DE3111327C2

DE3111327C2 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE3111327C2
Application number: DE3111327A
Authority: DE
Inventors: Saito Yokosuka Masaaki; Ota Kawasaki Tadaki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1981-03-23
Publication date: 1986-09-04
Also published as: DE3111327A1; GB2073319A; JPS56139868U; GB2073319B; US4394974A

Abstract

Ein Treibstoffeinspritzventil (20) umfaßt einen Hauptmagnetpol (22), der fest innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist und mit einer elektromagnetischen Spule (50) versehen ist, welche hieran aufgewickelt ist, ein Ventilsitzteil (30), das fest mit dem Gehäuse derart verbunden ist, daß es gegenüber dem Spitzenabschnitt (22a) des Haupt-Magnetpols angeordnet ist, einen kugeligen Ventilkörper (32), der innerhalb einer Ventilkammer angeordnet ist, die mit Treibstoff zu füllen ist und zwischen dem Spitzenabschnitt des Haupt-Magnetpols und dem Ventilsitzteil begrenzt ist, sowie ein Paßstück (42), welches fest zwischen dem Haupt-Magnetpol und dem Gehäuse angeordnet ist, um die örtliche Zuordnung hierzwischen sicherzustellen, wobei Anordnung und Zentrierung des Haupt-Magnetpols zuverlässig erreicht wird.

Description

den kugeligen Ventilkörper 4 angeordnet Der Abstand des den Haupt-Magnetpol bildenden Teils 2 vom Ventilsitz 3 ist derart eingestellt daß der Ventilkörper 4 zum Anheben in der Größenordnung von mehreren 10 Mikron zwischen dem Spitzenabschnitt des Haupt-Magnetpols und dem Ventilsitz 13A betätigt wird.

Ein Spulenkörper 5, der aus Isoliermaterial hergestellt ist, ist rund um die Außenfläche des Haupt-Magnetpols 2 angeordnet, und auf diesen Spulenkörper ist eine Elektromagnet-Spule 6 gewickelt Die Spule 6 wird mit Strom über eine Leitung 10 und einen elektrischen Anschluß 11 versorgt

Der Haupt-Magnetpol 2 ist in seinem Inneren mit einem axialen Brennstoffkanal 12 versehen, dessen Endabschnitt zu einer Brennstoff abgabeöffnung 12Λ führt, durch weiche der Brennstoifdruck unmittelbar auf den Ventilkorper 4 einwirkt, sowie zu einer Brennstoffeinleitungsöffiiung t2B, durch weiche der Brennstoff aus dem Brennstoffkanal 12 in die Ventilkammer 14 eingeleitet wird, innerhalb welcher der Ventilkorper 4 angeordnet ■st Das Ver.tilsitztei! 3 ist mit einer Brennstoffeir.spritzöffnung 13 ausgebildet, weiche in den Ven'jJsitz 13A übergeht Um eine Brennstoffleckage zu vermeiden, ist ein O-Ring 7 zwischen dem Gehäuse 1 und dem Spulenkörper 5 angeordnet, ein O-Ring 8 ist zwischen dem Gehäuse 1 und dem Ventilsitzteil 3 angeordnet, und ein O-Ring 9 ist zwischen dem Spulenkörper 5 und dem Gehäuse 1 angeordnet

Bei dieser Anordnung wirkt, wenn die Spule 6 mit Strom gespeist wird, die magnetische Kraft auf das kugelige Ventilteil 4 ein, um es nach oben anzuheben. Dann dient der seitliche Magnetpol \A als Führungseinrichtung für die magnetische Kraft Dementsprechend kann der kugelige Ventilkorper 4 augenblicklich an den Spitzenabschnitt des Haupt-Magnetpols 2 gegen den Brennstoffdruck angezogen werden. Dadurch wird der Brennstoff, der vom Brennstoffkanal 12 durch die Einleitungsöffnung 12ß in die Ventilkammer 14 eingeleitet wird, unter Druck aus der Brennstoffeinspritzöffnung 13 des Ventilsitzes 3 ausgestoßen.

Wenn der Strom zur Spule 6 unterbrochen wird, wird der kugelige Ventilkörper 3 zum Sitz auf den Ventilsitz 13/4 des Ventilsitzteiles 13 durch den Brennstoffdruck im Inneren der Ventilkammer 14 bewegt, wobei der die Brennstoffeinspritzöffnung verschließt, um die Brennstoffeinspriizung aus dem Brennstoffeinspritzventil zu unterb^rechen. In diesem Zusammenhang wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß eine notwendige Brennstoffmenge mit einer gewünschten Zeitsteuerung dadurch zugeführt werden kann, daß ein elektrisches Impulssignal gesteuert bzw. geregelt wird, das der Spule 6 im Brennstoffeinspritzventil zugeführt wird.

Die Spule 6 ist durch den Spulenkörper 5 am Haupt-Magnetpol 2 abgestützt und der Spulenkörper 5 ist üblicherweise aus einem verhältnismäßig weichen und elektrisch isolierenden Material wie etwa einem Kunststoff hergestellt Der Spulenkörper 5 ist zwischen dem Gehäuse 1 und dem Haupt-Magnetpol 2 angeordnet, d. h. der Hauptteil des Haupt-Magnetpols 2 ist am Gehäuse über den verhältnismäßig weichen Kunststoff-Spulen- w körper 5 abgestützt. Infolge der nicht zu hohen Abmessungsgenauigkeit des Spulenkörpers 5 und der Verformung des Spulenkörpers 5, nachdem er in seine Lage gebracht wurde, neigt deshalb die Achse des Haupt-Magnetpols 2 dazu, von der Mittelachse des Brennstoffeinspritzventiles abzuweichen. Wenn die Zentrierung des Haupt-Magnetpols 2 un_o«;nau ist, dann gelingt es dem Ventilkorper, der auf dem Spitzenabschnitt des Haupt-Magnetpols und dem Ventilsitz V3A aufsitzt, nicht die Mengen von Brennstoff zu beeinflussen. Außerdem nimmt infolge der Verwendung des Spulenkörpers 5 die Größe des Brennstoffeinspritzventils unvermeidlich um das Maß zu, welches dem Spulenkörper 5 entspricht.

F i g. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des verbesserten Brennstoffeinspritzventils 20. Das Brennstoffeinspritzventil 20 umfaßt einen zylindrischen Haupt-Magnetpol 22, durch welchen ein Brennstoffkanal 24 axial hindurchgeht Der Haupt-Magnetpol 22 ist mit einem Flanschabschnitt 26 ausgebildet, der fest mit einem Gehäuse 28 durch Verstemmen des oberen, ringförmigen Endabschnitts des Gehäuses 28 am Flanschabschnitt 26 verbunden ist Ein Ventilsitzteil 30 ist durch den unteren Abschnitt des Gehäuses 28 derart festgehalten, daß dessen Achse auf die Achse des Haupt-Magnetpols 22 ausgerichtet ist Ein kugdiger Ventilkörper 32 ist beweglich im Inneren einer Ventilkammer 34 angeordnet welche zwischen dem Spitzenabschnitt des Haupt-Magnetpols und dem VentiKizteil 30 gebildet ist Dadurch ist der Spiizcnabschniu des Haupt-Magnetpols 22 mit einer Ventil-Berührungsfläche 36 ausgebildet, welche dem Ventilsitzabschnitt 30a des Ventilsitzteiles 30 gegenüberliegt Das Ventilsitzteil 30 ist mit einer Brennstoffeinspritzöffnung 38 ausgebildet, durch welche der Brennstoff im Inneren der Ventilkammer 34 aus dem Brennstoffeinspritzventil 20 ausgestoßen wird. Dementsprechend steht der Brennstoffkanal 24 des Haupt-Magnetpols 22 durch die Ventilberührungsfläche 36 mit der Ventilkammer 34 in Verbindung, während die Brennstoffausspritzöffnung 38 durch den Ventilsitzabschnitt 30a mit der Ventilkammer 34 in Verbindung steht Es wird darauf hingewiesen, daß der kugelige Ventilkorper 32 nach oben und unten zwischen der Ventilberührungsfläche 36 und dem Ventilsitzabschnitt 30a beweglich ist Ein ringförmiger, seitlicher Magnetpol 40 ist mit Abstand rund um den kugeligen Ventilkörper 32 ausgebildet um die magnetische Kraft vom Haupt-Magnetpol 22 zu führen. Der seitliche Magnetpol 40 ist einteilig mit dem Gehäuse 28 ausgebildet und bildet eine unt- ..-e, innere Oberfläche 28a des Gehäuses 28. Die untere, innere Oberfläche 28a ist ringförmig und eben und steht senkrecht zur Achse des Brennstoffein&pritzventils 20.

Ein ringförmiges Paßstück 42 ist zwischen dem Haupt-Magnetpol 22 und dem Gehäuse 28 vorgesehen, um diese Teile zuverlässig zu verbinden. Wie gezeigt, umfaßt das Paßstück 42 einen zylindrischen Abschnitt 42a und einen sich radial und nach außen erstreckenden Flanschabschnitt 426, welche beide koaxial zum Hauptmagnetpol 22 und dem seitlichen Magnetpol 40 stehen. Der zylindrische Abschnitt 42a ist fest in den ausgesparten Umfangsabschnitt 44 eingepaßt, der am Spitzenabschnitt des Haupt-Magnetpols 22 ausgebildet ist, während der Flanschabichnitt 42b in einer unteren, inneren Aussparung 46 des Gehäuses 28 derart eingepaßt ist, daß die untere Oberfläche des Flanschabschnittes 42a fest mit der unteren, inneren Oberfläche 28a des Gehäuses in Berührung Sieht, welche vom seitlichen Magnetpol 40 gebildet ist oder einen Teil hiervon bildet. Ein O-Ring 48 ist in einer Nut vorgesehen, welche am Flanschabschnitt 42b ausgebildet ist, um eine Brennstoffieckage zwischen Paßstück 42 und Gehäuse 28 zu verhindern.

Eine Spule 50 ist un₄ die Außenfläche des Haupt-Magnetpols 22 gewickelt und innerhalb des Ringraumes angeordnet, der vom Haupt-Magnetpol 22, dem Gehäuse 28 und dem Paßstück 42 eebiidet ist. Eine Scheibe 52.

die aus Kunststoff hergestellt ist, ist zwischen der Spule 50 und dem Flanschabschnitt 26 des Haupt-Magnetpols 22 angeordnet, und ein Deckel 54 deckt den verstemmten Abschnitt des Gehäuses 28 ab, um den Anschlußabschnitt einer Leitung 56 an der Spule 50 zu sichern oder zu befestigen. Die Leitung 56 verbindet elektrisch die Spule 50 mit einem elektrischen Anschluß 58. Es wird darauf hingewiesen, daß das Gehäuse 28, das den seitlichen Magnetpol 40 enthält, und der Haupt-Magnetpol 22 aus magnetischem Material hergestellt sind, um die magnetische Kraft der Spule 50 an den kugeligen Ventilkörper 32 weiterzuleiten, während das Paßstück 42 und das Ventilsitzteil 30 aus nichtmagnetischem Material gebildet sind. Vorzugsweise ist der Abschnitt des Haupt-Magnetpols 22 und der Abschnitt des Paßstücks 42, welche beide die Spule 50 berühren, mit einem elektrisch isolierenden Material, wie etwa Polytetrafluorethylen oder Polyesterharz abgedeckt.

Es wird darauf hingewiesen, daß das Brennstoffeinspritzventil 20, das in F i g. 2 gezeigt ist, ähnlich wie jenes arbeitet, das in F i g. 1 gezeigt ist, d. h„ der kugelige Ventilkörper 32 hebt dadurch ab, daß er vom Haupt-Magnetpol 22 angezogen wird, um Brennstoff durch die Brennstoffeinspritzöffηung 38 einzuspritzen, wenn die Spule 50 infoige der Aufnahme eines elektrischen Stromes erregt ist, während der kugelige Ventilkörper 32 zum Aufsitzen auf den Ventilabschnitt 30a gebracht wird, um die Brennstoffeinspritzung durch die Brennstoffeinspritzöffnung 38 zu unterbrechen, wenn der Spule kein elektrischer Strom mehr zugeführt wird.

Bei dieser Anordnung des Brennstoffeinspritzventils 20 kann der Spitzenabschnitt des Haupt-Magnetpols 22 in der gewünschten Lage dank des Paßstücks 42 angeordnet werden, welches zwischen dem Spitzenabschnitt 22a des Haupt-Magnetpols und dem Gehäuse 28 angeordnet ist. Deshalb kann die Zentrierung des Haupt-Magnetpols 22 relativ zum Ventilsitzteil 30 mühelos erreicht werden. Zusätzlich kann dank des Paßstücks 42 die Anordnung oder Zentrierung des Haupt-Magnetpols 22 selbst dann erreicht werden, wenn die Starrheit des Gehäuses 28 relativ niedrig ist, wodurch die Wandstärke des Gehäuss 28 zu verringern ist. Da ferner die Spule 50 unmittelbar vom Haupt-Magnetpol 22 und dem Paßstück 42 ohne Verwendung irgendeines Spulen-Stützgliedes wie etwa des Spulenkörpers 5 getragen ist, der in F i g. 1 gezeigt ist, kann der Außendurchmesser des Gehäuses 28 verringert werden. Zusätzlich kann eine Brennstoffleckage aus der Ventilkammer 34 zur Seite der Spule 50 hin durch Verwendung des O-Ringes an der oben erwähnten Stelle verhindert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 sungen hat und die Zentrierung des Haupt-Magnetpols, Patentansprüche: was im wesentlichen durch den Spulenkörper erfolgt, schwierig ist, so daß die Achsen das im Haupt-Magnet-

1. Brennstoffeinspritzventil mit pol vorgesehenen Brennstoffkanals und der im Ventil-

einem Gehäuse, 5 sitzteil vorgesehenen Brennstoffeinspritzöffnung mit-

einem Haupt-Magnetpol, der fest innerhalb des Ge- einander nicht genau fluchten können, wodurch wiederhäuses angeordnet, mit einer um ihn gewickelten um die Dosierung des einzuspritzenden Brennstoffes elektromagnetischen Spule versehen und länglich beim Abheben des kugeligen Ventilkörpers von dem und zylindrisch sowie mit einem axialen Brennstoff- Ventilsitzteil ungenau wird.

Zuführungskanal ausgebildet ist, io Aus der US-PS 16 64 612 ist ein elektromagnetisches

einem Ventilsitzteil, der fest mit dem Gehäuse derart Nadelventil für die Brennstoffeinspritzung bekannt, bei verbunden ist, daß er gegenüber einem Spitzenab- dem eine Scheibe aus einem nichtmanetischen Material schnitt des Haupt-Magnetpols angeordnet ist, und den Spitzenabschnitt des Haupt-Magnetpols umfassend der mit einer Brennstoffeinspritzöffnung ausgebildet unterhalb der elektromagnetischen Spule angeordnet ist, durch die Brennstoff aus dem Brennstoffein- 15 ist Unterhalb dieser Scheibe aus dem nichtmagnetispritzventil ausgestoßen werden kann, wobei die sehen Material ist eine weitere Scheibe aus einem nia-Achsen des Brennstoffkanals und der Brennstoffein- gnetischen Material angeordnet, die den verjüngten spritzöffnung fluchten, Spitzenabschnitt des Haupt-Magnetpols ebenfalls um-

einem kugeligen Ventilkörper, der innerhalb einer faßt Bei einem anderen Ausführungsbeispiel dieses bemit Brennstoff gefüllten Ventilkammer beweglich 20 kannten Nadelventils kann diese weitere Scheibe aus angeordnet ist, die zwischen dem Spitzenabschnitt magnetischem Material durch einen ringförmigen und des Haupt-Magnetpols und dem Ventilsitzteil be- sich nach innen erstreckenden Flansch des Gehäuses grenzt ist, wobei Brennstoff in der Ventilkammer ersetzt werden.

über den Brennstoffzuführungskanal in dem Haupt- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Brennstoffeinspritz-

Magnetpol zugeführt wird und durch die Brennstoff- 25 ventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten einspritzöffnung hindurch abgebbar ist, Art so weiterzubilden, daß bei einer kompakten Ausbil-

und einem seitlichen Magestpol, der fest mit dem dung mit kleinen Abmessungen trotzdem eine genaue Gehäuse verbunden und mit Abstand rund um den Ausrichtung der Achsen des Brennstoffkanals und der kugeligen Ventilkörper angeordnet ist, wobei die Brennstoffeinspritzöffnung sichergestellt ist
Achsen der Haupt- und Seiten-Magnetpole mitein- 30 Bei einem Brennstoffeinspritzventil der genannten ander fluchten, Art ist diese Aufgäbe durch die im kennzeichnenden

dadurci. gekennzeichnet, Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

daß ein ringförmig."« Paßr-^ück (42) zwischen dem Das mit dem zylindrischen Abschnitt und dem

Spitzenabschnitt (22ei des Haupt-Magentpols (22) Flanschteil ausgebildete Paßstück zwischen dem Spitsowie dem Gehäuse (28) angfjdnet ist, 35 zenabschnitt des Haupt-Magnetpols und dem Gehäuse

daß das Paßstück (42) einen zylindrischen Abschnitt ermöglicht eine konstruktiv einfache und hochgenaue (42s/, der eine innere Unifangsnäche bildet, sowie Zentrierung des Haupt-Magnetpols und damit des in einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch- ihm ausgebildeten Brennstoffkanals in bezug auf die abschnitt (42b) aufweist, der eine äußere Umfangs- Brennstoffeinspritzöffnung im Ventilsitzteil. Diese gefläche bildet, 40 naue Ausrichtung kann auch dann sicher beibehalten

daß die innere Umfangsfläche mit dem Spitzenab- werden, wenn die Festigkeit des Gehäuses relativ gering schnitt (22a) des Haupt-Magnetpols (22) und die au- ist, was durch eine dünnere Ausbildung der Mantelwand ßere Umfangsfläche mit dem Gehäuse (28) in Bei ah- des Gehäuses bedingt sein kann, um die Abmessungen rung stehen, wobei der zylindrische Abschnitt in ei- und das Gewicht des Brennstoffeinspritzventils so genen Umfangsausschnitt (44) des Haupt-Magnetpols 45 ring wie möglich machen zu können. Durch das Fehlen (22) eingepaßt ist und der Flanschabschnitt in eine eines besonderen Spulenkörpers für die elektromagneuntere, innere Aussparung (46) des Gehäuses (28) tische Spule sind die äußeren Abmessungen des Brenndeart eingepaßt ist, daß seine untere Fläche den seit- Stoffeinspritzventils ebenfalls gering zu halten,
liehen Magnetpol (40) berührt Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentan-

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, da- 50 Spruch 2 angegeben.

durch gekennzeichnet, daß vom Gehäuse (28), dem Ausführungsbeispiele von Brennstoffeinspritzventi-

Paßstück (42), dem Haupt-Magnetpol (22) und einem len sind in der Zeichnung dargestellt Im einzelnen zeigt Flanschabschnitt(26),der am Haupt-Magnetpol aus- Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein herkömmliches

gebildet ist, ein geschlossener Raum gebildet ist, in- Brennstoffeinspritzventil und

nerhalb dem die elektromagnetische Spule angeord- 55 F i g. 2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemänet ist. ßes Brennstoffeinspritzventil.

Um das Verständnis zu erleichtern wird kurz auf ein

herkömmliches Brennstoffeinspritzventil eingegangen,

das in F i g. 1 abgebildet ist Das Brennstoffeinspritzven-60 til weist ein Gehäuse 1 auf, dem ein Haupt-Magnetpol 2

Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffein- und ein Ventilsitzteil 3 fest derart angeordnet sind, daß spritzventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Spitzenabschnitt des Haupt-Magnetpols gegenüber genannten Art. einem Ventilsitz 13/4 liegt, der am Ventilsitzteil ausge-

Ein solches, aus der EP 00 07 724 bekanntes Brenn- bildet ist. Ein kugeliger Ventilkörper 4 ist beweglich stoffeinspritzventil wird anhand der F i g. 1 erläutert. 65 zwischen dem Spitzenabschnitt des Haupt-Magnetpols Dieses bekannte Brennstoffeinspritzventil hat den und dem Ventilsitz 13/4 angeordnet. Zusätzlich ist ein Nachteil, daß es infolge des gesonderten Spulenkörpers seitlicher Magnetpol 1/4, der einen Teil des Gehäuses 1 für die elektromagnetische Spule relativ große Abmes- bildet und einstückig mit diesem ausgebildet ist, rund um