DE3642311A1 - Elektromagnetisch betaetigbares kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei dem der zwi­ schen Anker und Kern gebildete Restlufspalt direkt im Kraftstoff­ strom liegt, so daß magnetische oder nichtmagnetische Partikel in diese Restluftspalt haften bleiben können und sich sogar in die Oberflächen von Kern und Anker einschlagen, was zu einer unerwünsch­ ten Änderung des Öffnungs- und Schließverhaltens des Kraftstoffein­ spritzventils und damit zu einer Verfälschung der eingespritzten Kraftstoffmenge führt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Kraftstoffein­ spritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der direkte Kraftstoffstrom und damit auch mitgeführte Schmutzpartikel von dem zwischen Anker und Kern gebildeten Restluftspalt fern gehalten werden, so daß sich eine Verbesserung und eine Verlängerung der Funktionsfähigkeit des Kraft­ stoffeinspritzventiles ergibt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzventiles möglich. Vorteilhaft ist es, die Kunststoffbuchse mittels einer Feder an den Kern zu pressen, so daß auch beim rauhen Fahrbetrieb im Kraftfahrzeug eine ausreichende Abdichtung gewährleistet ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Kraft­ stoffeinspritzventil,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das in der Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine hat ein Ventilgehäuse 1, dessen abgestufte Gehäuseinnenbohrung 2 eine erste Schulter 3 aufweist, an der eine Grundplatte 4 anliegt, in deren mittlerer Ausnehmung 5 ein erstes Polteil 7 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 gerinerem Außendurchmesser auf, in dem sich die Gehäuseinnenbohrung 2 fortsetzt und zumindest teilweise einen Ventilsitzkörper 17 aufnimmt, der über einen Zwi­ schenring 18 an einer zweiten Schulter 19 der Gehäuseinnenbohrung 2 anliegt. Der Rand des Mundstückes 16 umgreift als Bördelung 20 teil­ weise den Ventilsitzkörper 17 und preßt diesen in Richtung zur zwei­ ten 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 Strö­ mungsbohrung 22 in eine abgeschrägte Anschlagöffnung 24 über, deren Durchmesser sich kegelförmig bis zu einer sich anschließenden zylin­ drischen Führungsbohrung 25 erweitert. Die Strömungsbohrung 22 wird mit weitem Spiel von einer als Ventilschließglied dienenden Ventil­ nadel 26 durchragt, an deren einem Ende ein Anker 27 aus ferromagne­ tischem Material fixiert ist, der der Ventilnadel 26 zugewandt mit einem kugelförmig ausgebildeten Führungsabschnitt 28 verbunden ist, der in der Führungsbohrung 25 mit engem radialen Spiel gleitbar ge­ lagert ist. Dem Anker 27 abgewandt ist an der Ventilnadel 26 ein Schließkopf 29 ausgebildet, der mit dem Ventilsitz 23 zusammenwirkt. Der Anker 27 weist den als Kern dienenden Polteilen 7, 9 zugewandt eine abgeflachte Arbeitsfläche 30 auf und wird bei nicht erregten Magnetspulen 13, 14 durch das Permanentmagnetfeld des Permanentmag­ neten 12 in Richtung zu den Polen 8, 10 angezogen, zu denen er je­ doch einen Restluftspalt 31 bei am Ventilsitz 23 anliegendem Schließkopf 29 aufweist. In dieser Stellung hat der kugelförmige Führungsabschnitt 28 von der Anschlagöffnung 24 abgehoben. Die ra­ diale Führung des kugelförmigen Führungsabschnittes 28 und damit des Ankers 27 erfolgt am Umfang des Führungsabschnittes nahezu durch Linienberührung in der Führungsbohrung 25. Unmittelbar stromaufwärts des Schließkopfes 29 ist an der Ventilnadel 26 ein Zumeßbund 33 aus­ gebildet, der mit der Wandung der Strömungsbohrung 22 eine Drossel­ stelle für den Kraftstoff darstellt und einen Zumeßringspalt 34 bil­ det, an dem beispielsweise etwa 90% des Druckes des Kraftstoffes gegenüber dem stromabwärts des Ventilsitzes 23 herrschenden Umge­ bungsdruck abfällt. Die restlichen 10% des Kraftstoffdruckes gegen­ über dem Umgebungsdruck fallen an dem Strömungsquerschnitt zwischen dem Ventilsitz 23 und dem Schließkopf 29 ab. Die Anordnung des Zu­ meßringspaltes 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 Be­ standteile der Saugrohratmosphäre wie z. B. feinster Staub und Parti­ kel aus rückgeführtem Abgas zugesetzt wird, wodurch sich die zuge­ messene Kraftstoffmenge im Betrieb verändern würde. Die Kraftstoff­ zufuhr zur Strömungsbohrung 22 erfolgt in einem Ringkanal 35 zwi­ schen einem Führungsabsatz 36 des Ventilsitzkörpers 17 und der Ge­ häuseinnenbohrung 2, die einerseits zu einem nicht dargestellten Kraftstoffzufuhranschluß von einer Kraftstofförderpumpe führt und von dem andererseits Radialbohrungen 37 zur Strömungsbohrung 22 füh­ ren.

Wie bereits dargelegt, wird der Anker 27 bei nicht erregten Magnet­ spulen 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 Erregung der Magnetspulen 13, 14 fließt dem Permanentmagnetfluß am Anker 27 ein annähernd gleich großer Elektro­ magnetfluß entgegen, wodurch die an der Ventilnadel in Öffnungsrich­ tung des Ventiles angreifende Druckkraft des Kraftstoffes ausreicht, den Schließkopf 29 vom Ventilsitz 23 abzuheben und der Anker 27 eine Hubbewegung bis zur Anlage des Führungsabschnittes 28 an der Wandung der Anschlagöffnung 24 ausführen kann. Die Hubbewegung des Ankers 27 bzw. des Schließkopfes 29 gegenüber dem Ventilsitz 23 kann vor dem Fixieren des Ankers 27 bzw. Führungsabschnittes 28 an der Ventil­ nadel 26 in bekannter Weise eingestellt werden. Bei vom Ventilsitz 23 nach außen abgehobenem Schließkopf 29 zentriert der zum Ventil­ sitz 23 strömende Kraftstoff zugleich die Ventilnadel 26 in der Strömungsbohrung 22.

Der Anker 27 ragt mit seinem die Arbeitsfläche 30 aufweisenden Ende teilweise aus dem Führungsabsatz 36 des Ventilsitzkörpers 17 heraus und bildet zwischen der Arbeitsfläche 30 und der in diesem Fall ebenfalls eben ausgeführten und dem Anker 27 zugewandten Kernstirn­ fläche 39 der Pole 8, 10 den Restluftspalt 31, der bei am Ventilsitz 23 anliegendem Schließkopf 29 ca. 0,03 mm beträgt. Der Führungsab­ satz 36 endet ebenfalls mit einem axialen Abstand gegenüber der Kernstirnfläche 39. Erfindungsgemäß ist auf den Außenumfang des Füh­ rungsabsatzes 36 eine Kunststoffbuchse 40 so aufgesetzt, daß sie dicht an dem Führungsabsatz 36 anliegt und eine direkte Kraftstoff­ strömung zwischen der Kunststoffbuchse 40 und dem Außenumfang des Führungsabsatzes 36 vermieden wird. Vorzugsweise ist der Außenumfang des Führungsabsatzes 36 zylinderförmig ausgebildet, und die Kunst­ stoffbuchse 40 ist mit einer kreisförmigen Innenbohrung 41 auf die­ sen Führungsabsatz 36 aufgesetzt. Das an den Polen 8, 10 anliegende Ende der Kunststoffbuchse 40 umgreift mit Spiel den im Führungsab­ satz 36 geführten Anker 27 und ist als Schneide 42 ausgebildet, so daß eine möglichst dichte Anlage der Kunststoffbuchse 40 an der Kernstirnfläche 39 gewährleistet ist und eine direkte Kraftstoff­ strömung zum Restluftspalt 31 vermieden wird. An dem der Schneide 42 abgewandten Ende 43 der Kunststoffbuchse 40 greift eine beispiels­ weise als Schraubenfeder ausgebildete Feder 44 an, die die Kunst­ stoffbuchse 40 in Richtung zur Kernstirnfläche 39 beaufschlagt und sich andererseits an dem Zwischenring 18 abstützt. Wie in Fig. 2 deutlicher dargestellt ist, sind im Mantel der Kunststoffbuchse 40 in Richtung der Ventillängsachse verlaufende Längsnuten 46 vorge­ sehen, die eine drosselungsfreie Strömung des Kraftstoffes in dem Ringkanal 35 zu den Radialbohrungen 37 gewährleisten. Die dicht an der Kernstirnfläche 39 und dem Führungsabsatz 36 anliegende Kunst­ stoffbuchse 40 verhindert eine direkte Kraftstoffströmung zum Rest­ luftspalt 31, so daß ein Transport zum und die Anlagerung von Schmutzpartikeln im Restluftspalt 31 vermieden werden, wodurch eine exakte Arbeitsweise des Kraftstoffeinspritzventiles über eine län­ gere Betriebszeit und eine Verlängerung der Lebensdauer des Kraft­ stoffeinspritzventiles erreicht werden.

Claims (4)

1. Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil mit ei­ nem Ventilgehäuse, einem mindestens teilweise im Ventilgehäuse ange­ ordneten Ventilsitzkörper, mindestens einer Magnetspule, einem Kern und einem mit einem Ventilschließglied verbundenen Anker, der im Ventilsitzkörper gleitbar gelagert eine auf den Kern ausgerichtete Arbeitsfläche hat und teilweise aus einem dem Kern zugewandten und einen axialen Abstand diesem gegenüber aufweisenden Führungsabsatz des Ventilsitzkörpers herausragt, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Führungsabsatz (36) des Ventilsitzkörpers (17) eine Kunststoff­ buchse (40) aufgesetzt ist, deren eines Ende (42) den Anker (27) mit Spiel umgreifend am Kern (39) anliegt.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das am Kern (39) anliegende eine Ende der Kunststoffbuchse (40) als Schneide (42) ausgebildet ist.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß an dem dem Kern (39) abgewandten anderen Ende (43) der Kunststoffbuchse (40) eine Feder (44) angreift und die Kunststoff­ buchse (40) in Richtung zum Kern (39) beaufschlagt.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im Mantel der Kunststoffbuchse (40) Längsnuten (46) vorge­ sehen sind.