DE1476146C3

DE1476146C3 - Elektromagnetisch betätigtes Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1476146C3
Application number: DE1476146A
Authority: DE
Inventors: Gerald Norman Beddoes; Carl Frederick Lloyd
Original assignee: ASSOCIATED ENGINEERING Ltd LEAMINGTON SPA WARWICKSHIRE (GROSSBRITANNIEN)
Current assignee: ASSOCIATED ENGINEERING Ltd LEAMINGTON SPA WARWICKSHIRE (GROSSBRITANNIEN)
Priority date: 1962-12-03
Filing date: 1963-11-30
Publication date: 1974-12-19
Also published as: DE1476146A1; DE1476146B2; US3247833A; GB1064679A

Description

Brennstoffs zur Ventilsitzfläche kürzer gehalten werden kann, da der Brennstoffweg durch das gesamte Einspritzventil in Wegfall kommt. Wegen des strömungstechnisch günstigeren Zuflusses des Brennstoffs zur Ventilsitzfläche ist eine genauere Abmessung des einzuspritzenden Brennstoffs möglich, was insbesondere bei hohen Einspritzzahlen, wie sie sich bei schnellaufenden Brennkraftmaschinen ergeben, von Vorteil ist. Ferner lassen sich mit Hilfe des kurzen Zuflußweges des Brennstoffs zur Ventilsitzfläche Druckschwankungen in der Brennstoffzuführleitung herabsetzen.

Aus der deutschen Patentschrift 628 684 ist zwar ein Spritzvergaser bekannt, bei dem in die Wand einer Kammer eine Zerstäuberdüse eingesetzt ist, der der Brennstoff über eine Brennstoffleitung und einen an diese angeschlossenen, in der Wand der Kammer verlaufenden Brennstoffkanal zugeführt wird. Die Einspritzung des Brennstoffs in die Kammer erfolgt kontinuierlich, wobei die Ventilnadel ζ. Τ nicht einmal von ihrem Sitz abhebt. In diesem Fall erfolgt der Brennstoffdurchtritt in die Kammer über drallartig angeordnete Nuten im Bereich des Ventilsitzes. Aus der Kammer wird der zerstäubte Brennstoff in den von einer Drosselklappe beherrschten Ansaugkanal abgesaugt.

Die Art der Brennstoffzuführung zur Zerstäuberdüse ermöglicht zwar, ohne daß dies in der deutschen Patentschrift 628 684 näher erwähnt wird, bereits einen vereinfachten Düsenausbau ohne Demontage der Brennstoffzuführleitung. Es wird jedoch kein Brennstoff mengenmäßig abgemessen und intermittierend unmittelbar in die Ansaugleitung eingeführt, so daß hier die in diesem Zusammenhang auftretenden Probleme bezüglich einer genauen Dosierung, insbesondere kleiner Brennstoffmengen, wie sie in besonderem Maße bei elektromagnetisch betätigten Einspritzventilen auftreten, gar nicht vorhanden sind. Im Zusammenhang mit der Anordnung von Dichtringen innerhalb der den Ventilkörper aufnehmenden Bohrung beiderseits der Umfangsnut im Bereich des Brennstoffzuführkanals sei die Druckschrift 5000 0-0112.59 der Firma Herion genannt, aus der diese Art der Abdichtung bekannt ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventilnadel mit einer zum Anker hin offenen Sacklochbohrung versehen, die über wenigstens eine in der Wand der Ventilnadel angeordnete Querbohrung mit dem in der Innenbohrung des Ventilkörpers oberhalb der Sitzfläche der Ventilnadel verlaufenden Zuströmweg des Brennstoffs zur Ventilnadel in Verbindung steht. Hierdurch wird es möglich, den Einfluß der Ventilnadelbewegung auf die einzuspritzende Brennstoffmenge herabzusetzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Axialschnitt durch ein elektromagnetisch betätigtes Brennstoffeinspritzventil in eingebautem Zustand.

Das mit Niederdruckbrennstoff betriebene Brennstoffeinspritzventil ist in eine zylindrische Öffnung 1 in der Wand 2 einer Luftansaugleitung einer Brennkraftmaschine eingeschraubt. Das Ventil weist einen Ventilkörper 3 auf, an dessen oberem Ende ein Elektromagnet aufgeschraubt ist, der aus einer um einen Kern 5 α gewickelten Spule 5 besteht. Kern und Spule sind in einem Gehäuse 4 mit Kunstharzmaterial 6 eingekapselt. Die elektrischen Verbindngen mit dem Elektromagneten werden durch zwei Anschlüsse 8 hergestellt.

Der Ventilkörper 3 ist bei 9 in die zylindrische Öffnung 1 in der Wand der Ansaugleitung eingeschraubt, wobei eine Dichtungsscheibe 10 zwischen der Schalter 3 a des Ventilkörpers und der Ansaugleitung 2 vorgesehen ist. Der Ventilkörper ist mit einer Innenbohrung 11 versehen, in der eine Ventilnadel 12 gleitend gelagert ist, deren oberes Ende als

ίο Anker 13 ausgebildet ist, der bei Erregung des Elektromagneten angezogen wird. Der Anker wird gegen die Kraft einer Sternfeder 14 angezogen, die den Anker umgibt und ihn normalerweise vom Elektromagneten fortdrückt, wenn dieser nicht erregt ist. Die Sternfeder 14 wird an ihrem äußeren Umfang durch einen Sicherungsring 15 gehalten.

Die Ventilnadel 12 erstreckt sich abwärts durch die Innenbohrung 11, wobei ihr unteres Ende als Düsenstift 16 ausgebildet ist, an dessen Ende eine sich

ao über den ganzen Umfang erstreckende flache Auskehlung 21 eingearbeitet ist und der eine Bohrung 17 mit gleichbleibendem Durchmesser in einem Teil 18 mit kalibriertem Spiel durchragt. Dieses brennstoffaustrittsseitig im Ventilkörper 3 eingesetzte' Teil 18 weist eine Ventilgegensitzfläche 19 für die an der Ventilnadel 12 vorgesehene Sitzfläche 20 auf. Der Düsenstift 16 besitzt ebenfalls einen gleichbleibenden Durchmesser und bildet zusammen mit der Öffnung 17 gleichbleibenden Durchmessers einen ringförmigen Austrittsspalt für den einzuspritzenden Brennstoff, der in einer dünnen laminaren Schicht am Düsenstift 16 entlangfließt, bis er die flache Auskehlung 21 erreicht, an der eine Zerstäubung erfolgt.

Der Ventilkörper 3 weist zum brennstoff austrittsseitigen Ende der Ventilnadel 12 hin eine Umfangsnut 23 auf, die mit der Innenbohrung 11 des Ventilkörpers oberhalb der Sitzfläche 20 der Ventilnadel über wenigstens eine Öffnung 22, vorteilhaft drei Öffnungen, in Verbindung steht. Dichtungsringe 24,

z. B. O-Ringe, sind zur Verhinderung von axialem Brennstoffaustritt oberhalb und unterhalb der Umfangsnut 23 in Umfangseinschnitte des Ventilkörpers 3 eingelegt. In Höhe der Umfangsnut des Ventilkörpers 3 mündet ein Brennstoffzuführkanal 25 indie zylindrische Öffnung 1 ein, der in der Wand 2 der Ansaugleitung vorgesehen ist. An das andere Ende 28 des Kanals 25 ist eine Brennstoffzuführleitung (nicht dargestellt) angeschlossen. Über die Umfangsnut 23 und die Öffnungen 22 gelangt somit Brennstoff vom Kanal 25 in die Innenbohrung 11 und umströmt die Ventilnadel 12, deren von der Umfangsnut bis zu den Ventilsitzflächen reichender Abschnitt zur Bildung eines schmalen Ringraumes gegenüber der Innenbohrung 1 im Durchmesser kleiner ist. Wenn das Brennstoffeinspritzventil durch Erregung des Elektromagneten geöffnet wird, wird der Anker 13 gegen die Kraft der Feder 14 angezogen, wodurch die Ventilnadel 12 aufwärts gleitet, so daß die Ventilsitzflächen voneinander getrennt werden und Brennstoff durch den durch den Düsenstift 16 und die Öffnung 17 gebildeten Ringraum austreten kann.

Die Ventilnadel 12 ist mit einer zum Anker 13 hin offenen Sacklochbohrung 26 versehen, die über wenigstens eine Querbohrung 27 in der Wand der Ventilnadel mit dem Zuströmweg des Brennstoffs zur Ventilnadel in Verbindung steht. Im vorliegenden Beispiel sind zwei Querbohrungen vorgesehen, die in Höhe der Umfangsnut 23 des Ventilkörpers 3 in der

Ventilnadel angeordnet sind. Somit kann Brennstoff durch diese Querbohrungen in die Sacklochbohrung 26 der Ventilnadel 12 und zu beiden Seiten des Ankers 13 fließen. Hierdurch wird durch den über die Querbohrungen 27 bei der Ventilnadelbevvegung aus der Sacklochbohrung 26 oder in diese strömenden Brennstoff ein Druckausgleich erzielt, der den Zustrom von Brennstoff über die Leitung 25 vergleichmäßigt. Durch den beim Öffnungshub der Ventilnadcl aus den Bohrungen 27 austretenden Brennstoff wird überdies die durch die Nadelbewegung entgegen der Brennstoffströmungsrichtung vorhandene Beeinträchtigung des Brennstoffstroms zum Nadelsitz hin verringert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Ventilkörper aufgeschraubten Elektromagneten mit Patentansprüche: Abstand gegenübersteht, bei dessen Betätigung die Ventilnadel gegen die Kraft der Feder von der Ge-

1. Elektromagnetisch betätigtes Brennstoff ein- gensitzfläche abgehoben und hierdurch dem über spritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem 5 eine Brennstoffzuführleitung zugeführten Brennstoff in die Öffnung einer Wand dichtend eingesetzten der Weg freigegeben wird.

Ventilkörper, der eine Innenbohrung zur Auf- Ein elektromagnetisch betätigtes Brennstoffeinnahme einer Ventilnadel aufweist, deren brenn- spritzventil der vorstehend genannten Art ist aus der stoffaustrittsseitig angeordnete Stitzfläche in USA.-Patentschrift 1697 953 bekannt. Bei diesem Schließstellung der Ventilnadel mit Hilfe einer io Einspritzventil ist die Brennstoffzuführleitung an ein Feder an einer in den Ventilkörper eingesetzten Gehäuse angeschlossen, welches oberhalb des auf Gegensitzfläche zur Anlage gebracht wird und den Ventilkörper aufgeschraubten, den Elektromadie an ihrem der Sitzfläche gegenüberliegenden ^ncten aufnehmenden Gehäuses aufgeschraubt ist, so Ende einen Anker trägt, dem der Kern eines mit daß der Brennstoff über den Zentraldurchgang des seinem Gehäuse auf den Ventilkörper aufge- 15 Elektromagneten der Innenbohrung des Ventilkörschraubten Elektromagneten mit Abstand gegen- pers zugeführt wird. Obwohl es bei diesem Einspritzübersteht, bei dessen Betätigung die Ventilnadel ventil bereits möglich ist, den Elektromagneten ausgegen die Kraft der Feder von der Gegensitz- zuwechseln, ohne daß der Ventilkörper mit der Venfläche abgehoben und hierdurch dem über eine tilnadel ausgebaut werden muß, so muß in jedem Fall Brennstoffzuführleitung zugeführten Brennstoff 20 die Brennstoffzuführleitung vom Oberteil des Einder Weg freigeben wird, dadurch gekenn- spritzventils demontiert werden, was einmal arbeitszeichnet, daß der in eine zylindrische Öff- aufwendiger und zum anderen insofern nachteilig ist, nung (1) der Wand (2) einer Ansaugleitung ein- als ein beträchtlicher Teil des Brennstoffs aus derabgesetzte Ventilkörper (3) des mit Niederdruck- geschraubten Brennstoffzuführleitung ausfließt, brennstoff arbeitenden . Einspritzventils zum 25 Ebenso muß die Brennstoffzuführleitung vom Einbrennstoff austrittsseitigen Ende der Ventilnadel spritzventil abgeschraubt werden, wenn dieses z.B. (12) hin eine Umfangsnut (23) aufweist, die mit wegen. eines Defektes insgesamt ausgebaut werden der Innenbohrung (11) im Ventilkörper (3) ober- muß, was mit den gleichen Nachteilen behaftet ist. halb der Sitzfläche (20) der Ventilnadel (12) über Ferner ist der Weg des Brennstoffs durch das Einwenigstens eine öffnung (22) in Verbindung 30 spritzventil relativ lang und hierdurch mit Druckversteht, und daß die Brennstoffzuführleitung an lusten behaftet, was sich insbesondere bei hohen Eineinen in der Wand (2) der Ansaugleitung an- spritzzahlen nachteilig auf eine genaue Brennstoffgeordneten Brennstoffzuführkanal (25) ange- mengenbemessung auswirkt.

schlossen ist, der in die zylindrische öffnung (1) Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zuin Höhe der im Ventilkörper (3) vorhandenen 35 gründe, bei einem elektromagnetisch betätigten Umfangsnut (23) mündet, die zur Verhinderung Brennstoffeinspritzventil der eingangs genannten Art von axialem Brennstoffaustritt durch unterhalb den Austausch des Elektromagneten bzw. des gesam- und oberhalb derselben in Umfangseinschnitte im ten Einspritzventils ohne Demontage der Brennstoff-Ventilkörper (3) eingelegte Dichtringe (24) abge- zuführleitung zu ermöglichen und zugleich die Vordichtet ist. 40 aussetzungen für eine genaue Brennstoffmengenbe-

2. Elektromagnetisch betätigtes Brennstoffein- messung zu schaffen.

spritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gezeichnet, daß die Ventilnadel (12) mit einer zum löst, daß der in eine zylindrische Öffnung der Wand Anker (13) hin offenen Sacklochbohrung (26) einer Ansaugleitung eingesetzte Ventilkörper des mit versehen ist, die über wenigstens eine in der 45 Niederdruckbrennstoff arbeitenden Einspritzventils Wand der Ventilnadel (12) angeordnete Quer- zum brennstoffaustrittsseitigeh Ende der Ventilnadel bohrung (27) mit dem in der Innenbohrung (11) hin eine Umfangsnut aufweist, die mit der Innenbohdes Ventilkörpers (3) oberhalb der Sitzfläche (20) rung im Ventilkörper oberhalb der Sitzfläche der der Ventilnadel (12) verlaufenden Zuströmweg Ventilnadel über wenigstens eine öffnung in Verbindes Brennstoffs zur Ventilnadel (12) in Verbin- 50 dung steht, und daß die Brennstoffzuführleitung an dung steht. einen in der Wand der Ansaugleitung angeordneten

Brennstoffzuführkanal angeschlossen ist, der in die zylindrische öffnung in Höhe der im Ventilkörper

__ vorhandenen Umfangsnut mündet, die zur Verhinde-

55 rung von axialem Brennstoffaustritt durch unterhalb und oberhalb derselben in Umfangseinschnitte im Ventilkörper eingelegte Dichtringe abgedichtet ist.

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betä- Da die Brennstoffzuführleitung nicht mehr am

tigtes Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschi- Brennstoffeinspritzventil direkt angeschlossen ist, nen mit einem in die öffnung einer Wand dichtend 60 sondern an der Ansaugleitung der Brennkraftmaeingesetzten Ventilkörper, der eine Innenbohrung zur schine, von der ein Brennstoffzuführkanal zum EinAufnahme einer Ventilnadel aufweist, deren brenn- spritzventil führt, kann ein defekter Elektromagnet stoffaustrittsseitig angeordnete Sitzfläche in Schließ- schnell und ohne Brennstoffleckagen ausgewechselt stellung der Ventilnadel mit Hilfe einer Feder an werden. Ferner kann ein defektes Einspritzventil inseiner, in den Ventilkörper eingesetzten Gegensitz- 65 gesamt schnell und mit minimalem Leckverlust nach fläche zur Anlage gebracht wird und die an ihrem außen hin ausgewechselt werden, ohne daß die der Sitzfläche gegenüberliegenden Ende einen Anker Brennstoffzuführleitung demontiert werden muß. Ein trägt, dem der Kern eins mit seinem Gehäuse auf den weiterer Vorteil besteht darin, daß der Weg des