DE3507443A1

DE3507443A1 - Elektromagnetisch betaetigbares kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE3507443A1
Application number: DE19853507443
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Phys. Dr. 7250 Leonberg Knapp; Rudolf 7000 Stuttgart Krauss; Rudolf Dipl.-Ing. Dr. 7141 Benningen Sauer; Jahinid-Singh 7143 Vaihingen Sumal
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-03-02
Filing date: 1985-03-02
Publication date: 1986-09-04
Also published as: FR2578295B1; AU5276986A; GB2171758A; GB2171758B; KR930012229B1; JPS61201879A; KR860007471A; GB8604843D0; FR2578295A1; DE3507443C2; AU569653B2; US4653720A

Description

R. 19880

21.2.198 5 Kh/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, JOOO Stuttgart 1

Elektromagnetisch betätigbares Kraft stoffeinspritzventil Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Kraft stoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruches· Es ist schon ein Kraft stoffeinspritzventil bekannt, bei dem die mit dem Anker verbundene Ventilnadel ohne radiale Führung einen Ventilsitzkörper durchragt, wobei die Gefahr besteht, daß die Ventilnadel sich nicht exakt zentriert, wodurch es nicht nur dazu kommt, daß unterschiedliche Schließkräfte am Anker angreifen sondern auch der Schließkopf exzentrisch am Ventilsitz aufsetzt. Hierdurch ergeben sich in unerwünschter Weise Änderungen der abgespritzten Kraftstoffmenge.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Kraftstoff einspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Ende der Ventilnadel bei die Dynamik der Ventilnadel nur unwesentlich beeinflussender Reibung geführt wird, während das dem Schließkopf zugewandte Ende der Ventilnadel· durca

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den einzuspritzenden Kraftstoff selbst zentriert wird, wobei die Kraftstoffzumeßstelle nach stromaufwärts des Ventilsitzes gelegt ist. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine exakte Führung von Ventilnadel und Anker mit der Folge eines homogenen gleichmäßigen Kraft stoffStrahles bei der Einspritzung, sondern es tritt nur noch eine vernachlässigbar geringe Hysterese zwischen den einzelnen Schließ- und Öffnungsbewegungen der Ventilnadel auf, wodurch sich jeweils die exakte vorgegebene Kraftstoffeinspritzmenge einhalten läßt. Die radiale Lagerung des kugelförmigen Ankers erlaubt ein Pendeln der Ventilnadel, um diese durch den strömenden Kraftstoff zu zentrieren.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzventiles möglich. Vorteilhaft ist es, die Ventilnadel unmittelbar stromaufwärts des Schließkopfes mit einem Zumeßbund zu versehen, zwischen welchem und der Strömungsbohrungswand ein Zumeßringspalt gebildet wird. Hierdurch bedarf es keiner weiteren Bearbeitung der Strömungsbohrungswandung im Zumeßbereich.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, die Strömungsbohrung unmittelbar stromaufwärts des Ventilsitzes mit einer Verengung zu versehen, an welcher im Zusammenspiel mit der Ventilnadel ein Zumeßringspalt gebildet wird, wodurch die Ventilnadel zwischen dem Anker und dem Schließkopf mit einem Schaft gleichen Durchmessers ausgebildet werden kann.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, den kugelförmigen Anker dem Kern zugewandt mit einer Abflachung zu versehen, so daß nur eine grobe Zentrierung des Ankers gegenüber dem Kern erforderlich ist.

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Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventiles, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventiles in Teildarstellung .

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in der Figur 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine hat ein Ventilgehäuse 1 aus ferromagnetischem Material, dessen abgestufte Gehäuseinnenbohrung 2 eine erste Schulter 3 aufweist, an der eine Grundplatte h aus ferromagnetischem Material anliegt, in deren mittlerer Ausnehmung 5 ein erstes Polteil T mit. einem ersten abgewinkelten Pol 8 und ein zweites Polteil 9 mit einem zweiten abgewinkelten Pol 10 ragen. Die aufeinander zugerichteten Pole 8 und 10 bilden zwischen sich einen Polluftspalt 11, der teilweise durch einen Permanentmagneten 12 überbrückt wird. Innerhalb der Gehäuseinnenbohrung 2 ist auf dem ersten Polteil 7 eine erste Magnetspule 13 und auf dem zweiten Polteil 9 eine zweite Magnetspule 14 angeordnet, die oberhalb der Pole 8, 10 liegen.

Anschließend an den die Magnetspulen aufnehmenden Bereich weist das Ventilgehäuse 1 ein Mundstück 16 mit geringerem Durchmesser auf,.in dem sich die Gehäuseinnenbohrung 2 fortsetzt und einen Ventilsitzkörper 17 aufnimmt, der über einen Zwischenring 18 an einer zweiten Schulter 19 der Gehäuse-

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innenbohrung 2 anliegt. Der Rand des Mundstückes 16 umgreift als Bördelung 20 teilweise den Ventilsitzkörper 17 und preßt diesen in Richtung zur zweiten Schulter 19 an den Zwischenring 18. In axialer Richtung weist der Ventilsitzkörper 17 eine durchgehende Strömungsbohrung 22 auf, die nach außen in einen am Ventilsitzkörper 17 ausgebildeten festen Ventilsitz 23 mündet. Dem Ventilsitz 23 abgewandt geht die Strömungsbohrung 22 in eine abgeschrägte Anschlagfläche 24 über, deren Durchmesser sich kegelförmig bis zu einer sich anschließenden zylindrischen Führungsbohrung 25 erweitert. Die Strömungsbohrung 22 wird mit weitem Spiel von einer Ventilnadel 26 durchragt, an deren einem Ende ein kugelförmig ausgebildeter und aus ferromagnetischem Material gestalteter Anker 28 fixiert ist, der in der Führungsbohrung 25 mit engem radialen Spiel gleitbar gelagert ist. Dem Anker 28 ab gewandt ist an der Ventilnadel 26 ein Schließkopf 29 ausgebildet, der mit dem Ventilsitz 23 zusammenwirkt. Der Anker 28 weist den als Kern dienenden Polteilen 7, 9 zugewandt eine Abflachung 30 auf und wird bei nicht erregten Jis-gnetspulen 13, 14 durch das Permanentmagnetfeld des Permanentmagneten 12 in Richtung zu den Polen 8, 10 gezogen, zu denen er jedoch einen Luftspalt 31 bei am Ventilsitz 23 anliegendem Schließkopf 29 aufweist. In dieser Stellung hat der kugelförmige Anker 28 von der Anschlagfläche 2.h abgehoben. Die radiale Führung des kugelförmigen Ankers 28 erfolgt an dessen Umfang nahezu durch Linienberührung in der Führungsbohrung 25- Unmittelbar stromaufwärts des Schließkopfes 29 ist an der Ventilnadel 26 ein Zumeßbund 33 ausgebildet, der mit der Wandung der Strömungsbohrung 22 eine Drosselstelle für den Kraftstoff darstellt und einen Zumeßringspalt 3^ bildet, an dem etwa 90 % des Druckes des Kraftstoffes gegenüber dem stromabwärts des Ventilsitzes 23 herrschenden Umgebungsdruck abfällt. Die restlichen 10 % des Kraftstoffdruckes gegenüber

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dem Umgebungsdruck fallen an dem Strömungsquerschnitt zwischen dem Ventilsitz 23 und dem Schließkopf 29 ab. Die Anordnung des Zumeßringspaltes 3^ unmittelbar stromaufwärts des Ventilsitzes 23 bringt den Vorteil mit sich, daß die Kraftstoffzumessung an einer Stelle stattfindet, an der der Zumeßringspalt 3¹+ nicht durch Bestandteile der Saugrohratmosphäre wie z.B. feinster Staub und Partikel aus rückgeführtem Abgas zugesetzt wird, wodurch sich die zugemessene Kraftstoffmenge im Betrieb verändern würde. Die Kraftstoffzufuhr zur Strömungsbohrung 22 erfolgt in einer Ringnut 35 zwischen einem Absatz 36 des Ventilsitzkörpers 17 und der Gehäuseinnenbohrung 2, die einerseits zu einem nicht dargestellten Kraftstoffzufuhranschluß von einer Kraftstoff örderpumpe führt und von der andererseits Radialbohrungen 37 zur Strömungsbohrung 22 führen.

Wie bereits dargelegt, wird der Anker 28 bei nicht erregten Magnet spulen 13, 1k durch das Permanentmagnetfeld 12 in Richtung zu den Polen 8, 10 gezogen und hält damit den Schließkopf 29 am Ventilsitz 23. Bei entsprechender Erregung der IVägnetspulen 13, 1^ fließt dem Permanentmagnetfluß am Anker 28 ein annähernd gleich großer Elektromagnetfluß entgegen, wodurch die an der Ventilnadel in Öffnungsrichtung des Ventiles angreifende Druckkraft des Kraftstoffes ausreicht, den Schließkopf 29 vom Ventilsitz 23 abzuheben und der Anker 28 eine Hubbewegung bis zur Anlage an der Anschlagfläche 2k ausführen kann. Die Hubbewegung des Ankers 28 bzw. des Schließkopfes 29 gegenüber dem Ventilsitz 23 kann vor dem Fixieren des Ankers 28 an der Ventilnadel 26 in bekannter Weise eingestellt werden. Bei vom Ventilsitz 23 nach außen abgehobenem Schließkopf 29 zentriert der zum Ventilsitz 23 strömende Kraftstoff zugleich die Ventilnadel 26 in der Strömungsbohrung 22.

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Bei dem in der Figur 2 in Teilansicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 gleichbleibenden und gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Abweichend von dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 der Zumeßringspalt 3 ^ dadurch gebildet, daß unmittelbar stromaufwärts des Ventilsitzes 23 an der Strömungsbohru'ng 22 eine ringförmige Verengung 39 vorgesehen ist, zwischen welcher und der Ventilnadel 26 der Kraftstoff gedrosselt und damit der Zumeßringspalt 3^ gebildet wird.

Claims

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

ί 1y/ Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoff einspritzventil mit einem Ventilgehäuse, einem im Ventilgehäuse angeordneten Ventilsitzkörper, mindestens einer Magnetspule und einem Anker, der an einer durch eine Strömungsbohrung des Ventilsitzkörpers mit Spiel ragenden Ventilnadel angreift, die einen Schließkopf aufweist, der zur Öffnung des Kraft stoffeinspritzventiles von einem sich am Ventilsitzkörper befindlichen festen Ventilsitz weg nach außen bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (28) kugelförmig ausgebildet und an seinem Umfang in einer fluch tend zur Strömungsbohrung (22) verlaufenden Führungsbohrung (25) am Ventilsitzkörper (17) gleitbar gelagert ist, daß die Hubbewegung des Ankers (28) vom Kern (7, 9) weg durch eine zwischen der Führungsbohrung (25) und der Strömungsbohrung (22) vorgesehene Anschlagfläche (2U) begrenzbar ist und daß die Kraftstoffzumessung im wesentlichen in der Strömungsbohrung (22) unmittelbar stromaufwärts des Ventilsitzes (23) erfolgt.
2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (26) unmittelbar stromaufwärts des Schließkopfes (29) einen Zumeßbund (33) hat, zwischen welchem und der Stromungsbohrungswandung (22) ein Zumeßringspalt (3¹O gebildet wird.

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3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsbohrung (22) unmittelbar stromaufwärts des Ventilsitzes (23) eine Verengung (39) hat, zwischen welcher und der Ventilnadel (26) ein Zumeßringspalt (3M gebildet wird.

h. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kugelförmige Anker (28) dem Kern (T₉ 9) zugewandt eine Abflachung (30) aufweist.

5· Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Kern (7» 9) ein Permanentmagnet (12) angeordnet ist.,..