DE3507443C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt (DE-OS 32 28 323), bei dem die mit dem Anker verbundene Ventilnadel ohne radiale Füh­ rung einen Ventilsitzkörper durchragt, wobei die Gefahr besteht, daß die Ventilnadel sich nicht exakt zentriert, wodurch es nicht nur da­ zu kommt, daß unterschiedliche Schließkräfte am Anker angreifen, sondern auch der Schließkopf exzentrisch am Ventilsitz aufsetzt. Hierdurch ergeben sich in unerwünschter Weise Änderungen der abge­ spritzten Kraftstoffmenge. Bei einem anderen bekannten Kraftstoff­ einspritzventil (DE-OS 25 08 390) ist die Ventilnadel über einen großen Bereich ihrer axialen Erstreckung radial geführt, wodurch nicht nur Reibung mit der Folge von Hysterese verbunden ist, sondern auch die Gefahr einer Verkantung besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritz­ ventil zu schaffen, bei dem eine exakte und reibungsarme Führung der Ventilnadel gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Dabei ergibt sich der 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 durch den einzuspritzenden Kraftstoff selbst zentriert wird, wo­ bei die Kraftstoffzumeßstelle nach stromaufwärts des Ven­ tilsitzes gelegt ist. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine exakte Führung von Ventilnadel und Anker mit der Folge ei­ nes homogenen gleichmäßigen Kraftstoffstrahles bei der Ein­ spritzung, sondern es tritt nur noch eine vernachlässigbar geringe Hysterese zwischen den einzelnen Schließ- und Öff­ nungsbewegungen 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 ver­ sehen, zwischen welchem und der Strömungsbohrungswand ein Zumeßringspalt gebildet wird. Hierdurch bedarf es keiner weiteren Bearbeitung der Strömungsbohrungswandung im Zumeß­ bereich.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, die Strömungsbohrung unmittel­ bar 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 nit einer Abflachung zu versehen, so daß nur eine grobe Zentrierung des Ankers gegenüber dem Kern erforderlich ist.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffein­ spritzventiles,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel ei­ nes erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventiles in Teil­ darstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in der Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer gemischverdichten­ den fremdgezündeten Brennkraftmaschine hat ein Ventilgehäuse 1 aus ferromagnetischem Material, dessen abgestufte Gehäuse­ innenbohrung 2 eine erste Schulter 3 aufweist, an der eine Grundplatte 4 aus ferromagnetischem Material anliegt, in deren mittlerer Ausnehmung 5 ein erstes Polteil 7 mit ei­ nem ersten abgewinkelten Pol 8 und ein zweites Polteil 9 mit einem zweiten abgewinkelten Pol 10 ragen. Die aufeinan­ der zugerichteten Pole 8 und 10 bilden zwischen sich einen Polluftspalt 11, der teilweise durch einen Permanentmagne­ ten 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 ange­ ordnet, 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 fort­ setzt und einen Ventilsitzkörper 17 aufnimmt, der über ei­ nen Zwischenring 18 an einer zweiten Schulter 19 der Gehäuse­ 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 Zwischen­ ring 18. In axialer Richtung weist der Ventilsitzkörper 17 eine durchgehende Strömungsbohrung 22 auf, die nach außen in einen am Ventilsitzkörper 17 ausgebildeten festen Ven­ tilsitz 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 Ven­ tilnadel 26 durchragt, an deren einem Ende ein kugelförmig ausgebildeter und aus ferromagnetischem Material gestalteter Anker 28 fixiert ist, der in der Führungsbohrung 25 mit en­ gem radialen Spiel gleitbar gelagert ist. Dem Anker 28 abge­ wandt ist an der Ventilnadel 26 ein Schließkopf 29 ausgebil­ det, 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 Magnetspulen 13, 14 durch das Permanentmagnetfeld des Permanentmagneten 12 in Richtung zu den Polen 8, 10 gezogen, zu denen er je­ doch einen Luftspalt 31 bei am Ventilsitz 23 anliegendem Schließkopf 29 aufweist. In dieser Stellung hat der kugel­ förmige Anker 28 von der Anschlagfläche 24 abgehoben. Die radiale Führung des kugelförmigen Ankers 28 erfolgt an des­ sen Umfang nahezu durch Linienberührung in der Führungsboh­ rung 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 34 bildet, an dem etwa 90% des Druckes des Kraftstoffes gegenüber dem stromabwärts des Ventilsitzes 23 herrschenden Umgebungsdruck abfällt. Die restlichen 10% des Kraftstoffdruckes gegenüber dem Umgebungsdruck fallen an dem Strömungsquerschnitt zwi­ schen dem Ventilsitz 23 und dem Schließkopf 29 ab. Die An­ ordnung des Zumeßringspaltes 34 unmittelbar stromaufwärts des Ventilsitzes 23 bringt den Vorteil mit sich, daß die Kraftstoffzumessung an einer Stelle stattfindet, an der der Zumeßringspalt 34 nicht durch Bestandteile der Saug­ rohratmosphäre wie z. B. feinster Staub und Partikel aus rückgeführtem Abgas zugesetzt wird, wodurch sich die zuge­ messene 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 Kraft­ stofförderpumpe führt und von der andererseits Radialbohrun­ gen 37 zur Strömungsbohrung 22 führen.

Wie bereits dargelegt, wird der Anker 28 bei nicht erreg­ ten Magnetspulen 13, 14 durch das Permanentmagnetfeld 12 in Richtung zu den Polen 8, 10 gezogen und hält damit den Schließkopf 29 am Ventilsitz 23. Bei entsprechender Erre­ gung der Magnetspulen 13, 14 fließt dem Permanentmagnet­ fluß am Anker 28 ein annähernd gleich großer Elektromagnet­ fluß entgegen, wodurch die an der Ventilnadel in Offnungs­ richtung des Ventiles angreifende Druckkraft des Kraftstof­ fes ausreicht, den Schließkopf 29 vom Ventilsitz 23 abzu­ heben und der Anker 28 eine Hubbewegung bis zur Anlage an der Anschlagfläche 24 ausführen kann. Die Hubbewegung des Ankers 28 bzw. des Schließkopfes 29 gegenüber dem Ventil­ sitz 23 kann vor dem Fixieren des Ankers 28 an der Ventil­ nadel 26 in bekannter Weise eingestellt werden. Bei vom Ven­ tilsitz 23 nach außen abgehobenem Schließkopf 29 zentriert der zum Ventilsitz 23 strömende Kraftstoff zugleich die Ven­ tilnadel 26 in der Strömungsbohrung 22.

Bei dem in der Fig. 2 in Teilansicht dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel sind die gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gleichbleibenden und gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Abweichend von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird bei dem Ausführungs­ beispiel nach Fig. 2 der Zumeßringspalt 34 dadurch gebil­ det, daß unmittelbar stromaufwärts des Ventilsitzes 23 an der Strömungsbohrung 22 eine ringförmige Verengung 39 vor­ gesehen ist, zwischen welcher und der Ventilnadel 26 der Kraftstoff gedrosselt und damit der Zumeßringspalt 34 ge­ bildet wird.

Claims (5)

1. Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzven­ til nit einem Ventilgehäuse, einem im Ventilgehäuse ange­ ordneten Ventilsitzkörper, mindestens einer Magnetspule und einem Anker, der an einer durch eine Strömungsbohrung des Ventilsitzkörpers mit Spiel ragenden Ventilnadel an­ greift, die einen Schließkopf aufweist, der zur Öffnung des Kraftstoffeinspritzventiles von einen sich am Ventil­ sitzkörper befindlichen festen Ventilsitz weg nach außen bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (28) kugelförmig ausgebildet und an seinem Umfang in einer koaxial zur Strömungsbohrung (22) verlaufenden Führungsbohrung (25) am Ventilsitzkörper (17) gleitbar gelagert ist, daß die Hubbewegung des Ankers (28) von Kern (7, 9) weg durch eine zwischen der Führungsbohrung (25) und der Strömungs­ bohrung (22) vorgesehene Anschlagfläche (24) begrenzbar ist und daß die Kraftstoffzumessung im wesentlichen in der Strö­ mungsbohrung (22) unmittelbar stromaufwärts des Ventilsit­ zes (23) erfolgt.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilnadel (26) unmittelbar strom­ aufwärts des Schließkopfes (29) einen Zumeßbund (33) hat, zwischen welchem und der Strömungsbohrungswandung (22) ein Zumeßringspalt (34) gebildet wird.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Strömungsbohrung (22) unmittelbar stromaufwärts des Ventilsitzes (23) eine Verengung (39) hat, zwischen welcher und der Ventilnadel (26) ein Zumeß­ ringspalt (34) gebildet wird.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kugelförmige Anker (28) dem Kern (7, 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.