DE10242685A1

DE10242685A1 - Fuel injection valve for internal combustion engines comprises an annular groove between two conical surfaces which lies adjacent to both conical surfaces and has an upstream edge serving as a seat edge of a valve needle

Info

Publication number: DE10242685A1
Application number: DE2002142685
Authority: DE
Inventors: Markus Ohnmacht; Patrick Mattes; Uwe Finke; Werner Teschner; Wilhelm Christ; Ingolf Kahleyss; Guenger Yurtseven
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-03-25
Also published as: WO2004027254A1; EP1546546A1

Abstract

Fuel injection valve for internal combustion engines comprises an annular groove (34) between a first conical surface (30) and a second conical surface (32) which lies adjacent to both conical surfaces and has an upstream edge serving as a seat edge (37) of a valve needle (5). At least one channel (20) running in the valve needle from the annular groove opens into the part of the outer surface of the valve needle which is adjacent to the annular groove and faces the injection openings (11). Preferred Features: The channel is a bore (22, 23) running at a steep angle to the longitudinal axis (7) of the valve needle and opening into the second conical surface.

Description

Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil aus, wie es der Gattung des Patentanspruchs 1 entspricht. Aus der WO 96/19661 ist ein solches Kraftstoffeinspritzventil bekannt, das einen Ventilkörper mit einer darin ausgebildeten Bohrung aufweist. Am brennraumseitigen Ende der Bohrung ist ein konischer Ventilsitz ausgebildet, und es befindet sich dort wenigstens eine Einspritzöffnung, durch die der Ventilsitz mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine verbunden ist. In der Bohrung ist eine kolbenförmige Ventilnadel längsverschiebbar angeordnet, die mit dem Ventilsitz so zur Steuerung der wenigstens einen Einspritzöffnung zusammenwirkt, dass bei Anlage der Ventilnadel auf dem Ventilsitz die Einspritzöffnungen verschlossen werden, während bei vom Ventilsitz abgehobener Ventilnadel Kraftstoff aus einem Druckraum den Einspritzöffnungen zufließen kann. Das brennraumseitige Ende der Ventilnadel weist zwei Konusflächen auf, wobei die erste Konusfläche einen Öffnungswinkel aufweist, der kleiner ist als der Öffnungswinkel des Ventilsitzes. Stromabwärts der ersten Konusfläche ist an der Ventilnadel eine zweite Konusfläche ausgebildet, die einen Öffnungswinkel aufweist, der größer als der Öffnungswinkel des Ventilsitzes ist. Darüber hinaus ist zwischen den beiden Konusflächen eine Ringnut ausgebildet, deren bezüglich des Kraftstoffstroms zu den Einspritzöffnungen stromaufwärts gelegene Kante, die an die erste Konusfläche grenzt, bei Anlage der Ventilnadel am Ventilsitz als Dichtkante dient.The invention relates to a fuel injection valve from how it corresponds to the type of claim 1. From the Such a fuel injection valve is known from WO 96/19661 a valve body having a bore formed therein. On the combustion chamber side A conical valve seat is formed at the end of the bore, and it there is at least one injection opening through which the valve seat is connected to the combustion chamber of the internal combustion engine. In the hole is a piston-shaped Valve needle can be moved lengthways arranged with the valve seat so to control the at least an injection port interacts that when the valve needle is placed on the valve seat the injection ports be closed while at Valve needle lifted from the valve seat from a pressure chamber the injection ports flow into can. The end of the valve needle on the combustion chamber side has two conical surfaces, being the first conical surface an opening angle has that is smaller than the opening angle of the valve seat. downstream the first conical surface a second conical surface is formed on the valve needle, which has an opening angle which is greater than the opening angle of the valve seat. About that In addition, an annular groove is formed between the two conical surfaces, their regarding of the fuel flow to the injection ports upstream Edge leading to the first cone surface limits when the valve needle is placed on the valve seat as a sealing edge serves.

Das bekannte Kraftstoffeinspritzventil weist hierbei jedoch den Nachteil auf, dass sich der Öffnungsdruck, also der Kraftstoffdruck, bei dem die Ventilnadel eine genügend große, hydraulische Kraft erfährt, um gegen eine Schließkraft vom Ventilsitz abzuheben, mit der Lebensdauer des Kraftstoffeinspritzventils ändert. Bei einem neuen Kraftstoffeinspritzventil strömt zu Beginn der Öffnungshubbewegung, wenn die Ventilnadel erst einen kleinen Hub durchfahren hat, Kraftstoff an der Dichtkante vorbei in die Ringnut. Da ein Weiterfließen an der stromabwärts gelegenen Kante der Ringnut vorbei zu den Einspritzöffnungen ohne weiteres möglich ist, kommt es in der Ringnut zu keinem nennenswerten Druckanstieg und damit zu keiner zusätzlichen hydraulischen Kraft auf die Ventilnadel. Im Laufe der Lebensdauer des Kraftstoffeinspritzventils wird die Dichtkante etwas in den Ventilsitz eingehämmert, so dass sich auch die stromabwärtige Kante der Ringnut näher am Ventilsitz befindet und schließlich sogar in Schließstellung der Ventilnadel am Ventilsitz aufliegt. Beim Öffnen der Ventilnadel strömt nun, sobald die Dichtkante vom Ventilsitz abgehoben hat, Kraftstoff in die Ringnut, kann von dort aber nur gedrosselt an der stromabwärtigen Kante der Ringnut vorbei zu den Einspritzöffnungen weiterfließen. Es kommt deshalb zu einem Druckanstieg in der Ringnut und damit zu einer zusätzlichen Öffnungskraft auf die Ventilnadel. Erst bei vollem Hub der Ventilnadel kann der Kraftstoff nahezu ungedrosselt den Einspritzöffnungen zufließen. Durch diese zusätzliche Öffnungskraft wird der Öffnungsdruck abgesenkt und die Öffnungsdynamik der Ventilnadel ändert sich. Hierdurch wird es erschwert, weiterhin eine präzise Einspritzung von Menge und Zeitpunkt vorzunehmen, was bei modernen, schnelllaufenden Brennkraftmaschinen unerlässlich ist.The well-known fuel injector has the disadvantage, however, that the opening pressure, So the fuel pressure at which the valve needle has a sufficiently large hydraulic Experiencing strength around against a closing force lift off the valve seat changes with the life of the fuel injector. at a new fuel injector flows at the beginning of the opening stroke movement, if the valve needle has just passed a short stroke, fuel past the sealing edge into the ring groove. Since a flow continues on the downstream edge of the ring groove past to the injection openings easily possible there is no significant pressure increase in the ring groove and therefore no additional hydraulic force on the valve needle. Over the lifetime of the fuel injector, the sealing edge is slightly in the Hammered valve seat, so that the downstream Edge of the ring groove closer located on the valve seat and finally even in the closed position the valve needle rests on the valve seat. When the valve needle is opened, As soon as the sealing edge has lifted off the valve seat, fuel into the Ring groove, but can only be throttled from there on the downstream edge continue to flow past the ring groove to the injection openings. It therefore there is an increase in pressure in the annular groove and thus one additional opening force on the valve needle. Only when the valve needle is fully lifted can the Flow fuel almost unthrottled into the injection openings. By this additional opening force becomes the opening pressure lowered and the opening dynamics the valve needle changes yourself. This makes it difficult to continue precise injection of quantity and timing to make what modern, fast-moving Internal combustion engines essential is.

Aus der DE 36 05 082 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei dem die Ventilnadel eine konische Ventildichtfläche an ihrem brennraumseitigen Ende aufweist. In der konischen Ventildichtfläche ist eine Ringnut ausgebildet, von der eine Querbohrung und die Querbohrung schneidend eine Längsbohrung abgeht, so dass die Ringnut mit der brennraumseitigen Endfläche der Ventilnadel verbunden wird. Bei diesem Kraftstoffeinspritzventil ist jedoch nur eine einzige Dichtfläche der Ventilnadel vorgesehen, die mit ihrer gesamten Fläche auf dem Ventilsitz aufsitzt, so dass sich dort ein entsprechendes Problem mit variierendem Öffnungsdruck nicht auftreten kann.From the DE 36 05 082 A1 a fuel injection valve is known in which the valve needle has a conical valve sealing surface at its end on the combustion chamber side. An annular groove is formed in the conical valve sealing surface, from which a transverse bore and a longitudinal bore intersect, so that the annular groove is connected to the end surface of the valve needle on the combustion chamber side. In this fuel injection valve, however, only a single sealing surface of the valve needle is provided, which rests with its entire surface on the valve seat, so that a corresponding problem with varying opening pressure cannot occur there.

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass die Öffnungsdynamik des Kraftstoffeinspritzventils während der gesamten Lebensdauer konstant bleibt. Durch einen in der Ventilnadel verlaufenden Kanal ist die Ringnut mit der Außenfläche der Ventilnadel stromabwärts der Ringnut verbunden, so dass ein sich in der Ringnut aufbauender Druck über diesen Kanal abgeführt wird. Hierdurch bleibt die Öffnungsdynamik des Einspritzventils stets dieselbe.The fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of claim 1, in contrast, the Advantage on that opening dynamics the fuel injector during remains constant throughout the entire service life. Through one in the valve pin extending channel is the annular groove with the outer surface of the valve needle downstream of the Ring groove connected, so that a pressure builds up in the ring groove over this Channel discharged becomes. This keeps the opening dynamics of the injection valve always the same.

Durch die Unteransprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung möglich.Through the subclaims are advantageous embodiments of the subject of the invention possible.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung verläuft der Kanal in einem schiefen Winkel zur Längsachse der Ventilnadel und die zweite Konusfläche mündet. Solch ein Kanal ist einfach herzustellen und es lassen sich problemlos mehrere sol cher Kanäle über den Umfang der Ventilnadel verteilt anbringen.In a first advantageous embodiment, the Channel at an oblique angle to the longitudinal axis of the valve needle and the second cone surface empties. Such a channel is easy to manufacture and can be easily used several such channels over the Install the circumference of the valve needle in a distributed manner.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kanal durch eine Querbohrung und eine diese schneidende Längsbohrung gebildet, wobei die Längsbohrung in die Stirnfläche der Ventilnadel mündet. Eine solche Verbindung ergibt einen weitgehend ungedrosselten Fluss von Kraftstoff aus der Ringnut in das Reservoirvolumen, so dass auch ein leichter Druckaufbau in der Ringnut wirksam unterdrückt wird.In a further advantageous embodiment the channel through a transverse bore and a longitudinal bore intersecting it formed, the longitudinal bore in the face the valve needle opens. Such a connection results in a largely unrestricted flow of fuel from the annular groove into the reservoir volume, so that even a slight build-up of pressure in the annular groove is effectively suppressed.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung und der Zeichnung entnehmbar. Further advantageous refinements of the subject matter of the invention are the description and the drawing can be seen.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil dargestellt. Es zeigtIn the drawing is a fuel injection valve according to the invention shown. It shows

1 ein Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt, 2 eine Vergrößerung des mit II bezeichneten Ausschnitts von 1 im Bereich des Ventilsitzes, wobei die linke und die rechte Seite zwei unterschiedliche Ausgestaltungen des Ventilsitzes darstellen, 1 a fuel injector in longitudinal section, 2 an enlargement of the section of II 1 in the area of the valve seat, the left and right sides representing two different configurations of the valve seat,

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des brennraumseitigen Endes der Ventilnadel und des Ventilsitzes, 3 another embodiment of the combustion chamber end of the valve needle and the valve seat,

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilnadel und 4 a further embodiment of a valve needle according to the invention and

5a und 5b weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Ventilnadeln. 5a and 5b further embodiments of valve needles according to the invention.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt dargestellt. In einem Ventilkörper 1 ist eine Bohrung 3 ausgebildet, die an ihrem brennraumseitigen Ende von einem konischen Ventilsitz 9 begrenzt wird. Vom Ventilsitz 9 geht wenigstens eine Einspritzöffnung 11 ab und mündet in Einbaulage des Kraftstoffeinspritzventils in den Brennraum der Brennkraftmaschine. In der Bohrung 10 ist eine kolbenförmige Ventilnadel 5 längsverschiebbar angeordnet, die mit einem Führungsabschnitt 15 in einem brennraumabgewandten Abschnitt der Bohrung 3 geführt ist und eine Längsachse 7 aufweist. Die Ventilnadel 5 verjüngt sich, ausgehend vom Führungsabschnitt 15, dem Brennraum zu unter Bildung einer Druckschulter 13 und geht an ihrem brennraumseitigen Ende in eine Ventildichtfläche 12 über, die mit dem Ventilsitz 19 zur Steuerung der wenigstens einen Einspritzöffnung 11 zusammenwirkt. Zwischen der Bohrung 3 und der Ventilnadel 5 ist ein Druckraum 19 ausgebildet, der auf Höhe der Druckschulter 13 radial erweitert ist. In die radiale Erweiterung des Druckraums 19 mündet ein im Ventilkörper 1 verlaufender Zulaufkanal 25, über den der Druckraum 19 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist. Bei Kraftstoffeinspritzsystemen, die nach dem sogenannten Common-Rail-Prinzip arbeiten, liegt im Druckraum 19 ständig ein hoher Kraftstoffdruck an. Durch den Kraftstoffdruck im Druckraum 19 ergibt sich eine hydraulische Kraft auf die Ventilnadel 5 durch Beaufschlagung der Druckschulter 13 und Teile der Ventildichtfläche 12. Dieser hydraulischen Öffnungskraft ist eine Schließkraft entgegen gerichtet, die durch eine, in der Zeichnung nicht dargestellte, Vorrichtung auf das brennraumseitige Ende der Ventilnadel 5 ausgeübt wird. Die Bewegung der Ventilnadel 5 in der Bohrung 3 erfolgt dadurch, dass die Schließkraft reduziert wird. Sobald die hydraulische Öffnungskraft auf die Ventilnadel 5 überwiegt, bewegt sich die Ventilnadel 5 vom Ventilsitz 9 weg, und Kraftstoff fließt aus dem Druckraum 19 den Einspritzöffnungen 11 zu und wird von dort in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Zum Schließen des Kraftstoffeinspritzventils wird die Schließkraft auf die Ventilnadel 5 erhöht, bis diese größer ist als die hydraulische Öffnungskraft. Die Ventilnadel 5 gleitet zurück in ihre Schließstellung und unterbricht die Kraftstoffzufuhr zu den Einspritzöffnungen 11.In 1 A fuel injection valve according to the invention is shown in longitudinal section. In a valve body 1 is a hole 3 formed at its combustion chamber end by a conical valve seat 9 is limited. From the valve seat 9 at least one injection port 11 from and opens into the combustion chamber of the internal combustion engine in the installed position of the fuel injection valve. In the hole 10 is a piston-shaped valve needle 5 arranged longitudinally with a guide section 15 in a section of the bore facing away from the combustion chamber 3 is guided and a longitudinal axis 7 having. The valve needle 5 tapers starting from the guide section 15 , the combustion chamber to form a pressure shoulder 13 and goes into a valve sealing surface at its combustion chamber end 12 over that with the valve seat 19 to control the at least one injection opening 11 interacts. Between the hole 3 and the valve pin 5 is a pressure room 19 trained at the level of the pressure shoulder 13 is expanded radially. In the radial expansion of the pressure chamber 19 opens into the valve body 1 running inlet channel 25 over which the pressure chamber 19 can be filled with fuel under high pressure. In the case of fuel injection systems that operate on the so-called common rail principle, the pressure chamber is located 19 constantly high fuel pressure. By the fuel pressure in the pressure chamber 19 there is a hydraulic force on the valve needle 5 by applying pressure to the pressure shoulder 13 and parts of the valve sealing surface 12 , This hydraulic opening force is opposed by a closing force which is applied to the end of the valve needle on the combustion chamber side by a device (not shown in the drawing) 5 is exercised. The movement of the valve needle 5 in the hole 3 is done by reducing the closing force. As soon as the hydraulic opening force on the valve needle 5 predominates, the valve needle moves 5 from the valve seat 9 away, and fuel flows out of the pressure chamber 19 the injection ports 11 and is injected from there into the combustion chamber of the internal combustion engine. To close the fuel injector, the closing force is applied to the valve needle 5 increased until it is greater than the hydraulic opening force. The valve needle 5 slides back into its closed position and cuts off the fuel supply to the injection ports 11 ,

2 zeigt eine Vergrößerung von 1 in dem mit II bezeichneten Ausschnitt, wobei die linke und die rechte Seite von 2 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele des brennraumseitigen Endes des Ventilkörpers 1 zeigen. Die Ventilnadel 5 weist an ihrem brennraumseitigen Ende eine erste Konusfläche 30 und eine zweite Konusfläche 32 auf, die zusammen die Ventildichtfläche 12 bilden. Zwischen der ersten Konusfläche 30 und der zweiten Konusfläche 32 ist eine Ringnut 34 ausgebildet, die an beide Konusflächen 30, 32 grenzt. Das brennraumseitige Ende der Ventilnadel 5 bildet eine Stirnfläche 40, die eben ausgebildet ist und eine kreisrunde Form hat. Die Öffnungswinkel der Konusflächen 30, 32 sind dabei so ausgeführt, dass der Öffnungswinkel a₁ der ersten Konusfläche 30 kleiner ist als der Öffnungswinkel b des konischen Ventilsitzes 9. Der Öffnungswinkel a₂ der zweiten Konusfläche 32 ist hingegen größer als der Öffnungswinkel b des konischen Ventilsitzes 9, so dass bei Anlage der Ventilnadel 5 am Ventilsitz 9 die Sitzkante 37, die die Grenze zwischen der Ringnut 34 und der ersten Konusfläche 30 bildet, zuerst am Ventilsitz 9 zur Anlage kommt. Die Winkel sind außerdem so bemessen, dass der Differenzwinkel zwischen a₁ und b kleiner ist als zwischen a₂ und b, also eine sogenannte inverse Sitzwinkeldifferenz vorliegt. Die Drosselkante 38, die die Grenze zwischen der Ringnut 34 und der zweiten Konusfläche 32 bildet, ist in Schließstellung der Ventilnadel 5 vom Ventilsitz 9 beabstandet, so dass die Ringnut 34 nur durch die Sitzkante 37 verschlossen ist. 2 shows an enlargement of 1 in the section marked II, the left and right sides of 2 two different embodiments of the combustion chamber end of the valve body 1 demonstrate. The valve needle 5 has a first conical surface at its combustion chamber end 30 and a second cone surface 32 on that together the valve sealing surface 12 form. Between the first conical surface 30 and the second cone surface 32 is an annular groove 34 trained on both cone surfaces 30 . 32 borders. The end of the valve needle on the combustion chamber side 5 forms an end face 40 , which is flat and has a circular shape. The opening angle of the conical surfaces 30 . 32 are designed so that the opening angle a _{1 of} the first conical surface 30 is smaller than the opening angle b of the conical valve seat 9 , The opening angle a _{2 of} the second conical surface 32 is larger than the opening angle b of the conical valve seat 9 so that when the valve needle is in contact 5 at the valve seat 9 the seat edge 37 that the boundary between the ring groove 34 and the first conical surface 30 forms, first at the valve seat 9 comes to the plant. The angles are also dimensioned such that the difference angle between a ₁ and b is smaller than between a ₂ and b, that is to say a so-called inverse seat angle difference. The throttle edge 38 that the boundary between the ring groove 34 and the second cone surface 32 forms, is in the closed position of the valve needle 5 from the valve seat 9 spaced so that the ring groove 34 only through the edge of the seat 37 is closed.

Bei dem Ausführungsbeispiel, das in der linken Hälfte der 2 dargestellt ist, fließt zu Beginn der Öffnungshubbewegung der Ventilnadel 5, wenn diese noch nicht ihren vollen Hub durchfahren hat, Kraftstoff aus dem Druckraum 19, an der ersten Konusfläche 30 vorbei, in die Ringnut 34 und von dort an der Drosselkante 38 vorbei zu den Einspritzöffnungen 11. Dies entspricht dem Neuzustand des Kraftstoffeinspritzventils oder auch nach längerem Betrieb den Verhältnissen, wenn sowohl die Ventilnadel 5 als auch der Ventilsitz 9 bzw. der Ventilkörper 1 keinen Verschleiß zeigen würden. Im Laufe der Lebensdauer des Kraftstoffeinspritzventils hämmert sich durch Verschleiß die Sitzkante 37 etwas in den Ventilsitz 9 ein. Hierdurch verringert sich der Abstand der Drosselkante 38 vom Ventilsitz 9 in Schließstellung der Ventilnadel 5, bis schließlich auch die Drosselkante 38 auf dem Ventilsitz 9 aufsitzt. Beim Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils, also wenn die Ventilnadel 5 vom Ventilsitz 9 abhebt, kommt es anfänglich, bei noch sehr geringem Hub der Ventilnadel 5, zum Einströmen von Kraftstoff an der Sitzkante 37 vorbei in die Ringnut 34. Von dort kann der Kraftstoff aber nur gedrosselt an der Drosselkante 38 vorbei zu den Einspritzöffnungen 11 fließen, so dass sich in der Ringnut 34 ein hoher Druck aufbaut, der eine zusätzliche hydraulische Öffnungskraft auf die Ventilnadel 5 ausübt.In the embodiment that is in the left half of the 2 is shown, flows at the beginning of the opening stroke movement of the valve needle 5 if it has not yet reached its full stroke, fuel from the pressure chamber 19 , on the first cone surface 30 over, into the ring groove 34 and from there on the throttle edge 38 over to the injection ports 11 , This corresponds to the new condition of the fuel injector or even after a long period of operation when both the valve needle 5 as well as the valve seat 9 or the valve body 1 would show no wear. Over the course of the life of the fuel injector, the seat edge pounds through wear 37 something in the valve seat 9 on. This reduces the distance between the throttle edge 38 from the valve seat 9 in the closed position of the valve needle 5 until finally the throttle edge 38 on the valve seat 9 seated. When opening the fuel injector, i.e. when the valve needle 5 from the valve seat 9 takes off, it initially comes with a very small stroke of the valve needle 5 , for the inflow of fuel at the edge of the seat 37 over into the ring groove 34 , From there, the fuel can only be throttled at the throttle edge 38 over to the injection ports 11 flow so that in the ring groove 34 a high pressure builds up, which creates an additional hydraulic opening force on the valve needle 5 exercises.

Bei dem Ausführungsbeispiel, das auf der rechten Seite der 2 dargestellt ist, sind diese Verhältnisse in der Ringnut 34 gleich. Die Einspritzöffnungen 11 gehen hier nicht vom konischen Ventilsitz 9 ab, sondern an den Ventilsitz 9 schließt sich eine Blindbohrung 109 an, von der die Einspritzöffnungen 11 abgehen. Die drosselnde Wirkung der Drosselkante 38 und der zusätzliche, unerwünschte Druckaufbau in der Ringnut 34 sind aber hier identisch.In the embodiment that is on the right side of the 2 is shown, these relationships are in the annular groove 34 equal. The injection ports 11 do not go from the conical valve seat here 9 but to the valve seat 9 a blind hole closes 109 from which the injection ports 11 depart. The throttling effect of the throttle edge 38 and the additional, undesirable pressure build-up in the ring groove 34 but are identical here.

In 3 ist das gleiche Kraftstoffeinspritzventil wie in der linken Hälfte der 2 nochmals gezeigt, jedoch ist hier die Ventilnadel 5 teilweise geschnitten dargestellt. Auf Höhe der Ringnut 34 ist in der Ventilnadel 5 eine Querbohrung 22 ausgebildet, die senkrecht zur Längsachse 7 der Ventilnadel 5 verläuft. Zusätzlich ist in der Ventilnadel 5 eine Längsbohrung 23 ausgebildet, die von der flachen Stirnfläche 40 der Ventilnadel 5 entlang der Längsachse 7 bis zur Querbohrung 22 reicht und zusammen mit dieser den Kanal 20 bildet. Hierdurch wird eine hydraulische Verbindung der Ringnut 34 mit der Außenfläche der Ventilnadel 5, hier der Stirnfläche 40, hergestellt und damit mit einem Reservoirvolumen 41, das von der Ventilnadel 5 und dem brennraumseitigen Ende des Ventilsites 9 begrenzt wird. Bei vom Ventilsitz 9 abgehobener Ventilnadel 5, wie es in 3 dargestellt ist, kann der Kraftstoff jetzt nicht nur an der Drosselkante 38 vorbei zu den Einspritzöffnungen 11 strömen, sondern auch durch den durch die Querbohrung 22 und die Längsbohrung 23 gebildeten Kanal 20. Der Kraftstoff strömt also gleichzeitig aus der Öffnung der Längsbohrung 23 heraus und von dort entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffs, der an der Drosselkante 38 vorbei fließt, zu den Einspritzöffnungen 11. Dadurch wird ein Druckaufbau in der Ringnut 34 verhindert, so dass sich dort kein zusätzlicher Öffnungsdruck aufbauen kann.In 3 is the same fuel injector as in the left half of the 2 shown again, but here is the valve needle 5 shown partially cut. At the level of the ring groove 34 is in the valve needle 5 a cross hole 22 trained perpendicular to the longitudinal axis 7 the valve needle 5 runs. Additionally is in the valve needle 5 a longitudinal bore 23 trained by the flat face 40 the valve needle 5 along the longitudinal axis 7 to the cross hole 22 is enough and together with this the channel 20 forms. This creates a hydraulic connection of the ring groove 34 with the outer surface of the valve needle 5 , here the face 40 , manufactured and thus with a reservoir volume 41 that from the valve needle 5 and the combustion chamber end of the valve site 9 is limited. At the valve seat 9 lifted valve needle 5 as it is in 3 is shown, the fuel can now not only at the throttle edge 38 over to the injection ports 11 flow, but also through the through the cross hole 22 and the longitudinal bore 23 formed channel 20 , The fuel therefore flows out of the opening of the longitudinal bore at the same time 23 out and from there against the flow direction of the fuel at the throttle edge 38 flows past, to the injection ports 11 , This creates a pressure build-up in the ring groove 34 prevented, so that no additional opening pressure can build up there.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel 5, bei der die Verbindung der Ringnut 34 mit der Stirnfläche 40 hier über einen alternativ gestalteten Kanal 20 realisiert ist. Der Kanal 20 führt, ausgehend von der Ringnut 34, ein Stück in radialer Richtung einwärts, knickt dann ab und führt parallel zur zweiten Konusfläche 32 bis zur Stirnfläche 40. 4 shows a further embodiment of a valve needle 5 , where the connection of the ring groove 34 with the face 40 here via an alternatively designed channel 20 is realized. The channel 20 leads, starting from the ring groove 34 , inwards in the radial direction, then kinks and leads parallel to the second conical surface 32 to the face 40 ,

In 5a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ventilnadel 5 in teilgeschnittener Ansicht dargestellt, bei der der Kanal 20, ausgehend von der Ringnut 34, in den Teil der Außenfläche der Ventilnadel 5 mündet, der an die Ringnut 34 grenzt und den Einspritzöffnungen 11 zugewandt ist. Im Gegensatz zu denen in 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen mündet der Kanal 20 hier jedoch nicht in die Stirnfläche 40, sondern in die zweite Konusfläche 32. Der Kanal 20 ist hierbei gerade ausgebildet und schneidet die Längsachse 7 der Ventilnadel 5 nicht. 5b zeigt eine Draufsicht auf die Ventilnadel 5, bei der der Verlauf der Kanäle 20 deutlich wird. Die Kanäle 20 führen an der Längsachse 7 vorbei und sind folglich windschief zu dieser ausgebildet. Hierdurch können die Kanäle 20 unabhängig voneinander ausgebildet und beispielsweise mittels eines Laserverfahrens in die Ventilnadel 5 eingebracht werden.In 5a is another embodiment of the valve needle 5 shown in a partially sectioned view, in which the channel 20 , starting from the ring groove 34 , in the part of the outer surface of the valve needle 5 flows into the ring groove 34 borders and the injection openings 11 is facing. Unlike those in 3 and 4 The exemplary embodiments shown open into the channel 20 but not in the face here 40 , but in the second conical surface 32 , The channel 20 is straight and intersects the longitudinal axis 7 the valve needle 5 Not. 5b shows a plan view of the valve needle 5 where the course of the channels 20 becomes clear. The canals 20 lead on the longitudinal axis 7 over and are consequently skewed to this. This allows the channels 20 formed independently of one another and, for example, by means of a laser process in the valve needle 5 be introduced.

Es kann alternativ zur der Darstellung in 5b auch vorgesehen sein, dass mehr als zwei Kanäle 20 in der Ventilnadel 5 ausgebildet sind, ohne sich zu schneiden. Auch hier werden die Kanäle 20 tangential der Längsachse 7 vorbeigeführt.As an alternative to the representation in 5b also be provided that more than two channels 20 in the valve needle 5 are trained without intersecting. Again, the channels 20 tangential to the longitudinal axis 7 past.

Der Durchmesser des Kanals 20 und damit auch der Querbohrung 22 und der Längsbohrung 23 beträgt vorzugsweise etwa 0,2– 0,5 mm, was eine ausreichende hydraulische Verbindung sicher stellt.The diameter of the channel 20 and thus also the cross hole 22 and the longitudinal bore 23 is preferably about 0.2-0.5 mm, which ensures a sufficient hydraulic connection.

Claims

Fuel injection valve for internal combustion engines with a valve body ( 1 ) in which a hole ( 3 ) is formed, at the combustion chamber end of which a conical valve seat ( 9 ) and at least one injection opening ( 11 ) leads into the combustion chamber of the internal combustion engine, and with a piston-shaped valve needle ( 5 ) which can be moved longitudinally in the bore ( 3 ) is arranged and with the valve seat ( 9 ) for controlling the fuel flow to the at least one injection opening ( 11 ) interacts, whereby at the combustion chamber end of the valve needle ( 5 ) a first conical surface ( 30 ) and a second conical surface arranged downstream of this ( 32 ) are formed, the first conical surface ( 30 ) has an opening angle (a ₁ ) that is smaller than the opening angle (b) of the valve seat ( 9 ), while the opening angle (a ₂ ) of the second conical surface ( 32 ) is greater than the opening angle (b) of the valve seat ( 9 ), and with a between the two cone surfaces ( 30 ; 32 ) running ring groove ( 34 ) on both conical surfaces ( 30 ; 32 ) and its upstream edge as the seat edge ( 37 ) the valve needle ( 5 ), characterized in that the annular groove ( 37 ) at least one in the valve needle ( 5 ) running channel ( 20 ; 22 ; 23 ) that goes into the part of the outer surface of the valve needle ( 5 ) opens, which is connected to the ring groove ( 37 ) adjoins and the injection openings ( 11 ) is facing.

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the channel ( 20 ) a hole ( 22 ; 23 ) which is at an oblique angle to the longitudinal axis ( 7 ) the valve needle ( 5 ) runs and into the second conical surface ( 32 ) flows out.

Fuel injection valve according to claim 1, there characterized in that the channel ( 20 ) through a cross hole ( 22 ) and a longitudinal hole intersecting this ( 23 ) is formed, the longitudinal bore ( 23 ) into the combustion chamber end of the valve needle ( 5 ) forming face ( 40 ) flows out.

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the channel ( 20 ) is formed by two straight sections, with a first section at right angles to the longitudinal axis ( 7 ) the valve needle ( 5 ) runs and merges into a second section that is essentially parallel to the second conical surface ( 32 ) the valve needle ( 5 ) runs.

Fuel injection valve according to claim 4, characterized in that the channel ( 20 ) into the end of the valve needle on the combustion chamber side ( 5 ) forming face ( 40 ) flows out.