DE3624477A1 - Einspritzventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Einspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist aus der DE-OS 34 18 762 bereits ein der Zuführung von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine dienendes Ein­ spritzventil bekannt, welches die abzuspritzende Kraftstoffmenge stromaufwärts des Dichtsitzes dosiert (Innenzumessung). Hierzu sind in der Ventilnadel Zumeßöffnungen vorgesehen, über die der Kraft­ stoff unter Druckabfall strömt. Nachteilig bei dem gezeigten Ein­ spritzventil ist jedoch, daß die Zumessung in einem weit stromauf­ wärts gelegenen Bereich der Ventilnadel stattfindet; dadurch muß der zugemessene Kraftstoff große Toträume durchströmen, ehe er zur Ab­ spritzung gelangt, eine schnelle und exakte Abspritzung wird dadurch beeinträchtigt.

Auch aus der DE-OS 34 18 761 ist ein Einspritzventil bekannt, wel­ ches die Kraftstoffmenge stromaufwärts des Dichtsitzes dosiert. Aber auch bei diesem Ventil ist ein schneller Anlauf der Strömung nicht erreichbar, da der Kraftstoff nach erfolgter Zumessung in den Be­ reich des fertigungstechnisch bedingten Hinterschnitts einströmt und dort abgebremst wird. Die dabei entstehenden Turbulenzen erschweren ein schnelles Durchströmen des Kraftstoffes zum Abspritzende; auch dieses Ventil arbeitet deshalb mit verzögerter Abspritzung.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Einspritzventil mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Hauptanspruchs weist demgegenüber den Vorteil auf, daß der Kraftstoff nach erfolgter Innenzumessung sehr schnell zur Absprit­ zung gelangt, ohne in dazwischen liegenden Toträumen abgebremst zu werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Einspritzventiles möglich.

Vorteilhaft ist es insbesondere, die Zumeßöffnungen so anzuordnen, daß der Kraftstoff drallförmig zum Abspritzende strömt.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung ver­ einfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert. Die Fig. 1 und 3 zeigen je einen Schnitt durch Kraft­ stoffeinspritzventile, Fig. 2 und 4 einen Schnitt entlang der Li­ nien II-II in Fig. 1 bzw. IV-IV in Fig. 3.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt innerhalb eines mit 1 bezeichneten Ventilgehäuses ei­ nes nicht näher dargestellten Kraftstoffeinspritzventiles eine auf einem Spulenträger 3 augebrachte Magnetspule 2. Teilweise von dieser umgeben, befindet sich innerhalb der Magnetspule 2 ein ferromagneti­ scher Kern 4. Einer Stirnseite des Kerns 4 zugewandt und ebenfalls teilweise innerhalb des Spulenträgers 3 gelegen, befindet sich ein Anker 5, welcher mit einer Ventilnadel 6 verbunden ist, welche ihrerseits mit einem Ende 7 in eine Ausnehmung 8 des Ankers 5 einge­ paßt ist. Der Anker 5 ist mit einer ihn axial durchdringenden Öff­ nung 10 versehen. Die Ventilnadel 6 ist in einem Düsenkörper 15 ver­ schiebbar gelagert, welcher auf nicht dargestellte Weise mit dem Ventilgehäuse 1 verbunden ist. Der Düsenkörper 15 weist eine koaxia­ le Führungsbohrung 16 auf, an welche sich in der der Magnetspule 2 abgewandten Richtung eine kegelig zulaufende Ventilsitzfläche 17 an­ schließt, welche ihrerseits in einer Abspritzöffung 18 endet. Die Ventilnadel 6 wird in der Führungsbohrung 16 des Düsenkörpers 15 ge­ führt und läuft in der der Magnetspule 2 abgewandten Richtung in ei­ nem ersten kegeligen Abschnitt 20 aus, an den sich ein vorzugsweise in Form eines Kegelstumpfes leicht erhaben geformter schmaler Dicht­ sitz 21 anschließt. Dieser liegt bei geschlossenem Einspritzventil direkt auf der kegeligen Ventilsitzfläche 17 des Düsenkörpers 15 auf. Zum Öffnen des Einspritzventils hebt die Ventilnadel 6 mit die­ sem Dichtsitz 21 von der Ventilsitzfläche 17 ab und gibt damit eine Durchströmöffnung für den Kraftstoff frei. Den Abschluß der Ventil­ nadel 6 bildet ein sich an den Dichtsitz 21 anschließender zweiter kegeliger Abschnitt 23.

Der zweite kegelige Abschnitt 23 kann sowohl in der dargestellten Form eines Kegels auslaufen als auch einen Nadelzapfen aufweisen, welcher, eine koaxiale Verlängerung der Ventilnadel 6 bildend, aus der Abspritzöffung 18 des Düsenkörpers 15 hinausragt.

Die Ventilnadel 6 hat mit axialem Abstand zueinander zwei Führungs­ abschnitte 30 und 31, welche der Ventilnadel 6 innerhalb der Füh­ rungsbohrung 16 Führung geben. Der stromaufwärts gelegene erste Füh­ rungsabschnitt 30 kann an seinem Umfang Durchströmöffnungen aufwei­ sen, welche beispielsweise als Vierkante 33 ausgebildet sein können und über welche ein Austausch der in dem Raum zwischen den beiden Führungsabschnitten 30, 31 befindlichen Flüssigkeit möglich ist.

Die die Führungsabschnitte 30 und 31 aufnehmende Führungsbohrung 16 des Düsenkörpers 15 ist in der der Magnetspule 2 abgewandten Rich­ tung in Form einer Erweiterung 35 abgesetzt, welche fertigungstech­ nisch bedingt ist. Der Durchmesser der auch als "Hinterschnitt" be­ zeichneten Erweiterung 35 ist größer als der Durchmesser der Füh­ rungsbohrung 16. An die Erweiterung 35 schließt sich die bereits be­ schriebene kegelige Ventilsitzfläche 17 an. Der zweite Führungsab­ schnitt 31 der Ventilnadel 6, welcher durch die Führungsbohrung 16 geführt ist und noch teilweise durch die Erweiterung 35 umschlossen sein kann, muß im Gegensatz zum ersten Führungsabschnitt 30 zylin­ drisch ausgebildet sein.

In der Ventilnadel 6 befindet sich eine koaxiale Sackbohrung 38, welche sich in Richtung auf den Anker 5 hin öffnet und deren Boden 39 sich nahe der Spitze der Ventilnadel 6 befindet, d. h. in etwa auf axialer Höhe des ersten kegeligen Abschnittes 20.

Im Bereich des ersten kegeligen Abschnittes 20 wird die Ventilnadel 6 von mindestens einer der Dosierung der Kraftstoffmenge dienenden Zumeßöffnung 40 durchdrungen, welche einerseits in die Sackbohrung 38 in der Nähe deren Bodens 39 mündet und welche andererseits auf der den ersten kegeligen Abschnitt 20 bildenden Mantelfläche der Ventilnadel 6 unmittelbar stromaufwärts des Dichtsitzes 21 mündet. Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn die Zumeßöffnungen 40 so ge­ richtet sind, daß der bei vom Dichtsitz 21 abgehobener Ventilnadel 6 aus den Zumeßöffnungen 40 austretende Kraftstoff in den Bereich der kegeligen Ventilsitzfläche 17 strömt und nicht in den durch die Er­ weiterung 35 gebildeten Ringraum. Vorteilhafterweise sollte die Lage der Längsachse der Zumeßöffnungen 40 so gewählt werden, daß diese bezüglich der Längsachse des Einspritzventils eine radiale, eine axiale und auch eine tangentiale, jeweils von Null verschiedene Kom­ ponente aufweist. Dadurch, daß die Zumeßöffnungen 40 auch eine tan­ gentiale Komponente aufweisen, wird dem in den konischen Ringraum zwischen Ventilsitzfläche 17 und Ventilnadel 6 einströmenden Kraft­ stoff eine Drallbewegung aufgezwungen, der Kraftstoff "schraubt" sich entlang der Ventilsitzfläche 17 zur Abspritzöffnung 18 und verläßt die Abspritzöffnung 18 als Sprühkegel.

Da der aus den Zumeßöffnungen 40 austretende Kraftstoff direkt in den Bereich der Ventilsitzfläche 17 einströmt, entfallen Strömungs­ verluste, die dann auftreten würden, wenn der bereits zugemessene Kraftstoff erst den durch die Erweiterung 35 gebildeten Ringraum durchströmen müßte.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Im rechten Winkel zur Ventillängsachse münden in der Nähe des Bodens 39 der Sackbohrung 38 mindestens zwei radial verlaufende Querbohrungen 43 in der Sackbohrung 38, welche anderer­ seits auf der Mantelfläche des zweiten Führungsabschnittes 31 der Ventilnadel 6 münden. Die Zumeßöffnungen 40 gehen von diesen Quer­ bohrungen 43 aus und münden andererseits unmittelbar stromaufwärts des Dichtsitzes 21 auf der Mantelfäche des ersten kegeligen Ab­ schnittes 20. Die äußere Mündung jeder Querbohrung 43 ist durch je­ weils einen Stopfen 44 verschlossen, welcher in der Querbohrung 43 befestigt wird.

Der über die Öffnung 10 des Ankers 5 und die Sackbohrung 38 zuge­ führte Kraftstoff gelangt in die Querbohrungen 43 und strömt von dort in die Zumeßöffnungen 40, aus denen heraus er bei geöffnetem Einspritzventil unmittelbar in den Bereich der zylindrischen Ventil­ sitzfläche 17 einströmt. Selbstverständlich sollte auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Einströmung mit Drall erfolgen, d.h. die Zu­ meßöffnungen 40 sollten eine tangentiale Richtungskomponente aufwei­ sen.

Claims (6)

1. Einspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraft­ maschinen mit einem Düsenkörper und einer Ventilsitzfläche, einer sich daran anschließenden Abspritzöffnung und einer in einer Füh­ rungsbohrung des Düsenkörpers geführten Ventilnadel, welche über ei­ nen mit der Ventilsitzfläche zusamenwirkenden und auf diese Weise das Öffnen und Schließen des Einspritzventils kontrollierenden Dichtsitz sowie über eine zentrale, den Kraftstoff zuführende Sack­ bohrung verfügt, von der aus mindestens eine Zumeßöffnung nach au­ ßerhalb der Ventilnadel führt, dadurch gekennzeichnet, daß die stromabwärts gelegene Mündung der Zumeßöffnung (40) sich in unmit­ telbarer Nähe zum Dichtsitz (21) befindet.

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei geöffnetem Einspritzventil aus der Zumeßöffnung (40) austretende Kraftstoff auf die Ventilsitzfläche (17) gerichtet ist.

3. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßöffnung (40) in bezug auf die Längsachse des Einspritzventiles geneigt verläuft.

4. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zumeßöffnung (40) stromaufwärts von einer Querbohrung (43) ausgeht, welche von der Sackbohrung (38) nach außen führt und welche an ihrem äußeren Ende verschlossen ist.

5. Einspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende der Querbohrung (43) durch einen Stopfen (44) verschlos­ sen ist.

6. Einspritzventil nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lage der Zumeßöffnungen (40) in bezug auf die Längs­ achse des Einspritzventiles eine tangentiale Komponente aufweist.