DE3502410A1

DE3502410A1 - Elektromagnetisch betaetigbares kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE3502410A1
Application number: DE19853502410
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. Dr. 7141 Benningen Sauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-01-25
Filing date: 1985-01-25
Publication date: 1986-07-31
Also published as: JPS61171876A; GB8601647D0; GB2170270A; US4717080A; FR2576641A1; FR2576641B1

Description

R. 19831

16.1.198 5 Kh/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen Kraft stoffeinspritzventilen ist man bestrebt, durch Umspülung der Magnetspule mit Kraftstoff diese zu kühlen und bei der Durchspülung des Kraftstoffeinspritzventiles eventuell vorhandene Dampfblasen in eine Rückströmleitung mitzunehmen. Gelangen z.B. bei einem Kraft stoffeinspritzventil Dampfblasen mit zur Einspritzung, so kann dies neben Schwierigkeiten beim Start der Brennkraftmaschine zu einem unruhigen Lauf oder sogar zu einem Stillstand der Brennkraftmaschine führen. Es ist schon ein Kraftstoff einspritzventil bekannt, bei dem der um die Magnetspule zugeführte Kraftstoff bereits oberhalb des Ankers teilweise wieder zur Rückströmleitung zurückströmen kann, so daß eine direkte Kühlung auch des Ventilschließgliedes nur in geringem Maße erfolgt.

- Jt - R. 19831

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der gesamte dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführte Kraftstoff zunächst auf die dem Kern abgewandte Seite des Ankers geführt wird und damit voll zur Kühlung auch des Ventilschließgliedes zur Verfügung steht, bis zumindest eine Teilmenge zur Rückströmleitung zurückströmen kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzventiles möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die rückströmende Kraftstoffmenge durch eine Strömungsverbindung der Düsennadel zu führen, die insbesondere möglichst dicht an der Düsennadel in der Nähe des Ventilsitzes endet. Hierdurch wird auch eine direkte und intensive Kühlung der Düsennadel gewährleistet.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Kraftstoffeinspritzventil, Figur 2 eine Teilansicht eines erfindungsgemäß ausgestalteten Kraftstoffeinspritzventiles mit einer Sacklochbohrung in der Düsennadel.

3502Α1O S

-^- R. 19831

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in der Figur 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine hat ein Ventilgehäuse 1 aus ferromagnetischem Material, in dem auf einem Spulenträger 2 eine Magnetspule 3 angeordnet ist. Die Magnetspule 3 hat eine Stromzuführung über einen Steckanschluß h, der in einem das Ventilgehäuse 1 teilweise umgreifenden Kunststoffring 5 eingebettet ist. Der Spulenträger 2 der Magnetspule 3 sitzt in einem Innenraum 6 des Ventilgehäuses 1 auf einem Kern 7, der teilweise in den Innenraum 6 ragt und mit einem Flansch d den Innenraum 6 zum Kunst stoffring 5 hin abschließt. Der Flansch 8 sitzt einerseits auf einem Absatz 9 des Ventilgehäuses auf und wird andererseits durch eine Bördelung 10 des Ventilgehäuses teilweise umgriffen und durch diese Bördelung gegen den Absatz 9 gepreßt. Dem Kern 7 abgewandt ist fluchtend zum Kern 7 vom Flansch 8 ausgehend ein erster Anschlußstutzen 11 vorgesehen. Der erste Anschlußstutzen 11 weist eine Stufenbohrung 12 auf, die konzentrisch zur Ventillängsachse verläuft und bis zur Stirnfläche 13 des Kerns 7 reicht. In die Stufenbohrung 12 ist ein zweiter Anschlußstutzen 1U derart eingesetzt, daß er mit seinem dem Kern abgewandten Anschlußende 15 aus dem ersten Anschlußstutzen 11 herausragt und mit seinem entgegengesetzten Lagerende 16 in den mit geringerem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt der Stufenbohrung 12 dichtend eingepreßt ist. Der zweite Anschlußstutzen 1U weist in axialer Richtung verlaufend eine Rückströmbohrung 18 auf, die über einen nicht dargestellten Stecknippel mit einer zur Saugseite einer

- X - R. 19331

Kraftstofförderpumpe führenden Rückströmleitung in Verbindung steht. Zwischen dem ersten Anschlußstutzen 11 und dem zweiten Anschlußstutzen 1U wird ein ringförmiger Strömungsquerschnitt 19 gebildet, über den der von einer Kraftstofförderpumpe geförderte und durch einen Stecknippel zugeleitete Kraftstoff in Pfeilrichtung in das Kraftstoffeinspritzventil einströmt. Dabei kann in dem Strömungsquerschnitt 19 ein Kraftstofffilter 20 angeordnet sein. Der Strömungsquerschnitt 19 kann in nicht dargestellter Weise bis zum Lagerende 16 des zweiten Anschlußstutzens 1U reichen. In dargestellter Weise kann der Strömungsquerschnitt 19 vor dem Lagerende des zweiten Anschlußstutzens 1k enden, und am Lagerende ist eine Ringnut 21 am zweiten Anschlußstutzen 1 U vorgesehen, die sich entweder in nicht dargestellter Weise mit dem Strömungsquerschnitt 19 in axialer Richtung überschneidet oder zu der in axialer Richtung verlaufende Längsnuten 22 des zweiten Anschlußstutzens 1U führen, die von dem Strömungsquerschnitt 19 ausgehen. Von'der Ringnut 21 ausgehend führt ein Strömungskanal 23 durch den Flansch 8 zum Innenraum 6 des Ventilgehäuses 1, so daß zuströmender Kraftstoff den Spulenträger 2 der Magnetspule 3 in dem Spalt zwischen dem Spulenträger 2 und der Wandung des Innenraumes 6 umspült.

Dem Flansch 8 abgewandt wird der Innenraum 6 durch einen Magnetflußleitabsatz 25 des Ventilgehäuses 1 begrenzt, der sich radial nach innen erstreckt und fluchtend zum Kern T eine Durchgangsbohrung 26 aufweist. Der Spulenträger 2 sitzt auf dem Magnetflußleitabsatz 25 auf. Auf den Kern 7 ausgerichtet ragt mit geringem Spiel ein zylinderringförmig ausgebildeter Anker 27 mit geringem Spiel

- » ta»

"7-

-^- R. 19831

in die Durchgangsbohrung 26 des Magnetflußleitabsatzes 25. Der Anker 27 weist eine Innenbohrung 28 auf, in der sich einerseits eine Druckfeder 29 abstützt, die andererseits am Lagerende 16 des zweiten Anschlußstutzens 1k anliegt. Dem Kern 7 abgewandt ragt in die Innenbohrung 28 des Ankers 27 ein Kopf 30 einer Düsennadel 31 und ist mit dem Anker 27 verbunden. Die Düsennadel 31 erstreckt sich dem Anker 27 abgewandt in eine Führungsbohrung 33 eines Düsenkörpers 3^> der teilweise in eine Haltebohrung 35 des Ventilgehäuses 1 eingesetzt ist und durch eine Bördelung 36 gegen eine Anschlagplatte 37 gepreßt wird, die an einer durch den Magnetflußleitabsatz 25 gebildeten Innenschulter 38 des Ventilgehäuses 1 anliegt. Die Düsennadel 31 durchdringt mit einem Einschnürungsabschnitt kO eine Durchgangsöffnung Ui in der Anschlagplatte 37 und ragt mit einem Nadelzapfen 1+2 aus einer Einspritzöffnung 1+3 des Düsenkörpers 3^· heraus. Zwischen der Führungsbohrung 33 des Düsenkörpers 3*1 und der Einspritzöffnung 1+3 ist eine kegelige Ventilsitzfläche 1+1+ ausgebildet, die in einem kegeligen Dichtabschnitt 1+5 an der Düsennadel 31 zusammenwirkt. Zwischen der Durchgangsöffnung 1+1 und dem Umfang der Anschlagplatte 37 ist eine Aussparung k6 vorgesehen, deren Lichte Weite größer als der Durchmesser des Einschnürungsabschnittes 1+0 der Düsennadel 31 ist. An den Einschnürungsabschnitt 1+0 schließt sich eine Anschlagschulter 1+8 der Düsennadel 31 an, mit der die Düsennadel bei im erregten Zustand der Magnetspule angezogenen Anker 27 an der Anschlagplatte 37 anliegt, wobei der Dichtabschnitt I4-5 vom Ventilsitz kh abgehoben hat und Kraftstoff über die Einspritzöffnung 1+3 abgespritzt werden kann. An die Anschlagschulter 1+8 schließt sich ein erster Führungsabschnitt 1+9 der Düsen-

S,

- if - R. 19831

nadel 31 an, an den sich ein Zylinderabschnitt 50 und ein zweiter Führungsabschnitt 51 anschließen. Die Führungsabschnitte k9 und 51 geben der Düsennadel 31 in der Führungsbohrung 33 Führung und sind beispielsweise als Vierkante ausgebildet, um eine Umströmung der Düsennadel 31 bis zum Dichtabschnitt U5 zu gewährleisten.

Mindestens eine Verbindungsleitung 53 führt von dem Innenraum 6 des Ventilgehäuses 1 zu dem Kraftstoffraum, der die Düsennadel 31 umgebend zwischen dem Anker 27 und dem Ventilsitz kk gebildet wird. Die Verbindungsleitung 53 ist in dem Magnetflußleitabsatz 25 ausgebildet und mündet zwischen dem Anker 27 und der Anschlagplatte 37· Eine im Kopf 30 der Düsennadel 31 vorgesehene Bypaßbohrung 5^ verbindet die Innenbohrung 28 des Ankers 27 und damit den zweiten Kraftstoffstutzen 1^ mit dem Kraftstoff- · raum zwischen dem Kopf 30 und der Anschlagschulter i;8 der Düsennadel 31 und erlaubt eine Rückströmung von Kraftstoff zur Kraftstoffrückströmleitung und eine Ausspülung unerwünschter Dampfblasen. Die Bypaßbohrung 5^ stellt somit eine Strömungsverbindung vom Kraftstoffraum zwischen dem Anker und der Einspritzöffnung ^3 sowie dem zweiten Anschlußstutzen Ik dar.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffeinspritzventiles nach Figur 2, bei dem die gegenüber dem Kraftstoffeinspritzventil nach Figur 1 gleichbleibenden und gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind, weist die Düsennadel 31 eine zur Innenbohrung 28 des Ankers 27 hin offene Sacklochbohrung auf, die sich in Richtung der Ventillängsachse beispielsweise bis nahe an den Nadelzapfen k2 erstreckt. Von der

-3 -

-X - R. 19831

Sacklochbohrung 5β gehen Querbohrungen 57> beispielsweise zwei, aus, die in dem Kraftstoffraum zwischen dem zweiten Führungsabschnitt 51 und dem Ventilsitz kk, vorzugsweise nahe dem Ventilsitz kk enden. Anstelle der Querbohrungen können in einer anderen Ausführungsform, die gestrichelt dargestellt ist, Querbohrungen 58 von der Sacklochbohrung 56 ausgehen, die in dem Kraftstoffraum zwischen dem ersten Führungsabschnitt k9 und dem zweiten Führungsabschnitt 51 der Düsennadel 31 enden. Die Sacklochbohrung 56 mit den Querbohrungen 57 bzw. 58 stellt ebenfalls eine Strömungsverbindung zwischen dem Kraftstoffraum um die Düsennadel 31 und dem zweiten Anschlußstutzen "\k dar. Die Strömungsverbindungen Bypaßbohrung $k und Sacklochbohrung 56 mit Querbohrungen 57 bzw. 58 können nebeinander vorgesehen sein, wobei die zurückströmenden Kraftstoffteilmengen jeweils durch die Wahl des Querschnittes der Bypaßbohrung 5k und der Querbohrungen 57 bzw. 58 beeinflußt werden können.

-40 -

- Leerseite

Claims

» « ■' «er s

R. 19831

16.1.1985 Kh/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

( 1/ Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil für Kraft stoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse, einer einen Kern aus ferromagnetischem Material umgebenden und mit radialem Spiel im Innenraum des Ventilgehäuses gehaltenen kraftstoffumspülten Magnetspule, einem ein mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilschließglied entgegen der Kraft einer Druckfeder betätigenden Anker und einem konzentrisch zur Ventillängsachse angeordneten ersten Anschlußstutzen sowie einem zweiten Anschlußstutzen, der innerhalb des ersten Anschlußstutzens so angeordnet ist, daß zwischen erstem und zweitem Anschlußstutzen ein Strömungsquerschnitt für den Kraftstoff gebildet wird, der mit dem Innenraum des Ventilgehäuses verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (27) zylinderringförmig ausgebildet ist und mit seinem dem Kern (7) abgewandten Ende mit geringem Spiel in eine Durchgangsbohrung (26) eines sich unterhalb der Magnetspule (3) radial zum Anker (27) erstreckenden Magnetflußleitabsatzes (25) ragt und mit einer als Ventilschließglied dienenden Düsennadel (31) verbunden ist, die eine Strömungsverbindung (5^·, 56, 57, 58) zwischen einer zum zweiten Anschlußstutzen (1M führenden Innenbohrung (28) des Ankers (27) und einem Kraftstoffraum aufweist, in den die Düsennadel (31) ragt und der durch mindestens einer Verbindungsleitung (53) mit dem Innenraum (6) des Ventilgehäuses (1) in Verbindung steht.

- 2 - R. 19831
2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung der Düsennadel (31) eine Bypaßbohrung (5¹O aufweist, die einerseits in dem Kraftstoffraum zwischen dem Anker (2T) "und einem ersten Führungsabschnitt (1+9) der Düsennadel (31) endet.
3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung der Düsennadel (31) eine zur Innenbohrung (28) des Ankers (2T) hin offene Sacklochbohrung (56) aufweist, die über mindestens eine Querbohrung (58) mit dem Kraftstoff raum zwischen einem ersten (^9) und einem zweiten Führungsabschnitt (51) eier Düsennadel (31) in Verbindung steht.

k. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung der Düsennadel (31) eine zur Innenbohrung (28) des Ankers (2T) hin offene Sacklochbohrung (56) aufweist, die über mindestens eine Querbohrung (57) mit dem Kraftstoffraum nahe des Ventilsitzes (kk) in Verbindung steht.

5· Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff über den zwischen erstem (11) und zweitem Anschlußstutzen (1U) gebildeten Strömungsquerschnitt (19) in den Innenraum (6) des Ventilgehäuses (1) einströmen und über den zweiten Anschlußstutzen ( 1 h ) abströmen kann./.