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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Beispielsweise ist aus der
DE 100 46 306 A1 ein Brennstoffeinspritzventil mit einer in einem Ventilsitzkörper ausgebildeten Abspritzöffnung bekannt. Die Abspritzöffnung ist gegen die Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils geneigt, um den Brennstoff schräg abzuspritzen. Unmittelbar stromaufwärts der Abspritzöffnung ist ein Einströmtrichter ausgebildet, auf dessen Oberfläche die Ventilsitzfläche ausgebildet ist.
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Aus der
DE 101 11 034 A1 ist es ebenfalls bekannt, die Abspritzöffnung außerhalb der Mitte des Einströmtrichters anzuordnen, um die Form der Brennstoffwolke der jeweiligen Brennraumgeometrie anzupassen und/oder unerwünschte Strähnigkeiten des Brennstoffstrahls zu vermeiden.
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Nachteilig bei dem aus der obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, dass durch die Anordnung der Abspritzöffnung außerhalb der Mitte des Einströmtrichters der Strahlwinkel und der statische Durchfluß verändert werden. Eine Optimierung der Strahlbildqualität allein ist somit mit einfachen Mitteln nicht möglich.
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Die JP 2001-2 14 838 A zeigt ein Einspritzventil mit einer Abspritzöffnung mit ovalem Öffnungsquerschnitt.
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Die
US 2002/0050536 A1 zeigt einen Ventilsitzkörper, bei welchem die Beschichtung im Bereich des Ventilsitzes zur Verbesserung der Dichtung entfernt ist.
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Die
EP 1 505 342 A1 zeigt ein Brennstoffeinspritzventil, dessen Geometrie so verbessert ist, dass sich die Einspritzmenge besser dosieren lässt.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Herstellung des Brennstoffeinspritzventils wesentlich vereinfacht wird, da sich eine zentriert im Einströmtrichter angeordnete Abspritzöffnung wesentlich leichter herstellen und in ihrer Lage kontrollieren läßt. Weiterhin werden der Durchfluß und der Strahlwinkel bei der Optimierung des Strahlbilds nicht beeinflußt. Dadurch wird der Optimierungsaufwand wesentlich verringert und die Strahlqualität kann gesteigert werden. Im weiteren ist die Konstruktion toleranzunempfindlicher. Eine Anpassung der Strahlform des abgespritzten Brennstoffs an die Geometrie des Brennraums, insbesondere die Form einer Kolbenmulde, ist unabhängig von anderen Funktionsgrößen, wie Durchfluß und Strahlwinkel, durch Variation der Winkellage der Fase um die Abspritzöffnung, der Größe der Fase und der Form der Fase möglich.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
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Vorteilhafterweise sind die Fase, der Einströmtrichter und die Abspritzöffnung in einem Ventilsitzkörper ausgebildet. Dadurch lassen sich die Fase, der Einströmtrichter und die Abspritzöffnung genau und einfach zueinander anordnen. Der Aufbau des Brennstoffeinspritzventils wird vereinfacht.
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Durch die Neigung der Strahlachse gegenüber der Mittelachse kann die Strahlrichtung flexibel gegenüber einer Kolbenmulde oder der Geometrie des Brennraums gestaltet werden.
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Vorteilhafterweise ist die Fase im Querschnitt kreisabschnittförmig ausgebildet und erweitert sich zur Abspritzöffnung hin. Die Fase kann dadurch sehr einfach hergestellt werden und die Strömung des Brennstoffs leicht in gewünschter Weise verändert werden.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventil,
- 2 einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich der Abspritzöffnung und
- 3 eine schematische zuströmseitige Ansicht des Ventilsitzkörpers eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft beschrieben. Übereinstimmende Bauteile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
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Bevor anhand der 2 und 3 bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele näher beschrieben werden, soll zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst anhand von 1 das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert werden.
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Ein in 1 dargestelltes 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.
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Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 weist abspritzseitig einen Ventilschließkörper 4 auf, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine Abspritzöffnung 7 verfügt.
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Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen einen 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 Abstand 26 voneinander getrennt und miteinander durch ein nicht ferromagnetisches Verbindungsbauteil 29 verbunden. Die Magnetspule 10 wird über eine elektrische 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.
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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 der Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21 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 spiralförmige Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.
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In der Ventilnadelführung 14, 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 einen Gummiring 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffverteilerleitung und durch eine Dichtung 37 gegen einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf abgedichtet.
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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.
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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 druckbehaftet zugeführte Brennstoff wird durch die Abspritzöffnung 7 in den nicht dargestellten Brennraum abgespritzt.
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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.
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Das Brennstoffeinspritzventil weist eine Dralleinrichtung 42 zur Beaufschlagung des Brennstoffs mit einem Drall auf.
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2 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich der Abspritzöffnung 7. Der seitlich geschnittene Ventilsitzkörper 5 zeigt die Abspritzöffnung 7 mit einer darin zentriert verlaufenden Strahlachse 41 gegen eine Mittelachse 40 des Brennstoffeinspritzventils 1 geneigt angeordnet. Ein Einströmtrichter 39 ist zuströmseitig der Abspritzöffnung 7 angeordnet. Die Abspritzöffnung 7 ist mit ihrem zuströmseitigen Ende zentriert im sich kegelförmig zur Abspritzöffnung 7 hin verengenden Einströmtrichter 39 angeordnet.
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Im Bereich des Übergangs des Einströmtrichters 39 zur Abspritzöffnung 7 ist am Umfang der Abspritzöffnung 7 eine Fase 38 im Ventilsitzkörper 5 eingebracht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Fase 38 auf der Seite in den Ventilsitzkörper 5 eingebracht, auf welche sich die Strahlachse 41 gegenüber der Mittelachse 40 neigt. Die Fase 38 mündet auf einem Teil des Umfangs der Abspritzöffnung 7 in die Abspritzöffnung 7 ein und weist im Querschnitt die Form eines sich in Richtung Abspritzöffnung 7 vergrößernden Kreisabschnitts auf. Die Fase 38 ist beispielsweise durch eine Bohrung in den Ventilsitzkörper 5 eingebracht.
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3 zeigt eine schematische zuströmseitige Ansicht des Ventilsitzkörpers 5 eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Die Fase 38 ist in diesem Ausführungsbeispiel seitlich zur nicht dargestellten Strahlachse 41 angeordnet und mündet seitlich in das zuströmseitige Ende der Abspritzöffnung 7 ein.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Merkmale der Ausführungsbeispiele können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.
