DE3000622A1

DE3000622A1 - Elektromagnetisches kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE3000622A1
Application number: DE19803000622
Authority: DE
Inventors: Albert Blatter; Gary Lee Casey; William Benjamin Claxton; John Allen Miller
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1980-01-09
Publication date: 1980-09-18
Also published as: AU532777B2; JPS55104564A; IT1129548B; FR2447470B1; GB2039993A; AU5502180A; CA1132417A; IT8019272A0; GB2039993B; FR2447470A1

Description

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Elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzsystem

Dia Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzsystem .

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventile und ist genauer gesagt auf ein schnell wirkendes Einspritzventil mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und mit einem vorhersagbaren Strömungsbild gerichtet.

Elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventile werden in großem Ausmaß bei der Dosierung von Kraftstoff eingesetzt. Dies trifft sowohl für Einpunkij- als auch Mehrpunktsysteme zu, bei denen eine elektronische Steuervorrichtung ein Signal erzeugt, dessen Impulslänge für die in eine Verbrennungskraftmaschine zu dosierende Kraftstoffmenge repräsentativ ist. Die Ventile öffnen und schließen Dosieröffnungen für unter Druck stehenden Kraftstoff, die in die Luftzuführbahnen des Motors einmünden. Dies geschieht mittels eines Solenoid-betätigten Ankers, der auf das elektronische Signal anspricht. Die Menge des eingespritzten Kraftstoffes kann genau auf die Betriebsbedingungen des Motors abgestimmt werden, indem der Kraftstoffdruck, die Öffnungsgröße und die Dauer des

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Einspritzvorganges gesteuert werden. Aufgrund von neueren Entwicklungen haben die Einspritzsysteme sehr genaue Dosiereigenschaften erreicht und wirken sehr schnell. Diese Vorteile tragen dazu bei, daß durch die elektronische Kraftstoffdosierung die Wirtschaftlichkeit und das Laufverhalten von Verbrennungsmotoren weiter verbessert und deren Abgasentwicklung weiter verringert werden kann.

Die gegenwärtig vorhandenen elektromagnetischen Einspritzsysteme werden gewöhnlich in zwei Abschnitte aufgeteilt, bei denen der erste Abschnitt oder die Statoreinrichtungen eine Magnetkraft zur Steuerung des zweiten Abschnittes oder der Ventileinheit, die den Kraftstoff dosiert, erzeugen. Die beiden Abschnitte sind über einen magnetisch anziehbaren Anker miteinander gekoppelt, der physikalisch mit einem Ventilelement verbunden ist. Das Ventilelement iat normalerweise im abgeschalteten Zustand des Systems durch eine Schließfeder gegen einen Ventilsitz vorgespannt und wird durch das Einwirken der Magnetkraft geöffnet.

Bei vielen dieser Einspritzventile wird unter Druck stehender Kraftstoff einer Eintrittsöffnung am Statorende zugeführt. Der Kraftstoff strömt dann in einer allgemein konzentrischen mittleren Bahn durch den Hauptteil des Systems zur Ventileinheit. Diese Systeme werden gewöhnlich als Einspritzsysteme mit Zuführung am oberen Ende bezeichnet· Es sind auch andere Systeme hergestellt

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worden, bei denen Kraftstoff unter niedrigen Drücken dem Ende der Ventileinheit zugeführt wird. Diese Systeme werden gewöhnlich als Einspritzsysteme mit Zuführung am unteren Ende bezeichnet. Durch den niedrigeren Kraftstoffdruck der letztgenannten Einspritz— systeme wird eine weniger teure Kraftstoffpumpe und ein weniger teures Drucksystem benötigt als bei Einspritzsystemen mit Zuführung am oberen Ende. Des weiteren können bei einem Einspritzsystem mit Zuführung am unteren Ende flexiblere Montageverfahren vorteilhaft eingesetzt werden. Ee ist bekannt, daß solche Einspritzsysteme mit Zuführung am unteren Ende entweder bei Einpunktoder Mehrpunktayetemen Verwendung finden können.

Beispiele von Einspritzsystemen mit Zuführung am unteren Ende sowie deren Konstruktionen für zwei Einpunktsysteme sind in den amerikanischen Patentanmeldungen 956 693 vom 1. November 1978 und 875 832 vom 7. Februar 1978 beschrieben.

Diese Einspritzsysteme dosieren über einen Zeitraum, in dem der Ventilmechanismus offen ist, Kraftstoff und weisen eine statische Strömungsgeschwindigkeit auf, die von der Größe der Ausgangsöffnung abhängt. Relativ geringe Änderungen der Dosieräffnungsgröße können die Strömungsgeschwindigkeit der Einspritzsysteme beträchtlich verändern, so daß daher die Größe der Austritteöffnung genau re guliert werden muß. In der amerikanischen Patentanmeldung 956 693

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ist eine Einrichtung beschrieben, durch die die statische Strömungsgeschwindigkeit des Systems nach der Montage abgestimmt werden kann, ohne die Austrittsöffnung aufbohren zu müssen, falls deren Große Abweichungen aufweisen sollte. Andere Einspritz— systeme vor diesem wurden auf relativ teure Art und Weiee wieder aufgearbeitet, wenn die statische Strömungsgeschwindigkeit außerhalb des Toleranzbereiches lag.

Auch mit dieser Abstimmung der Strömungsgeschwindigkeit kann das Einspritzsystem der amerikanischen Patentanmeldung 956 693 nach normalem Betrieb Abweichungen von der einmal eingestellten statischen Strömungsgeschwindigkeit aufweisen. In der Austrittsöffnung des Einspritzsystems können sich Verschmutzungen von verdunstetem Kraftstoff und im Luftstrom enthaltene Fremdpartikel absetzen_f die eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit verursachen· Es findet nahezu immer eine gewisse Ansammlung von Schmutzpartikeln an der Spitze des Ventils nach ausgedehntem Einsatz in einer "feindlichen" Motorumgebung statt. Dies trifft insbesondere bei Niederdruckeinspritzsystemen mit Zuführung am unteren Ende zu, bei denen die Kraft des Kraftstoffes durch die Austritts-

kann,

öffnung nicht groß genug sein/ um Verschmutzungen von der Austrittsöffnung zu entfernen. Es wäre daher höchst wünschenswert, die Vorteile einer System— und Öffnungsabstimmung zu erreichen, ohne die Strömungsgeschwindigkeit des Systems auf dem Durchmesser der Austrittsöffnung basieren zu lassen, der sich mit zunehmender Verschmutzung ändern kann»

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Des weiteren ist in der amerikanischen Patentanmeldung 956 ein schnell wirkendes Ventil beschrieben, das aufgrund seiner Kombination eines Ankers und Nadelventils mit niedriger Masse seinen dynamischen Arbeitszyklus im Millisekundenbereich durchführen kann. Andere solche Kombinationen aus einem Anker niedriger Masse und einem Nadelventil sind in der amerikanischen Patentanmeldung 940 522 vom 8« September 197Θ beschrieben.

Obgleich diese Einspritzventile Kombinationen aus einem Anker und einem Nadelventil aufweisen, die eine besonders geringe
Masse besitzen und zufriedenstellend arbeiten, machen sie jedoch eine Bearbeitung der Lagerflächen ihrer Mittelabschnitte erforderlich, um die gewünschten Ergebnisse zu erreichen. Es sind
genau bearbeitete und glatte Mittelabschnitte erforderlich, da die Lagerflächen konzentrisch gleiten müssen, um das Ventilelement aus Abdichtungsgründen sicher in einem konischen Ventilsitz zentrieren zu können.

Ein anderes Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Kombination aus einem Anker geringer Masse und einem Ventilelement ist in der US-PS 4 030 6ΒΘ beschrieben. Diese Veröffentlichung lehrt die Verwendung eines Kugelventiles am Ende eines flexiblen Schaftee, das an einen konischen Ventilsitz angepaßt ist, der kalibriert worden ist. Die aus Anker und Ventilelement bestehende Kombination dieses Einspritzventils besitzt ebenfalls aus Führungsgründen

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Lagerflächen am Mittelabschnitt, obgleich sie ein selbstzentrierendes Ventil aufweist. Folglich ist diese Kombination aus Einspritzventilelement und Anker in ihrer Konstruktion ziemlich kompliziert und in erster Linie für ein Einspritzsystem mit Zuführung am oberen Ende geeignet. Es wäre wünschenswert, ein Einspritzsystem mit Zuführung am unteren Ende zur Verfugung zu stellen, das eine Kombination aus Ventilelement und Anker mit niedriger Masse und selbstzentrierenden Eigenschaften aufweist und das keine genau bearbeiteten Lagerflächen an seinem Mittelabschnitt erforderlich macht.

Obwohl die vorstehend beschriebenen Einspritzsysteme entweder bei Einpunkt— oder Mehrpunktsystemen Anwendung finden können, setzen sich Einpunktsysteme mehr und mehr durch. Ein solches Einpunktsystem, das gegenwärtig eine weite Verbreitung gefunden hat, benötigt ein elektromagnetisches Einspritzventil, das oberhalb der Drosselklappe der Luftzuführungsbahn für den Verbrennungsmotor montiert ist. Wenn das Ventil in dieser Weise angeordnet ist, ist das beste Sprühmuster für das Ventil entweder ein Muster mit vollständiger Zerstäubung oder ein Muster in der Art eines Weitwinkligen Hohlkegels· Das letztgenannte Muster wird als Hohlkegelmuster bezeichnet, da ein großer Teil des eingespritzten Kraftstoffes zwischen einem inneren und einem äußeren Kegelwinkel gehalten wird, deren Scheitelpunkte eich im wesentlichen am

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Einspritzpunkt befinden. Ein derartiges Hohlkegelmuster ist bei der vorstehend erwähnten Drosselklappeneinspritzung von Vorteil, da es die Seiten der Drosselbohrung oder der Drosselplatten im wesentlichen nicht benetzt und den Kraftstoff in die turbulent strömende Luft zwischen der Drosselklappe und der Bon— rungswand richtet, so daß eine ausgezeichnete Mischung und Zerstäubung vor der Einführung in den Verbrennungsmotor stattfinden kann.

Eines der Verfahren zur Erzeugung des Weitwinkelsprühmusters besteht in der Herstellung eines Wirbels vom Einspritzventil, der den Kraftstoff im wesentlichen gleichmäßig zwischen den gewünschten Winkeln verteilt. In der amerikanischen Patentanmeldung 956 693 ist eine Reihe von Möglichkeiten zur Erzeugung eines derartigen Wirbels beschrieben, die für die Herstellung von Weitwinkelsprühmustern geeignet sind. Des weiteren ist in der US-PS 3 241 168 eine Einrichtung zur Erzeugung eines Wirbels zusammen mit einer Wirbelkammer bei einem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzsystem offenbart.

Gemäß den beiden zuletzt erwähnten Vorschlägen werden jedoch Weitwinkelsprühmuster erzeugt, deren Regulierung bei geringeren Impulslängen für die Einspritzsysteme schwierig ist. Beide Ausführungsformen besitzen Wirbelkammern, die relativ große

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Restvolumen aufweisen, wenn sich das Einspritzsystem außer
Betrieb befindet. Wenn das Ventil geöffnet wird, findet eine
gewisse Verzögerung statt, bevor das Sprühmuster wieder hergestellt ist und der Wirbel aufgebaut werden kann. In der US-PS
3 241 16B wird dieses Problem dadurch gBlöst, daß eine komplizierte Rückführbahn verwendet wird, um den Kraftstoff durch die Wirbelkammer kontinuierlich zu bewegen, wenn das Ventil geschlossen ist. Diese Einspritzsysteme dosieren auch Kraftstoff mit ihren Austrittsöffnungen, was sie, wie vorstehend erwähnt, für Verschmutzungsprobleme anfällig macht. Die Ventilelemente
dieser Einspritzsysteme erstrecken sich des weiteren über eine beträchtliche Strecke in die Ventilsitze hinein. Diese Verlängerung neigt tJazu, den dort gebildeten Wirbel zu zerstören. Der verwirbelte Kraftstoff besitzt die Neigung, an den Oberflächen der Ventilspitze entlangzuziehen, so daß somit sein Drehmoment verringert wird.

Es wäre daher wünschenswert, nicht nur ein Einspritzsystem mit einer Wirbelkammer mit minimalem Restvolumen, sondern auch ein solches vorzusehen, das ein Einspritzventilelement aufweist,
das sich nicht wesentlich in den Ventilsitz hineinerstreckt.

Da man eine Konstruktion bevorzugt, die sowohl in Einpunkt- als auch in Mehrpunktsystemen eingesetzt werden kann und da eine

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Vielzahl von beiden Ausführungsformen existiert bzw. noch entwickelt werden wird, wäre es höchst wünschenswert, den Einspritzwinkel des Einspritzventils bei dem bevorzugten Hohlkegelmuster über einen breiten Bereich regulieren zu können. Allgemein läßt sich bei Einpunktsystamen sagen, je weiter das Einspritzventil von der Drosselklappe entfernt ist, desto enger ist der Einspritzwinkel. Auch bei den meisten Wehrpunktsystemen kann ein sehr enges Sprühmustar Anwendung finden· Breitere Sprühmuster können eingesetzt werden, wenn das Einspritzventil näher an der Drosselklappe angeordnet ist, was bei vielen anderen Einpunktsystemen dar Fall ist.

Eine breite Regulierung des Einspritzwinkels mit einem einzigen üblichen Konstruktionselement des Einspritzventils ist bei niedrigem Druck und einem Ventil mit hoher Strömungsgeschwindigkeit mit Schwierigkeiten verbunden. Eine Möglichkeit zur Regulierung des Einspritzwinkels ist in der amerikanischen Patentanmeldung 940 522 beschrieben, bei der ein geschützter Drehbolzen Anwendung findet_v. der eine Ablenkfläche senkrecht zur Einspritzachse des Ventiles aufweist. Durch den Abstand von der Austrittsöffnung und den Durchmesser der Ablenkfläche wird der Einspritzwinkel über einen breiten Bereich der vorherrschenden Drücke und Strömungsgeschwindigkeiten variiert« Diese Ab— lenkfläche erfordert jedoch eine sehr genaue Bearbeitung und ist in der fertigen Konstruktion relativ empfindlich α

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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, mit dem ein regulierbares Sprühmuster über breite Druck- und Strömungsgeschwindigkeitsbereiche ohne den Einsatz eines derartigen Ablenkbolzens erreicht werden kann·

Hierzu schlägt die Erfindung ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzsystem vor, das erregbare Statoreinrichtungen zum Steuern der Bewegung eines Ventilelementes einer Ventileinheit aufweist, um das System zu öffnen und zu schließen und dadurch Kraftstoff zu dosieren. Die Ventileinheit umfaßt ein Ventilgehäuse, das eine Ventilgehäusebohrung aufweist, die in einem Ventilsitz endet, der mit einer Austrittsöffnung in Verbindung steht, ein Ventilelement, das ein Kugelventil einschließt, das in der Ventilgehäusebohrung hin- und herbeweglich angeordnet und in der Lage ist, durch die Abdichtung des Ventilsitzes mit dem Kugelventil die Austrittsöffnung zu verschliessen, eine Wirbelkammer, um den von der Austrittsöffnung abgegebenen Kraftstoffstrom mit einer Verwirbelungskomponente zu beaufschlagen, die tangential zur Sprühachse des Einspritzventils liegt, und Einrichtungen zur Zuführung von Kraftstoff von einer Druckquelle zu der Wirbelkammer, die mindestens eine Öffnung aufweisen, die eine Kraftstoffverbindung zwischen der Druckquelle und der Wirbelkammer herstellt\unmittelbar an der Grenzfläche des Kugelventils und des Ventilsitzes angeordnet ist.

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Die Erfindung wird nunmehr anhand van Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen;

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines

Einpunkteinspritzsystems mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten schnell wirkenden elektromagnetischen Einspritzventil mit hoher Strömungsgeschwindigkeit;

Fig. 2 einen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte elektromagnetische Einspritzventil;

Fig. 3 und 4 einen Quer- und Längsschnitt durch das Einspritz— ventilgehäuse, die die Anordnung der Kraftstoffeintrittsöffnungen bei einer Ausführungsform der Erfindung zeigen;

Fig. S und 6 einen Quer- und Längsschnitt eines Einspritzven— tilgehäuses, die die Anordnung der Kraftstoffeintrittsöffnungen bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigen;

Fig_e 7 und 8 einen Quer- und Längsschnitt durch ein Einspritzventilgehäuse, die die Kraftetoffeintrittsöffnungen bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen;

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Fig. 9 und 10 Längsschnitte durch weitere Ausführungsformen eines Ventilelementes für das in Fig. 2 dargestellte Einspritzventil.

In Fig» 1 ist ein elektronisches Einpunkt-Kraftstoffeinspritzsystem zur Dosierung von Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor dargestellt. Das System umfaßt ein elektromagnetisches Einspritzventil 10, das über zwei l_eiter 14,16 eines Verbindungsgliedes 12 an eine Steuereinheit 18 angeschlossen ist.-^flie Steuereinheit 18 kann eine Vielzahl von Betriebsparametern für den Motor eingegeben werden, einschließlich der Drehzahl (UpM), mit der der Motor lauft, des absoluten Druckes im Ansaugkrummer (ADA), der Temperatur der zugeführten Luft und der Kühlmitteltemperatur des Motors. Dies kann über übliche Sensoren und die Eingangsleitungen 15a-d geschehen.

Das Einspritzventil 10 ist in eine Ummantelung 22 eingepaßt, die in einer einzigen Luftansaugbohrung 34 eines Drosselkörpers 25, der mit einem Ansaugkrümmer 42 des Verbrennungsmotors (nicht gezeigt) in Verbindung steht, mittig angeordnet ist. Bei Drosselkörpern mit mehreren Luftansaugbohrungen kann ein Einspritzventil pro Bohrung eingesetzt werden. Der Luftzustrom für den Motor wird über eine übliche Drosselklappe 30 reguliert, die drehbar unterhalb der Ummantelung 22 angeordnet ist.

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Nach dem Ertasten der einzelnen Betriebsbedingungen des Motors errechnet die Steuereinheit 18 elektronische Einspritzsignale einer Impulslänge, die für die für den Einspritzvorgang gewünschte Kraftstaffmenge repräsentativ ist» und überträgt diese Signale über das Verbindungsglied 12 auf das Einspritzventil 10. Das Einspritzventil öffnet und schließt sich in Ansprache auf die vordere und fiintere Kante des Impulssignalea und dosiert auf diese Weise Kraftstoff aus der Ummantelung 22 in den eintretenden 4_Hifts"crom*

Der Kraftstoff wird in einem Weitwlnkelsprühmuster abgegeben, um eine optimale Mischung mit der eintretenden Luft und Abgabe in den Ansaugkrümmer zu erzielen. Ourch das Weitwinkel— oder Hohlkegelsprühmuster wird im wesentlichen der ganze eingespritzte Kraftstoff auf den Bereich gerichtet, der zwischen der offenen Drosselklappe und der Bohrung 34 vorhanden ist.

Unter Druck stehender Kraftstoff wird der ummantelung 22 über einen Kraftstoffeinlaß 20 zugeführt und wird durch des Innere der Ummantelung und danach zu einem Auslaßkanal 24 umgewälzt, wobei ein Druckregulator 40 den Systemdruck konstant hält. Verbrauchter Kraftstoff wird in einen Speicher zurückgeführt, beispielsweise den Kraftstofftank, von wo aus er unter Druck wieder der Ummantelung 22 zugeführt werden kann.

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Das Einspritzventil ist innerhalb der Ummantelung durch geeignete elastische Einrichtungen abgedichtet, beispielsweise durch einen O-Ring 28 am unteren Ende der Ummantelung und durch einen O-Ring 26, der gegen eine Schulter am oberen Ende der Ummantelung anliegt. Das Einspritzventil 10 wird durch eine Federklemme 36, die durch eine Schraube 38 fest angeordnet ist, in der Ummantelung 22 gegen die O-Ringe gedruckt. Ein Kraftstofffilter 27 kann mittels Gleitpassung am Einspritzventilende angeordnet werden, so daß er am unteren O-Ring 28 anliegt.

Ein derartiges gezeigtes Einpunkt-Kraftstoffeinspritzsystem ist besonders zum Betreiben eines 2,2 Liter-Motors mit vier Zylindern geeignet. Indem zweimal bei jeder Umdrehung oder einer Bewegung der Kurbelwelle um 180° eingespritzt wird, wird eine Luft/Kraftstoff-Menge für den Zündvorgang eines jeden Zylinders zur Verfügung gestellt. Der Einspritzvorgang wird vorzugsweise unter einem vorgegebenen Winkel in bezug auf einen bestimmten Betriebspunkt des Motors durchgeführt, beispielsweise unmittelbar vor dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders beim Ansaughub, und danach in bezug auf diesen Punkt zyklisch wiederholt. Die zeitliche Abstimmung des Einspritzvorganges unmittelbar vor dem Öffnen eines speziellen Einlaßventils macht ss möglich, daß ein großer Teil des dem speziellen Zylinder zugeführten Kraftstoff/Luft-Gemisches eingespritzt wird. Dadurch werden Kondensationsvorgänge weitgehend vermieden und Verteilungsfehler von Zylinder zu Zylinder weitgehend ausgeschaltet.

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Um einen Einspritzvorgang bei dem vorstehend beschriebenen System durchzuführen, ist ein Einspritzventil mit einer großen Einpunkt-Strömungsgeschwindigkeit van 400-6QQ cm /min und mit einer dynamischen Charakteristik erforderlich, die im Bereich von einer Millisekunde linear ist. Die Erfindung stellt ein solches elektromagnetisches Einspritzventil 10 mit einer vorteilhaften Konstruktion zur Verfügung·

In Fig- 2 ist das Einspritzventil 10 mit hoher Strömungsgeschwindigkeit im Schnitt dargestellt. Das Ventil umfaßt einen rohrförmigen Einspritzkörper 100, der aus auf Länge geschnittenen Nahtrohren oder nahtlosen Rohren hergestellt sein kann. Der Einspritzkörper 1Q0 ist zur Ausbildung einer Schulter 101 mit einem radial versetzten Krempenabschnitt 102 am vorderen Ende und zur Ausbildung einer Schulter 103 mit einem anderen radial versetzten Krempenabschnitt 104 am rückwärtigen Ende an jedem Ende kalt verformt worden. Da der rohrförmige Körper 100 einen Teil des Magnetkreises des Einspritzventiles darstellt, besteht er vorzugsweise aus einem Rohrmaterial aus niedrig gekohltem Standardstahl. Dieses Material weist eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit auf und liefert eine ausreichende magnetische Permeabilität bei niedrigen Kosten. Der Körper 100 sowie alle anderen Außenflächen des Einspritzventiles 10 können in üblicher Weise einer Behandlung zur Erhöhung des Widerstandes

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gegenüber Korrosion und Umweltschädigungen ausgesetzt werden.

Eine vordere Endkappe 106 ist mit einem mit einer mittleren Bohrung versehenen zylindrischen Korper versehen, der einen Flansch aufweist, welcher gegen die Schulter 101 stciUt, und ist durch Falten oder Rundhämmern der Krempe 1ü2 gegen eine am Flansch vorgesehene Konizität 10b positioniert. In ähnlicher Weise umfaßt eine hintere Endkappe 110 einen mit einer mittleren Bohrung versehenen Zylinderkörper, der mit einem Flansch ausgestattet ist, welcher gegen die Schulter 103 stößt und daran durch Verformung der Krempe 104, so daß sie sich an eine am Flansch der Kappe vorgesehene Konizität 112 anpaßt, befestigt ist.

Innerhalb der von der Innenwand des Einspritzkörpers 100 und den nach innen gerichteten Flächen der vorderen Endkappe und der hinteren Endkappe 110 gebildeten Kammer befindet sich ein allgemein länglich geformter Spulenkörper 114, der mit einer Vielzahl von Wicklungen aus einem Magnetdraht versehen ist, so daß eine Spule 116 gebildet wird. Die Spule 116 ist an einen Satz Anschlußstifte 120 (nur einer gezeigt) elektrisch angeschlossen, die sich durch eine ovalförmige Öffnung 122 in der hinteren Endkappe 110 nach hinten erstrecken und durch ein Verbindungsglied 11B geschützt sind, das einstückig als Teil

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des Spulenkurpers 114 geformt ist. Die Anschlußstifte 120 passen in geeignete Anschlüsse des Verbxndungsgliedes 12, so daij auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen dem Einspritzventil und der Steuereinheit 1Θ hergestellt ist.

Innerhalb des Spulenkörpers 114 erstreckt sich eine mittig angeordnete Längsbohrung 124, die im wesentlichen koaxial zu einer GewindeDuhrung 126 für die hintere Endkappe verläuft. Ein stabförmiges Kernelement 12B aus weichem magnetischen Material ist in die Endkappenbohrung 126 eingeschraubt und erstreckt sich im wesentlichen über die Länge der Spulenkorperbohrung. Das Kernelement 128 ist an seinem Gewindeende 130 geschlitzt, um eine Einstellung seiner Verlängerung in der Spulenkorperbohrung 124 zu ermöglichen. Durch die Einstellung des Kernelementes wird die anfängliche Grüße des Luftspaltes und damit das Ventilhubes festgelegt. Eine Stellschraube 132 ist in eine Innenbohrung des Kernelementes 126 eingeschraubt, um eine Einstellung der Schließkraft des Ventiles und der Schließzeit desselben mittels eines Stiftes 140 zu ermöglichen, der sich gegen ein Kugelelement 136 bewegt.

Die Innenbohrung des Kernelementes 128 ist durch einen O-Ring 13Θ abgedichtet, der über den Stift 140 geschoben ist und eine Abdichtung in bezug auf die Innenfläche der Bohrung vorsieht. Die Spulenkorperbohrung 124 ist an der Innenseite der hinteren

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Endkappe 110 durch einen Q-Ring 139 hydraulisch abgedichtet, und der Rohrkörper 100 ist an der vorderen Endkappe 105 über einen O-Ring 141 hydraulisch abgedichtet.

Innerhalb der mittleren Bohrung der vorderen EndKappe 106 ist eine einzige Stufe angeordnet, die die Bohrung in eine Ankerführungsbohrung 142 und eine Montagebohrung 144 aufteilt. Ein Ventilgehäuse 146 ist in der Montagebohrung 144 angeordnet und stößt gegen die an der Abstufung ausgebildete Innenschulter 145. Das Ventilgehäuse 146 ist fixiert, indem der vordere Rand der Montagebohrung 144 über eine Abfasung im Ventilgehäuse 146 gebogen ist. Das Ventilgehäuse 146 weist eine mittig angeordnete längliche Ventilgehäusebohrung 148 auf, die an einem Ende mit der Ankerführungsbohrung 142 in Verbindung steht und am anderen Ende in einem konischen Ventilsitz und einer zylindrischen Austrittsöffnung 154 endet.

In der Ventilgehäusebohrung 148 befindet sich ein hin- und herbewegliches VentÜBlement 159, das einen flexiblen Schaft umfaßt, der an einem Ende mit einem magnetisch anziehbaren becherförmigen Anker 162 und am anderen Ende mit einem Kugelventil 164 verbunden ist. Das Kugelventil 164 besitzt mindestens eine halbkugelförmige Dichtungsfläche 165, die vorzugsweise an einen kalibrierten Abschnitt des konischen Ventilsitzes 150 angepaßt ist. Der Ventilsitz 165 ist mit einer größeren Kugelfläche kalibriert worden, damit sich

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das Kugelventil 164 gegen den unteren kreisförmigen Rand setzen kann. Alternativ dazu kann der Ventilsitz 150 in üblicher Weise feingeschliffen werden, wo er eine dichte Verbindung mit dem Kugelventil bildet.

Durch die kugelförmige Ausgestaltung der Dichtungsfläche 165 kann sich das Ventilelement sicher gegen den Ventilsitz 150 setzen, und zwar auch dann, wenn das Ventilelement in geringem MaJe nicht konzentrisch schließt. Der Schaft 159 kann auch in geringfügiger Weise gebogen sein, um zur Abdichtung des Kugel— ventils 164 beim Schließen desselben beizutragen. Dadurch wird ein selbstzentrierendes Ventil geschaffen, ohne daß die bei Ventilen des Standes des Technik verwendeten mittleren Ab schnitte benötigt werden.

Der becherförmige Anker 162 nimmt eine Schließfeder 137 auf, die innerhalb einer Montageausnehmung 147 für die Feder angeordnet ist. Der Anker 162 ist von dem Kernelement 126 durch einen Luftspalt getrennt, der durch die Kompression der Schließfeder 137 aufrechterhalten wird. Durch die Becherform des Ankers 162 wird das Auftreten von exzentrischen Kräften von der Schließfeder 137 reduziert und ein ausgezeichneter magnetischer Weg zur Erhöhung der Öffnungszeit des Einspritzventiles zur Verfügung gestellt.

Der Anker befindet sich im Gleitkontakt mit der Ankerführungsbohrung 142 und ist entlang der Kontaktfläche mit einem die Reibung herbasetzenden Material 161 versehen. Alternativ dazu

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kann das die Reibung herabsetzende Material an der Innenfläche der Ankerfuhrungsbohrung vorgesehen sein.

Das die Reibung herabsetzende Material 161 bewirkt, daa der Anker leicht innerhalb der Ankerführungsbohrung geführt werden kann, wobei sich ein geringer Luftspalt dazwischen Defindet,. Durch einen kleineren Luftspalt an den Gleitkuntaktbereichen der Ankerseitenwände wird ein höherer FIuH durch den Anker und eine größere Magnetkraft über den Luftspalt während des L'ffnens erreicht. Das die Reibung herabsetzende Material kann vorzugsweise auch nichtmagnetisch sein, um die Schließzeit zu verbessern und zu verhindern, daß der Anker stecken bleibt.

Die Schließfeder 137 wird durch das Kugelelement 136 gegen die Federausnehmung 147 gepreßt, so daß eine das Ventilelement beaufschlagende Schließkraft erzeugt wird, die durch Drehen der Stellschraube 132 eingestellt werden kann. Während dieser Einstellung werden keine Torsionskräfte erzeugt, da sich der Stift 140 auf dem Kugelelement 136 dreht und lediglich eine Axialbewegung des Elementes bewirkt. Ein Hinaufwinden der Schließfeder wird durch einen Gleitvorgang an der Oberfläche des Kugelelementes verhindert, wodurch die Torsionskraftkomponente vernichtet wird.

Kraftstoff kann durch vier tangential angeordnete Eintrittsöffnungen 149 in eine Wirbelkammer 151 des Ventilgehäuses 146 eindringen. Die Wirbelkammer 151 wird im geschlossenen Zustand

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des Ventils 1(J durch den Bereich zwischen dem Kugelventil 154 und der Ventilgehäusebohrung gebildet, der dort beginnt, wo das Ventil gecnn den Sitz 150 abdichtet, und am größten Durchmesser des Ventils endut, wo dieses an die Ventilgehäusebohrung grenzt. Wenn sich das Ventilelement 151 in einer geschlossenen Position befindfit, ist die Wirbelkammer auf ein sehr kleines Volumen begrenzt und besitzt einen allgemein halbmondförmigen Querschnitt. Der in diesem kleinen Bereich enthaltene Rest— kraftstoff oefcinflul3t die Erzeugung des Sprühmusters bei sehr kleinen Impulslängen nicht wesentlich.

Die Kugelform des Ventils 164, die zylindrische Gestalt der Ventilgehäusebohrung 14b und die konische Form des Ventilsitzes 150 tragen zur Anordnung einer Wirbelkammer mit minimalem Volumen bei. Durch diese Ausgestaltung wird eine leichte Konstruktion erreicht, bei der die Eintrittsöffnungen zwischen der Ventildichtung und der Grenzfläche am Durchmesser des Kugelventiles und der Ventilgehäusebohrung 148 vorgesehen werden können. Aufgrund seiner geometrischen Form schliüt das Kugelventil 164 die Wirbelkammer an zwei Stellen und kann mit annehmbaren Toleranzen für diese Grenzflächen leicht hergestellt werden. Wenn das Ventil geöffnet ist, bildet die untere Kugelfläche des Kugelventils das obere Ende einer größeren Wirbelkammer. Dadurch kann das Volumen der Wirbelkammer ansteigen, wenn sich das Einspritzventil öffnet.

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Wenn Strom in Form eines Einspritzsignals von der Steuereinheit 1Θ den Anschlußstiften 120 vom Verbindungsglied 12 und damit der Spule 116 zugeführt wird, wird durch das Kernelement 128, die rückwärtige Endkappe 110, den Einspritzkörper 100 und die vordere Endkappe 106 ein Magnetfeld aufgebaut, so daß das weiche magnetische Material des Ankers 15B über den Luftspalt angezogen wird und gegen ein nichtmagnetisches Abstandsstück 135 an der Stirn des Kernelementes stößt. Das Abstandsstück 135 trägt zur Verringerung der Schließzeit des Ventils bei, indem es während der Erregung einen minimalen Arbeitsluftspalt aufrechterhält.

Wenn durch die magnetische Anziehungskraft die Kraft der Schließfeder überwunden ist, wird das VentilBlement vom Ventilsitz abgehoben, und Kraftstoff wird durch die Eintrittsöffnungen 149 dosiert, bis die Stromzuführung zu den Anschlußstiften beendet ist, und die Schließfeder die zusammenfallende Magnetkraft Obersteigt und das Ventil wieder schließt.

Die auf den Kraftstoff einwirkende tangiale Wirbelkomponente beginnt einen Wirbel in der Wirbelkammer 151 zu erzeugen, wenn das Ventil geöffnet ist. Der verwirbelte Kraftstoff wird dann durch eine Wirbelverstärkung infolge des konischen Ventilsitzes beschleunigt und vom Ventil mittels der breiten Austrittsöffnung 154 ausgestoßen.

Die Eintrittsöffnungen, die einen geregelten Durchmesser zum Dosieren aufweisen, können genau bemessen werden, indem durch

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die Kanäle eine gehärtete Kugel einer vorgegebenen Größe gedrückt wird. Da die Eintrittsöffnungen eine vorgegebene Größe besitzen, wird die Dosierung des Kraftstoffes im wesentlichen von den Eintrittsöffnungen durchgeführt, so daß eine Verschmutzung der Austrittsöffnung die statische Strömungsgeschwindigkeit nicht derart drastisch ändert, wie es bei Ventilen des Standes der Technik der Fall ist.

Nach der Montage können die Hubhöhe und der Luftspalt eingestellt werden, indem das Kernelement 128 gedreht wird, und die Schließkraft, indem die Stellschraube 132 gedreht wird. Die beiden Justiervorgänge ergänzen sich zur Eichung der statischen und dynamischen Strömungsverhältnisse. Durch eine Einkapselung 121 kann eine Feststellung erfolgen.

Wie man Figur 1 entnehmen kann, ist das Sprühmuster oder der Winkel des abgegebenen Kraftstoffes eine Funktion der tan— gentialen Komponente T der Kraftstoffströmung im Verhältnis

zur axialen Komponente A derselben. Die resultierende

Komponente R verläuft in der Richtung des Sprühwinkels. Die Größe des Winkels hängt von der Größe der Austrittsgeschwindigkeit ab, gemessen durch die resultierende Komponente R . Folglich wird durch eine Maximierung der tangentialen Komponente T und der resultierenden Austrittsgeschwindig-

keit der Sprühwinkel A₍ von der Vertikalen aus gemessen, maximiert. Wenn diese Parameter auf ein Minimum gebracht werden, wird folglich auch der Sprühwinkel A auf ein Minimum gebracht.

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nachgereicht]

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In den Figuren 3 und 4 ist ein Querschnitt und ein Längsschnitt einer Ausführungsfprm eines Ventilgehäuses 146 gezeigt, das eine einen Wirbel erzeugende Einrichtung besitzt, die ein Weitwinkelsprühmuster abgibt. Bei dieser Ausführungsform wird ein Kraftstoffwirbel von vier tangential angeordneten und genau bemessenen Eintrittsöffnungen 149a—d erzeugt. Die Anordnung dieser Eintrittsöffnungen mit extremen diametralen Abständen bewirkt eine maximale tangentiale oder Wirbelkomponente in dem unter Druck stehenden Kraftstoff, wenn dieser in die Wirbelkammer 151 eindringt. Die Tangentialgeschwindigkeit des Kraftstoffes wird danach weiter erhöht, wenn dieser durch den konischen Ventilsitz oberhalb der Austrittsöffnung 154 läuft. Da sich das Kugelventil nicht in den Sitzbereich hinein erstreckt, ermöglicht der konische Ventilsitz eine breite Zone zur Wirbelverstärkung.

Wie in Figur 4 dargestellt ist, macht die Erfindung von zwei Faktoren zur Steuerung der tangentialen Strömungskomponente T und der Größe der Austrittsgeschwindigkeit Gebrauch. Der Hauptfaktar ist die Geschwindigkeit des eintretenden Kraftstoffes sowohl in bezug auf die Größe als auch die Richtung. Indem der diametrale Abstand D. der Eintrittsöffnungen 149a-d in bezug auf die Achse A-A des Ventiles verändert wird, kann die tangentiale Komponente gegenüber der radialen Komponente der Eintrittsgeschwindigkeit und damit die Größe dBr tangentialen Austrittskomponente T verändert werden, die in direkter Beziehung dazu steht. Eins Einstellung des Abstandes

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zwischen der Sprühachse A-A und der Achse der Eintrittsöffnung entlang einem Durchmesser senkrecht zur Öffnungsachse entspricht einer Änderung der Eintrittsrichtung das Kraftstoffes zwischen einer tangentialen (maximaler diametraler Abstand) und einer radialen (minimaler diametraler Abstand) Richtung.

Die Größe der Geschwindigkeit des eintretenden Kraftstoffes ist eine Funktion des Querschnittsbereiches der Eintritts— Öffnungen bei einem vorgegebenen Druck. Allgemein läßt sich sagen, daß der Druckabfall an einer jeden Eintrittsöffnung umso größer ist, je höher die Eintrittsgeschwindigkeit ist. Dies steht im Einklang mit der Erfindung, die vorsieht, daß die Dosierung des Kraftstoffes im wesentlichen über die Eintrittsöffnungen durchgeführt wird. Da die Eintrittsöffnungen klein ausgebildet sein müssen, um einen signifikanten Druckabfall und eine große Eintrittsgeschwindgikeit zu erhalten, findet eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen Anwendung, um die gewünschte statische Strömungsgeschwindigkeit durch Multiplikation der Strömungsgeschwindigkeit durch jede einzelne Öffnung mit der Anzahl der Öffnungen zu erreichen·

Bsi der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch nicht der gesamte Kraftstoffdruck an den Eintrittsöffnungen vernichtet, da gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung die statische Strömungsgeschwindigkeit durch die Hubhöhe des Ventiles steuerbar ist. Folglich bilden das Kugelventil und die Grenzfläche des Sitzes eine Drossel, die einstellbar ist und dazu eingesetzt werden kann, die statische Strömungs-

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geschwindigkeit des Kraftstoffes einzustellen. An der Ein— trittsöffnung 154 ist kein Druckabfall erforderlich, und es findet eine breite Austrittsöffnung Anwendung.

Es wurde festgestellt, daß bei einem Einspritzsystem mit Zuführung am unteren Ende und einem Druck des eintretenden Kraftstoffes von etwa 1 kg/cm vorteilhafte Betriebsbedingungen herrschen, wenn der größte Druckanteil an den Eintrittsöffnungen vernichtet, jedoch ein Druckabfall am Kugelventil und dBr Ventilsitzgrenzfläche möglich gemacht wird, der zum Variieren der statischen Strömungsgeschwindigkeit um etwa 10 % eingesetzt werden kann·

Der zweite Faktor, der die tangentiale Komponente T und die Austrittsgeschwindigkeit beeinfl^Jt, ist der Verstärkungsgrad des Wirbelverstärkers oder der konischen Oberfläche des Ventilsitzes 150. Infolge der Erhaltung des Drehmomentes

mit
nimmt/einem Ansteigen des Verhältnisses der Radien R2/R1 (Eingang/Ausgang) theoretisch die tangentiale Geschwindigkeitskomponente eines nicht viskosen Strömungsmittels in einer Weise zu, die von diesem Verhältnis funktionell abhängig ist. Somit wird die tangentiale Komponente des in die Wirbelkammer 151 eingeführten Kraftstoffes verstärkt. Sämtliche Kraftstoffe weisen jedoch Viskositäten auf, die die Wirbelverstärkung, die ebenfalls mit der Geschwindigkeit und dem Verhältnis der Radien ansteigt, in gewisser Weise dämpfen. Folglich gibt es für ein bestimmtes Strömungsmittel allgemein ein bestimmtes Verhältnis der Radisn des

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Wirbelverstärkers, das der. Verstärkungsgrad der Verwirbelung maximiert. Dieses Verhältnis wurde bei einem Einpunktventil, wie es der Darstellung entnommen werden kann, empirisch mit etwa 4:1 bestimmt.

Aufgrund der vorstehenden Ausführungen kann bei einer Ausführungsform der Erfindung das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Eintrittsöffnungen und dem Durchmesser der Austrittsöffnung zum Variieren des Sprühwinkels eingesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Größe der Eintrittsgeschwindigkeit in bezug auf den Verstärkungsfaktor des Wirbelver— stärkers zur Regulierung der tangentialen Komponente T und der axialen Komponente A verwendet werden. Vorzugsweise wird

die Richtung der Eintrittsgeschwindigkeit am maximalen diametralen Abstand festgelegt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind der Verstärkungsfaktor des Wirbelverstärkers und die Größe der Eintrittsgeschwindigkeit festgesetzt. Die tangentiale Komponente T kann dann durch Variieren des diametralen Abstandes der Eintrittsöffnungen gesteuert werden, um die resultierende Richtung der Eintrittsgeschwindigkeit einzustellen. Wie vorher erwähnt, wird dadurch das Verhältnis zwischen der radialen und der tangentialen Komponente der Eintrittsgeschwindigkeit unmittelbar verändert*

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Eine andere Ausführungsform der Erfindung zum Variieren des Sprühwinkels der Einspritzvorrichtung ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt, in denen das Gehäuse 146 des Einspritzventils im Querschnitt und Längsschnitt gezeigt ist. Die Eintrittsöffnungen 178 und 1BO sind bei dieser Ausführungsform tangential zu der Wirbelverstärkungseinrichtung angeordnet und weisen einen maximalen diametralen Abstand zur Wirbelkammer auf. Zusätzlich dazu sind zwei radiale Eintrittsöffnungen 1B4 und 1B2 vorgesehen, um eine in das Einspritzventil eintretende Strömungsmittelkomponente vorzusehen, die im wesentlichen auf die axiale Mitte der Austrittsöffnung 154 gerichtet ist. Der Sprühwinkel dieser Ausführungsform ist wiederum eine Funktion des Verhältnisses zwischen den tangentialen und radialen Strömungskomponenten.

In den Figuren 7 und 8 ist noch eine andere Ausführungsform zur Änderung des Sprühwinkels der Einspritzvorrichtung im Querschnitt und Längsschnitt des Einspritzventilgehäuses dargestellt. Die Eintrittsöffnungen 186, 188, 190 und 192 sind tangential zu der Wirbelverstärkungseinrichtung angeordnet, jedoch unter einem Winkel gegenüber der Horizontalen gekippt, um der eintretenden Kraftstoffströmung eine vertikale Komponente zu verleihen. Die vertikale Verschiebung hat die gleiche Wirkung wie die Mischung der radialen und tangentialen Strömungskomponente in der anderen Ebene. Das bedeutet, daß der Sprühwinkel zusätzlich vom Verhältnis der vertikalen Komponente zur horizontalen Komponente abhängig ist.

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Durch irgendeine der vorstehend erwähnten Vorgehensweisen oder Kombinationen derselben kann der Sprühwinkel des Ein— spritzventiles von nahezu einem festen atiftähnlichen Strom bis zu einem Hohlkegel-Sprühmuster mit einem eingeschlossenen Winkel, der 90 übersteigt, eingestellt werden.

Alle in den Figuren 2 bis θ dargestellten Eintrittsöffnungen können zusätzlich auf ihrer Ursorungsseite Gegenbohrungen aufweisen, um eine glatte Kraftstoffeinströmung zu gewährleisten. Durch die Anordnung einer derartigen Gegenbohrung kann der Offnungsströmungskoeffizient derart ansteigen, daß höhere Eintrittsgeschwindigkeiten mit niedrigeren Druck— abfäller erhalten werden können.

Weitere Ausführungsformen des Ventilelementes 159 sind in den Figuren 9 und 10 dargestellt, wobei jede Ausführungsforra eine allgemein becherförmige Ankereinrichtung umfaßt, die mittels eines flexiblen Schaftes an ein Kugelventil angeschlossen ist. Bei der in Figur 9 dargestellten Ausführungsform wird eine Ankereinrichtung 200, die aus magnetischem Stabmaterial hergestellt ist, von einem reibungs— reduzierenden Material 202 überlagert* Die Ankereinrichtung 200 ist mit einem flexiblen Schaft 204 verbunden, der wiederum mit einem Ventil 206 verbunden ist, so daß ein Ventilelement gebildet wird. Die Verbindungen sind vorzugsweise durch Widerstandsschweißungen 203 und 205 hergestellt.

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In ähnlicher Weise ist bei der in Figur 10 dargestellten Ausführungsform eine Ankereinrichtung 20Θ mit einem flexiblen Schaft 212 verbunden, der wiederum mit einem Kugelventil 214 verbunden 1st. Die Verbindungen sind durch Wider-standsschweißungen 209 und 213 hergestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Ankereinrichtung 210 aus einem Blech in die dargestellte Becherform gestanzt und danch mit einem reibungsreduzierenden Material 210 beschichtet worden. Es versteht sich, daß bei dieser Ausführungsform das reibungsreduzierende Material 210 den Anker dort überlagert, wo dieser sich mit dem Kernelement 128 (Figur 2) in Kontakt befindet. Wenn bei dieser Ausführungsform das Material 210 nicht magnetisch ist, kann das nicht magnetische Abstandsstück 136 entfallen.

Das reibungsreduzierendB Material kann aus der nachfolgenden Gruppe von Materialien ausgewählt werden: Teflon, stromloser Nickel, Kupfer mit einem Überzug aus Nickel oder Zinn, oder ähnliche Materialien.

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Claims

Patentansprüche

1. Elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzsystem mit einem erregbaren Stator zum Steuern der Bewegung eines Ventilelementes einer Ventileinheit zum Öffnen und Schließen des Einspritzsystems und somit zum Dosieren von Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit ein Ventilgehäuse umfaßt, das eine Ventilgehäusebohrung aufweist, welche in einem Ventilsitz endet, der mit einer Austrittsöffnung verbunden ist, ein Ventilelement, das ein Kugelventil aufweist, welches hin- und herbeweglich in der Ventilgehäusebohrung angeordnet ist und die Austrittsöffnung durch Abdichtung des Ventilsitzes mit dem Kugelventil verschließen kann, eine Wirbelkammer, um den von der Austrittsöffnung abgegebenen Kraftstoffstrom mit einer Wirbelkomponente zu beaufschlagen, die tangential zur Sprühachss des Einspritzsystems verläuft, und Einrichtungen zur Zuführung von Kraftstoff von einer Druckquelle zur Wirbelkammer, die mindestens eine Öffnung aufweisen, die Kraftstoff von der Druckquelle zur Wirbelkammer leitet und unmittelbar an der Grenzfläche zwischen den Kugelventil und dem Ventilsitz angeordnet ist»

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2« Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelventil einen Durchmesser aufweist, der im wesentlichen dem Durchmesser der Ventilgehäusebohrung entspricht, so daß eine Gehäusegrenzfläche gebildet wird, daß die Wirbelkammer im geschlossenen Zustand des Einspritzventils durch das zwischen dem Kugelventil und der Ventil— gehäusebahrung eingeschlossene Volumen gebildet wird, das an der Gehäusegrenzfläche beginnt und an der Grenzfläche zwischen dem Kugelventil und dem Ventilsitz endet, und daß das Volumen der Wirbelkammer im geschlossenen Zustand des Einspritzventils minimal ist, so daß eine minimale restliche Kraftstoffmenge darin verbleibt.

3. Einspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es desweiteren eine Wirbelverstärkungseinrichtung aufweist, die mit der Wirbelkammer verbunden ist, um die Wirbelkomponente durch den Verstärkungsfaktor der Wirbel— verstärkungseinrichtung zu erhöhen.

4. Einspritzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelverstärkungseinrichtung den Ventilsitz umfaßt und daß der Ventilsitz kegelsturapf^örraig ausgebildet ist.

5. Einspritzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsfaktor der Wirbelverstärkungseinrichtung von dem Verhältnis zwischen dem Eingangsdurchmesser des

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Ventilsitzes und dem Ausgangsdurchmesser des Ventilsitzes abhängig ist ο

6. Einspritzsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung unter maximalem diametralen Abstand zur Wirbelkammer angeordnet sind und daß die tangentiale Wirbelkomponente durch Bemessen der Öffnung in bezug auf den Ausgangsdurchmesser des Ventilsitzes eingestellt ist.

7. Einspritzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die tangentiale Komponente durch Anordnen der Öffnung entlang dem diametralen Abstand der Wirbelkammer eingestellt ist.

Θ. Einspritzsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es desweiteren mindestens eine radiale Eintrittsöffnung aufweist, die in Richtung auf die Sprühachse des Einspritzsystems gerichtet ist und eine Stromungsmittelver— bindung zwischen der Druckquelle und der Wirbelkammer vorsieht, wobei die radiale Öffnung einen radialen Kraftstoffstrom zuläßt, der eine axiale Komponente von der Austrittsöffnung vorsieht, und wobei die Wirbelkomponente durch das Verhältnis zwischen der Größe der tangentialen Eintrittsöffnung und der radialen Eintrittsöffnung gesteuert wird.

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9* Einspritzsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Eintrittsöffnung unter einem Winkel zur Horizontalen gekippt ist, so daß eine vertikale und horizontale Eintrittskomponente als Funktion des Verhältnisses zwischen der vertikalen und horizontalen Eintrittakomponente erzeugt wird.

1Oq Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement einen Anker umfaßt, der gleitend in einer Ankerführung des Einspritzsystems angeordnet ist, und daß zwischen dem Anker und der Ankerführung ein reibungsreduzierendes Material angeordnet ist, um den Gleitkontakt— widerstand herabzusetzen·

11· Einspritzsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das reibungsreduzierende Material im wesentlichen nicht magnetisch ist, um ein Festsetzen des Ankere nach dam Schließen des Einspritzventile zu verhindern·

12· Einspritzsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das reibungereduzierende Material als Überzug auf den Anker vorgesehen ist.

13· Einspritzsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das reibungsreduzierende Material aus der nachfolgenden Gruppe ausgewählt ist: Teflon, stromloser Nickel, Kupfer reit einem zweiten Überzug aus Zinn, und Kupfer mit einen zweiten Überzug aus Nickel·

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14. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement einen becherförmigen Anker aufweist, der über einen flexiblen Schaft mit dem Kugelventil verbunden ist, und daS der Anker eine innere Ausnehmung zur Montage einer Schließfeder aufweist, die eine SchiieB-kraft erzeugt, um das Kugelventil gegen den Ventilsitz vorzuspannen, und daß die Schließfeder desweiteren einen Luftspalt zwischen dem Anker und dem Stator aufrechterhält.

15· Einspritzsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es desweiteren eine Einrichtung zum Regulieren des Luftspaltes zwischen dem Stator und dem Anker aufweist.

16. Einspritzsystera nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daS es desweiteren eine Einrichtung zum Regulieren der von der Schließfeder zur Verfügung gestellten SchlieBkraft aufweist·

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