DE3735526A1 - Elektromagnetisches kraftstoff-einspritzventil fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Einspritzventil zur Zufuhr von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine.

Ein elektromagnetisches Kraftstoff-Einspritzventil der oben genannten Art umfaßt einen Ventilkörper mit einem Ventilsitz und ein Ventilglied oder einen Ventilkolben mit einer Anschlagkante oder -fläche. Der Ventilkolben ist relativ zum Ventilkörper zwischen einer geschlossenen Stellung, in der die Anschlagfläche gegen den Ventilsitz stößt, um eine Kraftstoffzufuhr zur Maschine zu unterbrechen, und einer offenen Stellung, in der die Anschlagfläche vom Ventilsitz entfernt ist, um die Kraftstoffzufuhr zur Maschine zu ermöglichen, bewegbar angeordnet. Der Ventilkolben wird durch einen elektromagnetischen Stellantrieb betätigt, so daß er sich zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung bewegt, und er ist mit einem Zumeß- oder Dosierteil versehen, das mit dem Ventilsitz zusammenwirkt, um dazwischen einen Kraftstoff-Dosierspalt abzugrenzen, wenn der Ventilkolben in der offenen Stellung ist. Die Anschlagsfläche des Ventilkolbens ist stromauf von dem Dosierteil mit Bezug zur Strömungsrichtung des Kraftstoffs angeordnet.

Das oben beschriebene elektromagnetische Kraftstoff-Einspritzventil ist an der Maschine angebracht, um den Kraftstoff in einen Zylinder oder ein Ansaugrohr der Maschine einzuspritzen. Demzufolge liegt wenigstens ein Endabschnitt des Ventilkörpers und des Ventilkolbens zum Inneren des Zylinders oder des Ansaugrohres hin frei. Aus diesem Grund besteht die Neigung zu einer Ablagerung oder Ansammlung von Verbrennungs- oder Verdampfungsrückständen im Kraftstoff an den Flächen des Endabschnitts des Ventilkörpers und des Ventilkolbens. Eine derartige Ablagerung und Ansammlung von Rückständen tritt schwerlich während einer Kraftstoffeinspritzung, d. h., wenn der Ventilkolben in der Offenstellung ist, auf, jedoch kann das während einer Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung, d. h., wenn der Ventilkolben in der geschlossenen Stellung ist, leicht auftreten.

Da bei dem oben erläuterten herkömmlichen elektromagnetischen Kraftstoff-Einspritzventil die Anschlagkante oder -fläche des Ventilkolbens stromauf von dessen Dosierteil angeordnet ist, steht das Dosierteil in unmittelbarer Verbindung mit dem Inneren des Zylinders oder des Ansaugrohres, wenn der Ventilkolben in der Schließstellung ist, so daß die Rückstände am Dosierteil und an einem Teil des Ventilsitzes, der mit dem Dosierteil zur Abgrenzung des Dosierspalts zusammenwirkt, abgelagert und angesammelt werden. Dadurch wird der wirksame Öffnungsquerschnitt oder die wirksame Fläche des Kraftstoff-Dosierspalts allmählich verringert, was zu einer Abnahme im Kraftstoffdurchsatz führt, so daß die Leistung der Maschine herabgesetzt wird.

Um das oben angesprochene Problem zu beseitigen, wurde durch die JP-GM-OS Nr. 61-110 864 ein Einspritzventil vorgeschlagen, wobei ein in unmittelbarer Verbindung mit dem Inneren des Zylinders oder des Ansaugrohres stehender Teil des Ventilkolbens an einer stromab von der Anschlagkante oder -fläche befindliche Stelle des Ventilkolbens in seiner Oberflächenrauhigkeit auf einen Wert von 0,1 µm oder darunter gebracht wird, um das Auffangen oder Anhaften von Rückständen am Kraftstoff-Dosierteil auszuschalten und damit ein Ablagern sowie Ansammeln von Rückständen zu verhindern. Es werden jedoch erhebliche Bearbeitungsschwierigkeiten hervorgerufen, um die Oberflächenrauhigkeit auf 0,1 µm oder darunter zu bringen.

Der Erfindung liegt insofern die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Kraftstoff-Einspritzventil zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das wirksam eine Verminderung im Kraftstoffdurchsatz, die auf das Ablagern und Ansammeln von Rückständen zurückzuführen ist, ohne die Notwendigkeit einer maschinellen Bearbeitung mit hoher Präzision verhindern kann.

Gemäß der Erfindung wird ein elektromagnetisches Kraftstoff- Einspritzventil geschaffen, das einen Ventilkolben mit einem Dosierteil, welches mit einem Ventilsitz zur Abgrenzung eines Kraftstoff-Dosierspalts zusammenarbeitet, und eine Anschlagkante oder -fläche, die stromab vom Dosierteil mit Bezug zur Strömungsrichtung des Kraftstoffs angeordnet ist, so daß das Dosierteil ständig in den Kraftstoff eintaucht, wenn der Ventilkolben in einer geschlossenen Stellung ist, umfaßt.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein elektromagnetisches Kraftstoff-Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten, den Bereich II in Fig. 1 darstellenden Teilschnitt eines Ventilkolbens des Einspritzventils;

Fig. 3 und 4 vergrößerte Darstellungen eines Teils des Ventilkolbens im Bereich III in der Fig. 2 in einer geschlossenen bzw. offenen Stellung;

Fig. 5 einen Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführungsform die bei einem Einspritzventil einer nach außen öffnenden Bauart zur Anwendung kommt;

Fig. 6 in vergrößerter Darstellung den Bereich VI in der Fig. 5;

Fig. 7 eine zu Fig. 1 gleichartige Darstellung eines Einspritzventils in einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 8 eine zu Fig. 1 gleichartige Darstellung eines Einspritzventils in einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 9 eine zu Fig. 1 gleichartige Darstellung eines Einspritzventils in einer vierten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Abwandlung des in Fig. 9 gezeigten Einspritzventils;

Fig. 11 eine zu Fig. 1 gleichartige Darstellung einer fünften Ausführungsform eines Einspritzventils gemäß der Erfindung;

Fig. 12 einen Teilschnitt des Bereichs XII in der Fig. 11 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 13 eine vergrößerte Darstellung eines Teils des Ventilkolbens im Bereich XIII der Fig. 12;

Fig. 14 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einem Flächenverhältnis S₂/S₁ zwischen Dosierquerschnitten sowie einem Verminderungsgrad Δ Q/Qa in einer Einspritzmenge und der Beziehung zwischen dem Flächenverhältnis S₂/S₁ zwischen den Dosierquerschnitten sowie einem Drosselverhältnis P _ab bei dem in den Fig. 11-13 dargestellten Einspritzventil;

Fig. 15 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einem Neigungswinkel α einer kegeligen Fläche und einem Neigungswinkel β im stromabwärtigen Bereich eines Ventilsitzes bei dort angesammelten Rückständen bei dem in den Fig. 11-13 dargestellten Einspritzventil;

Fig. 16 eine graphische Darstellung der Beziehung eines Verhältnisses da/dp zwischen einem Durchmesser dp eines Zapfen- oder Stiftteils und eines Durchmessers da eines erweiterten Teils mit Bezug auf ein Flächenverhältnis S₃/S₂ zwischen den Dosierquerschnitten bei dem in den Fig. 11-13 dargestellten Kraftstoff-Einspritzventil;

Fig. 17 einen vergrößerten Teilschnitt eines Endabschnitts eines Kraftstoff-Einspritzventils nach dem Stand der Technik;

Fig. 18 einen Teilschnitt eines Kraftstoff-Einspritzventils in einer sechsten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 19 eine zu Fig. 18 gleichartige Darstellung eines Einspritzventils in einer siebenten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 20 eine zu Fig. 1 gleichartige Darstellung eines Einspritzventils in einer achten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 21 einen Teilschnitt einer Abwandlung des Einspritzventils von Fig. 20;

Fig. 22 einen Teilschnitt einer weiteren Abwandlung des in Fig. 20 dargestellten Einspritzventils;

Fig. 23 eine zu Fig. 20 gleichartige Darstellung für eine weitere Abwandlung eines Einspritzventils gemäß der Erfindung.

Es wird zuerst auf die Fig. 1-4 Bezug genommen. Die Fig. 1 zeigt ein Kraftstoff-Zufuhrsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem elektromagnetischen Kraftstoff-Einspritzventil 1 in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung, das zur Verwendung in z. B. Kraftfahrzeugen geeignet und dem ein Kraftstoffbehälter 2 eingegliedert ist. Durch eine elektromagnetische Pumpe 3 wird Kraftstoff vom Behälter 2 unter Zwang einer Zufuhrleitung 4 durch ein Filter 5 und dann durch die Leitung 4 einem Druckregelventil 6 zugeführt. Der innerhalb der Zufuhrleitung 4 unter Druck stehende Kraftstoff wird über eine Zweigleitung 7 dem Kraftstoff- Einspritzventil 1 zugeleitet, das im allgemeinen dazu ausgebildet ist, den Kraftstoff in ein Ansaugrohr oder einen Zylinder der Brennkraftmaschine mit Fremdzündung einzuspeisen. Als Kraftstoff wird Benzin verwendet, das einen relativ niedrigen Dampfdruck hat. Der Zufuhrdruck des Kraftstoffs durch das Einspritzventil 1 hat einen relativ niedrigen Wert in der Größenordnung von 250 kPa und wird durch das Druckregelventil 6 auf einen konstanten Differenzdruck mit Bezug auf einen Druck innerhalb des Ansaugrohres eingeregelt.

Das elektromagnetische Einspritzventil 1 von Fig. 1 umfaßt einen Ventilkörper 11 und ein Ventilgehäuse 12, das an seinem innenliegenden Endabschnitt abgebogen und gegen den Ventilkörper 11 gepreßt oder verstemmt ist, um die Teile 11 und 12 miteinander zu verbinden. Um den Ventilkörper herum ist im Preßsitz eine Abdeckkappe 13 angeordnet. Wie die Fig. 2 deutlich zeigt, ist der Ventilkörper 11 mit einer Einspritzöffnung oder -bohrung 14, durch die der zugemessene Kraftstoff in den Zylinder oder das Ansaugrohr eingespritzt wird, und mit einem als kegelstumpfförmige Fläche ausgebildeten Ventilsitz 16 versehen. Der Ventilkörper 11 weist eine Führungsbohrung 17 (Fig. 1 und 2) auf, in der ein länglicher Ventilkolben 20 von nadelförmiger Art, der zwei Gleitstücke 21 und 22 aufweist, aufgenommen ist. Die Gleitstücke sind in die Führungsbohrung 17 mit einem Spalt von wenigen µm zwischen der Wandfläche der Führungsbohrung 17 und den Wandflächen der Gleitstücke 21 und 22 eingesetzt, so daß der Ventilkolben 20 stoßfrei und glatt gleiten kann.

Wie die Fig. 2-4 zeigen, ist der Ventilkolben innerhalb der Bohrung 17 für eine Verlagerung mit Bezug zum Ventilkörper 11 zwischen einer geschlossenen Stellung (Fig. 3) und einer offenen Stellung (Fig. 4) relativ bewegbar angeordnet. In der Schließstellung stößt eine am Ventilkolben 20 ausgebildete Anschlagkante oder -fläche 23 gegen den Ventilsitz 16, um die Einspritzbohrung 14 zu verschließen und damit eine Kraftstoffzufuhr zur Maschine zu unterbrechen. In der Offenstellung ist die Anschlagkante 23 vom Ventilsitz 16 mit einem Hubweg H beabstandet, so daß die Einspritzbohrung 14 offen und damit eine Kraftstoffzufuhr in die Maschine möglich ist. Der Ventilkolben 20 ist ferner mit einem Dosierteil 26 versehen, das zusammen mit dem Ventilsitz 16 einen Kraftstoff-Dosierspalt 24 abgrenzt, wenn der Ventilkolben 20 in der in Fig. 4 gezeigten Offenstellung ist. Der Dosierspalt 24 hat einen Dosier- oder Zumeßquerschnitt S und das Dosierteil 26 wird durch eine Kegelstumpffläche gebildet. Wie der Fig. 4 klar zu entnehmen ist, befindet sich die Anschlagkante 23 mit Bezug zur Strömungsrichtung des durch das Einspritzventil 1 fließenden Kraftstoffs stromab vom Dosierteil 26.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist zwischen ein inneres, zur Einspritzbohrung 14 entferntes Ende des Ventilkörpers 11 und das Ventilgehäuse 12 ein ringförmiger Anschlag 31 fest eingefügt, gegen den ein Ringbund 32 am Ventilkolben 20 anstoßen kann, um die Offenstellung des Ventilkolbens 20 zu bestimmen, welcher sich an seinem inneren Endabschnitt durch den Anschlag 31 in das Ventilgehäuse 12 erstreckt.

Innerhalb des Ventilgehäuses 12 ist ein elektromagnetischer Stellantrieb 35 angeordnet, der dem Ventilkolben 20 eine Bewegung zwischen der geschlossenen Stellung (Fig. 3) und der offenen Stellung (Fig. 4) vermittelt. Der Stellantrieb 35 umfaßt einen mit dem inneren Endabschnitt des Ventilkolbens 20 verbundenen Anker 36, einen mit Bezug zum Ventilgehäuse 12 und damit zum Ventilkörper 11 ortsfest angeordneten Stator 37 und eine um den Stator 37 herumgewickelte Elektromagnetspule 38. Eine Rückstell-Schraubenfeder 39 belastet den Anker 36 zu seiner geschlossenen Stellung hin, d. h. in Fig. 1 abwärts. Bei Zufuhr eines Stroms zur Elektromagnetspule 38 wird eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die ein Anziehen des Ankers gegen die Druckkraft der Rückstellfeder 39 zum Stator 37 hin bewirkt. Wenn der Ringbund 32 gegen den Anschlag 31 stößt, dann nimmt der Ventilkolben 20 die in Fig. 4 gezeigte Offenstellung ein. Bei einer Unterbrechung der Stromzufuhr zur Magnetspule 38 wird der Ventilkolben 20 vom Stator 37 durch die Druckkraft der Rückstellfeder 39 wegbewegt. Wenn die Anschlagkante 23 des Ventilkolbens 20 gegen den Ventilsitz 16 stößt, dann nimmt der Ventilkolben 20 die in Fig. 3 gezeigte Schließstellung ein. Die Magnetspule 38 ist über einen Anschluß 41 an ein elektronisches Steuergerät (ZE) 42, das mit einem Mikrocomputer versehen ist, angeschlossen. Die ZE 42 ist imstande, eine Stromzufuhr zur Magnetspule 38 zu steuern.

Am Stator 37 ist einstückig ein Flansch 43 ausgebildet, der am innenliegenden Ende des Ventilgehäuses 12 befestigt ist. Ein Anschlußstück 44, das mit der Zweigleitung 7 zu verbinden ist, bildet einen Teil des Flansches 43 und ragt von dessen zum Stator 37 entgegengesetzt liegender Stirnfläche vor. Innerhalb des Anschlußstücks 44 ist ein Filter 46 gehalten. Zur Einstellung der Druckkraft der Rückstellfeder 39 ist im Stator 37 eine Justierhülse 47 angeordnet. Ein Innenkanal 48 in der Justierhülse 47 steht an seinem stromaufwärtigen Ende über das Anschlußstück 44 mit der Zweigleitung 7 in Verbindung, während das stromabwärtige Ende des Kanals 48 über eine im Anker 36 ausgebildete Zentrumsbohrung 49, einen um die Außenumfangsfläche des Ankers 36 herum verlaufenden Spalt, einen ebenflächigen Abschnitt 51 des Ventilkolbens 20, eine Zentrumsbohrung 52 im Anschlag 31 und einen Kraftstoffkanal 53 zwischen dem Ventilkolben 20 sowie der Wandfläche der Führungsbohrung 17 mit dem oben erwähnten Kraftstoff-Dosierspalt 24 in Verbindung steht. Somit wird, wenn der Ventilkolben 20 seine Offenstellung (Fig. 4) einnimmt, der unter Druck stehende, von der Zweigleitung 7 zur Einspritzbohrung 14 geführte Kraftstoff in den Zylinder oder das Ansaugrohr durch den Dosierspalt 24 eingespritzt.

An einer mit Bezug zur Strömungsrichtung des Kraftstoffs stromauf vom Dosierspalt 24 gelegenen Stelle ist im Ventilkörper 11 ein erweiterter Ringraum 56 ausgebildet. Ferner ist im Ventilkörper 11 eine Düsen- oder Meßbohrung 57 ausgestaltet, die mit dem Ringraum 56 verbunden ist, so daß die stromauf- sowie stromabwärts von Gleitstück 21 des Ventilkolbens 20 liegenden Teile miteinander in Verbindung stehen. Die Düsenbohrung 57 bildet eine Kraftstoff-Zumeßeinrichtung, die den dem Dosierspalt 24 zugeführten Kraftstoff bemißt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Düsenbohrung 57 so bestimmt, daß sie 20%-50% eines vorgegebenen Druckabfalls übernimmt, während der Kraftstoff-Dosierspalt 24 so bestimmt ist, daß er den restlichen Druckverlust übernimmt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Kraftstoff-Einspritzventils 1 erläutert. Wird von der ZE 42 der Magnetspule 38 des elektromagnetischen Stellantriebs 35 Strom nicht zugeführt, so nimmt der Ventilkolben 20 durch die Druckkraft der Rückstellfeder 39 die in Fig. 3 gezeigte Schließstellung ein. In dieser Schließstellung stößt die Anschlagkante 23 des Ventilkolbens 20 gegen den Ventilsitz 16 am Ventilkörper 11, um eine Kraftstoffzufuhr zur Maschine zu unterbrechen. Während der Einnahme der in Fig. 3 gezeigten Schließstellung wird ein Verbrennungsrückstand R innerhalb des Zylinders oder des Ansaugrohres oder ein Verdampfungsrückstand R im Kraftstoff an einer Fläche eines stromab einer Stelle 61, an der die Anschlagkante 23 auftrifft, liegenden Teils des Ventilsitzes 16 und an einer Fläche eines stromab von der Anschlagkante 23 befindlichen Teils des Ventilkolbens 20 abgelagert und angesammelt. Da jedoch während der Einnahme der Schließstellung Teile des Ventilkolbens 20 und des Ventilsitzes 16, die sich jeweils stromauf von der Anschlagkante 23 und der Stelle 61 befinden, keine unmittelbare Verbindung zum Inneren des Zylinders oder des Ansaugrohres haben, weil das durch die Anschlagkante 23 verhindert wird, werden Rückstände R an den Flächen dieser Teile weder abgelagert noch angesammelt.

Wenn von der ZE 42 der Magnetspule 38 Strom zugeführt wird, dann wird der Ventilkolben 20 gegen die Kraft der Rückstellfeder 39 zum Stator 37 hin angezogen und um den Hubweg H bewegt, bis der Ringbund 32 gegen den Anschlag 31 stößt, womit der Ventilkolben 20 die in Fig. 4 gezeigte Offenstellung einnimmt. Der unter Druck stehende Kraftstoff gelangt von der Zweigleitung 7 durch das Filter 46, den Innenkanal 48, die Zentrumsbohrung 49, den ebenflächigen Abschnitt 51, die Zentrumsbohrung 52, die Düsenbohrung 57, den Ringraum 56, den Kraftstoffkanal 53 und den Kraftstoff-Dosierspalt 24 in die Einspritzbohrung 14, um in den Zylinder oder das Ansaugrohr eingespritzt zu werden. Wie aus der Fig. 4 deutlich zu entnehmen ist, wird, wenn der Ventilkolben 20 die Offenstellung einnimmt, der Kraftstoff durch die Düsenbohrung 57 und den Dosierspalt 24 zugemessen. Da am Dosierteil 26 des Ventilkolbens 20 und an dem Teil des Ventilsitzes 16, das zusammen mit dem Dosierteil 26 den Dosierspalt 24 begrenzt, keinerlei Rückstand abgelagert und angesammelt wird, wird der Dosierquerschnitt S des Spalts 24 durch Rückstände in keiner Weise beeinflußt und kann immer seine konstante Zumeßfunktion ausführen.

Bei dem Einspritzventil der Fig. 1-4 wird die stromauf vom Dosierspalt 24 befindliche Düsenbohrung 57 so festgesetzt, daß sie 20%-50% des vorbestimmten Druckverlusts, was ein allgemein üblicher Wert ist, übernimmt, während der Dosierspalt 24 so bestimmt wird, daß er den restlichen Druckverlust übernimmt. Deshalb vermindert sich der Druck am Zumeßquerschnitt, d. h. am Dosierspalt 24, nicht in übermäßiger Weise. Somit besteht keine Möglichkeit, daß eine übermäßige Druckabnahme zu einem Verdampfen des Kraftstoffs am Ventilsitz 16 unter hoher Temperatur und Unterdruck führt, was die Einspritzmenge abrupt vermindert.

Wenngleich für das in den Fig. 1-4 gezeigte Kraftstoff- Einspritzventil 1 die Düsenbohrung 57, die 20%-50% des vorbestimmten Druckverlusts übernimmt, als vorhanden beschrieben wurde, so ist diese Bohrung 57 nicht unbedingt notwendig, sondern kann der Spalt 24 im wesentlichen 100% des vorbestimmten Druckverlusts übernehmen. Das bedeutet, daß die Anordnung so getroffen werden kann, daß das Zumessen von Kraftstoff an einer stromauf von der Anschlagkante 23 des Ventilkolbens 20 gelegenen Stelle beendet ist und stromab von der Anschlagkante 23 keinerlei Dosierung bewirkt wird. Das bietet die Möglichkeit, den Durchflußquerschnitt oder die Durchflußfläche stromab von der Anschlagkante 23 bzw. der mit dieser zusammenwirkenden Stelle 61 relativ zu vergrößern. Insofern kann die mit dem Inneren des Zylinders oder des Ansaugrohres unmittelbar in Verbindung stehende Einspritzbohrung 14 in ihrem Durchmesser beispielsweise vergrößert werden, so daß eine präzise Oberflächenbearbeitung an der Einspritzbohrung 14 u. dgl. unterbleiben kann.

Das in den Fig. 1-4 gezeigte Kraftstoff-Einspritzventil 1 ist von der sog. einwärts öffnenden Bauart, wobei sich das innere Ende des Ventilkolbens 20 vom ferngelegenen Ende des Ventilkörpers 11 wegbewegt, wenn der Ventilkolben durch den Stellantrieb 35 aus der in Fig. 3 gezeigten Schließstellung in die in Fig. 4 gezeigten Offenstellung verlagert wird. Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, ist die Erfindung jedoch in gleicher Weise auf ein Einspritzventil 1 der sog. auswärts öffnenden Bauart anwendbar, wobei das innere Ende des Ventilkolbens 20 zum ferngelegenen Ende des Ventilkörpers 11 hin bewegt wird, wenn der Ventilkolben 20 durch den Stellantrieb 35 von der Schließstellung in die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Offenstellung verlagert wird. Bei der Ausführungsform der Fig. 5 und 6 werden zu Fig. 1-4 gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, so daß eine Beschreibung der Arbeitsweise dieser Ausführungsform unterbleiben kann.

Obwohl zu der in den Fig. 1-4 gezeigten Ausführungsform gesagt wurde, daß die dem Dosierspalt 24 zugeführten Kraftstoff bemessene Einrichtung aus der unmittelbar im Ventilkörper 1 ausgebildeten Düsenbohrung 57 besteht, so kann auch eine andere Ausführungsform zur Anwendung kommen, wobei eine Düsenbohrung 157, die der Düsenbohrung 57 entspricht, an der Zentrumsbohrung 49 im Anker 36 vorgesehen wird, wie in der Fig. 7 gezeigt ist.

Ferner kann, wie in Fig. 8 gezeigt ist, eine der Düsenbohrung 57 der Ausführungsform von Fig. 1-4 entsprechende Düsenbohrung 257 am Innenkanal 48 in der Justierhülse 47 vorgesehen werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 9 gezeigt ist, kann eine Ringscheibe 371 fest zwischen der inneren Stirnfläche des Ventilkörpers 11 und den ringförmigen Anschlag eingefügt werden, wobei eine der Düsenbohrung 57 der Ausführungsform der Fig. 1-4 entsprechende Düsenbohrung 357 in der Ringscheibe 371 ausgebildet wird. In diesem Fall wird der Anschlag 31 mit einem Ausschnitt 372 versehen und im Ventilkörper 11 ein Verbindungskanal 373 geschaffen, um die stromoberhalb und -unterhalb vom Gleitstück 21 liegenden Stellen miteinander zu verbinden.

Als weitere Abwandlung kann, wie die Fig. 10 zeigt, anstelle der oben erwähnten Düsenbohrung 357 ein in der Ringscheibe 371 ausgebildeter bogenförmiger Schlitz 381 zur Anwendung kommen. In diesem Fall werden der Anschlag 31 und die Ringscheibe 371 so angeordnet, daß sie winkelig mit Bezug zueinander bewegbar sind, um einen innerhalb des Ausschnitts 372 freiliegenden Öffnungsbereich des Schlitzes 381 zu verändern.

Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 11-16 erläutert. Bei dieser Ausführungsform ist, wie die Fig. 11 zeigt, der Ventilkolben 20 mit einem Ringwulst 458 an einer mit Bezug zur Strömungsrichtung des Kraftstoffs stromoberhalb des Dosierteils 26 gelegenen Stelle versehen. Der Ringwulst 458 wirkt mit der Wandfläche der Führungsbohrung 17 zusammen, um dazwischen einen Spalt 459 von wenigen Zehnern an µm zu bestimmen. Der Spalt 459 bildet eine Einrichtung, um den dem Dosierspalt 24 (Fig. 12) zugeführten Kraftstoff zu bemessen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird der Spalt 459 so festgesetzt, daß er 20%-50% eines vorbestimmten Druckverlusts übernimmt.

Bei der Ausführungsform von Fig. 11 ist ein Ringspalt 425 (Fig. 12) zwischen der Einspritzbohrung 14 und einem zylinderförmigen Zapfen- oder Stiftteil 461 des Ventilkolbens so festgesetzt, daß er 20% oder weniger, vornehmlich 5% oder weniger des gesamten Druckverlusts übernimmt.

Im allgemeinen besteht zwischen einem Dosierquerschnitt oder einer Dosierfläche S _m und einer Einspritzmenge Q die folgende Beziehung:

worin sind:

C ein Durchfluß-Koeffizient; G ein Gravitations-Umwandlungskoeffizient; P _f ein zugeführter Druck; γ die Wichte des Kraftstoffs.

Im Fall von mehrstufigen Dosierquerschnitten, wie einem Dosierquerschnitt mit einer Fläche S₀ am Spalt 459 und einem Dosierquerschnitt mit einer Fläche S₁ am Dosierspalt 24 in der gezeigten Ausführungsform, kann die obige Gleichung (1) ausgedrückt werden, wie folgt:

Jeder der Durchflußkoeffizienten C₀, C₁, . . ., C _n liegt in der Größenordnung von 0,8-0,9 und sie unterscheiden sich nicht wesentlich in ihrem Größenwert voneinander.

Da ferner die Durchflußquerschnitte S _i bei dem in Fig. 11 gezeigten Kraftstoff-Einspritzventil 1 mit Ausnahme der Fläche S₀ des Kraftstoff-Dosierspalts 459 und der Fläche S₁ am Dosierteil 26 so festgesetzt sind, daß die Beziehung S₀«S _i und S₁«S _i erfüllt wird, kann die obige Gleichung (2) tatsächlich ausgedrückt werden, wie folgt:

Wenn angenommen wird, daß C₁-C₂ ist, folgt

P₀ + P₁ = P _f

worin ist:

P₀ein der Fläche S₀ des Kraftstoff-Dosierspalts 459 entsprechender Druckverlust und P₁ein der Fläche S₁ am Dosierteil 26 entsprechender Druckverlust.

Das bedeutet, daß dann, wenn der Spalt 459 vom vorbestimmten Druckverlust 20%-50% übernimmt, P₀/P _f =20%-50% ist. Aus der Gleichung (4) ergibt sich die folgende Beziehung:

Deshalb ist

Somit sollten gemäß Gleichung (5) die Flächen in der folgenden Weise festgesetzt werden:
Wenn

und wenn

Darüber hinaus kann die Fläche S₂ des Ringspalts 425 an der Einspritzbohrung 14 unter Verwendung der Gleichung (5) mit Bezug auf eine äquivalente Fläche Se der Flächen S₀ und S₁ berechnet werden, d. h., es besteht die folgende Beziehung:

wobei

Demzufolge kann die Fläche S₂ in der folgenden Weise festgesetzt werden:
Wenn

und wenn

Wie die Fig. 12 zeigt, ist die Anschlagkante 23 des Ventilkolbens 20 mit Bezug zur Strömungsrichtung des Kraftstoffs stromabwärts vom Dosierteil 26 angeordnet. Der Ventilkolben 20 hat stromab von der Anschlagkante 23 ein ferngelegenes oder inneres Endstück, das aus einem sich verjüngenden Kegelstumpf 460, einem von diesem Kegelstumpf ausgehenden zylinderförmigen Stiftteil 461, einem vom Stiftteil ausgehenden, sich verjüngenden Abschnitt 462 und einem von diesem Abschnitt 462 ausgehenden, sich erweiternden Abschnitt oder Kegelstumpf 463 besteht. Somit fließt der zugemessene Kraftstoff vom Dosierteil 26 längs des Kegelstumpfes 460, des Stiftteils 461, des sich verjüngenden Abschnitts 462 und des sich erweiternden Kegelstumpfes 463 stromabwärts und wird mit einem vorbestimmten Sprühwinkel eingespritzt. Wie vorher gesagt wurde, wird der Ringspalt 425 zwischen der Einspritzbohrung 14 und dem Stiftteil 461 des Ventilkolbens 20 so bestimmt, daß er 20% oder weniger, vornehmlich 5% oder weniger des gesamten Druckverlusts übernimmt. Der übrige Aufbau der in den Fig. 11 und 12 gezeigten Ausführungsform ist zu demjenigen der Ausführungsform der Fig. 1-4 gleichartig, wobei zu Fig. 1-4 gleiche Bauteile in Fig. 11 und 12 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, so daß eine nähere Erläuterung unterbleiben kann.

Bei der Verwendung des oben beschriebenen, in das Kraftstoff- Zufuhrsystem eingegliederten Einspritzventils 1 werden Verbrennungsrückstände R innerhalb des Zylinders oder des Ansaugrohres oder Verdampfungsrückstände R im Kraftstoff nicht nur am Außenumfang des Stiftteils 461 abgelagert oder angesammelt, sondern auch an der Wandfläche der Einspritzbohrung 14, wie in Fig. 12 dargestellt ist. Eine Ansammlung von Rückständen R bewirkt eine Verminderung in der Einspritzmenge. Insbesondere wird die Leistung der Maschine erheblich gemindert, wenn das Verminderungsverhältnis der Kraftstoff-Einspritzmenge auf Grund der Ansammlung von Rückständen 20% oder mehr erreicht. Demzufolge muß, um eine Minderung in der Leistung der Maschine auf Grund einer reduzierten Einspritzung zu verhindern, das Verminderungsverhältnis der Einspritzmenge auf 10% oder weniger beschränkt werden. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, daß der Verminderungsgrad der Einspritzmenge höchstens 1/5 desjenigen des herkömmlichen, bekannten elektromagnetischen Einspritzventils, das in Fig. 17 gezeigt ist, beträgt.

Bei dem herkömmlichen elektromagnetischen Einspritzventil von Fig. 17 wird die Dosierung des Kraftstoffs an zwei Stellen vorgenommen, d. h. am Spalt 24 (Dosierquerschnitt S₁) zwischen dem am Ventilkörper 11 ausgebildeten Ventilsitz 16 und einer Kante 65 am Ventilkolben 20 sowie am Ringspalt 25 (Dosierquerschnitt S₂) zwischen der Wandfläche der im Ventilkörper 11 ausgebildeten Einspritzbohrung 14 und der Umfangsfläche des Stiftteils 61 am Ventilkolben 20. Der Ringspalt 25 ist so festgesetzt, daß eine Druckminderung in der Größenordnung eines Verminderungsverhältnisses P _ab ≈70% am Spalt 25 vorliegt. In diesem Fall ist ein Flächenverhältnis S₂/S₁ zwischen den Dosierquerschnitten gleich 0,62. Bei Anwendung eines derartigen Kraftstoff-Einspritzventils in einem Kraftstoff-Zufuhrsystem werden Verbrennungsrückstände innerhalb des Zylinders oder des Ansaugrohres oder Verdampfungsrückstände im Kraftstoff am Ringspalt 25 abgelagert und angesammelt, woraus eine Verminderung in der Einspritzmenge resultiert.

Im Hinblick auf die obigen Feststellungen wird für die in den Fig. 11 und 12 gezeigte Ausführungsform die folgende Bestimmung getroffen. Die Fig. 14 zeigt die Beziehung (ausgezogene Linie) zwischen dem Verminderungsgrad ΔQ/Qa des eingespritzten Kraftstoffs sowie dem Flächenverhältnis S₂/S₁ zwischen den Dosierquerschnitten und die Beziehung (gestrichelte Linie) zwischen dem Flächenverhältnis S₂/S₁ und dem Drossel- oder Einschnürungsverhältnis P _ab . In Fig. 14 gibt der Verminderungsgrad Δ Q/Qa ein Verhältnis eines Verminderungswerts Δ Q der Einspritzung, wenn Rückstände sich angesammelt haben, mit Bezug zur Einspritzmenge Qa, wenn keine Rückstände angesammelt sind, wieder. Im Fall des Kraftstoff-Einspritzventils in Fig. 11, wobei das Drosselverhältnis P _ab gleich 70% ist, wird der Verminderungsgrad Δ Q/Qa mit 1 festgesetzt.

Wie aus der Fig. 14 klar wird, ändert sich der Verminderungsgrad Δ Q/Qa in der Einspritzmenge entsprechend dem Drosselverhältnis P _ab . Um eine Beeinträchtigung der Maschine auf Grund der Verminderung in der Einspritzmenge zu verhindern, ist es notwendig, das Flächenverhältnis S₂/S₁ mit wenigstens 2 (oder weniger als 20% des Drosselverhältnisses P _ab ) festzusetzen, um den Verminderungsgrad Δ Q/Qa in der Einspritzmenge auf höchstens 1/5 zu beschränken.

Zu diesem Zweck wird bei der Ausführungsform von Fig. 11 und 12, wenn keine Ansammlung von Rückständen vorhanden ist, der Dosierquerschnitt S₁ des Spalts 24 und der Dosierquerschnitt S₂ zwischen dem Stiftteil 461 sowie der Einspritzbohrung 14 so festgesetzt, daß das Flächenverhältnis S₂/S₁ wenigstens 2 wird. Demzufolge kann, selbst wenn sich Rückstände R am Außenumfang des Stiftteils 461 sowie der Wandfläche der Einspritzbohrung 14 abgelagert und angesammelt haben, das Verminderungsverhältnis in der Einspritzmenge auf 10% oder weniger begrenzt werden, so daß es dadurch möglich ist, eine Beeinflussung der Motorleistung zu verhindern.

Wenn in Fig. 12 Rückstände in dem Bereich stromabwärts vom Ventilsitz 16 angesammelt werden, so daß der Durchflußquerschnitt S₄ des stromabwärtigen Bereichs kleiner wird als der Dosierquerschnitt S₁ des Spalts 24, wird die Einspritzmenge vermindert. Um dieses Problem zu meistern, wird die folgende Bestimmung bei der dargestellten Ausführungsform getroffen.

Wenn der Neigungswinkel des sich verjüngenden Kegelstumpfes 460 stromab von der Anschlagkante 23 am Ventilkolben 20 gleich α ist, der Neigungswinkel im stromabwärtigen Bereich des Ventilsitzes 16, in dem sich Rückstände angesammelt haben, gleich β ist, der Hubweg des Ventilkolbens, wie in Fig. 13 gezeigt ist, gleich H ist, der Durchmesser der Einspritzbohrung 14 gleich de und der Durchmesser der Anschlagkante 23 am Ventilkolben 20 gleich ds ist, wie in Fig. 12 gezeigt ist, dann werden der Dosierquerschnitt S₁ des Spalts 24 und der Durchflußquerschnitt S₄ stromab von der Anschlagkante 23, in dem sich Rückstände angesammelt haben, jeweils wiedergegeben, wie folgt:

S₁ = π dsH sin β

S₄ = f deH cos α

Um eine auf einer Ansammlung von Rückständen beruhende Verminderung in der Einspritzmenge zu verhindern, ist es notwendig, den Durchflußquerschnitt S₄, in dem sich Rückstände angesammelt haben, immer größer als den Dosierquerschnitt S₁ des Spalts 24 zu halten, d. h., aus der Beziehung von S₄<S₁ muß die folgende Beziehung aufrechterhalten werden:

Die Fig. 15 zeigt die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel α des Kegelstumpfes 460 und dem Neigungswinkel β im stromabwärtigen Bereich des Ventilsitzes 16, in dem sich Ablagerungen befinden, im Fall von ds/de=1,4. Um eine auf der Ansammlung von Rückständen beruhende Verminderung in der Einspritzmenge zu verhindern, sollten die Neigungswinkel α und β so festgesetzt werden, daß sie sich in einem Bereich unterhalb der Kurve cos α=1,4 sin β befinden.

Wenn der Neigungswinkel α des Kegelstumpfes 460 stromab von der Anschlagkante 23 und der Neigungswinkel β im stromabwärtigen, Rückstände aufweisenden Bereich des Ventilsitzes 16 so festgesetzt werden, daß die Beziehung von

besteht, so ist es somit möglich, eine auf der Ansammlung von Rückständen in vom Ventilsitz 16 stromab gelegenen Bereich beruhende Verminderung in der Einspritzmenge zu unterbinden.

Darüber hinaus ändert sich eine Partikelgröße des versprühten Kraftstoffs, wenn die Dosierfläche S₂ zwischen der Wandfläche der Einspritzbohrung 14 und der Umfangsfläche des Stiftteils 461 vergrößert wird. Um ein gutes Versprühen des eingespritzten Kraftstoffes zu erlangen, so daß er zur stromabwärtigen Seite des sich erweiternden Kegelstumpfes 463 hin verbreitert wird, wird des weiteren bei der gezeigten Ausführungsform die folgende Bestimmung festgesetzt, wobei zu bemerken ist, daß unter einem guten Versprühen ein solches zu verstehen ist, wobei die Partikelgröße wenige hundert µm beträgt und ein adäquater Sprühwinkel (in der Größenordnung von 20° im Fall der Einspritzung in das Ansaugrohr) vorhanden ist.

Wenn, wie die Fig. 12 zeigt, der Durchmesser des Stiftteils gleich dp und der Durchmesser des sich erweiternden Kegelstumpfes 463 gleich da sind, dann werden der Dosierquerschnitt S₂ zwischen der Wandfläche der Einspritzbohrung 14 sowie der Umfangsfläche des Stiftteils 461 und die wirksame Querschnittsfläche S₃ am Kegelstumpf 463 wiedergegeben, wie folgt:

Die Fig. 16 zeigt die Beziehung eines Verhältnisses da/dp zwischen dem Durchmesser dp des Stiftteils 461 sowie dem Durchmesser da des Kegelstumpfes 463 mit Bezug zu einem Verhältnis S₃/S₂ zwischen der Einspritzfläche S₂ und der wirksamen Fläche S₃ am Kegelstumpf 463. In Fig. 16 geben die Kurven a-d die dem Verminderungsgrad Δ Q/Qa in der Einspritzmenge (Flächenverhältnis S₂/S₁ zwischen den Dosierquerschnitten) entsprechenden Kennlinien wieder. Die gerade Linie a stellt die Kennkurve des Kraftstoff-Einspritzventils von Fig. 17 dar, wobei der Verminderungsgrad Δ Q/Qa in der Einspritzmenge gleich 1 und das Flächenverhältnis S₂/S₁ zwischen den Dosierquerschnitten gleich 0,655 sind. Die Gerade e in Fig. 16 gibt das Verhältnis S₃/S₂ zwischen dem Einspritzquerschnitt S₂ und dem Querschnitt S₃ am sich erweiternden Kegelstumpf 463 bei dem Kraftstoff-Einspritzventil von Fig. 17 wieder.

Von den Erfindern, auf die die vorliegende Erfindung zurückgeht, wurden experimentelle Studien bei einer Anordnung ausgeführt, wobei der Verminderungsgrad Δ Q/Qa in der Einspritzmenge auf höchstens 0,2 oder das Flächenverhältnis S₂/S₁ zwischen den Dosierquerschnitten mit wenigstens 2,04 festgesetzt wurden, wie durch die Kurven b, c und d dargestellt ist, d. h. bei einer Anordnung, wobei der Durchflußquerschnitt vergrößert ist, wie es bei der in den Fig. 11 und 12 gezeigten Ausführungsform der Fall ist. s hat sich erwiesen, daß es dann, wenn das Flächenverhältnis S₃/S₂ mit wenigstens 0,5 festgesetzt wurde, möglich war, die Sprüh-Partikelgröße auf eine hochqualitative Partikelgröße von 500 µm oder weniger in der Zauder'schen mittleren Partikelgröße zu bringen.

Im Hinblick auf die Versuche wird bei der Ausführungsform nach den Fig. 11 und 12 das Verhältnis da/dp so festgesetzt, daß das Flächenverhältnis S₃/S₂ entsprechend dem Verminderungsgrad Δ Q/Qa in der Einspritzmenge (Flächenverhältnis S₂/S₁ zwischen den Drosselquerschnitten) zu 0,5 oder mehr wird. Beispielsweise soll im Fall eines Verminderungsgrades Δ Q/Qa in der Einspritzmenge, der gleich 0,2 ist, das Verhältnis da/dp mit annähernd 1,2 oder mehr festgesetzt werden, wie in Fig. 16 gezeigt ist. Zusätzlich wird der Sprühwinkel durch den Neigungswinkel des sich erweiternden Kegelstumpfes 463 geregelt.

Auf diese Weise kann, wenn das Verhältnis da/dp so festgesetzt wird, daß das Verhältnis S₃/S₂ zu 0,5 oder mehr wird, ein gutes Versprühen erhalten werden, selbst wenn der Dosierquerschnitt S₂ vergrößert wird, um eine auf der Ansammlung von Rückständen beruhende Verminderung in der Einspritzmenge zu verhindern.

Da bei der in den Fig. 11 und 12 gezeigten Ausführungsform der Ringwulst 458 am Ventilkolben 20 ausgebildet ist, um dadurch den Ringspalt 459 zu bestimmen, kann der Kraftstoff in einer in Umfangsrichtung gleichförmig verteilten Weise fließen. Darüber hinaus kann der Ringwulst in einer solchen Weise maschinell bearbeitet werden, daß der Ventilkolben 20 mit einem Teil mit vergrößertem Durchmesser vorbereitet wird und die Relativdrehung zwischen dem Ventilkolben 20 und einem Werkzeug zu einem Abtragen des vergrößerten Durchmesserteils führt, um den Ringwulst 458 zu fertigen. Ferner ist es möglich, nachdem eine Einspritzmenge gemessen worden ist und gewünscht wird, den Durchmesser des Ringwulstes 458 zu verändern, durch die Relativdrehung zwischen dem Ventilkolben und dem Werkzeug eine Bearbeitung des Ringwulstes 458 vorzunehmen, um den Durchmesser zu ändern. Das bedeutet, daß die Bearbeitung des Ringwulstes 458 einfach ist und am Ringwulst eine präzise maschinelle Bearbeitung ausgeführt werden kann, so daß die Möglichkeit gegeben ist, den Ringspalt 459 ganz genau festzusetzen.

Die Erfindung ist nicht auf die spezielle Ausführungsform der Fig. 11-16 begrenzt.

Insbesondere ist diese Ausführungsform der Fig. 11-16 auf den Ringwulst 458 bezogen, welcher zwischen dem stromauf und dem stromab liegenden Gleitstück 21 sowie 22 angeordnet ist.

Wie die Fig. 18 zeigt, kann jedoch ein Ringwulst 458 a zwischen dem stromabwärtigen Gleitstück 22 und der Anschlagkante 23 am Ventilkolben 20 ausgebildet werden, um einen Ringspalt 459 a, der als Dosieröffnung dient, zu bestimmen.

Andererseits kann, wie die Ausführungsform von Fig. 19 zeigt, ein Ringwulst 458 b zwischen dem stromaufwärtigen Gleitstück 21 und dem Ringbund 32 des Ventilkolbens 20 ausgebildet werden, um einen als Kraftstoff-Dosieröffnung dienenden Ringspalt 459 b abzugrenzen.

Im übrigen entsprechen die Ausführungsform von Fig. 18 und 19 in ihren Merkmalen, ihrer Anordnung und Funktion der Ausführungsform von Fig. 1-4, so daß eine nähere Erläuterung unterbleiben kann.

Die Fig. 20 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei die Düsenbohrung 257, die als eine Kraftstoff- Dosiereinrichtung dient, in der Justierhülse 47 ausgebildet und ein O-Ring 570 zwischen die Justierhülse 47 sowie den Stator 37 eingefügt ist.

Bei der Anordnung in der Ausführungsform von Fig. 20 ist es schwierig, den dem Dosierspalt 24 zugeführten Kraftstoff lediglich durch den Durchtrittsquerschnitt der Düsenbohrung 257 zu bestimmen, weil ein Spalt zwischen der Justierhülse 47 und dem Stator 37 vorhanden ist. Im Hinblick hierauf ist es durch Einsetzen des O-Ringes 570 zwischen die Justierhülse 47 und den Stator 37, wie das bei der Ausführungsform von Fig. 20 der Fall ist, möglich, den Kraftstoff allein durch den Durchtrittsquerschnitt der Düsenbohrung 257 zu dosieren, weil kein Kraftstoff durch den Spalt zwischen der Justierhülse 47 und dem Stator 37 durchlecken kann. Insofern kann der Kraftstoff durch die Düsenbohrung 257 genau zugemessen werden.

Wenn bei der Anordnung, wobei der O-Ring 570 zwischen die Justierhülse 47 und den Stator 37 eingesetzt ist, die Justierhülse 47 übermäßig stark nach unten gedrückt wird, so wird es schwierig, die Justierhülse 47 zurückzuholen. Demzufolge wird bei dieser Ausführungsform ein Gewindeabschnitt 571 an der Innenumfangsfläche der Justierhülse 47 ausgebildet, um diese zurückholen zu können. Als andere Maßnahmen für ein Zurückholen der Justierhülse 47 können Kehlen 572 und 573 zur Anwendung kommen, die entweder an der Außen- oder Innenumfangsfläche der Justierhülse 47 ausgebildet werden, wie in den Fig. 21 bzw. 22 gezeigt ist.

Wenngleich für die Ausführungsform der Fig. 20 der zwischen die Justierhülse 47 und den Stator 37 eingesetzte O-Ring 570 zur Anwendung kommt, so können andere Dichtungseinrichtungen verwendet werden, solange sie eine Leckage von Kraftstoff durch den Spalt zwischen der Justierhülse 47 und dem Stator 37 verhindern können.

Darüber hinaus können anstelle des Dichtungsglieds eine Mehrzahl von Kehlen 574 an der Außenumfangsfläche der Justierhülse 47 ausgestaltet werden, wie die Fig. 23 zeigt. In diesem Fall wird die Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs über die und an Kehlen 574 erheblich verändert, um den Druckabfall zu vergrößern, so daß es für den Kraftstoff schwierig ist, durch den Spalt zwischen der Justierhülse 47 und dem Stator 37 zu treten.

Wie vorstehend beschrieben wurde, ist bei dem elektromagnetischen Kraftstoff-Einspritzventil gemäß der Erfindung für eine Brennkraftmaschine die Anordnung so getroffen, daß die Anschlagkante oder -fläche des Ventilkolbens stromab vom Dosierteil mit Bezug zur Strömungsrichtung des Kraftstoffs angeordnet ist. Auf Grund dieser Anordnung sind, wenn der Ventilkolben die geschlossene Stellung einnimmt, das Dosierteil und der mit dem Dosierteil zusammenwirkende Bereich des Ventilsitzes, die dazwischen den Dosierspalt bestimmen, in keiner direkten Verbindung mit dem Inneren des Zylinders oder des Ansaugrohres, was auf der Anschlagkante beruht. Dadurch wird verhindert, daß Verbrennungsrückstände innerhalb des Zylinders oder des Ansaugrohres oder Verdampfungsrückstände im Kraftstoff am Dosierteil und dem Teil des mit dem Dosierteil zur Begrenzung des Dosierspalts zusammenwirkenden Ventilsitzes abgelagert und angesammelt werden. Dadurch kann die zugemessene Kraftstoffmenge immer konstant eingehalten werden. Ferner ist eine maschinelle Bearbeitung mit hoher Präzision, um das Ablagern und Ansammeln von Rückständen zu verhindern, im Gegensatz zum eingangs erläuterten Stand der Technik nicht erforderlich, wodurch ein auf einer hochpräzisen Bearbeitung beruhender Kostenanstieg eingeschränkt wird.

Claims (22)

1. Elektromagnetisches Kraftstoff-Einspritzventil (1) für eine Brennkraftmaschine

• - mit einem Ventilhauptteil (11, 12, 44), das mit einem Kraftstoffdurchgang (17, 48, 49) für den von einer Einspritzbohrung (14) der Maschine einzuspritzenden Kraftstoff versehen ist,
• - mit einem im Ventilhauptteil ausgebildeten Ventilsitz (16),
• - mit einem eine Anschlagkante (23) aufweisenden Ventilkolben (20), der innerhalb des Ventilhauptteils für eine Relativbewegung zu diesem zwischen einer Schließstellung, in der die Anschlagkante gegen den Ventilsitz anstößt und den Kraftstoffdurchgang verschließt, sowie einer Offenstellung, in der die Anschlagkante vom Ventilsitz abgehoben ist und den Kraftstoffdurchgang öffnet, bewegbar ist und ein Dosierteil (26) aufweist, das zur Begrenzung eines Dosierspalts (24, S) im geöffneten Zustand des Ventilkolbens mit dem Ventilsitz zusammenarbeitet, und
• - mit einem den Ventilkolben zwischen der Schließ- und der Offenstellung bewegenden elektromagnetischen Stellantrieb (35),

dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagkante (23) mit Bezug zur Strömungsrichtung des Kraftstoffs stromab vom Dosierteil (26) angeordnet ist.

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein innenliegendes Ende des Ventilkolbens (20) von einem fernliegenden Ende des Ventilhauptteils (11) bei einer Verlagerung des Ventilkolbens durch den elektromagnetischen Stellantrieb (35) aus der Schließstellung in die Offenstellung wegbewegt.

3. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein innenliegendes Ende des Ventilkolbens (20) zu einem fernliegenden Ende des Ventilhauptteils (11) bei einer Verlagerung des Ventilkolbens durch den elektromagnetischen Stellantrieb (35) aus der Schließstellung in die Offenstellung hinbewegt.

4. Einspritzventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierspalt (24) im wesentlichen 100% eines vorbestimmten Druckverlusts übernimmt.

5. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit Bezug zur Strömungsrichtung des Kraftstoffs stromauf von dem Dosierspalt (24) den diesem Spalt zugeführten Kraftstoff bemessene Dosiereinrichtungen (57, 157, 257, 357, 381, 459, 459 a, 459 b) vorgesehen sind, die 20% bis 50% eines vorbestimmten Druckverlusts übernehmen, und daß der Kraftstoff- Dosierspalt (24) den restlichen Druckverlust übernimmt.

6. Einspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Dosiereinrichtungen eine im Ventilhauptteil (11) ausgebildete Düsenbohrung (57) umfassen.

7. Einspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Stellantrieb (35) einen mit dem Ventilkolben (20) verbundenen Anker (36) sowie eine in ortsfester Beziehung zum Ventilhauptteil (11) angeordnete Elektromagnetspule (38) umfaßt und daß die Kraftstoff-Dosiereinrichtung eine im Anker (36) ausgebildete Düsenbohrung (157) ist.

8. Einspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Ventilkolben (20) zur Schließstellung hin belastende Feder (39) vorhanden ist, daß der elektromagnetische Stellantrieb (35) den Ventilkolben gegen die Druckkraft der Feder (39) in die Offenstellung bewegen kann, daß innerhalb des Ventilhauptteils eine die Druckkraft der Feder (39) einstellende Justierhülse (47) angeordnet ist, die einen mit dem Dosierspalt (24) in Verbindung stehenden Innenkanal (48) hat, und daß die Kraftstoff-Dosiereinrichtung eine im Innenkanal (48) der Justierhülse (47) angeordnete Düsenbohrung (257) ist.

9. Einspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in ortsfester Beziehung zum Ventilhauptteil (11) eine Scheibe (371) angeordnet und die Kraftstoff-Dosiereinrichtung eine in der Scheibe (371) ausgebildete Düsenbohrung (357) ist.

10. Einspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in fester Beziehung zum Ventilhauptteil (11) ein Anschlag (31), der mit einem mit dem Kraftstoff-Dosierspalt (24) in Verbindung stehenden Ausschnitt (372) versehen ist, angeordnet ist, daß ein Ringbund (32), der mit dem Anschlag (31) zusammenarbeitet, am Ventilkolben (20) ausgebildet ist, wobei der Ringbund (32) gegen den Anschlag (31) zur Bestimmung der Offenstellung des Ventilkolbens (20) anschlägt, daß eine Scheibe (371) in Verbindung mit dem Anschlag (31) angeordnet ist sowie mit einem in dem Anschlag (31) zur Bildung der Kraftstoff- Dosiereinrichtung ausgebildeten Schlitz (381) zusammenarbeitet und daß der Anschlag (31) sowie die Scheibe (371) relativ zueinander für eine Veränderung des Öffnungsbereichs des im Ausschnitt (372) freiliegenden Schlitzes (381) relativ zueinander winkelig bewegbar sind.

11. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (16) als eine kegelstumpfförmige Fläche und das Dosierteil (26) des Ventilkolbens (20) ebenfalls als eine kegelstumpfförmige Fläche ausgebildet ist.

12. Einspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Dosiereinrichtung einen zwischen einem grokalibrigen, am Ventilkolben (20) ausgebildeten Ringwulst (458) und einer Wandfläche einer Führungsbohrung (17), in der der Ventilkolben (20) für eine Relativbewegung zum Ventilhauptteil (11) angeordnet ist, abgegrenzten Spalt (459, 459 a, 459 b) umfaßt.

13. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzbohrung (14) im Ventilhauptteil (11) stromab vom Ventilsitz (16) ausgebildet ist, daß der Ventilkolben (20) ein stromab vom Dosierteil (26) angeordnetes sowie durch eine Kegelfläche ausgebildetes Stiftteil (461) hat, das kontinuierlich zum Dosierteil verläuft, und daß ein Flächenverhältnis (S₂/S₁) zwischen einem Dosierquerschnitt (S₁) am Dosierteil (26) und einem Dosierquerschnitt (S₂) zwischen einer Wandfläche der Einspritzbohrung (14) sowie einer Umfangsfläche des Stiftteils (461) auf wenigstens 2 festgesetzt ist.

14. Einspritzventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innendurchmesser (de) der Einspritzbohrung (14), ein Sitzdurchmesser (ds) der Anschlagkante (23), ein Neigungswinkel (α) der Kegelfläche und ein Neigungswinkel (β) eines stromabwärtigen Bereichs des Ventilsitzes (16), nachdem sich an diesem Rückstände angesammelt haben, so bestimmt sind, daß die folgende Beziehung erfüllt ist:

15. Einspritzventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (20) einen sich erweiternden Abschnitt (463), der am freien Ende des Stiftteils (461) ausgebildet und radial in stromabwärtiger Richtung des Stiftteils erweitert ist, aufweist und daß ein Flächenverhältnis (S₃/S₂) zwischen dem Dosierquerschnitt (S₂) zwischen der Wandfläche der Einspritzbohrung (14) sowie der Umfangsfläche des Stiftteils (461) und einer wirksamen Fläche (S₃) am erweiterten Abschnitt (463) mit wenigstens 0,5 festgesetzt ist.

16. Einspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Stellantrieb (35) einen mit dem Ventilkolben (20) verbundenen Anker (36) sowie einen in fester Beziehung zum Ventilhauptteil (11) angeordneten Stator (37), in den die Justierhülse (47) eingesetzt ist, umfaßt und daß eine Dichtung (570) der Berührungsbauart zwischen einer Außenumfangsfläche der Justierhülse (47) sowie einer Innenumfangsfläche des Stators (37) eingefügt ist.

17. Einspritzventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein O-Ring (570) die Dichtung bildet.

18. Einspritzventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenumfangsfläche eines Endabschnitts der Justierhülse (47) ein Gewindeabschnitt (571) zur Einstellung einer axialen Lage der Justierhülse im Stator (37) ausgebildet ist.

19. Einspritzventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenumfangsfläche eines Endabschnitts der Justierhülse (47) eine Kehle (572) zur Einstellung der axialen Lage der Justierhülse im Stator (37) ausgebildet ist.

20. Einspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Stellantrieb (35) einen mit dem Ventilkolben (20) verbundenen Anker (36) sowie einen in fester Beziehung zum Ventilhauptteil angeordneten Stator (37), in den die Justierhülse (47) eingesetzt ist, umfaßt und daß zwischen einer Außenumfangsfläche der Justierhülse und einer Innenumfangsfläche des Stators eine berührungslose Dichtungsanordnung (574) vorgesehen ist.

21. Einspritzventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsanordnung eine Mehrzahl von in der der Innenumfangsfläche des Stators (37) entsprechenden Außenumfangsfläche der Justierhülse (47) ausgebildeten Kehlen (574) umfaßt.