung der in einem Ventilsitzkörper (5) eingebrachten Abspritzöffnungen (7) mit Brennstoff erreicht wird. Das Brennstoffeinspritzventil (1) umfasst einen erregbaren Aktuator zur Betätigung eines Ventilschließkörpers (4), 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. Der Ventilschließkörper (4) besitzt eine kugelförmige, teilkugelförmige oder anderweitig sphärisch gewölbte Kontur der der Ventilsitzfläche (6) zugewandten Unterseite, wobei eine zusätzliche Anströmgeometrie an dieser Unterseite des Ventilschließkörpers (4) vorgesehen ist, die die Form einer umlaufenden oder unterbrochenen Anströmnut (45) besitzt.Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine.The valve according to the invention in the form of a fuel injection valve is characterized in that an improved flow of fuel to the spray orifices (7) made in a valve seat body (5) is achieved. The fuel injector (1) comprises an excitable actuator for actuating a valve closing body (4) which, together with a valve seat surface (6) formed on the valve seat body (5), forms a sealing seat, and spray orifices (7) which are formed downstream of the valve seat surface (6) The spray openings (7) are made in a dome-like central region (44) of the valve seat body (5) that protrudes outwards in the spraying direction. The valve closing body (4) has a spherical, partially spherical or otherwise spherically curved contour of the underside facing the valve seat surface (6), with an additional flow geometry being provided on this underside of the valve closing body (4), which is in the form of a circumferential or interrupted flow groove (45). The fuel injector is particularly suitable for direct injection of fuel into a combustion chamber of a mixture-compressing externally ignited internal combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere ein Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a valve for metering a fluid, in particular a fuel injection valve for internal combustion engines according to the preamble of the main claim.

In der 1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Beispielhaft sei die DE 10118 163 A1 genannt, aus der ein Brennstoffeinspritzventil mit einem kugelförmigen Ventilschließkörper, der mit einer Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Die die Ventilsitzfläche aufweisenden Ventilsitzkörper können dabei unterschiedliche Geometrien aufweisen, so können sie z.B. mit einem die Abspritzöffnungen umfassenden, kuppenartig in Abspritzrichtung nach außen stehenden Mittenbereich des Ventilsitzkörpers ausgestaltet sein. 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.In the 1 a fuel injector according to the prior art is already shown. That is exemplary DE 10118 163 A1 called, from which a fuel injector with a spherical valve closing body which cooperates with a valve seat surface to form a sealing seat. The valve seat bodies having the valve seat surface can have different geometries, for example they can be configured with a central region of the valve seat body that encompasses the spray openings and protrudes like a dome in the spray direction. Either it is a conical tip with a conical surface in the middle area (e.g. DE 10 2013 219 027 A1 ) or around a spherical tip with a spherically convex outward curvature (e.g. EP 2 333 306 A1 ). In both cases, the dome-like central area of the valve seat body merges smoothly and continuously into a planar and flat end face of the valve seat body.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Anströmung der in einem Ventilsitzkörper eingebrachten Abspritzöffnungen mit dem Fluid, insbesondere einem Brennstoff erreicht wird. Erfindungsgemäß ist der mit einer kugelförmigen, teilkugelförmigen oder anderweitig sphärisch gewölbten Kontur versehene Ventilschließkörper mit einer zusätzlichen Anströmgeometrie an der der Ventilsitzfläche zugewandten sphärisch gewölbten Unterseite des Ventilschließkörpers ausgestattet. Die Anströmeinrichtung hat dabei in vorteilhafter Weise die Form einer umlaufenden oder unterbrochenen Anströmnut. Eine derartige Anströmeinrichtung ist besonders einfach und kostengünstig am Ventilschließkörper einbringbar.The valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that an improved flow of the fluid, in particular a fuel, onto the spray orifices made in a valve seat body is achieved. According to the invention, the valve closing body provided with a spherical, partially spherical or otherwise spherically curved contour is equipped with an additional flow geometry on the spherically curved underside of the valve closing body facing the valve seat surface. The inflow device advantageously has the shape of a circumferential or interrupted inflow groove. Such a flow device can be introduced into the valve closing body in a particularly simple and inexpensive manner.

In vorteilhafter Weise wird aufgrund des durch die Anströmnut geschaffenen zusätzlichen Volumens den möglicherweise im Fluid entstandenen Kavitationsblasen im Bereich der Abspritzöffnungen die Freiheit gegeben, derart auszuweichen, dass bei einer Implosion der Kavitationsblasen der Eintritt der Abspritzöffnungen nicht beschädigt wird. Durch das über die Anströmnut gewonnene zusätzliche Volumen wird eine zusätzliche axiale Anströmung der Abspritzöffnungen gewährleistet, so dass eine höhere Füllung der Abspritzöffnungen mit dem Fluid erreicht wird. Von Vorteil ist zudem, dass im Schließvorgang des Ventilschließkörpers das Fluid, insbesondere der Brennstoff auf direktem Wege in die Abspritzöffnungen axial beschleunigt bewegt wird, wodurch insgesamt das Schließverhalten verbessert ist.Advantageously, due to the additional volume created by the inflow groove, the cavitation bubbles that may have formed in the fluid in the area of the spray openings are given the freedom to evade in such a way that the entry of the spray openings is not damaged in the event of an implosion of the cavitation bubbles. The additional volume gained via the inflow groove ensures an additional axial inflow of the spray-discharge openings, so that a higher filling of the spray-discharge openings with the fluid is achieved. It is also advantageous that in the closing process of the valve closing body, the fluid, in particular the fuel, is moved axially accelerated directly into the spray-discharge openings, whereby the closing behavior is improved overall.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich.The measures listed in the subclaims allow advantageous developments and improvements of the valve specified in claim 1.

Von Vorteil ist es, wenn die Anströmnut derart am Ventilschließkörper eingebracht ist, dass sie sich in Strömungsrichtung gesehen unmittelbar oder mit geringem Abstand hinter dem Dichtsitz anschließt. Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Anströmnut derart am Ventilschließkörper eingebracht ist, dass sie zumindest eine Abspritzöffnung oder bei mehreren auf einem Teilkreis liegenden Abspritzöffnungen alle in ihrer radialen Ausdehnung teilweise oder vollständig überdeckt, so dass der verbesserte Anströmeffekt besonders wirkungsvoll auftritt.It is advantageous if the inflow groove is made on the valve closing body in such a way that, viewed in the flow direction, it adjoins the sealing seat directly or at a small distance behind. In addition, it is advantageous that the inflow groove is made on the valve closing body in such a way that it partially or completely covers at least one spray opening or, in the case of several spray openings located on a pitch circle, all of them in their radial extent, so that the improved inflow effect occurs particularly effectively.

FigurenlisteFigure list

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 kugelförmigen Ventilschließkörper und einem Abspritzöffnungen aufweisenden Ventilsitzkörper am stromabwärtigen Ventilende,
  • 2 ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Ventilschließkörpers in einer Ausschnittdarstellung des mit II-IV bezeichneten Ausschnitts in 1,
  • 3 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Ventilschließkörpers in einer Ausschnittdarstellung des mit II-IV bezeichneten Ausschnitts in 1 und
  • 4 ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Ventilschließkörpers in einer Ausschnittdarstellung des mit II-IV bezeichneten Ausschnitts in 1.
Exemplary embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the description below. Show it
  • 1 a schematic section through a fuel injector in a known embodiment with a spherical valve closing body and a valve seat body having spray orifices at the downstream valve end,
  • 2 a first exemplary embodiment according to the invention of a valve closing body in a detail view of the detail labeled II-IV in FIG 1 ,
  • 3rd a second exemplary embodiment according to the invention of a valve closing body in a detail view of the detail marked II-IV in FIG 1 and
  • 4th a third exemplary embodiment according to the invention of a valve closing body in a detail view of the detail labeled II-IV in FIG 1 .

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

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.An in 1 illustrated known example of a fuel injector 1 is in the form of a fuel injector 1 designed for fuel injection systems of mixture-compressing, externally ignited internal combustion engines. The fuel injector 1 is particularly suitable for direct injection of fuel into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 steht mit einem kugelförmigen 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. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist jedoch idealerweise als Mehrloch-Einspritzventil ausgeführt und hat deshalb zwischen vier und dreißig Abspritzöffnungen 7. 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.The fuel injector 1 consists of a nozzle body 2 , in which a valve needle 3rd is arranged. The valve needle 3rd stands with a spherical valve closing body 4th in operative connection with one on a valve seat body 5 arranged valve seat surface 6th cooperates to form a sealing seat. Valve seat body 5 and nozzle body 2 can also be made in one piece. With the fuel injector 1 In the exemplary embodiment, it is an inwardly opening fuel injector 1 , which has at least one spray opening 7th has, but typically at least two spray orifices 7th having. The fuel injector 1 however, it is ideally designed as a multi-hole injection valve and therefore has between four and thirty injection orifices 7th . The nozzle body 2 is through a seal 8th against a valve housing 9 sealed. For example, an electromagnetic circuit, which is a magnetic coil, serves as the drive 10 as an actuator included in a coil housing 11 encapsulated and on a bobbin 12th is wound, which at an inner pole 13th the solenoid 10 is present. The inner pole 13th and the valve body 9 are through a constriction 26th separated from each other and with each other by a non-ferromagnetic connecting component 29 connected. The solenoid 10 is over a line 19th from one via an electrical plug contact 17th supplied electric current excited. The plug contact 17th is of a plastic coating 18th surrounded that at the inner pole 13th can be injected. Alternatively, piezoelectric or magnetostrictive actuators can also be used.

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.The valve needle 3rd is in a valve needle guide 14th out, which is disc-shaped. A matching adjusting washer is used to adjust the stroke 15th . On the other side of the focusing screen 15th there is an anchor 20th . This stands over a first flange 21 frictionally with the valve needle 3rd in connection, which by a weld seam 22nd with the first flange 21 connected is. On the first flange 21 a return spring is supported 23 from which in the present design of the fuel injector 1 through an adjusting sleeve 24 is brought to bias.

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.In the valve needle guide 14th , in anchor 20th and on a guide body 41 run fuel channels 30th , 31 and 32 . The fuel is supplied via a central fuel supply 16 fed and through a filter element 25th filtered. The fuel injector 1 is through a seal 28 against a fuel distribution line, not shown, and by another seal 36 sealed against a cylinder head not shown.

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.On the downstream side of the anchor 20th is an annular damping element 33 , which consists of an elastomer material, arranged. It rests on a second flange 34 on, which has a weld seam 35 frictionally with the valve needle 3rd connected is.

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.In the idle state of the fuel injector 1 becomes the anchor 20th from the return spring 23 acted against its stroke direction so that the valve closing body 4th on the valve seat surface 6th is kept in a sealed system. When the solenoid is excited 10 this builds up a magnetic field, which the anchor 20th against the spring force of the return spring 23 Moved in the stroke direction, the stroke by one in the rest position between the inner pole 12th and the anchor 20th located working gap 27 is given. The anchor 20th takes the first flange 21 , which one with the valve needle 3rd is welded, also in the stroke direction. The one with the valve pin 3rd related valve closing bodies 4th lifts from the valve seat surface 6th from, and the fuel is through the spray orifices 7th hosed.

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.If the coil current is switched off, the armature falls 20th after sufficient reduction of the magnetic field by the pressure of the return spring 23 from the inner pole 13th with the valve needle 3rd related first flange 21 moved against the stroke direction. The valve needle 3rd is thereby moved in the same direction, whereby the valve closing body 4th on the valve seat surface 6th touches down and the fuel injector 1 is closed.

In der 2 ist ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Ventilschließkörpers 4 in einer Ausschnittdarstellung des mit II-IV bezeichneten Ausschnitts in 1 dargestellt. In diesem und allen weiteren Ausführungsbeispielen weist der Ventilsitzkörper 5 einen die Abspritzöffnungen 7 umfassenden, kuppenartig in Abspritzrichtung nach außen stehenden, rotationssymmetrisch zu einer Ventillängsachse 40 ausgebildeten Mittenbereich 44 des Ventilsitzkörpers 5 auf. In dem Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um eine Kugelkuppe, die sphärisch konvex nach außen gewölbt ausgeführt ist. In der gezeigten Ausführung ist der Ventilschließkörper 4 als Kugel ausgebildet; es ist jedoch eine kugelförmige oder teilkugelförmige Ausführung ebenso denkbar, bei der die der Ventilsitzfläche 6 zugewandte Unterseite des Ventilschließkörpers 4 zumindest sphärisch gewölbt ausgebildet ist.In the 2 is a first inventive embodiment of a valve closing body 4th in a detail view of the section marked II-IV in 1 shown. In this and all other exemplary embodiments, the valve seat body 5 one of the spray openings 7th comprehensive, dome-like protruding outwards in the spraying direction, rotationally symmetrical to a valve longitudinal axis 40 trained central area 44 of the valve seat body 5 on. In the exemplary embodiment, this is a ball point which is designed to be spherically convex outwardly. In the embodiment shown, the valve closing body is 4th designed as a ball; however, a spherical or part-spherical design is also conceivable in which the valve seat surface 6th facing underside of the valve closing body 4th is formed at least spherically curved.

Bei bekannten Brennstoffeinspritzventilen mit mehreren Abspritzöffnungen 7 und einem kugelförmigen oder stiftförmigen Ventilschließkörper 4 strömt der Brennstoff nach dem Öffnen des Ventils über den Dichtsitz um 360° verteilt und je nach Geometriekombination unterschiedlich hohem Turbulenzgrad zu den Eintrittskanten der Abspritzöffnungen 7. Dabei ist es je nach Auslegung und Targeting-Ausrichtung möglich, dass im Eintritt der Abspritzöffnungen 7 Kavitationen im Fluid entstehen.In known fuel injectors with several spray orifices 7th and a spherical or pin-shaped valve closing body 4th After opening the valve, the fuel flows through the sealing seat, distributed through 360 ° and, depending on the geometry combination, different degrees of turbulence to the inlet edges of the spray orifices 7th . It depends on the design and targeting orientation possible that in the entrance of the spray openings 7th Cavitations arise in the fluid.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Kavitationsneigung am Eintritt der Abspritzöffnungen 7 zu reduzieren und damit Beschädigungen am Eintritt der Abspritzöffnungen 7 zu vermeiden. Ziel der Erfindung ist es zudem, die Anströmung der Abspritzöffnungen 7 zu homogenisieren und damit die Zerstäubung des Brennstoffsprays noch weiter zu verbessern.The object of the invention is now to reduce the tendency to cavitation at the entrance to the spray-discharge openings 7th to reduce and thus damage to the inlet of the spray openings 7th to avoid. Another aim of the invention is to reduce the flow to the spray orifices 7th to homogenize and thus to further improve the atomization of the fuel spray.

Erfindungsgemäß ist deshalb eine zusätzliche Anströmgeometrie an der der Ventilsitzfläche 6 zugewandten sphärisch gewölbten Unterseite des Ventilschließkörpers 4 vorgesehen. Diese zusätzliche Anströmgeometrie besitzt die Form einer umlaufenden oder unterbrochenen Anströmnut 45. Die Nutform ist dabei im Querschnitt betrachtet ellipsenförmig ausgebildet, so dass sich in radialer Richtung gesehen ein längliches Volumen ergibt. Bei der Ausführungsform gemäß 2 ist die Anströmnut 45 am Ventilschließkörper 4 derart eingebracht, dass sie sich in Strömungsrichtung gesehen unmittelbar hinter dem Dichtsitz anschließt und gerade bis zu den Abspritzöffnungen 7 mit teilweiser oder vollständiger Überdeckung reicht.According to the invention, there is therefore an additional flow geometry on that of the valve seat surface 6th facing spherically curved underside of the valve closing body 4th intended. This additional flow geometry has the form of a circumferential or interrupted flow groove 45 . The groove shape is elliptical when viewed in cross section, so that an elongated volume results when viewed in the radial direction. In the embodiment according to 2 is the inflow groove 45 on the valve closing body 4th introduced in such a way that, viewed in the direction of flow, it connects directly behind the sealing seat and straight up to the spray-discharge openings 7th with partial or complete coverage is sufficient.

In vorteilhafter Weise wird den möglicherweise entstandenen Kavitationsblasen im Bereich der Abspritzöffnungen 7 die Freiheit gegeben, derart auszuweichen, dass bei einer Implosion der Kavitationsblasen der Eintritt der Abspritzöffnungen 7 nicht beschädigt wird. Durch das über die Anströmnut 45 gewonnene zusätzliche Volumen wird eine zusätzliche axiale Anströmung der Abspritzöffnungen 7 gewährleistet, so dass eine höhere Füllung der Abspritzöffnungen 7 erreicht wird. Von Vorteil ist zudem, dass im Schließvorgang des Ventilschließkörpers 4 der Brennstoff auf direktem Wege in die Abspritzöffnungen 7 axial beschleunigt bewegt wird, wodurch insgesamt das Schließverhalten verbessert ist.Advantageously, the cavitation bubbles that may have formed in the area of the spray-discharge openings 7th given the freedom to evade in such a way that in the event of an implosion of the cavitation bubbles, the entry of the spray-discharge openings 7th will not be damaged. Through the over the inflow groove 45 The additional volume gained becomes an additional axial flow towards the spray orifices 7th guaranteed, so that a higher filling of the spray orifices 7th is achieved. It is also advantageous that the valve closing body is closed during the closing process 4th the fuel directly into the spray orifices 7th is moved axially accelerated, whereby the overall closing behavior is improved.

3 zeigt ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Ventilschließkörpers 4 in einer Ausschnittdarstellung des mit II-IV bezeichneten Ausschnitts in 1. Im Unterschied zum in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die im Querschnitt betrachtet wiederum ellipsenförmig ausgebildete Anströmnut 45 weiter radial innen positioniert. Diese Anströmnut 45 beginnt erst mit einem kleinen Abstand hinter dem Dichtsitz und überdeckt die Abspritzöffnungen 7 vollständig. 3rd shows a second embodiment of a valve closing body according to the invention 4th in a detail view of the section marked II-IV in 1 . In contrast to the in 2 The illustrated embodiment is the inflow groove, which is again elliptical when viewed in cross section 45 positioned further radially inward. This inflow groove 45 begins only with a small distance behind the sealing seat and covers the spray openings 7th Completely.

In 4 ist ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Ventilschließkörpers 4 in einer Ausschnittdarstellung des mit II-IV bezeichneten Ausschnitts in 1 dargestellt. Bei dieser Ausführung ist die Anströmnut 45, ähnlich wie bei dem Beispiel gemäß 3, direkt oberhalb der Abspritzöffnungen 7 im Ventilschließkörper 4 eingeformt. Allerdings handelt es sich hierbei um eine im Querschnitt halbkreisförmige Anströmnut 45, die in der radialen Ausdehnung kleiner ist als die ellipsenförmige Anströmnut 45, dafür aber eine größere axiale Erstreckung besitzt. Eine solche Anströmnut 45 kann im Schließverhalten den Impuls des Brennstoffs maßgeblich erhöhen.In 4th is a third embodiment of the invention of a valve closing body 4th in a detail view of the section marked II-IV in 1 shown. In this version, the inflow groove is 45 , similar to the example according to 3rd , directly above the spray openings 7th in the valve closing body 4th molded. However, this is an inflow groove that is semicircular in cross section 45 , which is smaller in radial extent than the elliptical inflow groove 45 , but has a greater axial extent. Such an inflow groove 45 can significantly increase the impulse of the fuel in the closing behavior.

Die Anströmnut 45 ist derart am Ventilschließkörper 4 eingebracht, dass sie zumindest einer Abspritzöffnung 7, in der Regel mehreren Abspritzöffnungen 7 zugeordnet ist. Liegen die Abspritzöffnungen 7 mit ihren Eintrittsöffnungen nicht auf ein und demselben Teilkreis, so kann die Anströmnut 45 so eingebracht sein, dass zumindest teilweise die Abspritzöffnungen 7 der Anströmnut 45 zugeordnet sind.The inflow groove 45 is in such a way on the valve closing body 4th introduced that they have at least one spray opening 7th , usually several injection openings 7th assigned. Are the spray openings 7th with their inlet openings not on one and the same pitch circle, the inflow groove 45 be introduced in such a way that at least partially the spray-discharge openings 7th the inflow groove 45 assigned.

Je nach Anordnung der Abspritzöffnungen 7 im Ventilsitzkörper 5 kann die Anströmnut 45 einen verschieden großen Durchmesser aufweisen. Allerdings sollte der kleinstmögliche Teilkreis der Anströmnut 45 bei ca. 0,5 mm Durchmesser liegen. Depending on the arrangement of the spray openings 7th in the valve seat body 5 can the inflow groove 45 have different diameters. However, the smallest possible pitch circle of the inflow groove should be 45 are about 0.5 mm in diameter.

Bei einer elliptischen Nutform der Anströmnut 45 sollte das Verhältnis zwischen der langen und der kurzen Ausdehnung, also Breite zu Tiefe, nicht größer als 6:1 sein. Außerdem sollte die Nuttiefe der Anströmnut 45 nicht mehr als ca. 0,5 mm betragen.With an elliptical groove shape of the inflow groove 45 the ratio between the long and the short dimension, i.e. width to depth, should not be greater than 6: 1. In addition, the groove depth of the inflow groove should 45 should not be more than approx. 0.5 mm.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und z.B. für andersartig angeordnete oder ausgebildete Abspritzöffnungen 7 sowie für beliebige Bauweisen von nach innen öffnenden Mehrloch-Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar.The invention is not restricted to the exemplary embodiments shown and, for example, for spray orifices which are arranged or designed in a different manner 7th as well as for any design of inwardly opening multi-hole fuel injectors 1 applicable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 10118163 A1 [0002]DE 10118163 A1 [0002]
  • DE 102013219027 A1 [0002]DE 102013219027 A1 [0002]
  • EP 2333306 A1 [0002]EP 2333306 A1 [0002]

Claims (10)

Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennkraftmaschinen zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum, 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 wenigstens einer Abspritzöffnung (7), die stromabwärts der Ventilsitzfläche (6) ausgebildet ist, wobei der Ventilschließkörper (4) eine kugelförmige, teilkugelförmige oder anderweitig sphärisch gewölbte Kontur der der Ventilsitzfläche (6) zugewandten Unterseite besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Anströmgeometrie an der der Ventilsitzfläche (6) zugewandten sphärisch gewölbten Unterseite des Ventilschließkörpers (4) vorgesehen ist, die die Form einer umlaufenden oder unterbrochenen Anströmnut (45) besitzt.Valve for metering a fluid, in particular fuel injection valve (1) for internal combustion engines for direct injection of fuel into a combustion chamber, with an excitable actuator (10) for actuating a valve closing body (4), which together with a valve seat surface (5) formed on a valve seat body (5) 6) forms a sealing seat, and at least one spray opening (7) which is formed downstream of the valve seat surface (6), the valve closing body (4) having a spherical, part-spherical or otherwise spherically curved contour of the underside facing the valve seat surface (6), thereby characterized in that an additional flow geometry is provided on the spherically curved underside of the valve closing body (4) facing the valve seat surface (6), which has the shape of a circumferential or interrupted flow groove (45). Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmnut (45) derart am Ventilschließkörper (4) eingebracht ist, dass sie zumindest einer Abspritzöffnung (7) zugeordnet ist.Valve after Claim 1 , characterized in that the inflow groove (45) is made on the valve closing body (4) in such a way that it is assigned to at least one spray opening (7). Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutform der Anströmnut (45) im Querschnitt betrachtet ellipsenförmig oder halbkreisähnlich ausgebildet ist.Valve after Claim 1 or 2 , characterized in that the groove shape of the inflow groove (45), viewed in cross section, is elliptical or semicircular. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmnut (45) derart am Ventilschließkörper (4) eingebracht ist, dass sie sich in Strömungsrichtung gesehen unmittelbar hinter dem Dichtsitz anschließt.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the inflow groove (45) is made on the valve closing body (4) in such a way that, viewed in the direction of flow, it adjoins directly behind the sealing seat. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmnut (45) derart am Ventilschließkörper (4) eingebracht ist, dass sie zumindest eine Abspritzöffnung (7) in ihrer radialen Ausdehnung teilweise oder vollständig überdeckt.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the inflow groove (45) is made on the valve closing body (4) in such a way that it partially or completely covers at least one spray opening (7) in its radial extent. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilkreis der Anströmnut (45) am Ventilschließkörper (4) nicht kleiner als ca. 0,5 mm im Durchmesser ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that a pitch circle of the inflow groove (45) on the valve closing body (4) is not less than approx. 0.5 mm in diameter. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuttiefe der Anströmnut (45) nicht mehr als ca. 0,5 mm beträgt.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the groove depth of the inflow groove (45) is no more than approx. 0.5 mm. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspritzöffnungen (7) in einem kuppenartigen Mittenbereich (44) des Ventilsitzkörpers (5) ausgebildet sind.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spray-discharge openings (7) are formed in a dome-like central region (44) of the valve seat body (5). Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der kuppenartige Mittenbereich (44) entweder sphärisch konvex gewölbt ausgebildet ist oder im Bereich der Ventillängsachse (40) spitz zuläuft.Valve after Claim 8 , characterized in that the dome-like central region (44) is either spherically convexly arched or tapers to a point in the region of the valve longitudinal axis (40). Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei und dreißig Abspritzöffnungen (7) in dem Ventilsitzkörper (5) vorgesehen sind.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that between two and thirty spray-discharge openings (7) are provided in the valve seat body (5).
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