DE19608608A1

DE19608608A1 - Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE19608608A1
Application number: DE19608608A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Hofmann; Friedrich Dipl Ing Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-03-06
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 1997-09-11
Also published as: KR19990008324A; WO1997033085A1; DE59608380D1; KR100430173B1; JP3737125B2; EP0828937B1; US5996908A; EP0828937A1; JPH11505586A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Ein derartiges aus der EP 0 084 182 bekanntes Kraftstoffeinspritzventil weist einen von einem Anschlußstutzen für eine Kraftstoffeinspritzleitung abführenden Zulaufkanal auf, der an eine Einspritzöffnung in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine mündet. Dabei ist zum Zurückhalten von Schmutzpatikeln und Spänen im Kraftstoff ein Kraftstoff-Filter in den Zulaufkanal eingesetzt, der als Stabfilter ausgebildet ist.

Der rotationssymmetrische Filterkörper weist an seinen Stirnenden jeweils einen Bund auf, der über einen im Durchmesser verringerten Mittelabschnitt des Filterkörpers vorsteht. In die Mantelfläche des Filterkörpers sind zwei Gruppen von axial einseitig geschlossenen Längsnuten eingearbeitet, von denen eine erste Gruppe von einer der Einspritzöffnung abgewandten oberen Stirnfläche und eine zweite Gruppe von einer der Einspritzöffnung zugewandten unteren Stirnfläche des Filterkörpers ausgeht. Dabei sind die Längsnuten der ersten und zweiten Gruppe abwechselnd über den Umfang des Filterkörpers verteilt angeordnet.

Beim Kraftstoffdurchfluß durch den Zulaufkanal wird der Kraftstoff am Filterkörper zum Durchtritt durch den engen Spalt zwischen dem profilierten Außenumfang des Filterkörpers im Mittelabschnitt und der diesen umgebenden Wand des Zulaufkanals gezwungen, so daß im Kraftstoff mitgeführte Schmutzteilchen, Späne und dgl. ab einer bestimmten Größe zurückgehalten werden.

Dabei sammeln sich diese Späne und Teilchen am geschlossenen, im Querschnitt verringerten unteren Ende der von der oberen, der Einspritzöffnung abgewandten Stirnfläche ausgehenden Längnuten. Im Verlauf der Zufuhr von unter sehr hohem Druck stehenden Kraftstoff in den Zulaufkanal wirkt nun die von diesem Hochdruck erzeugte Impulskraft auf die im geschlossenen Ende gesammelten Partikel, die dadurch über einen bestimmten Zeitraum axiale Kanäle vom geschlossenen Ende der Längsnuten in die Wand des unteren einspritzseitigen Bundes des Filterkörpers bzw. die an diesem Engspalt gegenüberliegende Wand des Zulaufkanals treiben. Nach einer bestimmten Betriebsdauer erreichen diese Kanäle Größenordnungen, durch die auch größere Späne und Schmutzteilchen passieren können, die dann die Einspritzöffnung am Einspritzventil verstopfen oder die bewegliche Führung des Ventilgliedes blockieren, was zu einem Totalausfall des Einspritzsystems führen kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die axiale Vergrößerung des unteren, der Einspritzöffnung zugewandten Bundes bis über das geschlossene Ende der von der oberen Stirnfläche ausgehenden Längsnuten hinaus eine derartige Kanalbildung verhindern läßt. Dabei werden durch das Erstrecken des Engspaltes am unteren Bund zur Wand des Zulaufkanals bis in den Bereich der geschlossenen Enden der Längsnuten Rückhaltetaschen in den unteren geschlossenen Enden der von der oberen Stirnfläche ausgehenden Längsnuten gebildet. Auf diese Weise setzt sich die auch an den den Kraftstoffübertritt erleichternden Umfangsflächen des Mittelabschnittes aufgebaute hohe Impulskraft des anströmenden Kraftstoffes nicht bis in das unterste geschlossene Ende (Nutengrund) der Längsnuten fort, so daß die aufreibende Wirkung der dort gesammelten Teilchen vermindert werden kann. Dabei bilden sich in den, die Späne sammelnden Rückhaltetaschen statische Druckfelder, so daß die Teilchen kaum noch von der Impulsenergie des anströmenden Kraftstoffes erreicht werden.

Zudem ist nunmehr das Spaltmaß am axial geschlossenen Nutengrund zur Wand des Zulaufkanals geringer, was noch einmal der Bildung von Kanälen entgegenwirkt.

Ein weiterer Vorteil zur Wirksamkeit des eingesetzten Kraftstoff-Filters wird durch die konische Form am oberen, der Einspritzöffnung abgewandten Bund erreicht, dessen Querschnitt sich dabei in Richtung Mittelabschnitt stetig verringert. Durch diesen konischen Bund wird beim Einpressen des Filterkörpers in den Zulaufkanal eine allmähliche Verformung der Passungsteile erreicht, so daß Späne beim Einsetzen des Filters vorbeugend vermieden werden können. Zudem sind durch die Verwendung eines derartigen konischen Preßbundes größere Durchmessertoleranzen zwischen dem Filterkörper und der Wand des vorzugsweise als Bohrung ausgebildeten Zulaufkanals zulässig, so daß bisher übliche Maß- bzw. Paarungsgruppen entfallen können, was den Fertigungsaufwand erheblich verringert.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 das Einspritzventil in einem Längsschnitt, die Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Filterkörpers in Einbaulage gemäß Fig. 1 und die Fig. 3 einen Schnitt durch den Filterkörper entlang der Linie III.

Beschreibung

Das in der Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen weist einen in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Ventilkörper 1 auf, der mittels einer Spannmutter 3 unter Zwischenschaltung einer Zwischenscheibe 5 axial gegen einen Ventilhaltekörper 7 verspannt ist. In einer Führungsbohrung 9 im Ventilkörper 1 ist ein kolbenförmiges Ventilglied 11 axial geführt, das mit seiner unteren brennraumseitigen Stirnfläche eine Ventildichtfläche 13 bildet, mit der das Ventilglied 11 zur Steuerung eines Öffnungsquerschnitts mit einem nach innen kragenden Ventilsitz 15 an der Führungsbohrung 9 zusammenwirkt. Dabei ist dem Ventilsitz 15 stromabwärts wenigstens eine Einspritzöffnung 17 nachgeordnet, die von der Führungsbohrung 9 ausgehend in den Brennraum der Brennkraftmaschine mündet.

In einem Federraum 19 im Ventilhaltekörper 7 ist eine Ventilfeder 21 angeordnet, die das Ventilglied 11 in Schließrichtung zum Ventilsitz 15 hin beaufschlagt.

Im Ventilhaltekörper 7 ist weiterhin ein Kraftstoffzulaufkanal 23 vorgesehen, der den Ventilhaltekörper 7 axial von einem an seiner oberen, der Einspritzöffnung 17 abgewandten Stirnfläche vorgesehenen Anschlußstutzen 25 für eine Kraftstoffeinspritzleitung bis an die Zwischenscheibe 5 durchdringt und der aus zwei Bohrungsabschnitten 26, 27 unterschiedlichen Durchmessers besteht. Der untere Bohrungsabschnitt 27 mündet dabei an einen Verbindungskanal 29, der die Zwischenscheibe 5 durchdringend in einen das Ventilglied 11 umgebenden Druckraum 31 einmündet, der sich als Ringspalt am Schaft des Ventilgliedes 11 bis zum Ventilsitz 15 erstreckt. Im Bereich des Druckraumes 31 ist das Ventilglied 11 mit einer vom Ventilsitz 15 abgekehrten Druckschulter 33 versehen, an der der Kraftstoffhochdruck in Öffnungsrichtung am Ventilglied 11 angreift.

Das Ventilglied 11 wird dabei während der Einspritzphase vom Hochdruck des zugeführten Kraftstoffs entgegen der Kraft der Ventilfeder 21 vom Ventilsitz 15 verschoben, so daß der Öffnungsquerschnitt am Einspritzventil aufgesteuert wird und der Kraftstoff über die Einspritzöffnungen 17 zur Einspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt. Das dabei in den Federraum 19 gelangende Lecköl wird über eine von diesem abführende Leckölbohrung 35 zu einem weiteren Stutzen 37 für den Anschluß einer Leckölleitung abgeführt.

In den oberen Bohrungsabschnitt 26 des Kraftstoffzulaufkanals 23 ist ein Kraftstoff-Filter mit einem stabförmigen Filterkörper 39 eingesetzt, das den zulaufenden Kraftstoff zum Durchtritt durch enge Spalten zwingt, die zwischen dem profilierten Außenumfang des Filterkörpers 39 und der diesen umgebenden Wand des Bohrungsabschnitts 26 gebildet sind. Dabei wird der Kraftstoff gefiltert und mitgeführte Schmutzteilchen und Späne ab einer bestimmten Größe zurückgehalten.

Der in den Fig. 2 und 3 vergrößert und in Einbaulage gemäß Fig. 1 dargestellte Filterkörper 39 weist an seinen Stirnenden jeweils einen im Durchmesser gegenüber einem Mittelabschnitt 41 vergrößerten Bund auf, von denen ein oberer Bund 43 am zulaufseitigen, dem Anschlußstutzen 25 zugewandten Ende und ein unterer Bund 45 am ablaufseitigen, der Einspritzöffnung 17 zugewandten Ende des Filterkörpers 39 angeordnet ist.

Weiterhin sind in die Mantelfläche des Filterkörpers 39 zwei Gruppen von axial einseitig geschlossenen Längsnuten eingearbeitet, von denen eine erste Gruppe 47 von einer der Einspritzöffnung 17 abgewandten oberen Stirnfläche 49 des Filterkörpers 39 und eine zweite Gruppe 51 von einer der Einspritzöffnung 17 zugewandten unteren Stirnfläche 53 des Filterkörpers 39 ausgeht. Dabei sind die Längsnuten der ersten und Zeiten Gruppe 47, 51 abwechselnd über den Umfang des Filterkörpers 39 verteilt angeordnet. Die axial geschlossenen Enden der Längsnuten 47, 51 verringern dabei ihren Querschnitt kontinuierlich, im Ausführungsbeispiel durch eine Abnahme der Tiefe und der Breite der Nuten.

Zum Zurückhalten von Spänen und Schmutzteilchen insbesondere in der ersten Gruppe 47 der Längsnuten erstreckt sich der untere Bund 45 bis über deren axial geschlossene Enden, so daß der am Übergang zwischen dem unteren Bund 45 und dem Mittelabschnitt 41 gebildete Ringabsatz 55 die Längsnuten der ersten Gruppe 47 zum Teil überschneidet.

Auf diese Weise werden im Zusammenwirken mit der den Filterkörper 39 in diesem Bereich 26 aufnehmenden Wand des Zulaufkanals 23 Rückhaltetaschen 57 an den geschlossenen Enden der Längsnuten 47 gebildet, in denen sich die herausgefilterten Teilchen sammeln.

Die entgegengesetzt verlaufenden Längnuten der zweiten Gruppe 51 enden vor dem erreichen des oberen Bunds 43. Der der untere Bund 45 ist zylindrisch ausgebildet, wobei sein Durchmesser nur geringfügig kleiner ausgebildet ist als der Durchmesser der ihn umgebenden Bohrung 26, so daß am unteren Bund 45 ein Engspalt zur Wand des Zulaufkanals 23 gebildet ist. Der obere Bund 43 weist eine sich konisch in Richtung Mittelabschnitt 41 verjüngende Form auf. Dabei ist der am oberen Ende vorgesehene größte Durchmesser des konischen oberen Bundes 43 geringfügig größer ausgebildet als der Durchmesser der Bohrung 26, so daß der Filterkörper 39 dort über eine Preßpassung im Zulaufkanal 23 fixiert ist.

Beim Kraftstoffdurchtritt durch den Filterkörper 39 strömt der Kraftstoff zunächst in die Längsnuten 47 der ersten Gruppe 47 ein, strömt dann im Mittelabschnitt 41 in die Längsnuten 51 der zweiten Gruppe 51 über und tritt an deren offenen Enden aus dem Filterkörper 39 aus. Dabei erfolgt die Filterung von Schmutzpartikeln am Übertritt von den Längsnuten 47 der ersten Gruppe in die Längsnuten 51 der zweiten Gruppe, wobei der Filterspalt zwischen der Mantelfläche des Filterkörpers 39 im Mittelabschnitt 41 größer ist als der Engspalt an den Bunden 43, 45.

Die zurückgehaltenen Schmutzteilchen und Späne sinken in den Längsnuten 47 in deren geschlossene Enden und sammeln sich dort in den gebildeten Rückhaltetaschen 57. Dabei wird durch das axiale Überschneiden des unteren Bundes 45 über die Rückhaltetaschen 57 vermieden, daß die bei der Kraftstoffhochdruckzufuhr aufgebaute Impulskraft die aufgefangenen Teilchen derart beaufschlagt, daß diese Kanäle in die Wand des Filterkörpers 39 einarbeiten.

Es ist somit mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil in konstruktiv einfacher Weise möglich auch über eine lange Betriebsdauer ein Hindurchtreten von Schmutzteilchen und Spänen durch das Kraftstoff-Filter zu vermeiden und so dadurch verursachte Schäden und Ausfälle des gesamten Einspritzsystems zu verhindern.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem von einem Anschlußstutzen (25) abführenden Zulaufkanal (23), der an eine Einspritzöffnung (17) mündet und in den ein der Einspritzöffnung (17) vorgelagerter stabförmiger Filterkörper (39) eingesetzt ist, der an seinen Stirnenden jeweils einen im Durchmesser gegenüber einem Mittelabschnitt (41) des Filterkörpers (39) vergrößerten Bund (43, 45) aufweist und in dessen Mantelfläche zwei Gruppen von axial einseitig geschlossenen Längsnuten eingearbeitet sind, von denen eine erste Gruppe (47) von einer der Einspritzöffnung (17) abgewandten oberen Stirnfläche (49) und eine zweite Gruppe (51) von einer der Einspritzöffnung (17) zugewandten unteren Stirnfläche (53) des Filterkörpers (39) ausgeht, wobei die Längsnuten der ersten und zweiten Gruppe (47, 51) abwechselnd über den Umfang dem Filterkörpers (39) verteilt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich der am einspritzseitigen Ende des Filterkörpers (39) vorgesehene untere Bund (45) über das axial geschlossene Ende der von der der Einspritzöffnung (17) abgewandten oberen Stirnfläche (49) des Filterkörpers (39) ausgehenden Längsnuten der ersten Gruppe (47) hinaus erstreckt.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Längsnuten (47, 51) zu ihrem axial geschlossenen Ende hin verringert.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverringerung am geschlossenen Ende der Längsnuten (47, 51) über eine Verringerung der Tiefe und/oder der Breite der Längsnuten erfolgt.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die von der unteren, der Einspritzöffnung zugewandten Stirnfläche (53) des Filterkörpers (39) ausgehenden Längsnuten (51) vor dem oberen, der Einspritzöffnung (17) abgewandten Bund (43) des Filterkörpers (39) enden.

5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere am einspritzseitigen Ende des Filterkörpers (39) angeordnete Bund (45) ein geringes Spiel zur ihn umgebenden Wand des Zulaufkanals (23) aufweist.

6. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem von einem Anschlußstutzen (25) abführenden Zulaufkanal (23), der an eine Einspritzöffnung (17) mündet und in den ein der Einspritzöffnung (17) vorgelagerter stabförmiger Filterkörper (39) eingesetzt ist, der an seinen Stirnenden jeweils einen im Durchmesser gegenüber einem Mittelabschnitt (41) des Filterkörpers (39) vergrößerten Bund (43, 45) aufweist und in dessen Mantelfläche zwei Gruppen von axial einseitig geschlossenen Längsnuten eingearbeitet sind, von denen eine erste Gruppe (47) von einer der Einspritzöffnung (17) abgewandten oberen Stirnfläche (49) und eine zweite Gruppe (51) von einer der Einspritzöffnung (17) zugewandten unteren Stirnfläche (53) des Filterkörpers (39) ausgeht, wobei die Längsnuten der ersten und zweiten Gruppe (47, 51) abwechselnd über den Umfang des Filterkörpers (39) verteilt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des der Einspritzöffnung (17) abgewandten oberen Bunds (43) am Filterkörper (39) in Richtung Mittelabschnitt (41) gleichmäßig verringert.

7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser des am oberen Bund (43) des Filterkörpers (39) gebildeten Konus größer ausgebildet ist, als der Kanalquerschnitt des Zulaufkanals (23) im Bereich (26) der Aufnahme des Filterkörpers (39).