DE19522284A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents
BrennstoffeinspritzventilInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein
Brennstoffeinspritzventil bekannt (DE 40 26 721 A1) bei dem
nach dem Schließen des Brennstoffeinspritzventiles in einem
sogenannten Totraumvolumen zwischen Ventilschließkörper,
Ventilsitzfläche und Spritzlochscheibe ein geringer
Brennstoffrest verbleibt, aus dem in aller Regel nur die bei
niedrigen Temperaturen siedenden Bestandteile verdampfen,
während die erst bei höheren Temperaturen siedenden
Bestandteile des Brennstoffes zurückbleiben und somit
nachteilig während der Betriebszeit des
Brennstoffeinspritzventiles nach einer Reihe von Betriebs-
und Abstellphasen der Brennkraftmaschine zu Ablagerungen in
dem Bereich des wenigstens einen Abspritzloches führen,
wodurch sich die eingespritzte Brennstoffmenge in
unerwünschter Weise verringert und damit das der
Brennkraftmaschine zugeführte Brennstoff-Luft-Gemisch zu
mager wird. Dadurch verschlechtert sich das Laufverhalten
der Brennkraftmaschine. Es ist deshalb bereits bei einem
anderen Brennstoffeinspritzventil bekannt (DE 39 27 390 A1),
an dem Abspritzende des Brennstoffeinspritzventiles eine
Schutzkappe anzuordnen und an der Schutzkappe in
unmittelbarer Nähe des wenigstens einen Abspritzloches
wenigstens eine Ausnehmung vorzusehen, die auf den aus dem
wenigstens einen Abspritzloch austretenden Brennstoff eine
Kapillarwirkung ausübt, so daß nach dem Schließen des
Brennstoffeinspritzventiles eventuell an dem wenigstens
einen Abspritzloch vorhandener Brennstoff in die wenigstens
eine Ausnehmung gezogen wird und durch Verdampfung
verbleibende Ablagerungen nur in der wenigstens einen
Ausnehmung zurückbleiben.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat
demgegenüber den Vorteil, daß auch bei einer Anordnung der
Spritzlochscheibe in der Längsöffnung des Ventilgehäuses
eine Bildung von Ablagerungen an dem wenigstens einen
Abspritzloch und damit eine ungewollte Abmagerung des
Brennstoff-Luft-Gemisches vermieden wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventiles
möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, zwischen der Spritzlochscheibe
und der Spaltscheibe eine Kapillarscheibe vorzusehen, in der
die wenigstens eine Ausnehmung ausgebildet ist, wodurch die
Kontur der Ausnehmung auf einfache Art und Weise herstellbar
ist und sich das Volumen der Ausnehmung auf die
erforderliche Größe begrenzen läßt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematisch
in Teildarstellung gezeigten Brennstoffeinspritzventiles,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Kapillarscheibe.
In der Fig. 1 ist ein Beispiel eines sonst bereits
bekannten Brennstoffeinspritzventils für
Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden
fremdgezündeten Brennkraftmaschinen teilweise dargestellt,
das als erstes Ausführungsbeispiel erfindungsgemäß
ausgebildet ist. Das Brennstoffeinspritzventil hat ein
rohrförmiges Ventilgehäuse 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
kugelförmigen Ventilschließkörper 7, an dessen Umfang
beispielsweise fünf kreisförmige Abflachungen 8 vorgesehen
sind, verbunden ist.
Die Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 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 Brennstoffeinspritzventils
dient ein elektromagnetischer Kreis mit einer nicht
dargestellten Magnetspule, einem Anker und einem Kern. Der
Anker ist mit dem dem Ventilschließkörper 7 abgewandten Ende
der Ventilnadel 5 verbunden und auf den Kern ausgerichtet.
Zur Führung des Ventilschließkörpers 7 während der
Axialbewegung dient eine Führungsöffnung 15 eines
Ventilsitzkörpers 16. Der zylinderförmige Ventilsitzkörper
16 ist in die konzentrisch zur Ventillängsachse 2
verlaufende Längsöffnung 3 am abspritzseitigen Ende des
Ventilgehäuses 1 eingeschoben. Der Umfang des
Ventilsitzkörpers 16 weist einen geringfügig kleineren
Durchmesser auf als die Längsöffnung 3 des Ventilgehäuses 1.
An einer, dem Ventilschließkörper 7 abgewandten, unteren
Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 liegt mit einer
oberen Stirnseite 19 ein Bodenteil 20 einer z. B. topfförmig
ausgebildeten Spritzlochscheibe 21 an und ist konzentrisch
und fest mit diesem verbunden. In seinem zentralen Bereich
24 weist das Bodenteil 20 der Spritzlochscheibe 21
wenigstens ein Abspritzloch 25, beispielsweise vier durch
Erodieren oder Stanzen ausgeformte Abspritzlöcher 25 auf.
An das Bodenteil 20 der topfförmigen Spritzlochscheibe 21
schließt sich ein umlaufender Halterand 26 an, der sich in
axialer Richtung dem Ventilsitzkörper 16 abgewandt erstreckt
und bis zu seinem Ende 27 hin konisch nach außen gebogen
ist. Da der Umfangsdurchmesser des Ventilsitzkörpers 16
kleiner als der Durchmesser der Längsöffnung 3 des
Ventilgehäuses 1 ist, liegt nur zwischen der Längsöffnung 3
und dem leicht konisch nach außen gebogenen Halterand 26 der
Spritzlochscheibe 21 eine radiale Pressung vor.
Die Einschubtiefe des aus Ventilsitzkörper 16 und
topfförmiger Spritzlochscheibe 21 bestehenden
Ventilsitzteils in die Längsöffnung 3 bestimmt den axialen
Hub der Ventilnadel 5, da die eine Endstellung der
Ventilnadel 5 bei nicht erregter Magnetspule durch die
Anlage des Ventilschließkörpers 7 an einer Ventilsitzfläche
29 des Ventilsitzkörpers 16 festgelegt ist. Die andere
Endstellung der Ventilnadel 5 wird bei erregter Magnetspule
beispielsweise durch die Anlage des mit der Ventilnadel 5
verbundenen Ankers an dem Kern des elektromagnetischen
Kreises festgelegt. Der Weg zwischen diesen beiden
Endstellungen der Ventilnadel 5 stellt somit den Hub dar.
An seinem Ende 27 ist der Halterand 26 der Spritzlochscheibe
21 mit der Wandung der Längsöffnung 3 dicht und fest
verbunden. Hierfür ist zwischen dem Ende 27 des Halterandes
26 und der Wandung der Längsöffnung 3 eine umlaufende
Schweißnaht 30 vorgesehen. Außerhalb des zentralen Bereiches
24 ist mit einer weiteren umlaufenden Schweißnaht 31 das
Bodenteil 20 dicht mit dem Ventilsitzkörper 16 verbunden.
Der kugelförmige Ventilschließkörper 7 wirkt mit der sich in
Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjungenden
Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 16 zusammen, die
in axialer Richtung zwischen der Führungsöffnung 15 und
einer Ausströmöffnung 32 in der unteren Stirnseite 17 des
Ventilsitzkörpers 16 ausgebildet ist. Zur exakten Führung
des Ventilschließkörpers 7 und damit der Ventilnadel 5
während der Axialbewegung ist der Durchmesser der
Führungsöffnung 15 so ausgebildet, daß der kugelförmige
Ventilschließkörper 7 außerhalb seiner Abflachungen 8 die
Führungsöffnung 15 mit geringem radialen Abstand durchragt.
Die im zentralen Bereich 24 der Spritzlochscheibe 21
liegenden Abspritzlöcher 25 werden von der Ausströmöffnung
32 überdeckt. Zwischen dem Ventilschließkörper 7, der oberen
Stirnseite 19 des Bodenteils 20 und der Wandung der
Ventilsitzfläche 29 sowie der Ausströmöffnung 32 wird ein
Sammelraum 37 gebildet, in den bei von der Ventilsitzfläche
29 abgehobenem Ventilschließkörper 7 der Brennstoff zunächst
gelangt, bevor er durch die Abspritzlöcher 25 zugemessen und
in eine Luftansaugleitung der Brennkraftmaschine abgespritzt
wird. In diesem Sammelraum 37 verbleibt auch nach dem
Schließen des Brennstoffeinspritzventiles eine gewisse
kleine Brennstoffmenge zurück. Es ist deshalb das Bestreben,
dieses durch den Sammelraum gebildete sogenannte
Totraumvolumen so klein wie möglich zu gestalten, um die
Menge des darin nach dem Schließen des
Brennstoffeinspritzventiles enthaltenen Brennstoffes so
gering wie möglich zu halten. Ein Nachteil des nach dem
Schließen des Brennstoffeinspritzventiles in dem Sammelraum
37 enthaltenen Brennstoffes besteht darin, daß nach dem
Abstellen der Brennkraftmaschine infolge der vom Motorraum
her erfolgenden Erwärmung der Brennstoff zumindest teilweise
verdampft. In aller Regel erfolgt jedoch nur eine
Verdampfung der bei niederen Temperaturen verdampfenden
Bestandteile des Brennstoffes, während die bei höheren
Temperaturen verdampfenden Bestandteile des Brennstoffes
zurückbleiben und zu Ablagerungen in den Abspritzlöchern 25
fuhren. Ablagerungen in den Abspritzlöchern 25 haben jedoch
zur Folge, daß bei gleichbleibender Öffnungszeit des
Brennstoffeinspritzventiles eine geringere Brennstoffmenge
in die Luftansaugleitung abgespritzt wird, wodurch das
Brennstoff-Luft-Gemisch abgemagert wird und sich das
Laufverhalten der Brennkraftmaschine in ungünstiger Weise
ändert.
Stromabwärts der Spritzlochscheibe 21 ist in der
Längsöffnung 3 des Ventilgehäuses 1 eine Spaltscheibe 40
angeordnet, die ein zur Ventillängsachse 2 konzentrisch
verlaufendes Zentralloch 41 hat, dessen Durchmesser größer
ist als der Durchmesser der Ausströmöffnung 32. Die
Spaltscheibe 40 ist beispielsweise ebenfalls topfförmig
ausgestaltet und hat einen konisch nach außen verlaufenden
Spaltscheibenhalterand 42, der von der Spritzlochscheibe 21
weg verlaufend gerichtet ist. Der Spaltscheibenhalterand 42
hat an seinem freien Ende 43 einen größeren Durchmesser als
die Längsöffnung 3, so daß die Spaltscheibe 40 in die
Längsöffnung 3 eingepreßt ist und das freie Ende 43 mit
einer radialen Spannung an der Wandung der Längsöffnung 3
anliegt. Zusätzlich besteht eine weitere Möglichkeit der
Befestigung der Spaltscheibe 40 in der Längsöffnung 3 darin,
daß das freie Ende 43 mittels einer Verschweißung 44, die
umlaufend oder als einzelne Schweißpunkte ausgebildet sein
kann, in der Längsöffnung 3 befestigt ist. Zwischen einem
Spaltscheibenboden 45 der Spaltscheibe 40 und dem Bodenteil
20 der Spritzlochscheibe 21 ist dabei ein axialer Abstand
parallel zur Ventillängsachse 2 von etwa 0,5 bis 1 mm
vorgesehen, so daß zwischen dem Bodenteil 20 und dem
Spaltscheibenboden 45 eine Ausnehmung 47 gebildet wird, die
in axialer Erstreckung eine sehr geringe Ausdehnung von nur
etwa 0,5 bis 1 mm hat. Kommt es nun nach dem Abstellen der
Brennkraftmaschine in dem Sammelraum 37 zu einem Ausdampfen
von Brennstoff und zu einem Übertritt von Brennstoff aus dem
Sammelraum 37 in die Abspritzlöcher 25, so wirkt die
Ausnehmung 47 auf den an den Abspritzlöchern 25 vorhandenen
Brennstoff wie eine Kapillare und zieht diesen Brennstoff
von den Abspritzlöchern 25 weg radial nach außen in die
Ausnehmung 47 hinein. Diese Ausbildung der Ausnehmung 47 als
einen zwischen der Spritzlochscheibe 21 und der Spaltscheibe
40 gebildeten ringförmigen Kapillarspalt stellt ein erstes
Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ebenfalls
in der Fig. 1 und zusätzlich in Fig. 2 dargestellt. Bei
diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in die
Längsöffnung 3 zwischen die Spritzlochscheibe 21 und die
Spaltscheibe 40 eine Kapillarscheibe 48 eingesetzt, die mit
ihrer oberen Seite an dem Bodenteil 20 der Spritzlochscheibe
21 und mit ihrer unteren Seite an dem Spaltscheibenboden 45
der Spaltscheibe 40 anliegt. Die Kapillarscheibe 48 ist
beispielsweise aus Kunststoff oder Gummi hergestellt. In der
Fig. 2 ist die Kapillarscheibe 48 in einer Draufsicht
gezeigt. Insbesondere in Fig. 2 ist zu erkennen, daß die
Kapillarscheibe 48 mit einem sternförmigen Durchbruch 49
versehen ist, mit sich strahlenförmig in radialer Richtung
erstreckenden Schlitzen 50. Die Schlitze 50 haben
beispielsweise in Umfangsrichtung einen gleichen Abstand
zueinander und sind zu den Abspritzlöchern 25 und dem
Zentralloch 41 der Spaltscheibe 40 hin offen. Dabei sind die
Schlitze 50 beispielsweise in ihrer lichten Weite quer zur
Ventillängsachse 2 so ausgebildet, daß sie sich in Richtung
zum Umfang der Kapillarscheibe 48 hin verjüngen oder
erweitern. Die lichte Weite der Schlitze 50 in
Umfangsrichtung ist dabei klein gegenüber dem Durchmesser
des Zentrallochs 41 der Spaltscheibe 40. Durch die Anordnung
der Kapillarscheibe 48 läßt sich das zur Erzielung der
Kapillarwirkung gewünschte Kapillarvolumen zwischen der
Spritzlochscheibe 21 und der Spaltscheibe 40 auf einfache
Art und Weise optimieren.
Claims (10)
1. Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit
einem Ventilgehäuse, mit einem in einer Längsöffnung des
Ventilgehäuses angeordneten Ventilsitzkörper und mit einer
stromabwärts des Ventilsitzkörpers in der Längsöffnung
angeordneten Spritzlochscheibe, in der wenigstens ein
Abspritzloch vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in
unmittelbarer Nähe des wenigstens einen Abspritzloches (25)
in der Längsöffnung (3) eine Spaltscheibe (40) mit einem
Zentralloch (41) angeordnet ist und zwischen der
Spritzlochscheibe (21) und der Spaltscheibe (40) wenigstens
eine Ausnehmung (47, 50) vorgesehen ist, die auf den aus dem
wenigstens einen Abspritzloch (25) austretenden Brennstoff
eine Kapillarwirkung in radialer Richtung nach außen ausübt.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Ausnehmung (47, 50)
zum Zentralloch (41) hin offen ist und sich radial nach
außen erstreckend von der Spaltscheibe (40) überdeckt wird.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (47) ringförmig
ausgebildet ist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß an der Spritzlochscheibe (21) eine
Kapillarscheibe (48) und daran die Spaltscheibe (40) anliegt
und in der Kapillarscheibe (48) die wenigstens eine zum
Zentralloch (41) hin offene Ausnehmung (47, 50) ausgebildet
ist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kapillarscheibe (48) aus Kunststoff
besteht.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Ausnehmung (47, 50)
schlitzförmig ausgebildet ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Ausnehmung (47, 50)
sich mit zunehmender radialer Erstreckung in Umfangsrichtung
verbreitert oder verjungt.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die lichte Weite der wenigstens einen
Ausnehmung (47, 50) in Umfangsrichtung klein gegenüber dem
Durchmesser des Zentrallochs (41) der Spaltscheibe (40) ist.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (47, 50) sternförmig
ausgebildet ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spaltscheibe (40) topfförmig
ausgebildet ist.
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