DE3516337A1 - Einspritzventil - Google Patents

Description

lung des Einspritzventils werden zunächst alle Innenteile in das Ventil eingelegt und danach die flanschartigen Ränder des oberen Kernteils 2 und des Gehäuses durch Umbördelung des Deckels 11 festgelegt und damit das Einspritzventil verschlossen.

Innerhalb des oberen Kernteils ist auf einem vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten Spulenträger 6 die Magnetspule 7 angeordnet. Die elektrischen Anschlüsse 8 der Magnetspule werden in einer rohrförmigen Fortsetzung 9 des Spulenträgers 6 nach außen geführt, wobei eine Ringdichtung 10 zwischen dem Deckel 11 des Einspritzventils und dem oberen Kernteil 2 vorgesehen ist. In eine zylindrische Bohrung des unteren Kernteils 3 ist eine Führungsbuchse 12 aus nichtmagnetisierbarem Material für den Anker 13 eingefügt. Der Anker 13 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Teil 14, welches am Umfang verteilte Abflachungen 15 aufweist, damit Kraftstoff am Anker vorbeiströmen kann, wie später noch im einzelnen beschrieben wird. Die nicht abgeflachten Teile 16 der Umfangsfläche dienen als Gleitflächen des Ankers. Am unteren Ende des Ankers befindet sich das bewegliche Ventilteil 17, welches kegelförmig ausgebildet ist. Der kegelförmige Teil des beweglichen Ventilteils wirkt zusammen mit dem Ventilsitz 18, welches wie die Führungshülse 12 konzentrisch in das untere Kernteil 3 eingelegt ist.

Fließt kein Strom durch die Magnetspule 7, so wird der Anker 13 von einer Druckfeder 19 gegen den Ventilsitz 18 gepreßt. Die Druckfeder 19 stützt sich auf einem in eine zentrische Bohrung 20 des oberen Kernteils 2 eingepreßten Lagerteil 21 ab.

Der Deckel 11 ist im mittleren Teil als Gehäuse für eine weitere Druckfeder 22 ausgebildet, welche Teil eines Druckreglers ist, der im weiteren aus einer Membran 23 und zwei Scheiben 24,25 besteht, welche zusammen mit einer Hülse 26 ein Ventil bilden.

Der bei 27 zugeführte Kraftstoff gelangt zunächst in den äußeren Raum 28 des Einspritzventils. Von dort strömt er durch die Drallkanäle 29 in den inneren Raum des unteren Kernteils 3. Bei geschlossenem Ventil wird hierdurch — im Gegensatz zu den bekannten Einspritzventilen mit Dralleinrichtungen — bereits ein Drall erzeugt. Der Kraftstoff wird bei weiterhin geschlossenem Ventil am Anker vorbei durch Bohrungen 30, 31 im inneren Teil 32 des oberen Kernteils 2 hindurchgeleitet und gelangt durch den Zwischenraum 37 zwischen dem Spulenträger 6 und dem inneren Kernteil 32 und durch eine Drosselstelle 33 zur Bohrung 34, welche den Rücklauf des Kraftstoffs bildet.

Da sich bei dem geringen Systemdruck derartiger Kraftstoff-Einspritzsysteme im Kraftstoff Dampfblasen bilden können, ist der Absatz 4 des oberen Kernteils schräg ausgebildet. Die Dampfblasen wandern dann, ohne in die anderen Hohlräume des Einspritzventils zu gelangen, über den Kanal 36 zum Druckregler und werden von dort dem Kraftstoffrücklauf zugeleitet.

Wird der Magnetspule 7 Strom zugeführt, so bewegt sich der Anker 13 unter Wirkung der magnetischen Kraftlinien nach oben. Damit er nicht am inneren Teil 32 des oberen Kernteils 2 nach dem Wiederabschalten des Stroms klebenbleibt, ist ein Ring 37 aus nichtmagnetischem Material vorgesehen. Ist der Anker 13 an dem dadurch gebildeten Anschlag angelangt, so wird der Kraftstoffrückfluß durch die Bohrungen 30 und 31 unterbrochen.

Da jedoch bereits zu Beginn der Ankerbewegung das Ventil geöffnet wird, findet ein ununterbrochener Kraftstoffzufluß durch die Drallkanäle 29 statt Der in dem Innenraum des unteren Kernteils 3 befindliche Drall wird sowohl während der Schließ- als auch während der Öffnungsphase des Ventils ununterbrochen aufrechterhalten. Beim Öffnen des Ventils wird also sofort der Drall des Kraftstoffs wirksam, was zu einer besseren Zerstäubung und dadurch unter anderem zu einer geringeren Abgasemission der Brennkraftmaschine führt.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Einspritzventil nach Fig. 1 in der in Fig. 1 mit AB bezeichneten Ebene. Innerhalb des Gehäuses 1 ist das untere Kernteil 3 erkennbar mit vier Drallkanälen, welche tangential in den inneren Hohlraum des unteren Kernteils einmünden.

Anstelle des Verschließens des Rücklaufs beim Öffnen des Ventils kann die Fläche der Drosselstelle 33 auch derart auf die Fläche der Abspritzstelle abgestimmt sein, daß sich ein zum Abspritzen optimaler Druck an der Abspritzstelle ergibt. Ein derartiges Ventil ist in Fig. 3 dargestellt, welches außerdem zum Unterschied zum Einspritzventil nach Fig. 1 einen Flachanker aufweist.

Der Deckel 11, der Druckregler 22,23,24,25,26, der Spulenträger 6 und die Magnetspule 7 sowie deren Teile 8, 9, 10 zur Stromführung sind entsprechend dem Einspritzventil nach Fig. 1 aufgebaut und brauchen deshalb nicht noch einmal erläutert zu werden. Das Gehäuse des Einspritzventils nach Fig. 3 ist ebenfalls becherförmig aufgebaut und weist in der Grundplatte eine konzentrische Öffnung 41 auf. Im unteren Teil der Gehäusewandung befinden sich Sicken 42 zur Zentrierung der im folgenden beschriebenen Teile.

Der Magnetkern 43 ist aus weichmagnetischem Material in Form eines Schalenkerns ausgebildet und weist in seinem oberen Teil einen Absatz 44 zur Zentrierung auf. Der untere Teil wird durch die Sicken 42 zentriert. In eine umlaufende Ausnehmung 45 des Magnetkerns 43 ist ein nichtmagnetisierbares Kreisringelement 46 eingefügt, welches in axialer Richtung über "den Magnetkern 43 hinausragt, damit der Anker 47 nicht am Magnetkern 43 "klebt". Der Anker ist in der in Fig. 3 gezeigten Form geprägt und weist eine Vielzahl von Bohrungen auf, um den Durchtritt des Kraftstoffs zu erleichtern.

Das Kugelsegment-förmige bewegliche Ventilteil 48 ist konzentrisch mit dem Anker 47 formschlüssig verbunden. Es weist eine Bohrung 49 auf, in welche eine Druckfeder 50 eingreift. Auf der dem beweglichen Ventilteil abgewandte Seite ist die Druckfeder in einem Teil 52 gelagert, welches in eine Bohrung 51 des inneren Kernteils eingepreßt ist. Die Feder 50 drückt das bewegliche Ventilteil 48 gegen ein Sitzelement 53, welches zur Verringerung der Abnutzung aus hartem Material hergestellt ist.

Eine zur Zentrierung des beweglichen Ventilteils 48 dienende Membran 54 ist an ihrem äußeren Rand zwischen einem Abstandsring 55 und einem scheibenförmigen Element 56 eingespannt. Sowohl die Membran 54, als auch der Abstandsring 55 und das Element 56 werden durch die Sicken 42 beim Zusammenbau des Einspritzventils zentriert.

Das scheibenförmige Element 56 dient zur Trennung des äußeren Hohlraums 57 vom inneren Hohlraum 58 des Ventils. Drallnuten 59 verbinden beide Hohlräume miteinander.

Der vom Zulauf 60 durch den äußeren Hohlraum 57 geführte Kraftstoff gelangt durch die Drallnuten 49 und erzeugt um das bewegliche Ventilteil 48 herum einen Drall. Kraftstoff fließt dann im inneren Hohlraum 58 um

die Magnetspule herum durch die Drosselstelle 61 und die Bohrung 62 zum Rücklauf 63.

Durch Zuführung elektrischen Stroms zur Magnetspule 7 wird der Anker 47 entgegen der Spannung der Druckfeder 50 in Richtung auf den Magnetkern 43 bewegt. Damit wird die Ausspritzöffnung freigegeben. Der sich im Drall befindliche Kraftstoff wird sofort zu Beginn des Einspritzvorgangs aus dem Drall heraus entsprechend fein zerstäubt.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt in der in Fig. 3 mit AB gezeichneten Ebene. Im scheibenförmigen Element 56 sind vier Drallnuten 49 angeordnet. Das Gehäuse 40 ist mit Zentriersicken 42 versehen. Der in Fig. 5 dargestellte Schnitt in der Ebene CD (Fig. 3) zeigt einen Teil des Gehäuses 40 und die Membran 54.

20

25

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50

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60

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Claims (9)

■ 1 2 Patentansprüche al versehen ist und daß der Ring (37) zusammen mit dem Anker (13) ein Ventil bildet, das den Kraft-

1. Einspritzventil insbesondere für Kraftstoff-Ein- Stoffrückfluß unterbricht, wenn das Einspritzventil Spritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer geöffnet ist.

Magnetwicklung, einem Magnetkern, einem Anker, 5

welcher mit einem beweglichen Ventilteil verbun- Beschreibung
den ist, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt,

und mit innerhalb des Einspritzventils angeordne- Die Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzventil, insten Mitteln zur Erzeugung eines Dralls beim einzu- besondere für Kraftstoff-Einspritzanlagen von Brennspritzenden Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, io kraftmaschinen, mit einer Magnetwicklung, einem Madaß der Innenraum des Ventils Teil eines Kraft- gnetkern, einem Anker, welcher mit einem beweglichen stoff-Kreislaufs ist und daß die Mittel (29, 59) zur Ventilteil verbunden ist, das mit einem Ventilsitz zusam-Erzeugung des Dralls derart angeordnet sind, daß menwirkt, und mit Mittel zur Erzeugung eines Dralls sie im Kraftstoff-Kreislauf liegen und auch bei ge- beim einzuspritzenden Kraftstoff. Es sind bereits elekschlossenem Einspritzventil von Kraftstoff durch- 15 tromagnetisch betätigbare Einspritzventile bekannt, bei strömt werden. welchen Mittel zur Erzeugung eines Dralls beim einzu-

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch ge- spritzenden Kraftstoff vorgesehen sind. Diese Mittel bekennzeichnet, daß die Mittel (29,59) zur Erzeugung stehen darin, daß in dem den Ventilsitz bildenden Düdes Dralls von Kanälen (29, 59) gebildet werden, senkörper schrägverlaufende Bohrungen vorgesehen welche mit tangentialer Komponente eine den 20 sind, welche dem austretenden Kraftstoff eine tangen-Raum um das bewegliche Ventilteil und die Kraft- tiale Geschwindigkeitskomponente erteilen.
Stoffzuführung trennende Zwischenwand (3, 56) Diese bekannten Einspritzventile haben jedoch den durchdringen. Nachteil, daß durch die Anordnung der Drallkanäle ein

3. Einspritzventil nach Anspruch 2, dadurch ge- Verschmutzen während der Schließphasen des Einkennzeichnet, daß der Magnetkern (2, 3; 43) und 25 spritzventils von außen her möglich ist. Ferner ist bei gegebenenfalls andere gleichachsig angeordnete den bekannten Einspritzventilen nachteilig, daß sich der ringförmige Teile (46,54,55,56) den Innenraum des Drall bei jedem Öffnungsvorgang erneut aufbauen muß. Ventils in einen äußeren Hohlraum (25; 57), in wel- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Zerchen der Kraftstoff zuführbar ist, und einen inneren stäubung des Kraftstoffs zu verbessern und gleichzeitig Hohlraum (37, 58) teilen und daß dem inneren 30 eine Verschmutzung von Mitteln zur Erzeugung eines Hohlraum (37,58) Kraftstoff für den Rücklauf ent- Dralls zu verhindern.

nehmbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

4. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch ge- daß der Innenraum des Ventils Teil eines Kraftstoffkennzeichnet, daß der Kraftstoff für den Rücklauf Kreislaufs ist und daß die Mittel zur Erzeugung des über eine Drosselstelle (33,61) entnehmbar ist. 35 Dralls derart angeordnet sind, daß sie im Kraftstoff-

5. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch ge- Kreislauf liegen und auch bei geschlossenem Einspritzkennzeichnet, daß der äußere Hohlraum (25, 57) ventil von Kraftstoff durchströmt werden.

und der innere Hohlraum (37, 58) ferner durch ei- Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung des Ein-

nen Druckregler (22—26) verbunden sind. spritzventils wird erreicht, daß durch die kontinuierliche

6. Einspritzventil nach Anspruch 3, gekennzeichnet 40 Durchströmung eine Drallbewegung ständig aufrechtdurch eine Vorrichtung zur Unterbrechung des erhalten wird und nicht erst beim Öffnen des Ventils Kraftstoffrückflusses während der Öffnungsphase aufgebaut werden muß. Außerdem besteht der Vorteil, des Einspritzventils. daß eine Verschmutzung der Drallkanäle vermieden

7. Einspritzventil nach einem der vorangehenden wird.

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der An- 45 Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu.

ker als Flachanker (47) ausgebildet ist und daß das Zwei davonsind schematisch in der Zeichnung an Hand

bewegliche Ventilteil (48) die Form eines Kugelab- mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrie-

schnittes aufweist und mit dem Anker (47) form- ben. Es zeigt:

schlüssig verbunden ist. Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt,

8. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 50 Fig. 2 einen Querschnitt des ersten Ausführungsbeidadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern aus spiels,

zwei Teilen (2/3) besteht, wobei das eine, die Ma- Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel im Längs-

gnetwicklung (7) umfassende Teil (2) nach Art eines schnitt,

Schalenkerns geformt ist und das andere, mit dem Fig. 4 einen ersten Schnitt und

einen gleichachsige Teil (3) eine zylindrische Boh- 55 Fig. 5 einen zweiten Schnitt durch das zweite Ausführung aufweist, welche einen im wesentlichen zylin- rungsbeispiel.

derförmigen Anker (13) beweglich aufnimmt, daß Bei dem Einspritzventil nach Fig. 1 wird in einem beder Anker (13) an dem von der Magnetspule (7) cherförmigen Gehäuse 1 ein Magnetkern, bestehend abgewandten Ende als bewegliches Ventilteil ge- aus einem oberen Kernteil 2 und einem unteren Kernformt ist, das mit einem Ventilsitz (18) zusammen- 60 teil 3 konzentrisch gehalten. Das obere Kernteil 2 ist in wirkt, und daß die zylindrische Bohrung mit einer der Art eines Schalenkerns aus weichmagnetischem Buchse (12) aus nichtmagnetischem Material verse- Material ausgeführt und wird oben durch einen Absatz hen ist. 4 innerhalb des Gehäuses 1 zentriert. Während die unte-

9. Einspritzventil nach Anspruch 8, dadurch ge- re Zentrierung des oberen Kernteils 2 sowie des unteren kennzeichnet, daß ein Mittelschenkel des als Scha- 65 Kernteils 3 durch mehrere am Umfang des Gehäuses 1 lenkern ausgebildeten Kernteils (2) eine konzentri- verteilte Sicken 5 erfolgt.

sehe Bohrung (20) aufweist und an der Stirnfläche Sowohl das Gehäuse 1 als auch das obere Kernteil

mit einem Ring (37) aus nichtmagnetischem Materi- weisen einen flanschartigen Rand auf. Bei der Herstel-