Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch getaktetes Einspritzventil für
gemischverdichtende Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentan
spruchs.The invention relates to an electromagnetically clocked injection valve for
mixture-compressing internal combustion engines according to the preamble of the patent
saying.
Ein derartiges Einspritzventil ist aus der DE-OS 34 39 671 bekannt. Diese An
ordnung ist hinsichtlich der Schaltfrequenz und der Schaltkraft verbesserungs
bedürftig.Such an injection valve is known from DE-OS 34 39 671. This to
Order is improvement in terms of switching frequency and switching force
needy.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einspritzventil zu schaffen, das bei gerin
gen zu bewegenden Massen mit hoher Frequenz in einem großen Hubbereich
getaktet werden kann.The object of the invention is to provide an injection valve that is at gerin
against moving masses with high frequency in a large stroke range
can be clocked.
Die Aufgabe wird bei einem Einspritzventil eingangs genannter Art durch die
Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Hierdurch wird erreicht, daß eine große
Magnetkraft sowohl bei geschlossenem Ventil, d. h. bei dem größten Luftspalt,
als auch bei kleineren Luftspalten auf den Anker wirkt. Dadurch wird die
Anzugszeit verringert. Außerdem ist ein geringerer Strom für das sichere
Offenhalten erforderlich, wodurch ein schneller Abbau des Magnetfeldes und ein
schneller Schließvorgang erreicht wird.The task is performed by an injection valve of the type mentioned by
Features of the claim solved. This ensures that a large
Magnetic force both when the valve is closed, i.e. H. at the largest air gap,
acts on the anchor as well as with smaller air gaps. This will make the
Suit time reduced. Also, a lower current is for the safe one
Keeping open required, which means a quick breakdown of the magnetic field and a
quick closing is achieved.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird
im folgenden näher beschrieben.An embodiment is shown schematically in the drawing and will
described in more detail below.
Das Einspritzventil 1 weist einen elektrischen Anschluß 2 auf, über den die
elektrische Spule 3 erregt wird. Die Spule 3 ist auf einem nicht magnetischen
Spulenträger 4 angeordnet und befindet sich im Ventilgehäuse 5. Der Eisenkreis
des Magnetsystems wird von einem Außenmantel 6 und zwei innerhalb der Spule 3
befindlichen, hülsenförmigen Polschuhen 7.1, 7.2 gebildet, so daß der nicht
magnetische Spulenträger zwischen Spule und Polschuh zu liegen kommt. Zwischen
den im Abstand zueinander angeordneten Polschuhen befindet sich ein nicht
magnetisierbarer Bereich 8, der als Zwischenring ausgebildet sein kann, wo
durch sich die Wirkung eines Luftspaltes ergibt, so daß sich die Feldlinien im
erregten Zustand zwischen den Polschuhen 7.1 und 7.2 derart ausbilden, daß sie
im Bereich des Zwischenringes durch die Bohrung 9 der Polschuhe verlaufen. In
der Bohrung 9 ist ein magnetisierbarer Anschlag 10 angeordnet, so daß die
Feldlinien, die
von dem Polschuh 7.2 ausgehen, auch zu diesem Teil des Eisenkreises des Ma
gnetsystems gelangen. Dadurch wird bewirkt, daß sich die Summe der auf den An
ker 12 wirkenden Kräfte aus der des Tauchankermagnetsystems und der des an
sich konventionellen Magnetsystems mit einem Zentralpol zusammensetzen. Die
entstehende größere Magnetkraft - gegenüber einer der beiden Bauarten -
bewirkt bei geschlossenem Ventil und damit bei dem größten auftretenden
Luftspalt eine kürzere Anzugszeit und damit ein schnelleres Öffnen. Um ein
magnetisches Kleben zwischen den Bauteilen Anker 12 und Anchlag 10 zu
verhindern, ist eines dieser Bauteile auf der dem anderen Bauteil
gegenüberliegenden Fläche mit einem nicht magnetisierbaren Überzug 10.1
versehen.The injection valve 1 has an electrical connection 2 , via which the electrical coil 3 is excited. The coil 3 is arranged on a non-magnetic coil carrier 4 and is located in the valve housing 5 . The iron circuit of the magnet system is formed by an outer jacket 6 and two sleeve-shaped pole pieces 7.1 , 7.2 located within the coil 3 , so that the non-magnetic coil carrier comes to rest between the coil and the pole piece. Between the pole shoes arranged at a distance from each other there is a non-magnetizable area 8 , which can be designed as an intermediate ring, where the effect of an air gap results, so that the field lines in the excited state form between the pole shoes 7.1 and 7.2 such that they run in the area of the intermediate ring through the bore 9 of the pole shoes. In the bore 9 , a magnetizable stop 10 is arranged so that the field lines emanating from the pole piece 7.2 also reach this part of the iron circuit of the magnetic system. This has the effect that the sum of the forces acting on the ker 12 is composed of that of the plunger magnet system and that of the conventional magnet system with a central pole. The resulting greater magnetic force - compared to one of the two types - results in a shorter tightening time and thus faster opening when the valve is closed and the largest air gap occurs. In order to prevent magnetic sticking between the components armature 12 and stop 10 , one of these components is provided with a non-magnetizable coating 10.1 on the surface opposite the other component.
Der nachstehend beschriebene Ventilaufbau ist nur als Beispiel zu verstehen
und berührt nicht den erfinderischen Magnetkreis. Der Anschlag 10 weist eine
Aufnahme für eine Feder 11 auf, die einen topfförmigen Anker 12 belastet, an
dem eine Nadel 13 befestigt ist, deren anderes Ende einen Ventilverschließ
körper 14 trägt. Der Ventilverschließkörper 14 wird als Kugel ausgebildet und
wirkt mit einem kegelförmigen Ventilsitz 15 zusammen und beherrscht einen
Brennstoffaustritt 16, der zwischen einem Brennstoffzulauf 17 und einem Brenn
stoffrücklauf 18 angeordnet ist. Durch entsprechende Auswahl von Kugeldurch
messer 14 und Neigung des Ventilsitzkegels 15 ist es möglich, den Hub des An
kers so zu bestimmen, daß zwischen Ventilverschließkörper und Ventilsitz keine
Drosselwirkung auftritt. Um bei hoher Schaltfrequenz einen großen Hub zu er
zielen, wird angestrebt, die zu bewegenden Massen geringzuhalten. Dazu wird
eine Kugel mit geringem Durchmesser oder eine andere geeignete Konstruktion
eingesetzt. Ein oder mehrere Öffnungen 20 sind im Boden 21 des Ankers 12
vorgesehen, damit sich bei seiner schnellen Bewegung keine Luftdruckpolster
aufbauen können.The valve structure described below is only to be understood as an example and does not affect the inventive magnetic circuit. The stop 10 has a receptacle for a spring 11 which loads a cup-shaped armature 12 to which a needle 13 is attached, the other end of which carries a valve closing body 14 . The valve closing body 14 is designed as a ball and cooperates with a conical valve seat 15 and controls a fuel outlet 16 , which is arranged between a fuel inlet 17 and a fuel return 18 . By appropriate selection of ball diameter 14 and inclination of the valve seat cone 15 , it is possible to determine the stroke of the core so that no throttling effect occurs between the valve closing body and the valve seat. In order to achieve a large stroke at a high switching frequency, the aim is to keep the masses to be moved small. A small diameter ball or other suitable construction is used for this. One or more openings 20 are provided in the bottom 21 of the armature 12 so that no air pressure cushions can build up during its rapid movement.
In diesem Tauchankermagnetsystem sind der nicht magnetisierbare Bereich 8 und
das in diesen Bereich hineinragende Ankerende 19 derart zueinander justiert,
daß in nicht erregtem Zustand der Spule 3 der Anker 12 den überwiegenden Teil
des nicht magnetisierbaren Bereiches 8 abdeckt. Das Maß dieser Abdeckung wird
bei Festlegung der Ventilabmessungen bestimmt, um in einem weiteren Hubbereich
einen günstigen Verlauf der Anzugskraft zu erhalten. In erregtem Zustand der
Spule überdeckt der Anker diesen
nicht magnetisierbaren Bereich auch in Hubrichtung. Der Ausdruck "überdeckt"
soll hierin bedeuten, daß im abgezogenen Zustand der Anker 12 gegen den An
schlag 10 derart anliegt, daß der Anker beidseitig über den nicht magnetisier
baren Bereich 8 übersteht. Hierdurch wird bewirkt, daß zu Beginn der Ankerbe
wegung der wesentliche Anteil des Magnetflusses von dem Polschuh 7.1 über den
Anker 12 zur Hülse 7.2 fließt. Bei weiterem Anziehen des Ankers kommt es zur
Umverteilung des Flusses, so daß ein zunehmend größerer Anteil direkt vom An
schlag 10 auf den Anker 12 übertritt. Durch eine derartige Anordnung läuft der
aus Weicheisen gebildete Anker in erregtem Spulenzustand in das Magnetfeld
hinein, wobei durch den zwischen den Polschuhen befindlichen nicht
magnetisierbaren Bereich bei Beginn der Erregung die Feldlinien bereits so
aufgebaut sind, daß sie teilweise bereits durch den Anker laufen. Mit dieser
Anordnung wird nicht nur die höchste Schaltfrequenz erzielt, sondern die auf
tretenden Schaltkräfte sind gegenüber Ausführung lediglich nach dem Tauch
ankersystem oder lediglich nach einem System mit Zentralpol in jeder Schalt
stellung größer, so daß die vom Brennstoffdruck in Schließrichtung des Ventils
auf den Ventilverschließkörper ausgeübte Schließkraft zusätzlich zur Feder
schließkraft sehr schnell überwunden werden kann.In this plunger armature magnet system, the non-magnetizable area 8 and the armature end 19 projecting into this area are adjusted relative to one another such that when the coil 3 is not energized, the armature 12 covers the major part of the non-magnetizable area 8 . The dimension of this cover is determined when the valve dimensions are specified in order to obtain a favorable course of the tightening force in a further stroke range. When the coil is excited, the armature also covers this non-magnetizable area in the stroke direction. The term “covered” is intended here to mean that in the pulled-off state the armature 12 bears against the stop 10 in such a way that the armature projects beyond the non-magnetizable area 8 on both sides. This has the effect that at the beginning of the Ankerbe movement the essential part of the magnetic flux flows from the pole shoe 7.1 over the armature 12 to the sleeve 7.2 . With further tightening of the anchor there is a redistribution of the river, so that an increasingly larger portion passes directly from the impact 10 to the anchor 12 . With such an arrangement, the armature formed from soft iron runs into the magnetic field in an excited coil state, the field lines already being built up by the non-magnetizable area between the pole shoes at the beginning of the excitation in such a way that some of them already run through the armature. With this arrangement, not only is the highest switching frequency achieved, but the switching forces which occur are larger compared to the design only after the plunger anchor system or only according to a system with a central pole in each switching position, so that the fuel pressure exerted on the valve closing body in the closing direction of the valve Closing force in addition to the spring closing force can be overcome very quickly.