DE3808396A1

DE3808396A1 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE3808396A1
Application number: DE3808396A
Authority: DE
Inventors: Ewald Ziegler; Joerg Widera; Stefan Dipl Phys Dr Arndt; Nikolaus Dipl Ing Dr Simon
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-03-12
Filing date: 1988-03-12
Publication date: 1989-09-21
Anticipated expiration: 2008-03-13
Also published as: US4945877A; KR890014868A; JPH01271656A; KR960003696B1; DE3808396C2; IT1228957B; IT8919627A0; JP2659789B2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Kraftstoffeinspritzven til bekannt (DE-OS 36 33 612) , bei dem Kraftstoff in Form verschie dener Strahlen abgespritzt wird, die auf verschiedene Einlaßventile der Brennkraftmaschine gerichtet sein können. Dieses Kraftstoffein spritzventil hat jedoch den Nachteil, daß keine besonderen Aufberei tungsmaßnahmen für den Kraftstoff vorgesehen sind, also der Kraft stoff mehr oder weniger schnurstrahlförmig und unter Bildung von großen Kraftstofftröpfchen an die Ansaugluft abgegeben wird, wodurch es in höherem Maße zu einer ungewünschten Benetzung der Wandung des Luftansaugrohres durch Kraftstoff kommt, die dazu führt, daß die Brennkraftmaschine in unkontrollierter Weise mit einem sich ändern den Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt wird, insbesondere, wenn vom Fahrer des zugehörigen Fahrzeuges eine im Luftansaugrohr angeordnete Drosselklappe plötzlich geöffnet oder geschlossen wird.

Bei einem anderen Kraftstoffeinspritzventil (DE-OS 24 60 111) ist bereits vorgesehen, daß stromaufwärts der Ventilsitzfläche der Kraftstoff in einen Drall versetzt wird und anschließend unter Bil dung eines kegelförmigen Kraftstoffstrahles durch eine Zumeßöffnung in das Luftansaugrohr gespritzt wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnen den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es die Erzeugung zweier kegelförmiger Kraftstoffstrahlen ermöglicht, die unter Bildung feinster Kraftstofftröpfchen und der Vermeidung von Wandbenetzung des Luftansaugrohres eine Versorgung der Brenn kraftmaschine mit einem möglichst homogenen Kraftstoff-Luft-Gemisch gewährleisten. Dabei können die wenigstens zwei kegelförmigen Kraft stoffstrahlen auf ein Einlaßventil oder auf verschiedene Einlaßven tile einer Brennkraftmaschine gerichtet sein. Das aufgrund der er findungsgemäßen Ausgestaltung des Kraftstoffeinspritzventiles homo gene, gut aufbereitete Kraftstoff-Luft-Gemisch bewirkt eine Verrin gerung des Kraftstoffverbrauches und der Anteile schädlicher Be standteile des Abgases der Brennkraftmaschine.

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

Vorteilhaft ist es, die Zumeßöffnungen zur Längsachse des Ventilge häuses zu neigen, so daß der Verlauf der kegelförmigen Kraftstoff strahlen in gewünschter Weise an die Erfordernisse der Brennkraft maschine angepaßt werden kann.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, die Tangentialkanäle so in die Drall räume münden zu lassen, daß sich in den Drallräumen gleiche Drall richtungen ergeben. Hierdurch sind die Drallrichtungen in den abge spritzten kegelförmigen Kraftstoffstrahlen ebenfalls gleich, und es wird zwischen diesen das Auftreten eines Unterdruckes vermieden, der zu ungewünschten gegenseitigen Beeinflussungen führen kann.

Besonders vorteilhaft ist es, die Zumeßöffnungen, Tangentialkanäle und Drallräume in einem auf das Ventilgehäuse aufsteckbaren Vorsatz körper vorzusehen, so daß eine schnelle und einfache Anpassung eines Kraftstoffeinspritzventiles an die verschiedenen Anforderungen beim Einsatz in verschiedene Brennkraftmaschinen möglich ist.

Zeichnung

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

Fig. 1 in teilweiser Darstellung ein erfindungsge mäß ausgestaltetes Kraftstoffeinspritzventil, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil 1 dient vorzugsweise zur Kraftstoffversorgung in das Luftansaugrohr 2 von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen 3. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 verfügt, falls es elektromagnetisch be tätigbar ist, über einen nicht näher dargestellten, elektrisch an steuerbaren Magnetkreis, durch den eine mit einem Anker des Magnet kreises verbundene Ventilnadel 5 betätigbar ist. Die Ventilnadel 5 gleitet in einer Führungsbohrung 6 eines Ventilgehäuses 7 in axialer Richtung. Das Ventilgehäuse 7 ist in der Regel aus mehreren Einzel gehäuseteilen aufgebaut, die symmetrisch zu einer Längsachse 8 des Kraftstoffeinspritzventiles ausgebildet sind und sich in axialer Richtung erstrecken. Das in der Zeichnung dargestellte Einzel gehäuseteil des Ventilgehäuses 7 wird allgemein auch als Düsenkörper bezeichnet. Zur Führung der Ventilnadel 5 innerhalb der Führungsboh rung 6 dienen beispielsweise zwei mit Abstand zueinander angeordnete Führungsabschnitte 9 an der Ventilnadel 5, welche beispielsweise als eine axiale Umströmung ermöglichende Vierkante ausgebildet sein kön nen. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde lediglich ein Führungs abschnitt 9 dargestellt. Stromabwärts der Führungsabschnitte 9 ist an der Ventilnadel 5 ein Dichtsitz 11 ausgebildet, der z.B. kegelig oder ballig ausgebildet sein kann und bei geschlossenem Kraftstoff einspritzventil 1 auf einer zur Führungsbohrung 6 hin offenen kege ligen Ventilsitzfläche 12 im sogenannten Düsenkörper des Ventilge häuses 7 aufliegt. Bei geöffnetem Kraftstoffeinspritzventil hebt die Ventilnadel 5 mit ihrem Dichtsitz 11 von der Ventilsitzfläche 12 ab, wodurch Kraftstoff aus der Führungsbohrung 6 über die Ventilsitzflä che 12 in eine sich daran anschließende Zentralöffnung 13 im soge nannten Düsenkörper strömen kann. Ventilsitzfläche 12 und Zentral öffnung 13 müssen nicht unmittelbar ineinander übergehen, vielmehr können zwischen der Ventilsitzfläche und der Zentralöffnung weitere kegelförmige oder mit anderer Kontur ausgebildete Öffnungen liegen. Die Ventilnadel 5 kann, wie dargestellt, eine stromaufwärts der Zen tralöffnung 13 endende konische Nadelspitze 14 haben. Die Nadel spitze kann jedoch auch mit einem Zapfen versehen sein, der in nicht dargestellter Weise in die Zentralöffnung 13 ragt.

Die Ventilsitzfläche 12 und die Zentralöffnung 13 sind an einem Ge häuseende 16 des Kraftstoffeinspritzventiles 1 vorgesehen, das mit einer Stirnfläche 17 endet. Auf die Stirnfläche 17 ist ein Vorsatz körper 18 aufgesetzt, der als scheibenförmiger Körper ausgebildet sein kann oder, wie im dargestellten Beispiel die Form einer topf förmigen Kappe mit einem an der Stirnfläche 17 des Gehäuseendes 16 anliegenden Boden 19. Ein sich an den Boden 19 anschließender rohr förmiger Zylindermantel 20 erstreckt sich in axialer Richtung und umschließt das Gehäuseende 16. Dabei rastet eine ringförmig ausge bildete Rastnase 22 in eine ebenfalls ringförmig ausgebildete Rast nut 23, die mit axialem Abstand zur Stirnfläche 17 am Gehäuseende 16 ausgebildet ist, so daß der Boden 19 direkt an der Stirnfläche 17 anliegt. Der Zylindermantel 20 des Vorsatzkörpers 18 sollte so ela stisch gestaltet sein, daß ein Aufschieben des Vorsatzkörpers auf das Gehäuseende 16 möglich ist. Dabei kann der Vorsatzkörper 18 auch aus Kunststoff gefertigt sein.

Die Zentralöffnung 13 wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch einen ersten Zentralöffnungsabschnitt 24 im Ge häuseende 16 und einem zweiten Zentralöffnungsabschnitt 25 im Boden 19 des Vorsatzkörpers 18 gebildet. Die beiden Zentralöffnungsab schnitte 24, 25 fluchten zueinander. Vorzugsweise symmetrisch zur Längsachse 8 sind im Boden 19 des Vorsatzkörpers 18 wenigstens zwei Drallräume 27 mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, die zur Stirnfläche 17 des Gehäuseendes 16 hin offen sind und einen radialen Abstand zum zweiten Zentralöffnungsabschnitt 25 haben. In Fig. 2 sind vier Drallräume 27 dargestellt, die angepaßt an die konstrukti ven Gegebenheiten der Brennkraftmaschine mit gleichem oder unglei chem Abstand zueinander liegen. Von dem zweiten Zentralöffnungsab schnitt 25 führt zu jedem Drallraum 27 ein Tangentialkanal 28, der jeweils in den einzelnen Drallraum tangential einmündet und zwar vorzugsweise derart, daß sich in den einzelnen Drallräumen gleiche Drallrichtungen ergeben. Die Tangentialkanäle 28 sind ebenfalls im Boden 19 ausgebildet. Vom Zentrum jeden Drallraumes 27 geht je eine Zumeßöffnung 29 aus, die den Boden 19 des Vorsatzkörpers 18 durch dringt und die der Kraftstoffzumessung dient. Die Wandung des Bodens 19 zwischen jedem Drallraum und der Bodenstirnfläche 30 kann sehr dünnwandig ausgebildet sein, so daß sich Zumeßöffnungen herstellen lassen, mit einem Verhältnis ihrer Länge zu ihrem Durchmesser von 1 : 2. Die Zumeßöffnungen 29 verlaufen vorteilhafterweise geneigt zur Längsachse 8 des Kraftstoffeinspritzventiles 1. Dabei können die Neigungen der Zumeßöffnungen 29 so gewählt sein, daß wenigstens zwei der aus den Zumeßöffnungen austretenden Kraftstoffstrahlen auf ein Einlaßventil 32 der Brennkraftmaschine 3 gerichtet sind und sich da bei nicht berühren oder einander durchdringen oder in einer anderen Ausgestaltung können die Neigungen der Zumeßöffnungen 29 so gewählt sein, daß wenigstens zwei der Zumeßöffnungen 29 Kraftstoffstrahlen ergeben, die in Richtung unterschiedlicher Einzelansaugrohre 33 und damit in Richtung unterschiedlicher Einlaßventile 32 gerichtet sind, so daß mit einem Kraftstoffeinspritzventil 1 die Einlaßventile 32 zweier unterschiedlicher Zylinder der Brennkraftmaschine direkt mit Kraftstoff versorgt werden können.

Die Drallräume 27 und Tangentialkanäle 28 müssen nicht unbedingt im Boden 19 des Vorsatzkörpers 18 ausgebildet sein. Vielmehr können auch die Drallräume 27 und die Tangentialkanäle 28 zur Stirnfläche 17 hin offen im Gehäuseende 16 ausgebildet sein, wie dies in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. Dabei gehen die Tangentialkänale 28 von dem ersten Zentralöffnungsabschnitt 24 aus, und im Boden 19 des Vor satzkörpers 18 sind lediglich die Zumeßöffnungen 29 ausgebildet.

Für beide Ausgestaltungsfälle gilt, daß der rotierende Kraftstoff in jedem Drallraum 27 näherungsweise einen Potentialwirbel mit einem zentralen Wirbelkern über jeder Zumeßöffnung 29 bildet. Dadurch wird dem aus jeder Zumeßöffnung 29 an der Bodenfläche 30 austretenden Kraftstoff eine Tangentialkomponente aufgeprägt, die zu einer gleich mäßigen Kraftstoffverteilung in jedem kegelförmigen Kraftstoffstrahl führt. Der Kegelwinkel jedes Kraftstoffstrahles läßt sich durch Va riation der Geometrien des Tangentialkanals 28 und des Drallraums 27 vorbestimmen. Bei hoher Kraftstoffgeschwindigkeit infolge kleiner Tangentialkanalquerschnitte und großen Durchmessers des Drallraumes ergibt sich eine große tangentiale Geschwindigkeitskomponente am Um fang des Wirbelkernes, so daß der Kegelwinkel des Kraftstoffstrahles entsprechend groß wird. Bei großen Querschnitten der Tangentialka näle und kleinen Durchmessern der Drallräume ergeben sich kleine Ke gelwinkel der Kraftstoffstrahlen.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem sym metrisch zu einer Längsachse ausgebildeten Ventilgehäuse, in dem ein Ventilschließglied angeordnet ist, das mit einer Ventilsitzfläche zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Ven tilsitzfläche (12) eine Zentralöffnung (13, 24, 25) vorgesehen ist, von der aus radial nach außen wenigstens zwei Tangentialkanäle (28) verlaufen, von denen jeder tangential in je einen Drallraum (27) mündet, von dessen Zentrum je eine Zumeßöffnung (29) für den Kraft stoff nach außen (30) führt.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Zumeßöffnungen (29) geneigt zur Längsachse (8) des Ven tilgehäuses (7) verlaufen.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Tangentialkanäle (28) so in die Drallräume (27) münden, daß sich in den Drallräumen (27) gleiche Drallrichtungen ergeben.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Zumeßöffnungen (29) in einem am Ventilgehäuse (7) ange ordneten Vorsatzkörper (18) ausgebildet sind.

5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Tangentialkanäle (28) und die Drallräume (27) in dem Vorsatzkörper (18) ausgebildet sind.

6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Vorsatzkörper (18) auf das Ventilgehäuse (7) aufsteck bar ist.

7. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß durch mindestens zwei der Zumeßöffnungen (29) Kraftstoff in Richtung unterschiedlicher Einlaßventile (32) der Brennkraftmaschine (3) abspritzbar ist.