DE19823939C2 - Kraftstoff-Einspritzventil mit Führungshülse - Google Patents
Kraftstoff-Einspritzventil mit FührungshülseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Einspritzventil der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Solche
Einspritzventile sind insbesondere bei direkteinspritzenden
Dieselmotoren allgemein in Gebrauch.
Aus DE 93 01 992 U1 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bekannt,
bei der die Ventilnadel über eine Führungshülse im Bereich
der Einspritzlöcher geführt ist. Die Führungshülse ist dabei
über eine Schraubendruckfeder gegen eine Sitzfläche eines
Düsenkörpers gedrückt. Auf diese Weise ist die Führungshülse
mit einem geringen Spiel verschiebbar angeordnet. Die Aufgabe
der Erfindung besteht darin, eine präzise Führung der
Düsennadel auch bei ungünstigen Betriebszuständen zu
gewährleisten.
Im Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors mit
Kraftstoffeinspritzung hat das Einspritzventil die Aufgabe,
den Verbrennungsraum des Motors gezielt und dosiert mit
Kraftstoff zu versorgen. Die Art der Kraftstoffaufbereitung
durch das Einspritzventil und der zeitliche Verlauf des
Einspritzvorganges beeinflussen die Verbrennung im Brennraum
wesentlich.
Anhand der Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung wird das
bekannte Kraftstoff-Einspritzventil näher erläutert. Das
Einspritzventil der Fig. 1 besteht im wesentlichen aus zwei
Teilen, dem Düsenkörper 1 und der Düsennadel 2. Die
Düsennadel 2 ist in Axialrichtung beweglich, jedoch gegen die
hohen Einspritzdrücke abdichtend in eine Führungsbohrung 3 im
Düsenkörper 1 eingesetzt.
Am unteren Ende der Führungsbohrung 3 ist im Düsenkörper 1
eine Druckkammer 4 ausgebildet, der über eine Zulaufbohrung 5
Kraftstoff mit hohem Druck zugeführt wird. Im Bereich der
Druckkammer 4 geht der obere Teil der Düsennadel 2 über eine
Schulter oder einen Absatz 6 in einen Nadelschaft 7 über, der
den unteren Teil der Düsennadel 2 bildet und dessen
Durchmesser kleiner ist als der des oberen Teils davon. Der
Durchmesser des Nadelschaftes 7 ist außerdem kleiner als der
Durchmesser der Bohrung 8 für den Nadelschaft im Düsenkörper
1, so daß Kraftstoff am Nadelschaft 7 entlang zur Spitze des
Einspritzventils gelangen kann.
An seinem unteren Ende weist der Nadelschaft 7 der Düsennadel
2 einen Konus 9 auf, der im Ruhezustand auf eine ebenfalls
konische Dichtfläche 10 am vorderen Ende der Nadelschaftboh
rung 8 im Düsenkörper 1 gedrückt wird.
Im Bereich der konischen Dichtfläche 10 oder anschließend
daran ist an der Spitze des Düsenkörpers 1 eine Anzahl von
Kraftstoff-Einspritzlöchern 11 ausgebildet. Die Einspritzlö
cher 11 öffnen sich in den Brennraum des Motors und sind pas
send zum Motorbrennraum unter verschiedenen Winkeln ange
bracht.
Wie allgemein bekannt, wirkt der hydraulische Druck im Ein
spritzsystem in der Druckkammer 4 auf die Differenzfläche am
Absatz 6 zwischen Düsennadel 2 und Nadelschaft 7 und bewirkt
bei entsprechender Ansteuerung, daß sich der Konus 9 am Ende
des Nadelschaftes 7 der Düsennadel 2 von der konischen Dicht
fläche 10 des Düsenkörpers 1 abhebt, so daß der Weg für den
Kraftstoff frei wird, der von der Zulaufbohrung 5 über die
Druckkammer 4 und am Nadelschaft 7 vorbei zu den Einspritzlö
chern 11 fließt. Über Lochlänge, Lochdurchmesser und Strahl
richtung beeinflußt die Anordnung der Einspritzlöcher 11 die
Kraftstoffaufbereitung und damit die Leistung, den Kraft
stoffverbrauch und die Schadstoffemission des Motors wesent
lich.
Der zeitliche Verlauf des Einspritzvorganges, das heißt die
während des Einspritzvorganges eingespritzte Kraftstoffmenge,
muß den Erfordernissen des Verbrennungsablaufes angepaßt
sein. Diese Abhängigkeit bestimmt neben den Leistungswerten
das Verbrennungsgeräusch und das Abgasverhalten. Eine Pilo
teinspritzung, das ist die Einspritzung einer kleinen Kraft
stoffmenge vor Beginn des eigentlichen Einspritzvorganges,
stellt eine wichtige Maßnahme zur Einhaltung der Geräusch-
und Abgasgrenzwerte dar.
Aufgrund der kleinen Kraftstoffmenge hebt sich bei der Pilo
teinspritzung wegen des geringen Düsennadelhubes der Konus 9
der Düsennadel 2 nicht weit von seinem Sitz, der konischen
Dichtfläche 10 im Düsenkörper 1, ab.
Da in der Regel aufgrund von Fertigungstoleranzen die Achse
des frei in die Nadelschaftbohrung 8 ragenden Nadelschaftes 7
nicht exakt zur Achse der Nadelschaftbohrung 8 ausgerichtet
ist, werden jedoch die Kraftstoff-Einspritzlöcher 11 bei ei
nem geringen Hub der Düsennadel 2, das heißt insbesondere bei
einer Piloteinspritzung, nicht gleichmäßig freigegeben. Ein
oder einige der Spritzlöcher 11 bleiben stärker abgedeckt als
andere. Dies führt zu einer unsymmetrischen Strahlausbildung,
die wiederum den Verbrennungsverlauf und die Emissionswerte
nachteilig beeinflußt.
Es wurde bereits versucht, diesen Nachteil dadurch zu behe
ben, daß am Nadelschaft 7 eine zweite Führung ausgebildet
wurde. Dazu wurde der Durchmesser des Nadelschaftes 7 an ei
ner Stelle ringförmig auf den Durchmesser der Nadelschaftboh
rung 8 erweitert. Die ringförmige Erweiterung (mit Durchbre
chungen für den Kraftstoff) sollte durch Anlage an der Innen
wand der Nadelschaftbohrung 8 den Nadelschaft 7 zentrieren
und genau führen.
Dazu ist es jedoch erforderlich, nicht nur die Nadelschafter
weiterung, sondern auch die entsprechende Führungsfläche in
der Nadelschaftbohrung 8 präzise auszubilden, das heißt exakt
auszuschleifen. Da die Führungsfläche jedoch tief in der Na
delschaftbohrung 8 liegt, läßt sich diese Fläche aufgrund der
erforderlichen großen Werkzeuglängen nicht mit den geforder
ten Toleranzen bearbeiten. Es ist mit anderen Worten keine
präzise Bearbeitung der Führungsfläche in der Nadelschaftboh
rung 8 möglich, da dies nur mit Werkzeugen erfolgen kann, de
ren große Schaftlängen zu Schwierigkeiten bei der Werkzeug
führung und auch zu Schwingungen des Werkzeugs führen.
Aus der DE-A-24 60 111 ist ein Niederdruck-Einspritzventil
mit einer buchsenförmigen Düsennadelführung bekannt, in der
die Düsennadel in der Nähe des Düsensitzes durch einen Füh
rungsbund geführt wird. Der Führungsbund wird wie oben von
einer ringförmigen Erweiterung der Düsennadel gebildet, die
an der Innenwand der Düsennadelführung anliegt. Auch hier
liegt der oben genannte Nachteil vor, daß sich die buchsen
förmige Düsennadelführung, die eine beträchtliche Länge auf
weist, innen nur schwer exakt bearbeiten läßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs ge
nannte Kraftstoff-Einspritzventil so auszugestalten, daß auch
kleine Kraftstoffmengen mit der vorgesehenen Verteilung in
den Brennraum eingespritzt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem im Patentanspruch
1 angegebenen Einspritzventil gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Einspritz
ventils sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße separate Führungshülse kann außerhalb
des Düsenkörpers exakt gefertigt und mit der Düsennadel ge
paart werden. Anschließend wird die Führungshülse und die Dü
sennadel in gepaartem Zustand in den Düsenkörper eingesetzt,
wo die Führungshülse vorzugsweise am kegelförmigen Düsensitz
des Düsenkörpers zentriert wird.
Die erfindungsgemäße Führungshülse für eine zweite Führung
der Düsennadel ist vorzugsweise in der Nähe des Düsensitzes
angeordnet, so daß der Nadelschaft der Düsennadel im Bereich
der Einspritzlöcher exakt geführt und zentriert ist. Dies ge
währleistet auch bei kleinsten Vorhubbereichen ein sicheres
Öffnen aller Spritzlöcher.
Durch die Fertigbearbeitung und die Paarung der Führungshülse
mit der Düsennadel außerhalb des Düsenkörpers wird die Her
stellung der zweiten Führung unabhängig von der Innenbearbei
tung des Düsenkörpers. Damit wird eine genaueste Herstellung
der zweiten Führung dicht am Düsensitz möglich.
Das erfindungsgemäße Einspritzventil kann insbesondere als
Sitzlochdüse ausgestaltet werden. Das Einspritzventil läßt
sich zum Beispiel vorteilhaft bei sogenannten Common-Rail-
Einspritzsystemen verwenden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung bei
spielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Schnitt durch ein bekanntes Einspritzventil;
Fig. 2A den Schnitt durch eine erste Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Einspritzventils;
Fig. 2B eine vergrößerte Ansicht der Spitze des Einspritz
ventils der Fig. 2A;
Fig. 3A den Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Einspritzventils;
Fig. 3B eine vergrößerte Ansicht der Spitze des Einspritz
ventils der Fig. 3A; und
Fig. 4 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Führungs
hülse.
In den Fig. 2A und 2B ist eine erste Ausführungsform des er
findungsgemäßen Einspritzventils dargestellt. Wie das in der
Fig. 1 gezeigte, allgemein bekannte Einspritzventil weist das
erfindungsgemäße Einspritzventil einen Düsenkörper 1 mit ei
ner Führungsbohrung 3 für den oberen Teil einer Düsennadel 2
und eine Druckkammer 4 auf, zu dem eine Zulaufbohrung 5
führt. Die Düsennadel 2 geht über einen Absatz 6 in einen Na
delschaft 7 über, der in einer Nadelschaftbohrung 8 im Düsen
körper 1 verläuft und der an seinem vorderen Ende mit einem
Konus 9 versehen ist. Der Konus 9 der Düsennadel 2 hat seinen
Sitz in einer konischen Dichtfläche 10 im Düsenkörper 1. Im
Bereich der konischen Dichtfläche 10 sind Kraftstoff-
Einspritzlöcher 11 vorgesehen. Die gezeigte Ausführungsform
stellt damit eine sogenannte Sitzlochdüse dar. Beim Ein
spritzvorgang wird Kraftstoff durch die Einspritzlöcher 11 in
den Brennraum des Verbrennungsmotors eingespritzt.
Bei dem erfindungsgemäßen Einspritzventil ist der Nadelschaft
7 in einen oberen Abschnitt 70 und einen unteren Abschnitt 72
unterteilt. Der untere Abschnitt 72 hat gegenüber dem oberen
Abschnitt 70 einen verringerten Durchmesser.
In die Nadelschaftbohrung 8 ist des weiteren im Bereich des
unteren Abschnitts 72 des Nadelschaftes 7, das heißt am vor
deren bzw. unteren Ende der Nadelschaftbohrung 8, eine Füh
rungshülse 12 eingesetzt. Die Führungshülse 12 ist ein sepa
rates Element, das außerhalb des Düsenkörpers 1 exakt bear
beitet und mit dem jeweiligen Nadelschaft 7 gepaart werden
kann, so daß der Innendurchmesser der Führungshülse 12 präzi
se an den Außendurchmesser des unteren, vorderen Abschnitts
72 des Nadelschaftes 7 angepaßt ist. Nach dem Einsetzen der
Düsennadel 2 mit der zugehörigen Führungshülse 12 in den Dü
senkörper 1 wird der Nadelschaft 7 an seinem vorderen Ende in
unmittelbarer Nähe des Konusses 9 und der Einspritzlöcher 11
genau geführt.
Die Führungshülse 12 ist an ihrer Vorderseite kegelförmig
ausgestaltet, das heißt sie weist an ihrem vorderen Ende ei
nen konischen Ansatz 14 auf, der dafür vorgesehen ist, mit
dem kegeligen Düsensitz bzw. der konischen Fläche 10 im Dü
senkörper 1 in Eingriff zu kommen. Die Führungshülse 12 und
damit der Nadelschaft 7 wird durch diesen Kegelsitz bezüglich
der Einspritzlöcher 11 genau zentriert.
Bei der Ausführungsform der Fig. 2A und 2B ist die Führungs
hülse 12 mit Preßsitz in die Nadelschaftbohrung 8 eingesetzt.
Die Führungshülse 12 wird durch Verstemmen oder dergleichen
mit der Nadelschaftbohrung 8 fest verbunden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3A und 3B wird die Führungs
hülse 12 von einer Feder 15 an ihrer Oberseite in ihren Ke
gelsitz gedrückt. Die Feder 15 stützt sich an der Düsennadel
2 an einer Schulter 16 am Übergang vom oberen Abschnitt 70
des Nadelschaftes 7 zu dessen unterem Abschnitt 72 ab. Auch
bei dieser Ausführungsform wird, wie in der Fig. 3B deutlich
gezeigt, die Führungshülse 12 nicht von der Nadelschaftboh
rung 8, sondern vom Kegelsitz an der konischen Fläche 10 zen
triert.
Wie in der Fig. 4 gezeigt, ist die Führungshülse 12 an ihrer
Innenseite mit Kraftstoffkanälen 17 versehen, durch die der
Kraftstoff beim Einspritzvorgang längs des Nadelschaftes 7 zu
den Einspritzlöchern 11 strömen kann.
Die Kraftstoffkanäle können alternativ auch an der Außenseite
der Führungshülse 12 ausgebildet sein und/oder durch Bohrun
gen in der Führungshülse gebildet werden (vgl. Fig. 3B).
Claims (6)
1. Einspritzventil für die Einspritzung von Kraftstoff in
den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Dü
senkörper (1) und einer Düsennadel (2), die längsbeweglich in
eine Führungsbohrung (3) des Düsenkörpers (1) eingesetzt ist
und die einen Nadelschaft (7) aufweist, der sich in einer Na
delschaftbohrung (8), deren Durchmesser größer ist als der
Durchmesser des Nadelschaftes (7), von einer Druckkammer (4)
im Düsenkörper (1) bis zu einem konischen Sitz mit einer ko
nischen Dichtfläche (10) erstreckt, wobei die Düsennadel den
Kraftstofffluß zu Kraftstoff-Einspritzlöchern (11) am vorde
ren Ende des Düsenkörpers (1) freigibt bzw. versperrt, wobei
eine Führungshülse (12) vorgesehen ist, die in die Nadel
schaftbohrung (8) des Düsenkörpers (1) eingesetzt ist und die
den Nadelschaft (7) der Düsennadel (2) in der Nadelschaftboh
rung (8) führt, wobei die Führungshülse (12) am vorderen, un
teren Ende der Nadelschaftbohrung (8) angrenzend an den koni
schen Sitz mit der konischen Dichtfläche (10) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (12) fest mit
der Nadelschaftbohrung (8) verbunden ist.
2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungshülse (12) angrenzend an den konischen Sitz
einen konischen Ansatz (14) aufweist, der sich bis in den Be
reich der konischen Dichtfläche (10) erstreckt.
3. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungshülse (12) Kanäle (17) bzw. Bohrungen für den
Durchgang des Kraftstoffes von der Nadelschaftbohrung (8) zu
den Einspritzlöchern (11) aufweist.
4. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Nadelschaft (7) einen oberen Abschnitt (70) und einen
unteren Abschnitt (72) mit verringertem Durchmesser umfaßt.
5. Einspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Führungshülse (12) und einer Schulter (16)
zwischen dem oberen Abschnitt (70) und dem unteren Abschnitt
(72) des Nadelschaftes (7) eine Feder (15) eingesetzt ist.
6. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einspritzventil eine Sitzlochdüse ist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE1998123939 DE19823939C2 (de) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | Kraftstoff-Einspritzventil mit Führungshülse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
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DE19823939A1 DE19823939A1 (de) | 1999-12-30 |
DE19823939C2 true DE19823939C2 (de) | 2000-04-13 |
Family
ID=7869223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998123939 Expired - Fee Related DE19823939C2 (de) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | Kraftstoff-Einspritzventil mit Führungshülse |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19823939C2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2799706A1 (de) * | 2013-05-01 | 2014-11-05 | Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. | Einspritzdüse |
GB201513643D0 (en) * | 2015-08-03 | 2015-09-16 | Delphi Int Operations Lux Srl | Injection nozzle |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9301992U1 (de) * | 1993-02-12 | 1994-06-16 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen |
-
1998
- 1998-05-28 DE DE1998123939 patent/DE19823939C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9301992U1 (de) * | 1993-02-12 | 1994-06-16 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen |
Also Published As
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DE19823939A1 (de) | 1999-12-30 |
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