DE10360329A1 - Fuel injection valve for internal combustion engines has a perforated disk inserted in an intermediate disk and a rose opening with an arc structure - Google Patents

Fuel injection valve for internal combustion engines has a perforated disk inserted in an intermediate disk and a rose opening with an arc structure Download PDF

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DE10360329A1 DE2003160329 DE10360329A DE10360329A1 DE 10360329 A1 DE10360329 A1 DE 10360329A1 DE 2003160329 DE2003160329 DE 2003160329 DE 10360329 A DE10360329 A DE 10360329A DE 10360329 A1 DE10360329 A1 DE 10360329A1
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Frank Miller
Günter DANTES
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Abstract

A perforated disk (PD) (23) fits downstream to a valve seat body with a fixed valve seat and has two outlet openings (24), directly upstream to which there is a rose opening (RO) (19) in an intermediate disk (18), in which the PD is inserted. The RO has an arc structure around the RO with multiple arcs (30). The arcs in the RO have a definite influence on flow ratios in the PD.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The The invention is based on a fuel injection valve after Genus of the main claim.

Bekannt ist bereits aus der DE 197 03 200 A1 ein Brennstoffeinspritzventil, das stromabwärts eines festen Ventilsitzes eine Lochscheibe mit mehreren Auslassöffnungen aufweist, wobei die Lochscheibe in einem Lochscheibenträger an einem Ventilsitzkörper gehalten wird. Die Lochscheibe ist dabei an der stromabwärtiger Stirnseite des Ventilsitzkörpers angeordnet, deren Öffnungsgeometrie durch den Ventilsitzkörper begrenzt wird, so dass die Strömungsverhältnisse in der Lochscheibe durch den Ventilsitzkörper mit beeinflusst werden. Der Ventilsitzkörper deckt einen oberen Einlassbereich der Lochscheibe derart ab, dass die stromabwärtigen Auslassöffnungen der Lochscheibe vollständig überdeckt sind. Auf diese Weise wird ein S-förmiger Strömungsverlauf innerhalb der Lochscheibe zu jeder Auslassöffnung hin erzeugt.It is already known from the DE 197 03 200 A1 a fuel injection valve having a perforated disc with a plurality of outlet openings downstream of a fixed valve seat, the perforated disc being held in a perforated disc carrier on a valve seat body. The perforated disc is arranged on the downstream end side of the valve seat body whose opening geometry is limited by the valve seat body, so that the flow conditions in the perforated disc are influenced by the valve seat body. The valve seat body covers an upper inlet area of the perforated plate such that the downstream outlet openings of the perforated plate are completely covered. In this way, an S-shaped flow path is generated within the perforated disk to each outlet opening.

Aus der DE 41 21 310 A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen Ventilsitzkörper besitzt, an dem ein fester Ventilsitz ausgebildet ist. Mit diesem im Ventilsitzkörper ausgebildeten Ventilsitz wirkt ein im Einspritzventil axial beweglicher Ventilschließkörper zusammen. An den Ventilsitzkörper schließt sich in stromabwärtiger Richtung eine flache Düsenrichtplatte an, in der dem Ventilsitz zugewandt eine H-förmige Vertiefung als Einlassbereich vorgesehen ist. An den H-förmigen Einlassbereich schließen sich in stromabwärtiger Richtung vier Abspritzlöcher an, so dass sich ein abzuspritzender Brennstoff über den Einlassbereich bis hin zu den Abspritzlöchern verteilen kann. Eine Beeinflussung der Strömungsgeometrie in der Düsenrichtplatte durch den Ventilsitzkörper erfolgt dabei nicht. Vielmehr ist ein Strömungsdurchlass stromabwärts des Ventilsitzes im Ventilsitzkörper so weit ausgeführt, dass der Ventilsitzkörper keinen Einfluss auf die Öffnungsgeometrie der Düsenrichtplatte hat.From the DE 41 21 310 A1 A fuel injection valve is already known which has a valve seat body on which a fixed valve seat is formed. With this valve seat formed in the valve seat body acts in the injection valve axially movable valve closing body together. The valve seat body is adjoined in the downstream direction by a flat nozzle straightening plate in which an H-shaped depression facing the valve seat is provided as the inlet region. Four injection ports are connected to the H-shaped inlet region in the downstream direction, so that a fuel to be sprayed can be distributed over the inlet region as far as the spray-discharge holes. An influence on the flow geometry in the nozzle straightening plate by the valve seat body does not take place. Instead, a flow passage downstream of the valve seat in the valve seat body is designed so far that the valve seat body has no influence on the opening geometry of the nozzle guide plate.

Aus der DE 196 07 277 A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil mit einer Lochscheibe bekannt, die mehrere, unterschiedliche Öffnungsgeometrien aufweisende Funktionsebenen besitzt. Die einzelnen Funktionsebenen der Lochscheibe werden mittels galvanischer Metallabscheidung (Multilayergalvanik) aufeinander aufgebaut.From the DE 196 07 277 A1 A fuel injection valve with a perforated disk is already known which has a plurality of functional planes having different opening geometries. The individual functional levels of the perforated disc are built on each other by means of galvanic metal deposition (multilayer electroplating).

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise eine gleichmäßige Feinstzerstäubung des Brennstoffs erreicht wird, wobei eine besonders hohe Aufbereitungsqualität und Zerstäubungsgüte mit sehr kleinen Brennstofftröpfchen erzielt wird. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, dass stromabwärts eines Ventilsitzes in einer Lochscheibe vorgesehene Auslassöffnungen derart angeströmt werden, dass jede Auslassöffnung individuell mit einer mit einer gewissen Rotation versetzten Strömung des Brennstoffs versorgt wird. Durch einfache und modulare Montage ist es möglich, stromaufwärts der Auslassöffnungen eine Rosettenöffnung vorzusehen, die durch eine umfangsmäßig ausgebildete Bogenstruktur gekennzeichnet ist und der individuellen Zuströmung zu den Auslassöffnungen dient.The Fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that in a simple manner a uniform atomizing the Fuel is achieved, with a very high quality of treatment and Zerstäubungsgüte with very small fuel droplets is achieved. This is achieved in an advantageous manner by that downstream a valve seat provided in a perforated disc outlet openings be streamed in such a way that every outlet opening individually with an offset with a certain rotation flow of Fuel is supplied. By simple and modular assembly is it is possible upstream the outlet openings a rosette opening provided by a circumferentially formed arch structure is characterized and the individual inflow to the outlet openings serves.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By in the subclaims listed activities are advantageous developments and improvements of the main claim specified fuel injector possible.

In vorteilhafter Weise wird die Rosettenöffnung auf der den Auslassöffnungen abgewandten Seite durch einen den festen Ventilsitz umfassenden Ventilsitzkörper begrenzt. Damit übernimmt der Ventilsitzkörper bereits die Funktion einer Strömungsbeeinflussung in der Lochscheibe. In besonders vorteilhafter Weise wird durch die teilweise Überdeckung der Rosettenöffnung ein S-Schlag in der Strömung zur Zerstäubungsverbesserung des Brennstoffs erreicht, da der Ventilsitzkörper mit seiner unteren Stirnseite die Auslassöffnungen der Lochscheibe überdeckt.In Advantageously, the rosette opening on the outlet openings facing away from the side by a solid valve seat comprehensive valve seat body. With it takes over the valve seat body already the function of a flow control in the perforated disc. In a particularly advantageous manner is by the partial overlap of the Bottom orifice an S-blow in the flow to atomization reaches the fuel, since the valve seat body with its lower end face the outlet openings the perforated disc is covered.

Vorteilhaft ist es, die Lochscheibe in einer Zwischenscheibe einzusetzen und die Lochscheibe und die Zwischenscheibe mit miteinander korrespondierenden Fixiermitteln auszubilden, so dass eine eindeutige Einbaulage der Lochscheibe definiert ist.Advantageous is to insert the perforated disc in a washer and the perforated disc and the washer with each other corresponding Form fixing, so that a clear installation position of the Perforated disk is defined.

Mittels galvanischer Metallabscheidung lassen sich in vorteilhafter Weise Lochscheiben in reproduzierbarer Weise äußerst präzise und kostengünstig in sehr großen Stückzahlen gleichzeitig herstellen. Außerdem erlaubt diese Herstellungsweise eine extrem große Gestaltungsfreiheit, da die Konturen der Öffnungen in der Lochscheibe frei wählbar sind.through Galvanic metal deposition can be in an advantageous manner Perforated discs in a reproducible manner extremely precise and cost-effective in very big numbers produce at the same time. Furthermore allows this production an extremely large freedom of design because the contours of the openings freely selectable in the perforated disc are.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 ein teilweise dargestelltes Einspritzventil, 2 eine Unteransicht auf die Lochscheibe gemäß 1 mit einer ersten Ausführung der Zuordnung der Auslassöffnungen, 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in 1 zwischen der Lochscheibe und einer die Rosettenöffnung aufweisenden Zwischenscheibe hindurch, 4 einen Schnitt durch eine Zwischenscheibe in einer zweiten Ausführung der Zuordnung der Auslassöffnungen, 5 den Ausschnitt V in 4 mit einer ersten Anströmvariante einer Auslassöffnung, 6 eine zur in 5 dargestellten Anströmvariante alternative zweite Anströmvariante, die weitgehend der in 2 gezeigten Zuordnung der Auslassöffnungen entspricht, 7 einen Schnitt durch eine Zwischenscheibe in einer dritten Ausführung der Zuordnung der Auslassöffnungen, 8 den Ausschnitt VIII in 7 mit einer dritten Anströmvariante einer Auslassöffnung, 9 eine erste Möglichkeit der Positionierung der Lochscheibe an der Zwischenscheibe und 10 eine zweite Möglichkeit der Positionierung der Lochscheibe an der Zwischenscheibe.Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it 1 a partially illustrated injection valve, 2 a bottom view of the perforated disc according to 1 with a first embodiment of the assignment of the outlet openings, 3 a section along the line III-III in 1 between the perforated disc and egg ner the rosette opening having intermediate disc, 4 a section through an intermediate disc in a second embodiment of the assignment of the outlet openings, 5 the section V in 4 with a first inflow variant of an outlet opening, 6 one to in 5 illustrated Anströmvariante alternative second flow variant, the largely in 2 corresponds to the assignment of the outlet openings shown, 7 a section through an intermediate disc in a third embodiment of the assignment of the outlet openings, 8th the excerpt VIII in 7 with a third inflow variant of an outlet opening, 9 a first way of positioning the perforated disc on the washer and 10 a second possibility of positioning the perforated disc on the washer.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

In der 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen teilweise dargestellt. Das Einspritzventil hat einen nur schematisch angedeuteten, einen Teil eines Ventilgehäuses bildenden, rohrförmigen Ventilsitzträger 1, in dem konzentrisch zu einer Ventillängsachse 2 eine Längsöffnung 3 ausgebildet ist. In der Längsöffnung 3 ist eine z. B. rohrförmige Ventilnadel 5 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen Ende 6 mit einem z. B.In the 1 For example, as an embodiment, a valve in the form of an injector for fuel injection systems of mixture-compression spark-ignition internal combustion engines is partially shown. The injection valve has a only schematically indicated, forming part of a valve housing, tubular valve seat carrier 1 in which concentric to a valve longitudinal axis 2 a longitudinal opening 3 is trained. In the longitudinal opening 3 is a z. B. tubular valve needle 5 arranged at its downstream end 6 with a z. B.

kugelförmigen Ventilschließkörper 7, an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 8 zum Vorbeiströmen des Brennstoffs vorgesehen sind, fest verbunden ist.spherical valve closing body 7 , on the circumference, for example, five flats 8th are provided for flowing past the fuel, is firmly connected.

Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 5 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder bzw. Schließen des Einspritzventils dient ein schematisch angedeuteter elektromagnetischer Kreis mit einer Magnetspule 10, einem Anker 11 und einem Kern 12. Der Anker 11 ist mit dem dem Ventilschließkörper 7 abgewandten Ende der Ventilnadel 5 durch z.B. eine mittels eines Lasers ausgebildete Schweißnaht verbunden und auf den Kern 12 ausgerichtet.The actuation of the injection valve takes place in a known manner, for example electromagnetically. For the axial movement of the valve needle 5 and thus to open against the spring force of a return spring, not shown, or closing of the injector is a schematically indicated electromagnetic circuit with a magnetic coil 10 , an anchor 11 and a core 12 , The anchor 11 is with the valve closing body 7 opposite end of the valve needle 5 connected by, for example, a weld formed by a laser and to the core 12 aligned.

In dem stromabwärts liegenden Ende des Ventilsitzträgers 1 ist ein Ventilsitzkörper 16 z.B. durch Schweißen dicht montiert. An seiner dem Ventilschließkörper 7 abgewandten, unteren Stirnseite 17 ist der Ventilsitzkörper 16 mit einer z.B. topfförmig ausgebildeten Zwischenscheibe 18 konzentrisch und fest verbunden, wobei die Zwischenscheibe 18 eine erfindungsgemäße Rosettenöffnung 19 aufweist. Die Zwischenscheibe 18 ist derart ausgeführt, dass in eine der Rosettenöffnung 19 stromabwärts folgende Vertiefung 20 eine Lochscheibe 23 mit wenigstens zwei, idealerweise jedoch mit acht bis vierzig Auslassöffnungen 24 einsetzbar ist.In the downstream end of the valve seat carrier 1 is a valve seat body 16 eg tightly assembled by welding. At its the valve closing body 7 facing away, lower end face 17 is the valve seat body 16 with an example cup-shaped intermediate disc 18 Concentric and firmly connected, with the washer 18 a rosette opening according to the invention 19 having. The washer 18 is designed such that in one of the rosette opening 19 downstream following recess 20 a perforated disc 23 with at least two, but ideally with eight to forty outlet ports 24 can be used.

Die Verbindung von Ventilsitzkörper 16 und Zwischenscheibe 18 erfolgt beispielsweise durch eine umlaufende und dichte, mittels eines Lasers ausgebildete Schweißnaht 25, die derart positioniert ist, dass zugleich die Lochscheibe 23 an der Zwischenscheibe 18 mit befestigt ist. Die Zwischenscheibe 18 ist im Bereich ihres äußeren Halterandes z.B. mit der Wandung der Längsöffnung 3 im Ventilsitzträger 1 ebenfalls durch eine umlaufende und dichte Schweißnaht verbunden.The connection of valve seat body 16 and washer 18 For example, by a circumferential and dense, formed by a laser weld 25 , which is positioned in such a way that at the same time the perforated disc 23 on the washer 18 with attached. The washer 18 is in the region of its outer retaining edge, for example, with the wall of the longitudinal opening 3 in the valve seat carrier 1 also connected by a circumferential and tight weld.

Durch die Vertiefung 20 in der Zwischenscheibe 18 zur Aufnahme der Lochscheibe 23 ist die Zwischenscheibe 18 in ihrem mittleren Bereich mit einer geringeren Materialstärke ausgeführt als der ringförmig umlaufende Randbereich der Zwischenscheibe 18 rund um die Vertiefung 20, wobei die Zwischenscheibe 18 in ihrem mittleren Bereich mit der Vertiefung 20 eine gegenüber dem äußeren Randbereich ungefähr halbierte Materialstärke besitzt. In diesem mittleren Bereich besitzt die Zwischenscheibe 18 also zwei Funktionsebenen, von denen die obere an der unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 anliegt und die Rosettenöffnung 19 aufweist, während die untere in ihrer Vertiefung 20 die Lochscheibe 23 aufnimmt. Die Rosettenöffnung 19 besitzt dabei einen Durchmesser, der größer ist als die Öffnungsweite einer Austrittsöffnung 27 im Ventilsitzkörper 16, aus der der Brennstoff kommend in die Rosettenöffnung 19 und letztlich in die Auslassöffnungen 24 einströmt.Through the depression 20 in the washer 18 for receiving the perforated disc 23 is the washer 18 designed in its central region with a lower material thickness than the annular peripheral edge region of the intermediate disc 18 around the depression 20 , where the washer 18 in its middle area with the depression 20 has a material thickness approximately halved compared to the outer edge region. In this middle area has the washer 18 So two functional levels, of which the upper at the lower end 17 of the valve seat body 16 abuts and the rosette opening 19 while the lower one is in its recess 20 the perforated disc 23 receives. The rosette opening 19 it has a diameter which is larger than the opening width of an outlet opening 27 in the valve seat body 16 from which the fuel coming into the rosette opening 19 and finally into the outlet openings 24 flows.

Die Einschubtiefe des Ventilsitzkörpers 16 mit der Lochscheibe 23 in der Längsöffnung 3 bestimmt die Größe des Hubs der Ventilnadel 5, da die eine Endstellung der Ventilnadel 5 bei nicht erregter Magnetspule 10 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 7 an einer sich stromabwärts konisch verjüngenden Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 16 festgelegt ist. Die andere Endstellung der Ventilnadel 5 wird bei erregter Magnetspule 10 beispielsweise durch die Anlage des Ankers 11 an dem Kern 12 festgelegt. Der Weg zwischen diesen beiden Endstellungen der Ventilnadel 5 stellt somit den Hub dar.The insertion depth of the valve seat body 16 with the perforated disc 23 in the longitudinal opening 3 determines the size of the stroke of the valve needle 5 because the one end position of the valve needle 5 with non-energized magnetic coil 10 through the installation of the valve closing body 7 at a downstream tapered valve seat surface 29 of the valve seat body 16 is fixed. The other end position of the valve needle 5 is when the solenoid is energized 10 for example, by the investment of the anchor 11 at the core 12 established. The path between these two end positions of the valve needle 5 thus represents the hub.

Eine Einspannung mit der Zwischenscheibe 18 als indirekte Befestigung der Lochscheibe 23 am Ventilsitzkörper 16 hat den Vorteil, dass die Rosettenöffnung 19 separat unabhängig von der Ausformung der Lochscheibe 23 mit ihrer Vielzahl von Auslassöffnungen herstellbar ist und temperaturbedingte Verformungen durch das Einpassen der Lochscheibe 23 in die Vertiefung 20 der Zwischenscheibe 18 weitgehend vermieden werden, die eventuell bei Verfahren wie Schweißen oder Löten bei einer direkten Befestigung der Lochscheibe 23 auftreten könnten. Die Zwischenscheibe 18 stellt jedoch keineswegs in ihrer gezeigten Ausgestaltung eine ausschließliche Bedingung zur Befestigung der Lochscheibe 23 dar. Anstelle der Zwischenscheibe 18 können auch andersartig aufgebaute Zwischenteile verwendet werden oder kann die Rosettenöffnung 19 auch unmittelbar selbst in der Lochscheibe 23 vorgesehen sein. Im letztgenannten Fall besteht die Lochscheibe 23 dann aus wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Funktionsebenen.A clamping with the washer 18 as indirect attachment of the perforated disc 23 on the valve seat body 16 has the advantage that the rosette opening 19 separately regardless of the shape of the perforated disc 23 with its large number of outlet openings can be produced and temperature-induced deformations by fitting the perforated disc 23 into the depression 20 the washer 18 be largely avoided, which may be in proceedings such as welding or soldering with a direct attachment of the perforated disc 23 could occur. The washer 18 However, in no way in its embodiment shown is an exclusive condition for fixing the perforated disc 23 dar. Instead of the washer 18 can also be used differently constructed intermediate parts or can the rosette opening 19 also directly in the perforated disc 23 be provided. In the latter case, there is the perforated disc 23 then at least two successive functional levels.

Die Auslassöffnungen 24 der Lochscheibe 23 stehen mit der Rosettenöffnung 19 der Zwischenscheibe 18 in unmittelbarer Strömungsverbindung, werden jedoch von der unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 überdeckt. Mit anderen Worten ausgedrückt liegt ein vollständiger Versatz von der den Einlass der Rosettenöffnung 19 festlegenden Austrittsöffnung 27 und den Auslassöffnungen 24 vor. Bei einer Projektion des Ventilsitzkörpers 16 auf die Lochscheibe 23 überdeckt der Ventilsitzkörper 16 sämtliche Auslassöffnungen 24. Aufgrund des radialen Versatzes der Auslassöffnungen 24 gegenüber der Austrittsöffnung 27 ergibt sich ein S-förmiger Strömungsverlauf des Mediums, hier des Brennstoffs. Ein S-förmiger Strömungsverlauf wird auch bereits dann erzielt, wenn der Ventilsitzkörper 16 alle Auslassöffnungen 24 in der Lochscheibe 23 nur teilweise überdeckt.The outlet openings 24 the perforated disc 23 stand with the rosette opening 19 the washer 18 in direct flow connection, but are from the lower end 17 of the valve seat body 16 covered. In other words, a complete offset from the inlet of the rosette opening 19 defining outlet 27 and the outlet openings 24 in front. In a projection of the valve seat body 16 on the perforated disc 23 covers the valve seat body 16 all outlet openings 24 , Due to the radial offset of the outlet openings 24 opposite the outlet 27 results in an S-shaped flow of the medium, here the fuel. An S-shaped flow path is already achieved when the valve seat body 16 all outlet openings 24 in the perforated disc 23 only partially covered.

Die Lochscheibe 23 ist beispielsweise mittels galvanischer Metallabscheidung hergestellt und besitzt Auslassöffnungen 24, die z.B. zylindrisch, konisch sich in Strömungsrichtung erweiternd oder, wie in 1 dargestellt, sich in Strömungsrichtung tulpen- bzw. trompetenförmig erweiternd verlaufen. Ebenso kann die Lochscheibe 23 als dünnes Blech mit einer Dicke von 50 bis 100 μm ausgeführt sein, in die die Auslassöffnungen 24 z.B. mittels Stanzen eingebracht werden.The perforated disc 23 is for example produced by means of galvanic metal deposition and has outlet openings 24 , for example, cylindrical, conically widening in the flow direction or, as in 1 shown extending in the flow direction tulip or trumpet-shaped widening. Likewise, the perforated disc 23 be designed as a thin sheet with a thickness of 50 to 100 microns, in which the outlet openings 24 For example, be introduced by punching.

Durch den sogenannten S-Schlag innerhalb der Zwischenscheibe 18 und Lochscheibe 23 mit mehreren starken Strömungsumlenkungen wird der Strömung eine starke, zerstäubungsfördernde Turbulenz aufgeprägt. Der Geschwindigkeitsgradient quer zur Strömung ist dadurch besonders stark ausgeprägt. Er ist ein Ausdruck für die Änderung der Geschwindigkeit quer zur Strömung, wobei die Geschwindigkeit in der Mitte der Strömung deutlich größer ist als in der Nähe der Wandungen. Die aus den Geschwindigkeitsunterschieden resultierenden erhöhten Scherspannungen im Fluid begünstigen den Zerfall in feine Tröpfchen nahe der Auslassöffnungen 24. Erfindungsgemäß wird durch die Konturierung der Rosettenöffnung 19 das Fluid in seiner Anströmung der Auslassöffnungen 24 noch zusätzlich mit Wirbeln und einer Drallkomponente versetzt, so dass ein noch weiter verbesserter Zerfall in feinste Tröpfchen erzielbar ist.By the so-called S-beat within the washer 18 and perforated disc 23 with several strong flow deflections, the flow is imparted a strong, atomization-promoting turbulence. The velocity gradient across the flow is thus particularly pronounced. It is an expression of the change in the velocity across the stream, with the velocity in the middle of the flow much greater than that in the vicinity of the walls. The increased shear stresses in the fluid resulting from the speed differences favor decay into fine droplets near the outlet ports 24 , According to the invention by the contouring of the rosette opening 19 the fluid in its flow of the outlet openings 24 additionally added with vortices and a swirl component, so that an even better decay into the finest droplets can be achieved.

2 zeigt eine Unteransicht auf die Lochscheibe 23 gemäß 1 mit einer ersten Ausführung der Zuordnung der Auslassöffnungen 24 zu der Rosettenöffnung 19 der Zwischenscheibe 18. Aus dieser Ansicht wird deutlich, dass die Begrenzung der Rosettenöffnung 19 mit einer umfangsmäßig ausgebildeten Bogenstruktur, die sich aus mehreren umfangsmäßig aufeinanderfolgenden Bögen 30, z.B. Halbkreise, zusammensetzt. Im in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel schließen sich zwölf Bögen 30 umfangsmäßig aneinander an, die zusammen die Rosettenöffnung 19 um 360° begrenzen. Diesen Bögen 30 der Rosettenöffnung 19 definiert zugeordnet liegen die Auslassöffnungen 24 der Lochscheibe 23. In diesem ersten Ausführungsbeispiel sind zehn Auslassöffnungen 24 in der Lochscheibe 23 vorgesehen, die jeweils genau einem Bogen 30 der Rosettenöffnung 19 zugeordnet sind, wobei die beiden Fehlstellen 31, also die Bögen 30, denen keine Auslassöffnung 24 zugeordnet ist, genau um 180° gegenüberliegen. Die Auslassöffnungen 24 sind somit in zwei Gruppen zu je fünf Auslassöffnungen 24 angeordnet, so dass auf diese Weise ein Zweistrahlspray erzeugt werden kann. Eine solche Ausführung kann auch geeignet sein, um eine Zündkerzenlücke im Spray zu erzeugen, durch die eine Zündkerze nicht unmittelbar angespritzt wird. Die Auslassöffnungen 24 sind derart den Bögen 30 der Rosettenöffnung 19 zugeordnet, dass sie in der Projektion in eine gemeinsame Ebene zentral und mittig zu den einzelnen Bögen 30 liegen, wobei jeweils ein halbkreisförmiger Bogen 30 eine Auslassöffnung 24 ungefähr zur Hälfte umgibt. 6 zeigt eine zur in 2 dargestellten Anströmvariante alternative Anströmvariante, die nur geringfügig von der Zuordnung der Auslassöffnungen 24 gemäß 2 abweicht. Auch hier sind die Auslassöffnungen 24 zentral zu jeweils einem Bogen 30 angeordnet, ragen jedoch nicht mittig bis in den Bogen 30 hinein, sondern werden von den Bögen 30 über weniger als die Hälfte ihres Umfangs umgeben. 2 shows a bottom view of the perforated disc 23 according to 1 with a first embodiment of the assignment of the outlet openings 24 to the rosette opening 19 the washer 18 , From this view it becomes clear that the limitation of the rosette opening 19 with a circumferentially formed arch structure consisting of several circumferentially successive arcs 30 , eg semicircles, composed. Im in 2 illustrated embodiment close twelve arcs 30 circumferentially to each other, which together the rosette opening 19 to limit 360 °. These bows 30 the rosette opening 19 defined are the outlet openings 24 the perforated disc 23 , In this first embodiment, there are ten outlet ports 24 in the perforated disc 23 provided, each exactly one arc 30 the rosette opening 19 are assigned, the two defects 31 So the bows 30 which have no outlet opening 24 is assigned, exactly opposite 180 °. The outlet openings 24 are thus in two groups of five outlet openings 24 arranged so that a two-jet spray can be generated in this way. Such an embodiment may also be suitable for creating a spark plug gap in the spray that does not directly inject a spark plug. The outlet openings 24 are like the bows 30 the rosette opening 19 assigned to them in the projection in a common plane central and centered to the individual arches 30 lie, each with a semicircular arc 30 an outlet opening 24 about halfway around. 6 shows one to in 2 illustrated Anströmvariante alternative Anströmvariante, which only slightly from the assignment of the outlet openings 24 according to 2 differs. Again, the outlet openings 24 central to one arch at a time 30 arranged, but do not protrude in the middle of the arc 30 into it, but are from the arches 30 surrounded by less than half of its circumference.

In die Zwischenscheibe 18, die beispielsweise eine Dicke zwischen 50 und 200 μm hat, wird die Rosettenöffnung 19 z.B. mittels Stanzen oder Laserbearbeitung eingebracht. Für die Aufbereitung des abzuspritzenden Brennstoffs können der Durchmesser der Rosettenöffnung 19, der Radius jedes einzelnen Bogens 30 sowie die Anzahl der Bögen 30 variiert werden. Über den mit x bezeichneten Abstand zwischen der Wand des Bogens 30 und der Auslassöffnung 24 wird der gewünschte Strahlwinkel eingestellt. Auf diese Weise können mit einfachen Variationen unterschiedliche Strahlbilder erzeugt werden, ohne dass schräg verlaufende Auslassöffnungen einzubringen sind oder andere aufwändige Maßnahmen bezüglich der Gestaltung der Auslassöffnungen vorzunehmen sind. Um eine eindeutige Einbaulage der Lochscheibe 23 in der Vertiefung 20 der Zwischenscheibe 18 zu gewährleisten, können am Umfang der Vertiefung 20 und der Lochscheibe 23 Fixiermittel 33 vorgesehen sein, die miteinander korrespondieren und z.B. an der Lochscheibe 23 als Fixiernase 34 und an der Vertiefung 20 der Zwischenscheibe 18 als Fixiernut 35 ausgebildet sind.In the washer 18 , which for example has a thickness between 50 and 200 microns, is the rosette opening 19 eg introduced by punching or laser machining. For the preparation of the fuel to be sprayed, the diameter of the rosette opening 19 , the radius of each single arc 30 as well as the number of bows 30 be varied. About the distance between the wall of the arch, marked x 30 and the outlet opening 24 the desired beam angle is set. In this way, different jet patterns can be generated with simple variations, without having to introduce oblique outlet openings or to undertake other complex measures with regard to the design of the outlet openings. To a clear installation position of perforated disc 23 in the depression 20 the washer 18 to ensure the scope of the recess 20 and the perforated disc 23 fixer 33 be provided, which correspond to each other and, for example, on the perforated disc 23 as a fixing nose 34 and at the recess 20 the washer 18 as a fixing groove 35 are formed.

3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in 1 zwischen der Lochscheibe 23 und der die Rosettenöffnung 19 aufweisenden Zwischenscheibe 18 hindurch, wobei ohne die zugeordneten Auslassöffnungen 24 der Lochscheibe 23 besonders die Ausbildung der Rosettenöffnung 19 mit den sie am Umfang begrenzenden Bögen 30 deutlich wird. 3 shows a section along the line III-III in 1 between the perforated disc 23 and the rosette opening 19 having intermediate washer 18 through, without the associated outlet openings 24 the perforated disc 23 especially the formation of the rosette opening 19 with the bows bordering on the circumference 30 becomes clear.

In der 4 ist ein Schnitt durch eine Zwischenscheibe 18 in einer zweiten Ausführung der Zuordnung der Auslassöffnungen 24 zu den Bögen 30 der Rosettenöffnung 19 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegen die Auslassöffnungen 24 der Lochscheibe 23 in einer Projektion nicht von den Bögen 30 umgeben vor, sondern sind genau dort angeordnet, wo zwei aufeinanderfolgende Bögen 30 zusammenlaufen. Den zwölf Bögen 30 sind wiederum zehn Auslassöffnungen 24 zugeordnet. 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt V in 4, wobei sich diese Anströmvariante der Auslassöffnungen 24 dadurch auszeichnet, dass ein Doppelwirbel in jeder Auslassöffnung 24 erzeugt wird, der sich durch die zwei auf die Auslassöffnung 24 zulaufenden Bögen 30 ergibt und durch Pfeile kenntlich gemacht ist.In the 4 is a section through a washer 18 in a second embodiment of the assignment of the outlet openings 24 to the bows 30 the rosette opening 19 shown. In this embodiment, the outlet openings are located 24 the perforated disc 23 in a projection not from the arches 30 surrounded, but are located exactly where two consecutive arcs 30 converge. The twelve bows 30 again are ten outlet openings 24 assigned. 5 shows an enlarged section V in 4 , wherein this flow variant of the outlet openings 24 characterized in that a double vortex in each outlet opening 24 is generated, passing through the two on the exhaust port 24 tapered arches 30 results and indicated by arrows.

7 zeigt einen Schnitt durch eine Zwischenscheibe 18 in einer dritten grundsätzlichen Ausführung der Zuordnung der Auslassöffnungen 24 zu den Bögen 30 der Rosettenöffnung 19. Hierbei sind die Auslassöffnungen 24 zwar von den Bögen 30 zumindest teilweise umgeben angeordnet, jedoch handelt es sich um eine außermittige Zuordnung. Wie insbesondere 8 als Ausschnitt VIII in 7 zu entnehmen ist, liegt die Auslassöffnung 24 deutlich einseitig außerhalb der Mitte des Bogens 30, wodurch die Anströmung der Auslassöffnung 24 aus dem Bogen 30 heraus weitgehend einseitig erfolgt und somit ein Drall bzw. ein weitgehend in einer Richtung rotierender Wirbel in der Strömung generiert wird. 7 shows a section through an intermediate disc 18 in a third basic embodiment of the assignment of the outlet openings 24 to the bows 30 the rosette opening 19 , Here are the outlet openings 24 though from the bows 30 at least partially surrounded, but it is an off-center assignment. In particular 8th as a section VIII in 7 it can be seen, is the outlet opening 24 clearly one-sided outside the middle of the bow 30 , whereby the flow to the outlet opening 24 out of the bow 30 out largely unilaterally and thus a swirl or a largely rotating in one direction vortex in the flow is generated.

Die 9 und 10 zeigen zwei grundsätzliche Möglichkeiten der Positionierung der Lochscheibe 23 an der Zwischenscheibe 18, wobei das in 9 dargestellte Fixierprinzip dem bereits in 2 angedeuteten Fixierprinzip entspricht, indem die Fixiermittel 33 an der Lochscheibe 23 als Fixiernase 34 und an der Vertiefung 20 der Zwischenscheibe 18 als Fixiernut 35 ausgebildet sind. Bei dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Fixierprinzip genau umgekehrt, d.h. die Lochscheibe 23 weist als Fixiernut 35' und die Zwischenscheibe 18 als Fixiernase 34' ausgebildete Fixiermittel 33 auf. Die Fixiermittel 33 können rechteckförmig, mehrkantig, gewölbt, halbkreisförmig, elliptisch oder ähnlich ausgeführt sein.The 9 and 10 show two basic ways of positioning the perforated disc 23 on the washer 18 , where in 9 illustrated fixing principle already in 2 indicated fixing principle corresponds to the fixative 33 at the perforated disc 23 as a fixing nose 34 and at the recess 20 the washer 18 as a fixing groove 35 are formed. At the in 10 illustrated embodiment, the fixing principle is exactly the opposite, ie the perforated disc 23 points as a fixing groove 35 ' and the washer 18 as a fixing nose 34 ' trained fixative 33 on. The fixative 33 can be rectangular, polygonal, curved, semicircular, elliptical or similar.

Claims (11)

Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse, mit einem einen festen Ventilsitz aufweisenden Ventilsitzkörper, mit einem mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilschließkörper, der entlang der Ventillängsachse axial bewegbar ist, mit einer stromabwärts des Ventilsitzes angeordneten Lochscheibe, die wenigstens zwei Auslassöffnungen besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar stromaufwärts der Auslassöffnungen (24) eine Rosettenöffnung (19) mit einer umfangsmäßig ausgebildeten Bogenstruktur, die mehrere Bögen (30) aufweist, vorgesehen ist.Fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, having a valve longitudinal axis, with a fixed valve seat having valve seat body, with a valve seat cooperating valve closing body which is axially movable along the valve longitudinal axis, with a valve seat arranged downstream of the orifice plate having at least two outlet openings, characterized in that immediately upstream of the outlet openings ( 24 ) a rosette opening ( 19 ) with a circumferentially formed arch structure comprising a plurality of bends ( 30 ) is provided. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen (24) definiert einzelnen Bögen (30) der Rosettenöffnung (19) zugeordnet sind.Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the outlet openings ( 24 ) defines individual arcs ( 30 ) of the rosette opening ( 19 ) assigned. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bögen (30) der Rosettenöffnung (19) halbkreisförmig ausgebildet sind.Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the bends ( 30 ) of the rosette opening ( 19 ) are semicircular. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen (24) in einer Projektion in eine Ebene mit der Rosettenöffnung (19) zumindest teilweise von den Bögen (30) umgeben sind.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet openings ( 24 ) in a projection in a plane with the rosette opening ( 19 ) at least partially from the arcs ( 30 ) are surrounded. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen (24) in einer Projektion in eine Ebene mit der Rosettenöffnung (19) außerhalb der Bögen (30) liegen.Fuel injection valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outlet openings ( 24 ) in a projection in a plane with the rosette opening ( 19 ) outside the bows ( 30 ) lie. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen (24) in Bereichen angeordnet sind, wo zwei aufeinanderfolgende Bögen (30) zusammenlaufen.Fuel injection valve according to claim 5, characterized in that the outlet openings ( 24 ) are arranged in areas where two successive arcs ( 30 ) converge. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rosettenöffnung (19) in einer Zwischenscheibe (18) eingebracht ist, der eine Vertiefung (20) folgt, in der die Lochscheibe (23) eingesetzt ist.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the rosette opening ( 19 ) in a washer ( 18 ), which has a depression ( 20 ), in which the perforated disc ( 23 ) is used. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzkörper (16) die Rosettenöffnung (19) unmittelbar mit einer unteren Stirnseite (17) derart abdeckt, dass die Auslassöffnungen (24) durch den Ventilsitzkörper (16) überdeckt sind.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve seat body ( 16 ) the rosette opening ( 19 ) directly with a lower end face ( 17 ) such that the outlet openings ( 24 ) through the valve seat body ( 16 ) are covered. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen (24) zylindrisch, konisch oder trompetenförmig ausgeführt sind.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet openings ( 24 ) are cylindrical, conical or trumpet-shaped. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Lochscheibe (23) und an der Zwischenscheibe (18) miteinander korrespondierende Fixiermittel (33, 34, 34', 35, 35') vorgesehen sind.Fuel injection valve according to claim 7, characterized in that on the perforated disc ( 23 ) and on the washer ( 18 ) Corresponding fixing means ( 33 . 34 . 34 ' . 35 . 35 ' ) are provided. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochscheibe (23) mittels galvanischer Metallabscheidung herstellbar ist.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the perforated disc ( 23 ) can be produced by means of electrodeposition.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018091212A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-24 Robert Bosch Gmbh Injection valve for internal combustion engines

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