DE19634933B4 - Fuel injection valve for internal combustion engines - Google Patents
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Abstract
Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem in einer Bohrung (3) eines Ventilkörpers (1) axial verschiebbaren Ventilglied (5), das an seinem unteren, dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Ende eine konische Ventildichtfläche (7) aufweist, mit der es mit einer konischen Ventilsitzfläche (9) am brennraumseitigen geschlossenen Ende der Bohrung (3) des Ventilkörpers (1) zusammenwirkt, wobei die konische Ventildichtfläche (7) am Ventilglied (5) in zwei unterschiedliche Kegelwinkel aufweisende Dichtflächenbereiche (11, 13) geteilt ist, an deren Übergang eine Dichtkante (19) gebildet ist, sowie mit wenigstens einer Einspritzöffnung (23) in dem sich stromabwärts an die Dichtkante (19) anschließenden Bereich der Ventilsitzfläche (9), wobei zwischen den jeweils einen unterschiedlichen Kegelwinkel aufweisenden Dichtflächenbereichen (11, 13) ein Absatz (15) am Ventilglied (5) vorgesehen ist und die Dichtkante (19) stromabwärts am unteren Ende des Absatzes (15) an dessen Übergang zum unteren Dichtflächenbereich (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Absatz (15) als einwärts gewölbte Fläche (49) oder als zylindrischer Absatz...Fuel injection valve for internal combustion engines with a in a bore (3) of a valve body (1) axially displaceable Valve member (5), at its lower, the combustion chamber of the internal combustion engine facing end has a conical valve sealing surface (7), with which it with a conical valve seat surface (9) at the combustion chamber side closed end of the bore (3) of valve body (1) cooperates, wherein the conical valve sealing surface (7) on the valve member (5) in two different cone angle having Sealing surface areas (11, 13) is divided at the transition a sealing edge (19) is formed, as well as with at least one injection opening (23) in which is downstream adjoining the sealing edge (19) Area of the valve seat surface (9), wherein between each a different cone angle having sealing surface areas (11, 13) a shoulder (15) on the valve member (5) is provided and the Sealing edge (19) downstream at the lower end of the shoulder (15) at its transition to the lower sealing surface area (13) is arranged, characterized in that the shoulder (15) as inwardly curved surface (49) or as a cylindrical heel ...
Description
Die
Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einem derartigen,
aus der
Dabei weist das bekannte Kraftstoffeinspritzventil der „Lochdüsen-Bauart" herstellungsbedingt den Nachteil auf, daß die Dichtkante häufig Toleranzabweichungen und Lageabweichungen aufweist, die neben einem ungenauen Schließen auch verschieden große Druckangriffsflächen an der Ventildichtfläche bilden, so daß die einzelnen Einspritzventile mit unterschiedlichen Hubgeschwindigkeiten öffnen.there has the known fuel injection valve of the "hole nozzle type" manufacturing due to the Disadvantage on that the Sealing edge frequently Tolerance deviations and positional deviations, in addition to a inaccurate closing also different sizes Pressure application surfaces at the valve sealing surface form, so that the open individual injection valves with different stroke speeds.
Dabei wirken sich diese relativ großen Toleranzabweichungen an der Dichtkante bei mit einem gemeinsamen Hochdrucksammelraum (Common Rail) arbeitenden Einspritzsystemen besonders stark aus, da die Sitzdurchmessertoleranz dort vollständig mit in die Toleranzkette der Einspritzmenge eingeht.there These relatively large ones have an effect Tolerance deviations at the sealing edge at with a common High-pressure common rail injection systems working particularly strong, since the seat diameter tolerance there completely with enters into the tolerance chain of the injection quantity.
Die
Aus
der WO 96/19661 ist ein Einspritzventil bekannt, das eine Ventilnadel
mit zwei konischen Flächen
aufweist, die mit einem konischen Ventilsitz zur Steuerung eines
Kraftstoffflusses zu einer Einspritzöffnung zusammenwirkt. Zwischen
den beiden konischen Flächen
ist eine Nut vorhanden, wobei am Übergang der stromaufwärtigen Konusfläche zur
Nut eine Dichtkante ausgebildet ist. Ein sehr ähnliches Einspritzventil ist
aus der
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Dichtkante am Ventilglied sehr genau herstellbar und somit nur mit einer sehr kleinen Toleranz behaftet ist, was sich vorteilhaft auf die Zumessgenauigkeit der Einspritzmenge auswirkt. Dies wird dabei in konstruktiv einfacher Weise durch das Vorsehen eines Absatzes erreicht, durch den die beiden Ventildichtflächenbereiche mit unterschiedlichem Neigungswinkel voneinander getrennt sind.The Fuel injection valve according to the invention for internal combustion engines with the characterizing features of claim 1 has the other hand Advantage that the sealing edge on the valve member very accurate to produce and thus only with a very Small tolerance is affected, which is beneficial to the metering accuracy the injection quantity affects. This will be structurally easier Achieved by providing a paragraph through which the both valve sealing surface areas are separated with different inclination angle.
Dieser Absatz kann dabei alternativ zylindrisch, gekrümmt oder als Kombination von beidem ausgebildet sein. Die axiale Erstreckung des Absatzes ist so ausgebildet, daß der durch den Absatz und den sich anschließenden Dämpfungskegel gebildete Dämpfungsraum trotz der minimalen Toleranz am Sitzdurchmesser erhalten bleibt. Die Dichtkante ist dabei am unteren, brennraumseitigen Ende des Absatzes vorgesehen.This Paragraph can alternatively cylindrical, curved or a combination of be trained both. The axial extent of the paragraph is designed so that the by the heel and the subsequent damping cone formed damping chamber despite the minimum tolerance on the seat diameter is maintained. The sealing edge is at the bottom, the combustion chamber end of the Paragraph provided.
Besonders vorteilhaft wirkt sich die Verringerung der Sitzdurchmessertoleranz bei der Verwendung des Einspritzventils an Common Rail Einspritzsystemen aus, deren Zumeßgenauigkeit dadurch verbessert werden kann. Dies wird insbesondere an Einspritzventilen notwendig, bei denen die Schließkraft über eine Druckstange auf das Ventilglied übertragen wird, die an ihrer ventilgliedabgewandten Stirnseite einen hydraulischen Arbeitsraum begrenzt, der über ein Steuerventil mit dem Hochdruckspeicherraum des Common Rail oder einem Entlastungsraum verbindbar ist, wobei an den in Öffnungsrichtung am Ventilglied wirkenden Druckräumen ständig der Common Rail-Hochdruck ansteht.Especially Advantageously, the reduction of the seat diameter tolerance when using the injector to common rail injection systems from, whose Zumeßgenauigkeit can be improved. This is especially true of injectors necessary, where the closing force over a Transfer push rod to the valve member is a hydraulic on its valve member end facing away Workspace limited, over a control valve with the high-pressure reservoir of the common rail or a relief space is connectable, wherein at the opening direction acting on the valve member pressure chambers constantly the Common rail high pressure is pending.
Da dabei bei geschlossenem Einspritzventil ein quasistatisches Gleichgewicht zwischen den in Öffnungsrichtung wirkenden Angriffsflächen des Ventilgliedes und der in Schließrichtung wirkenden Stirnfläche der Druckstange gebildet ist, gehen mögliche Toleranzen an den nach Öffnungsbeginn wirksam werdenden Sitzflächen am Ventilglied vollständig in die Kraftbilanz des Systems ein und können den Öffnungshubverlauf wesentlich beeinflussen.There with a closed injection valve a quasi-static equilibrium between in the opening direction acting attack surfaces the valve member and acting in the closing direction end face of the Push rod is formed, possible tolerances go to the beginning of the opening becoming effective seats on the valve member completely in the power balance of the system and can the Öffnungshubverlauf substantially influence.
Eine derartige negative Beeinflussung kann durch die erfindungsgemäß mögliche präzise Fertigung der Dichtkante am Ventilglied verhindert werden.A Such negative influence can be achieved by the precise manufacture possible according to the invention the sealing edge on the valve member can be prevented.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the subject of the invention are the description, the drawings and the claims removed.
Vier Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen sind in der Zeichnung dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert.Four embodiments of the fuel injection valve for internal combustion engine according to the invention Machines are shown in the drawing and explained in more detail in the following description.
Es
zeigen die
Das
in der
Dabei
ist wie auch der
Zwischen
der Dichtkante
Die
Dämpfwirkung,
die ein Absenken der Nadelschließkraft zur Folge hat, wird
dabei durch den Aufbau eines Druckpolsters im Dämpfungsraum
An
seinem dem Ventilsitz
Die
Kraftstoffhochdruckzufuhr an den Ventilsitz
Der
Hochdrucksammelraum
Zur Übertragung
der Schließkraft
auf das Ventilglied
Die
in den
Dabei
ist der Absatz
Beim
in der
Die
Das
in der
Mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen ist es somit in konstruktiv einfacher Weise möglich, den Dichtsitz am Ventil bis auf etwa 3 μm genau zu fertigen, ohne dabei auf den Dämpfungsraum verzichten zu müssen, was die Zumeßgenauigkeit am Einspritzventil erheblich verbessert. Dabei ist die erfindungsgemäße Ausbildung eines Absatzes zwischen zwei Dichtflächenbereichen am Ventilglied an Einspritzventilen der Sackloch- und der Sitzlochdüsenbauart möglich.With the fuel injection valve according to the invention for internal combustion engines Thus, it is possible in a structurally simple way, the sealing seat on the valve to about 3 microns to manufacture exactly without having to give up the damping chamber, which the metering accuracy Significantly improved at the injection valve. In this case, the training according to the invention a paragraph between two sealing surface areas on the valve member on injection valves of the blind hole and the seat hole nozzle type possible.
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