DE10306959A1 - Fuel injection valve especially for direct injection combustion engines has two flow determining gaps between the valve closing body and valve seat - Google Patents

Fuel injection valve especially for direct injection combustion engines has two flow determining gaps between the valve closing body and valve seat Download PDF

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Abstract

A fuel injection valve, especially for direct injection combustion engines, comprises a valve needle (3) and body (4) closing on a valve seat (6) and an injection opening (7) with a gap (38) whose size depends on the position of the body and governs the flow. A second flow-determining gap (39) lies upstream of the first.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on one Fuel injection valve according to the type of the main claim.

Aus der DE 100 39 078 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt mit einer Ventilnadel, die an ihrem abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkörper aufweist, der mit einer Ventilsitzfläche, die an einem Ventilsitzkörper ausgebildet ist, zu einem Dichtsitz zusammenwirkt und einer stromabwärts des Dichtsitzes vorgesehenen Abspritzöffnung. Der Ventilschließkörper bildet mit der Ventilsitzfläche einen ersten Spalt, dessen Größe von der axiale Lage des Ventilschließkörper abhängig ist. Die Größe des ersten Spalts bestimmt dabei weitgehend alleinig die statische Durchflußmenge des Brennstoffeinspritzventils.From the DE 100 39 078 A1 A fuel injector is known with a valve needle which has a valve closing body at its spray-side end, which cooperates with a valve seat surface which is formed on a valve seat body to form a sealing seat and a spray opening provided downstream of the sealing seat. The valve closing body forms a first gap with the valve seat surface, the size of which depends on the axial position of the valve closing body. The size of the first gap largely determines the static flow rate of the fuel injector.

Für die aus der DE 100 39 078 A1 bekannte Anordnung ergeben sich Nachteile. Durch die fast alleinige Abhängigkeit der statischen Durchflußmenge von der Größe des ersten Spaltes, insbesondere der maximal möglichen Größe des Spaltes während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils, ergeben sich für die statische Durchflußmenge unerwünscht erhöhte Schwankungen aus Fertigungstoleranzen und Verschleiß. Beispielsweise vergrößert sich der erste Spalt durch die große Zahl der Stoßbelastungen während der Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils. Außerdem ändert sich die Länge der relativ langen Ventilnadel unter Temperatureinfluß durch ihre Länge relativ stark. Dies führt zu einer unerwünscht hohen Schwankung des statischen Durchflußes zwischen Brennstoffeinspritzventilen gleichen Typs und nicht erwünschten starken Änderungen des statischen Durchflußes über die Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils.For those from the DE 100 39 078 A1 known arrangement there are disadvantages. The almost exclusive dependence of the static flow rate on the size of the first gap, in particular the maximum possible size of the gap during operation of the fuel injector, results in undesirably increased fluctuations from manufacturing tolerances and wear and tear for the static flow rate. For example, the first gap increases due to the large number of shock loads during the service life of the fuel injector. In addition, the length of the relatively long valve needle changes relatively strongly due to its length due to its temperature. This leads to an undesirably high fluctuation in the static flow between fuel injectors of the same type and undesirable large changes in the static flow over the life of the fuel injector.

Im weiteren entsteht beim Öffnen des Brennstoffeinspritzventils eine Schließkraftüberhöhung, welche der Öffnungsbewegung des Ventilschließkörpers entgegen gerichtet ist und in Abhängigkeit der Größe des ersten Spaltes, also von der axialen Position des Ventilschließköpers, stark nichtlinear verläuft. Sie steigt beim Öffnen, kurz nachdem der Ventilschließkörper von der Ventilsitzfläche abhebt, stark an, um kurz darauf stark abzuklingen. Die Schließkraftüberhöhung entsteht durch eine Verschiebung des ersten Spalts, welcher als Drosselstelle wirkt, auf einen größeren Sitzdurchmesser, wodurch eine größere Fläche des Ventilschließkörpers stromabwärtig des ersten Spalts einem Unterdruck ausgesetzt ist. Die die Ventilnadel betätigenden Einrichtungen, müssen zur Überwindung dieser Schließkraftüberhöhung unvorteilhaft groß dimensioniert und außerdem unvorteilhaft aufwendig gestaltet werden, um beispielsweise die zur Überwindung der Schließkraftüberhöhung notwendige erhöhte Betätigungskraft nicht in anderen Betätigungsphasen wirksam werden zu lassen. Kleine Mengen Brennstoff können so, beispielsweise durch nur eine kleine Hubbewegung des Ventilschließkörpers oder nur kurze Betätigung nur sehr ungenau in den Brennraum eingemessen werden.Furthermore, when opening the Fuel injector a closing force increase, which the opening movement of the valve closing body is directed and dependent the size of the first Gap, that is, from the axial position of the valve closing body, strong is non-linear. It rises when you open it shortly after the valve closing body of the valve seat surface lifts off sharply, only to subside a short time later. The closing force increase occurs by shifting the first gap, which acts as a throttle acts on a larger seat diameter, creating a larger area of the Valve closing body downstream of the is exposed to negative pressure in the first gap. The the valve needle actuated Facilities, must to overcome this excessive clamping force disadvantageous large size and also unfavorably complex to be designed, for example, the to overcome the excess clamping force necessary increased operating force not in other phases of activity to take effect. Small amounts of fuel can for example by only a small stroke movement of the valve closing body or only brief actuation can only be measured very imprecisely in the combustion chamber.

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß es geringere Herstellungskosten verursacht, da der erste Spalt eine größere Herstellungstoleranz aufweisen darf. Außerdem verringert sich die Abhängigkeit der statischen Durchflußmenge vom Verschleiß.The fuel injector according to the invention with the characteristic features of the main claim has the advantage that it lower manufacturing costs because the first gap is a greater manufacturing tolerance may have. Moreover dependency decreases the static flow rate from wear.

Durch das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil verringert sich die Abhängigkeit des statischen Durchflußes von der Größe des ersten Spaltes. Außerdem ist die Ventildynamik erhöht, wodurch beispielsweise kleine Mengen Brennstoff genauer und mit höherer Einspritzfrequenz eingemessen werden können.By the fuel injector according to the invention dependency decreases of the static flow on the size of the first Gap. Moreover the valve dynamics is increased, which, for example, makes small amounts of fuel more accurate and with higher Injection frequency can be measured.

Bei der Herstellung kann auf sehr teuere kleine Herstellungstoleranzen verzichtet werden.When manufacturing can be very expensive small manufacturing tolerances can be dispensed with.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments of the specified in the main claim Fuel injector possible.

Vorzugsweise wird der zumindest eine zweite Spalt so dimensioniert, daß seine Größe bzw. seine durchflußbestimmende Breite bei vollständig geöffnetem Brennstoffeinspritzventil deutlich kleiner ist als die durchflußbestimmende Breite des ersten Spaltes. Dadurch kann schon zu Beginn der Öffnungsphase, also schon kurz nachdem der Ventilschließkörper beim Öffnen des Brennstoffeinspritzventils von der Ventilsitzfläche abgehoben hat, der zweite Spalt durchflußbestimmend auf den Verlauf des statischen Durchflußes über der Öffnungsstrecke des Ventilschließkörper einwirken. Außerdem kann die zu Beginn der Öffnungsphase auftretende Schließkraftüberhöhung vorteilhaft verändert werden, insbesondere in ihrem Verlauf über der Öffnungsstrecke des Ventilsitzkörpers und ihrer maximalen Stärke.The at least one is preferably dimensioned second gap so that its size or its flow-determining Width at complete open Fuel injector is significantly smaller than the flow-determining Width of the first gap. As a result, at the beginning of the opening phase, so shortly after the valve closing body when opening the fuel injector from the valve seat has taken off, the second gap determines the flow of the flow static flow over the opening distance of the Act on the valve closing body. Moreover can be at the beginning of the opening phase occurring clamping force increase advantageous changed are, in particular in their course over the opening distance of the valve seat body and of their maximum strength.

In einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils besteht der Ventilsitzkörper aus zumindest einem ersten Ventilsitzkörperteil und einem zweiten Ventilsitzkörperteil, welche miteinander gefügt sind. Dadurch kann der Ventilsitzkörper einfach hergestellt und montiert werden. Außerdem lassen sich Geometrien des Ventilsitzkörpers herstellen, welche bei einstückiger Ausführung nur mit großem Aufwand oder unmöglich herzustellen wären.In a further development of the fuel injector according to the invention there is the valve seat body from at least a first valve seat body part and a second Valve seat body part, which joined together are. This allows the valve seat body to be easily manufactured and to be assembled. Moreover geometries of the valve seat body can be produced, which at one-piece execution only with big Effort or impossible to manufacture would.

Vorteilhaft ist es außerdem, den zweiten Spalt zwischen dem Ventilschließkörper und einem geradzylindrischen Abschnitt der Öffnung des Ventilsitzkörpers anzuordnen. Die Größe bzw. Breite des zweiten Spalts kann damit unabhängig von der axialen Lage des Ventilsitzkörpers gewählt werden.It is also advantageous to have the second gap between the valve closing body and a straight cylindrical section of the opening of the valve to arrange the seat body. The size or width of the second gap can thus be selected independently of the axial position of the valve seat body.

Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Öffnung des Ventilsitzkörpers einen stromaufwärtig über den Ventilschließkörper überhängenden Abschnitt aufweist und der zweite Spalt zwischen dem Ventilschließkörper und dem überhängenden Abschnitt gebildet ist. Der zweite Spalt läßt sich in dieser Weise weit entfernt vom ersten Spalt anordnen und die axialen Bewegungen des Ventilschließkörper lassen sich in vorteilhafter Weise nutzen, um den Verlauf des Durchflußes über der Öffnungsstrecke des Ventilschließkörper zu verändern.It is also advantageous if the opening of the The valve seat body one overhanging upstream over the valve closing body Has section and the second gap between the valve closing body and the overhanging Section is formed. The second gap can be wide in this way arrange away from the first gap and the axial movements of the Valve closing bodies can be use advantageously to the course of the flow over the opening distance of the valve closing body change.

Ist der überhängende Abschnitt der Öffnung konusförmig und verjüngt sich in stromaufwärtige Richtung, so läßt er sich sehr einfach herstellen. Außerdem kann die Veränderung des Verlaufs des Durchflußes über der Öffnungsstrecke des Ventilschließkörpers sehr genau bestimmt werden.The overhanging section of the opening is conical and rejuvenated going upstream, so he lets himself very easy to manufacture. Moreover can change the course of the flow over the opening distance of the valve closing body very much to be determined exactly.

Vorteilhaft ist es außerdem, den zweiten Spalt zwischen dem Ventilsitzkörper und einem sich stromaufwärts konusförmig erweiternden Abschnitt der Öffnung zu bilden. Der Ventilsitzkörper und die Öffnung lassen sich in dieser Weise sehr einfach herstellen und der Verlauf des Durchflußes über der Öffnungsstrecke des Ventilschließkörpers läßt sich ebenfalls mit einfachen Mitteln vorteilhaften beeinflussen.It is also advantageous the second gap between the valve seat body and a conically widening upstream Section of the opening to build. The valve seat body and the opening can be produced very easily in this way and the course of the flow over the opening distance the valve closing body can also be influence advantageous with simple means.

Wie bereits beschrieben, eignet sich die Erfindung insbesondere für Brennstoffeinspritzventile mit kugelförmigen und zylinderförmigen Ventilschließkörpern. As already described, is suitable the invention especially for Fuel injectors with spherical and cylindrical valve closing bodies.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and in the following Description closer explained. Show it:

1 eine schematische Gesamtdarstellung eines Brennstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik, 1 2 shows a schematic overall representation of a fuel injection valve according to the prior art,

2 einen schematischen Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich des Ventilsitzkörpers, 2 2 shows a schematic partial section through a first exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the invention in the region of the valve seat body,

3 einen schematischen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich des Ventilsitzkörpers und 3 a schematic partial section through a second embodiment of a fuel injector according to the invention in the region of the valve seat body and

4 einen schematischen Teilschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich des Ventilsitzkörpers. 4 a schematic partial section through a third embodiment of a fuel injector according to the invention in the region of the valve seat body.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft beschrieben. Übereinstimmende Bauteile sind dabei in allen Figuren mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Bevor jedoch anhand der 2 bis 4 bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden, wird anhand von 1 ein herkömmliches Brennstoffeinspritzventil 1 in seinen wesentlichen Bestandteilen zum besseren Verständnis der Erfindung kurz erläutert.Exemplary embodiments of the invention are described below by way of example. Matching components are provided with matching reference numerals in all figures. However, before using the 2 to 4 preferred embodiments of the invention are explained in more detail with reference to 1 a conventional fuel injector 1 briefly explained in its essential components for a better understanding of the invention.

Das in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen 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.This in 1 illustrated first embodiment of a fuel injector according to the invention 1 is in the form of a fuel injector 1 designed for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines. The fuel injector 1 is particularly suitable for injecting fuel directly 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 Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, wobei zwischen dem Ventilschließkörper 4 und der Ventilsitzfläche 6 bei abgehobenem Ventilschließkörper 4 ein in den 2 bis 4 dargestellter erster Spalt 38 gebildet ist, dessen Größe von der axialen Lage des Ventilschließkörpers 4 bzw. dem Abstand zwischen Ventilsitzfläche 6 und Ventilschließkörper 4 abhängt.The fuel injector 1 consists of a nozzle body 2 , in which a valve needle 3 is arranged. The valve needle 3 stands with a valve closing body 4 in operative connection with one on a valve seat body 5 arranged valve seat surface 6 interacts to form a sealing seat, being between the valve closing body 4 and the valve seat surface 6 with the valve closing body raised 4 one in the 2 to 4 shown first gap 38 is formed, the size of the axial position of the valve closing body 4 or the distance between the valve seat surface 6 and valve closing body 4 depends.

Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen den Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch einen Verengung 2G 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.At the fuel injector 1 in the exemplary embodiment, it is an inward opening fuel injector 1 which has a spray opening 7 features. The nozzle body 2 is through a seal 8th against the outer pole 9 a solenoid 10 sealed. The solenoid 10 is in a bobbin case 11 encapsulated and on a bobbin 12 wound, which on an inner pole 13 the solenoid 10 is applied. The inner pole 13 and the outer pole 9 are due to a narrowing 2G separated from one another and to one another by a non-ferromagnetic connecting component 29 connected. The solenoid 10 is over a line 19 from one via an electrical plug contact 17 supplyable electric current excited. The plug contact 17 is from a plastic coating 18 surround that at the inner pole 13 can be molded.

Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. An 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 Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.The valve needle 3 is in a valve needle guide 14 led, which is disc-shaped. A paired adjusting disc is used for stroke adjustment 15 , On the other side of the shim 15 there is an anchor 20 , This is above a first flange 21 non-positive with the valve needle 3 connected by a weld 22 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 a sleeve 24 is brought under tension.

In der Ventilnadelführung 14 und im Anker 20 und an einem Führungselement 36 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 Brennstoffzuleitung und eine Dichtung 37 gegen einen nicht dargestellten Zylinderkopf abgedichtet.In the valve needle guide 14 and in the anchor 20 and on a guide element 36 run focal material channels 30 . 31 and 32 , The fuel is supplied via a central fuel supply 16 fed and through a filter element 25 filtered. The fuel injector 1 is through a seal 28 against a fuel supply line (not shown) and a seal 37 sealed against a cylinder head, not shown.

An der abspritzseitigen 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 stoffschlüssig mit der Ventilnadel 3 verbunden ist.On the spray side of the anchor 20 is an annular damping element 33 , which consists of an elastomer material, arranged. It lies on a second flange 34 on which over a weld 35 cohesively with the valve needle 3 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 Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab, und der Brennstoff wird abgespritzt.In the idle state of the fuel injector 1 becomes the anchor 20 from the return spring 23 acted against its stroke direction so that the valve closing body 4 on the valve seat 6 is kept in a sealing system. When the solenoid is excited 10 this builds up a magnetic field, which is the anchor 20 against the spring force of the return spring 23 moved in the stroke direction, the stroke by a in the rest position between the inner pole 12 and the anchor 20 working gap 27 is specified. The anchor 20 takes the flange 21 which with the valve needle 3 is welded, also in the stroke direction. The one with the valve pin 3 valve closing body in operative connection 4 lifts from the valve seat 6 and the fuel is sprayed off.

Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch die Kraft der Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende 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 drops 20 after sufficient reduction of the magnetic field by the force of the return spring 23 from the inner pole 13 from which the valve needle 3 active flange 21 moved against the stroke direction. The valve needle 3 is thereby moved in the same direction, causing the valve closing body 4 on the valve seat 6 touches down and the fuel injector 1 is closed.

Nachfolgend werden anhand der 2 bis 4 bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und im Folgenden näher erläutert.Below are based on the 2 to 4 preferred exemplary embodiments of the invention are shown schematically and explained in more detail below.

2 zeigt einen schematischen Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines, erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich des Ventilsitzkörpers 5. Der Ventilsitzkörper 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel einstückig ausgeführt und weist zuströmseitig eine Öffnung 40 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel anfänglich geradzylindrig verläuft und sich im weiteren abströmseitigen Verlauf, im Bereich der Ventilsitzfläche 6 konusförmig bis zur Abspritzöffnung 7 verjüngt. Zwischen dem geradzylindrigen Verlauf der Öffnung 40, welcher einen geradzylindrigen Abschnitt 42 bildet, und der Abspritzöffnung 7 befindet sich auf der sich dort konusförmig verjüngenden Öffnung 40 die Ventilsitzfläche 6. 2 shows a schematic partial section through a first embodiment of a fuel injector according to the invention 1 in the area of the valve seat body 5 , The valve seat body 5 is made in one piece in this embodiment and has an opening on the inflow side 40 which initially runs in a straight cylinder in this exemplary embodiment and continues in the downstream direction, in the region of the valve seat surface 6 conical up to the spray opening 7 rejuvenated. Between the straight cylindrical course of the opening 40 which has a straight cylindrical section 42 forms, and the spray orifice 7 is located on the conical opening 40 the valve seat surface 6 ,

Der in diesem Ausführungsbeispiel kugelförmig ausgebildete Ventilschließkörper 4 greift in die Öffnung 40 ein. Der in dieser Figur abgebildete Zustand des Brennstoffeinspritzventils 1 entspricht dem vollständig geöffneten Brennstoffeinspritzventil 1. Die Größe bzw. Breite des durchflußbestimmenden ersten Spalts 38, welcher zwischen der Ventilsitzfläche 6 und dem Ventilschließlcörper 4 gebildet ist, ist in diesem Zustand maximal ausgebildet. Mit Größe des Spaltes ist dabei grundsätzlich immer die minimale Querschnittsfläche im Spalt 38 bzw. 39 gemeint. Stromaufwärtig des ersten Spaltes 38 ist ein zweiter Spalt 39 angeordnet. Der zweite Spalt 39 ist im Bereich des kürzesten Abstands zwischen Ventilschließkörper 4 und dem geradzylindrigen Abschnitt 42 der Öffnung 40 gebildet, in diesem Ausführungsbeispiel also zwischen dem Kugeläquator des Ventilschließkörpers 4 und der Innenwand des geradzylindrigen Abschnitts 42 der Öffnung 40.The valve closing body which is of spherical design in this exemplary embodiment 4 reaches into the opening 40 on. The state of the fuel injector shown in this figure 1 corresponds to the fully open fuel injector 1 , The size or width of the flow-determining first gap 38 which is between the valve seat surface 6 and the valve closing body 4 is formed, is maximally formed in this state. With the size of the gap, there is always the minimum cross-sectional area in the gap 38 respectively. 39 meant. Upstream of the first gap 38 is a second gap 39 arranged. The second crack 39 is in the area of the shortest distance between valve closing body 4 and the straight cylindrical section 42 the opening 40 formed, in this embodiment between the spherical equator of the valve closing body 4 and the inner wall of the straight cylindrical portion 42 the opening 40 ,

Bei vollständig geöffnetem Brennstoffeinspritzventil 1, also bei maximaler Größe des ersten Spaltes 38, ist die Größe des ersten Spaltes 38 deutlich größer als die Größe des zweiten Spalts 39. Die durch den zweiten Spalt 39 gebildete Drosselstelle ist dann stärker durchflußbestimmend als die durch den ersten Spalt 38 gebildete Drosselstelle. Da die Größe des zweiten Spalts 39 unabhängig von der axialen Lage des Ventilschließkörper 4 ist, also unabhängig vom Bestätigungszustand des Brennstoffeinspritzventils 1, nimmt die Abhängigkeit des statischen Durchflußes von der Größe des ersten Spaltes 38, nachdem beim Öffnen die Größe des ersten Spaltes 38 die des zweiten Spalts 39 überschritten hat, stark ab. Der Verlauf des statischen Durchflußes über der Größe des ersten Spaltes 38 kann damit schon ab kleinen Größen des ersten Spalts 38 linearisiert werden.With the fuel injector fully open 1 , that is at the maximum size of the first gap 38 , is the size of the first slit 38 significantly larger than the size of the second gap 39 , The through the second gap 39 The throttling point formed is then more flow-determining than that through the first gap 38 throttle point formed. Because the size of the second gap 39 regardless of the axial position of the valve closing body 4 is independent of the confirmation state of the fuel injector 1 , the dependence of the static flow on the size of the first gap increases 38 after opening the size of the first gap 38 that of the second gap 39 has exceeded sharply. The course of the static flow over the size of the first gap 38 can be used for small sizes of the first gap 38 be linearized.

3 zeigt einen schematischen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich des Ventilsitzkörpers 5, ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel aus 2. Der Ventilsitzkörper 5 ist jedoch zweiteilig ausgeführt, wobei ein erstes Ventilsitzkörperteil 5.1 mittels einer Schweißung 45 mit einem die Abspritzöffnung 7 aufweisenden zweiten Ventilsitzkörperteil 5.2 stoffschlüssig gefügt ist. Das stromaufwärtig von dem zweiten Ventilsitzkörperteil 5.2 angeordnete erste Ventilsitzkörperteil 5.1 weist einen stromaufwärtig über den Ventilschließkörper 4 überhängenden Abschnitt 41 auf. Durch den überhängenden Abschnitt 41 verjüngt sich die Öffnung 40 in stromaufwärtiger Richtung konisch. Zwischen dem Ventilschließkörper 4 und der Innenfläche der sich konisch verjüngenden Öffnung 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel der zweite Spalt 39 gebildet. Beim Öffnen des Brennstoffeinspritzventils 1 verkleinert sich die Größe bzw. die Breite des zweiten Spalts 39. In diesem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise durch einen nicht dargestellten Anschlag an der Ventilnadel 3 verhindert, daß sich der zweite Spalt 39 gänzlich schließt. 3 shows a schematic partial section through a second embodiment of a fuel injector according to the invention 1 in the area of the valve seat body 5 , similar to the first embodiment 2 , The valve seat body 5 However, is made in two parts, with a first valve seat body part 5.1 by means of a weld 45 with one the spray opening 7 having the second valve seat body part 5.2 is cohesively joined. That upstream of the second valve seat body part 5.2 arranged first valve seat body part 5.1 has an upstream via the valve closing body 4 overhanging section 41 on. Through the overhanging section 41 the opening tapers 40 conical in the upstream direction. Between the valve closing body 4 and the inner surface of the tapered opening 40 is the second gap in this embodiment 39 educated. When opening the fuel injector 1 the size or the width of the second gap decreases 39 , In this embodiment, for example, by a stop, not shown, on the valve needle 3 prevents the second gap 39 closes entirely.

Der Verlauf der statischen Durchflußmenge in Abhängigkeit der Öffnungsstrecke des Ventilschließkörpers 4 läßt sich in dieser Weise dahin beeinflussen, daß zum Ende der Öffnungsstrecke der statische Durchfluß abnimmt.The course of the static flow rate depending on the opening distance of the valve closing body 4 can be influenced in such a way that the static flow decreases at the end of the opening distance.

4 zeigt einen schematischen Teilschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich des Ventilsitzkörpers 5, ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel aus 2. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der zweite Spalt 39 zwischen dem Ventilschließkörper 4 und einem sich in stromaufwärtiger Richtung konusförmig erweiternden Abschnitt 43 der Öffnung 40 gebildet. 4 shows a schematic partial section through a third embodiment of a fuel injector 1 according to the invention in the region of the valve seat body 5 , similar to the first embodiment 2 , In the exemplary embodiment shown here, the second gap is 39 between the valve closing body 4 and a section that widens conically in the upstream direction 43 the opening 40 educated.

Durch einen Winkel W, der sich aus der Neigung der Innenfläche der sich konusförmig öffnenden Öffnung 40 und der Mittelachse der Ventilnadel 3 ergibt, kann die Größe bzw. die Zunahme der Größe bzw. Breite des zweiten Spalts 39 über dem Verlauf der Öffnungsbewegung des Ventilschließkörpers 4 eingestellt werden. Damit wird auch der Einfluß des zweiten Spalts 39 auf den Verlauf des statischen Durchflußes über der Öffnungsbewegung des Ventilschließkörpers 4 eingestellt.By an angle W, which results from the inclination of the inner surface of the conically opening 40 and the central axis of the valve needle 3 results in the size or the increase in the size or width of the second gap 39 over the course of the opening movement of the valve closing body 4 can be set. This also affects the influence of the second gap 39 on the course of the static flow over the opening movement of the valve closing body 4 set.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und z. B. für beliebige Bauformen von Brennstoffeinspritzventilen 1, insbesondere auch für Brennstoffeinspritzventile 1 mit zylinderförmigem Ventilschließkörper 4, anwendbar.The invention is not limited to the illustrated embodiments and z. B. for any designs of fuel injection valves 1 , especially for fuel injectors 1 with cylindrical valve closing body 4 , applicable.

Claims (9)

Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer Ventilnadel (3), die an ihrem abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkörper (4) aufweist, der mit einer Ventilsitzfläche (6), die an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, zu einem Dichtsitz zusammenwirkt und wenigstens einer stromabwärts des Dichtsitzes vorgesehenen Abspritzöffnung (7), wobei bei abgehobenem Ventilschließkörper (4) zwischen diesem und der Ventilsitzfläche (6) ein erster Spalt (38) gebildet ist, dessen Größe von der axialen Lage des Ventilschließkörpers (4) abhängig ist und durchflußbestimmend ist, und der Ventilschließkörper (4) in eine Öffnung (40) des Ventilsitzkörpers (5) eingreift, dadurch gekennzeichnet, daßstromaufwärtig des ersten Spalts (38) der Ventilschließkörper (4) mit dem Ventilsitzkörper (5) zumindest einen durchflußbestimmenden zweiten Spalt (39) formt.Fuel injector ( 1 ), in particular for the direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, with a valve needle ( 3 ) that have a valve closing body ( 4 ) with a valve seat surface ( 6 ) on a valve seat body ( 5 ) is configured, cooperates to form a sealing seat and at least one spray opening provided downstream of the sealing seat ( 7 ), whereby when the valve closing body is lifted off ( 4 ) between this and the valve seat surface ( 6 ) a first crack ( 38 ) is formed, the size of which depends on the axial position of the valve closing body ( 4 ) is dependent and determines the flow, and the valve closing body ( 4 ) in an opening ( 40 ) of the valve seat body ( 5 ) engages, characterized in that upstream of the first gap ( 38 ) the valve closing body ( 4 ) with the valve seat body ( 5 ) at least one flow-determining second gap ( 39 ) forms. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine zweite Spalt (39) bei vollständig geöffnetem Brennstoffeinspritzventil (1) in seiner Querschnittsfläche deutlich kleiner ist als der erste Spalt (38)Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the at least one second gap ( 39 ) with the fuel injector fully open ( 1 ) is significantly smaller in cross-sectional area than the first gap ( 38 ) Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzkörper (5) aus zumindest einem ersten Ventilsitzkörperteil (5.1) und einem zweiten Ventilsitzkörperteil (5.2) gebildet ist, welche miteinander gefügt sind.Fuel injection valve according to Claim 1 or 2, characterized in that the valve seat body ( 5 ) from at least one first valve seat body part ( 5.1 ) and a second valve seat body part ( 5.2 ) is formed, which are joined together. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spalt (39) zwischen dem Ventilschließkörper (4) und einem geradzylindrischen Abschnitt (42) der Öffnung (40) des Ventilsitzkörpers (5) gebildet ist.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the second gap ( 39 ) between the valve closing body ( 4 ) and a straight cylindrical section ( 42 ) the opening ( 40 ) of the valve seat body ( 5 ) is formed. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (40) des Ventilsitzkörpers (5, 5.1) einen stromaufwärtig über den Ventilschließkörper (4) überhängenden Abschnitt (41) aufweist.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the opening ( 40 ) of the valve seat body ( 5 . 5.1 ) one upstream via the valve closing body ( 4 ) overhanging section ( 41 ) having. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spalt (39) zwischen dem Ventilschließkörper (4) und dem überhängenden Abschnitt (41) gebildet ist.Fuel injection valve according to Claim 5, characterized in that the second gap ( 39 ) between the valve closing body ( 4 ) and the overhanging section ( 41 ) is formed. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der überhängende Abschnitt (41) der Öffnung (40) konusförmig ist und sich in stromaufwärtiger Richtung verjüngt.Fuel injection valve according to Claim 5 or 6, characterized in that the overhanging section ( 41 ) the opening ( 40 ) is conical and tapers in the upstream direction. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spalt (39) zwischen dem Ventilschließkörper (4) und einem sich stromaufwärts konusförmig erweiternden Abschnitt (43) der Öffnung (40) gebildet ist.Fuel injection valve according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the second gap ( 39 ) between the valve closing body (4) and a section which widens conically upstream ( 43 ) the opening ( 40 ) is formed. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (4) kugelförmig ist.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve closing body ( 4 ) is spherical.
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