DE2807052C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Einspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Deratige Ventile sind insbesondere für Nieder­ druck-Zentraleinspritzanlagen vorgesehen, bei denen der Krafstoff hinter der Drosselklappe in die Ansaugleitung der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Bei diesen Anlagen wird eine gute Aufbereitung des Kraftstoffes gefordert, damit der zerstäubte Kraftstoff von der angesaugten Luft mitgetragen und den nacheinander ansaugenden Zweig­ rohren der Ansaugleitung gleichmäßig zugeführt wird. Die Aufrecht­ erhaltung einer ständigen Drallbewegung des Kraftstoffs in dem der Abspritzöffnung vorgelagerten Drallraum hat zur Folge, daß bereits bei Beginn eines jeden Öffnungshubes des Ventils die Drallenergie für eine feine Verteilung des Kraftstoffs vorhanden ist, was insbe­ sondere bei Anlagen mit besonders kurzen Einspritzimpulsen von gro­ ßem Vorteil ist.

Ein derartiges Kraftstoffeinspritzventil ist aus der Patentschrift US-PS 32 41 768 bekannt. In jeder Stellung der Ventilnadel findet ein Rückfluß des Kraftstoffes über Rücklaufbohrungen statt. Dabei wird zwar der Drall des Kraftstoffes in dem der Abspritzöffnung vor­ gelagerten Drallraum ständig aufrechterhalten, jedoch ist die Zumes­ sung des zur Abspritzung gelangenden Kraftstoffes ungenau, weil sie sich aus der Differenz von zuströmendem und über die Rücklaufbohrun­ gen abströmenden Kraftstoff ergibt. Es wird also nur ein Teil der Drallenergie zur Aufbereitung des Kraftstoffes verwendet. Zur Ver­ besserung des Abspritzverhaltens während der Öffnungsphase wird in der US-PS 32 41 768 vorgeschlagen, den Schließkörper in einem Zap­ fen auslaufen zu lassen, welcher zumindest teilweise in die Ab­ spritzöffnung ragt.

Ein während des Abspritzvorganges den Kraftstoffrückfluß sperrendes Ventilteil ist aus der Patentschrift DE-PS 7 12 978 bekannt. Es han­ delt sich dabei jedoch um ein durchgesteuertes Diesel-Einspritzven­ til ohne Drallaufbereitung. Mit diesem Ventil ist die bei Fahrzeugen mit Gemischverdichtung erwünschte gute Verteilung der abgespritzten Kraftstoffpartikel nicht erreichbar, da der Kraftstoff in Form eines Schnurstrahles aus einer sehr schmalen Abspritzöffnung austritt.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritz­ ventil zu entwickeln, welches unter Aufrechterhaltung eines dauern­ den Dralls des Kraftstoffes in einem der Abspritzöffnung vorglager­ ten Drallraum bereits in der Aufbauphase eine genügend feine Vertei­ lung des Spritzstrahles ermöglicht. Dabei soll die Dosierung der ab­ gespritzten Kraftstoffmenge bereits bei Abspritzbeginn genaue, reproduzierbare Werte erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichenden Merk­ male des Hauptanspruches gelöst. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß während des Einspritzvorgangs ein Rückfließen des Kraftstoffes unterbunden wird, wodurch sich die Einspritzmenge genau dosieren läßt und die gesamte Drallenergie zur Aufbereitung des Kraftstoffes zur Verfügung steht, so daß der Spritzstrahl bereits in der Aufbau­ phase eine genügend feine Verteilung erfährt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Einspritzventiles möglich. Die Zumessung des Kraftstoffs kann zweckmäßig durch mindestens eine Drosselstelle in der Zuleitung zum Drallraum im Inneren des Ventiles erfolgen, wodurch das Ventil verschmutzungsunempfindlich wird.

Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge­ stellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Kraftstoff-Einspritzventil im Längs­ schnitt,

Fig. 2 Einzelheiten des Ventils nach Fig. 1 in größerem Maßstab und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

Beschreibung der Erfindung

Das Ventil nach den Fig. 1 bis 3 hat ein topfartiges Ge­ häuse 1 mit einem Boden 2 , in welchen eine Abspritzöffnung 3 mit einem Ventilsitz 4 gebildet ist. Das Gehäuse 1 ist unter Zwischenlage einer Scheibe 5 an einem Eisenflansch 6 befe­ stigt, der einen ringförmigen Ansatz 7 hat, an welchem eine Hülse 8 aus nicht magnetisierbarem Material angeschweißt ist. Auf der Hülse 8 und dem Ansatz 7 sitzt eine Magnetspule 10, die von einem glockenförmigen Eisenmantel 11 umgeben ist. In die Hülse 8 ragt ein Weicheisenkern 12, der eine zentrale Bohrung 13 hat und nach außen zu einem Anschlußrohr 14 für eine Kraftstoffleitung verlängert ist. Der Eisenmantel 11 bildet einen magnetischen Rückschluß zwischen Flansch 6 und Weicheisenkern 2.

Dem Weicheisenkern 12 steht ein Anker 16 axial gegenüber, der in der Hülse 8 und dem Flansch 6 mit Spiel geführt ist. Mit dem Anker 16 ist eine Ventilnadel 17 verbunden, die einen als Schließkörper für die Abspritzöffnung 3 dienenden Kopf 18 trägt. Die Ventilnadel 17 ist in der Bohrung 19 einer Buchse 20 geführt, welche passend in das Ventilgehäuse 1 eingesteckt ist. An einer Stirnseite hat die Buchse 20 einen Ringbund 21, auf welchen ein Ringkörper 22 aufgepreßt ist, dessen Außen­ durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 1 ist. Der Ringkörper 22 liegt am Boden 2 des Gehäuses 1 innen an. Eine an der Scheibe 5 sich abstützende Tellerfeder 23 hält den Ringkörper 22 und die Buchse spielfrei im Gehäuse 1 fest. Zwischen Anker 16 und einer in das Anschlußrohr 14 eingepaßten Buchse 24 ist eine Feder 25 eingespannt, welche die Ventilnadel 17 gegen den Ventilsitz 4 an der Abspritzöff­ nung 3 zu drücken sucht. Die Magnetspule 10 hat einen An­ schlußkontakt 26, der von einer Kunststoffbuchse 27 umgeben ist, welche am Mantel 11 und am Anschlußrohr 14 verankert ist.

Das Ventil hat an der Abspritzöffnung 3 einen sogenannten Drallraum 30, in welchem sich der Kraftstoff ständig - also auch bei geschlossenem Ventil - in einer Drallbewegung befin­ det. Zu diesem Zweck ist das Ventil mit zwei Kraftstoffan­ schlüssen versehen, von denen der eine mit der Hochdruckseite und der andere mit der Niederdruckseite der Kraftstoff-För­ derpumpe zu verbinden ist. Das Ventil wird somit ständig von Kraftstoff durchströmt, so daß bei Beginn eines Öffnungshu­ bes der für eine gute Aufbereitung des Kraftstoffs notwendige Drall bereits vorhanden ist.

Die Zuleitung des Kraftstoffs zum Drallraum 30 erfolgt über eine Radialbohrung 31 im Gehäuse 1, welche bei eingebautem Ventil von einer nicht dargestellte, auf das Gehäuse nicht aufgespannten und mit einer Zuleitung versehenen Ringman­ schette überdeckt ist. Der Radialbohrung 31 steht eine Ring­ nut 32 in der Buchse 20 gegenüber, die über mehrere gleich­ mäßig verteilte Abflachungen 33 am Umfang der Buchse 20 mit einem Ringraum 34 zwischen Gehäuse 1 und Ringkörper 22 verbun­ den ist. Der Ringraum 34 ist über zwei Bohrungen 35 im Ring­ körper 22 mit dem Drallraum 30 verbunden. Die Bohrungen 35 sind als Zumeßbohrungen mit genau kalibriertem Durchmesser ausge­ führt, parallel zueinander angeordnet und je um das Maß a aus einer Längsebene b des Ventils versetzt (Fig. 3). Vom Drall­ raum 30 gelangt der Kraftstoff bei geschlossener Abspritzöff­ nung 3 in die Bohrung 19, in welcher die Ventilnadel 17 ge­ führt ist. Die Bohrung 19 ist über das Spiel zwischen dem An­ ker 16 und seiner Führung mit der Bohrung 13 im Anschluß­ stutzen 14 verbunden, der im vorliegenden Fall zum Anschluß einer Rückführleitung zur Förderpumpe dient.

Das Ventil ist mit einem Hilfsventil in der vom Drallraum 30 zur Förderpumpe führenden Rücklaufleitung versehen, welches die Rücklaufleitung schließt, wenn die Abspritzöffnung 3 ge­ öffnet ist, und umgekehrt. Das Hilfsventil ist unmittelbar am Ausgang des Drallraums 30 gebildet, wobei der Kopf 18 der Ven­ tilnadel 17 zugleich als Schließkörper für das Ventil an der Abspritzöffnung 3 und als Schließkörper des Hilfsventils dient. Der Kopf 18 ist zu diesem Zweck auf seiner von der Abspritz­ öffnung 3 abgekehrten Seite mit einer Ringschulter 40 versehen, welche mit dem Rand 41 der Bohrung 19 in der Buchse 20 als Ventilsitz und als Mittel zur Begrenzung des Öffnungshubes der Ventilnadel 17 zusammenwirkt.

Der Kopf 18 der Ventilnadel 17 ist erfindungsgemäß mit einem Zapfen 42 versehen, der in die hinter dem Ventilsitz begin­ nende Abspritzöffnung 3 mit Spiel hineinragt. Der Durchmesser des Zapfens 42 ist so gegenüer dem Durchmesser der Abspritz­ öffnung 3 abgestimmt, daß der Kraftstoff in der Abspritzöff­ nung keine weitere Drosselung erfährt und die Zumeßfunktion der kalibrierten Bohrungen 35 nicht beeinträchtigt wird.

Bei geschlossenem Ventil wird der Kraftstoff im Drallraum 30 ständig in Drallbewegung gehalten, wobei der in der Bohrung 31 zugeführte Kraftstoff über das Anschlußrohr 14 nach hinten wieder abgeführt wird. Im angezogenen Zustand der Ventilnadel 17 wird der Rückfluß des Kraftstoffs durch Schließen der Boh­ rung 19 unterbrochen, so daß die gesamte Drallenergie dem durch die Abspritzöffnung 3 austretenden Kraftstoff und des­ sen Zerstäubung zugute kommt. Dabei wird schon in der Aufbau­ phase eines jeden Spritzstrahles dank der Anordnung des Zapfens 42 eine feine Verteilung des Kraftstoffs erzielt. Die Zumes­ sung wird nicht verändert, weil sie nach wie vor durch die Zumeßbohrungen 35 erfolgt. Das beschriebene Ventil ist auch verschmutzungsunempfindlich, weil die Zumeßquerschnitte im Inneren des Ventils liegen.

Claims (3)

1. Elektromagnetisches Kraftstoff-Einspritzventil für Brennkraft­ maschinen, insbesondere Fahrzeugmotoren mit Saugrohreinspritzung, mit einer in einer Bohrung geführten Ventilnadel, deren mit einem Ventilsitz zusammenwirkender Schließkörper einen in die hinter dem Ventilsitz gebildete Abspritzöffnung hineinragenden Zapfen hat, und mit einem dem Ventilsitz vorgelagerten Drallraum, in welchen der Kraftstoff über mindestens eine Zulaufbohrung drallerzeugend ein­ tritt, und welcher zum Zweck einer ständigen Kraftstoffdurchströmung eine Rücklaufbohrung hat, die mit einer Rückleitung zur druckerzeu­ genden Förderpumpe verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Rücklaufbohrung die die Ventilnadel (17) führende Bohrung (19) dient und der Schließkörper (18) der Ventilnadel (17) eine der Abspritzöffnung (3) abgekehrte Ringschulter (40) aufweist, welche zusammen mit einem an der Einmündung der Bohrung (19) in den Drall­ raum (30) gebildeten Rand (41) den Öffnungshub der Ventilnadel (17) begrenzt und ein Hilfsventil bildet, das die Bohrung (19) die Abspritzöff­ nung (3) freigibt und die Bohrung (19) mit dem Drallraum (30) ver­ bindet, wenn der Schließkörper (18) die Abspritzöffnung (3) ver­ schließt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallraum (30) von einem Ringraum (34) im Ventilgehäuse (1) umgeben ist, der mit dem Kraftstoffzufuhranschluß (31) verbunden ist und von dem aus der Kraftstoff über mindestens annähernd tangential in den Drallraum (30) einmündende Zulaufbohrungen (35) in den Drallraum gelangt.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Ring­ raum (34) in den Drallraum (30) führenden tangentialen Zulaufbohrun­ gen (35) als Drosselstellen ausgebildet sind und die Zumessung des Kraftstoffs bewirken.