DE3935728A1 - Ventil fuer die kraftstoff-einspritz-einrichtung eines verbrennungsmotors, ausgestattet mit einem teiler, welcher den kraftstoffstrahl teilt - Google Patents
Ventil fuer die kraftstoff-einspritz-einrichtung eines verbrennungsmotors, ausgestattet mit einem teiler, welcher den kraftstoffstrahl teiltInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ventil für eine Kraftstoff-Ein
spritz-Einrichtung eines Verbrennungsmotors, welches mit einem
Teiler versehen ist, welcher geeignet ist, den Kraftstoff
strahl zu teilen.
Nach dem Stand der Technik enthalten Ventile des oben ange
deuteten Typs eine Düse, in welcher eine Kraftstoff-Einspritz-
Öffnung für den Kraftstoff, mit welchem der Motor versorgt
wird, ausgeformt ist. Weiterhin ist bekannt, daß der korrekte
Betrieb des Motors von der Qualität des Kraftstoff-Luftge
misches abhängt, welche wiederum von dem Grad der Zerstäubung
des Kraftstoffs abhängt, welcher hinter der Einspritzöffnung
erhalten wird.
Beim Stand der Technik wird die Düse an einen Teiler gekop
pelt, welcher stromabwärts der Einspritzöffnung angebracht
wird und zylindrische Öffnungen von reduziertem Durchmesser
aufweist. Die beiden Öffnungen sind geneigt, und im besonderen
laufen sie mit zunehmender Annäherung an die äußeren Öffnungen
allmählich auseinander.
Das oben beschriebene Ventil hat verschiedene Nachteile, wel
che vor allem die Form des Teilers betreffen, welcher keine
Erfüllung einer korrekten Teilung des Kraftstoffstrahls er
reicht. Tatsächlich trennt die zylindrische Form des Teilers
den Kraftstoff-Sprühnebel, jedoch in zwei kompakte Ströme. Au
ßerdem geschieht es, daß die zentrale Region des Kraftstoff-
Sprühnebels gegen den festen Teil des Teilers stößt, welcher
sich zwischen den Einlaßöffnungen der beiden zylindrischen
Öffnungen befindet. All dieses trägt offensichtlich nicht dazu
bei, den unterhalb des Teilers erhaltenen Kraftstoff im ganzen
zu zerstäuben.
Zuletzt muß angemerkt werden, daß die Flußrate des Kraftstoffs
durch den Durchmesser der Einspritzöffnung so bestimmt wird,
daß die Bereitstellung von Öffnungen von vermindertem Durch
messer in dem Teiler, wegen der Abmessungen des Teilers selbst,
eine Beschränkung verursacht, welche sicher die Flußrate des
Kraftstoffs beschränkt, oder vielmehr die Anwendung von Tei
lern dort nicht erlaubt, wo die Düsen für eine hohe Flußrate
ausgebildet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil zu schaffen, welches
die angeführten Nachteile vermeidet und welches mit einem
Teiler versehen ist, welcher ohne Beschränkungen in der Fluß
rate den Kraftstoffstrahl weitgehend trennt.
Das erfindungsgemäße Ventil, welches den Kraftstoff in der
Kraftstoff-Einspritz-Einrichtung eines Verbrennungsmotors do
siert und zerstäubt, weist eine Düse auf, in welcher eine Ein
spritzöffnung ausgebildet ist, und ist dadurch gekennzeichnet,
daß strahlabwärts der Einspritzöffnung ein Teiler angebracht
ist, welcher den Kraftstoffstrahl teilt und zu diesem Zweck
zwei durch eine teilende Trennwand getrennte Öffnungen auf
weist, wobei der Teiler zwei im wesentlichen flache gegenüber
liegende Flächen mit abgegrenzten jeweiligen innneren Berei
chen der Öffnungen aufweist und deren longitudinale Achse
koaxial ist zu derjenigen des Teilers.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen und aus
der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 und 2 Schnitte zweier verschiedener Ausführungsformen
eines Ventils nach den Grundlagen dieser Erfindung, und
Fig. 3 eine Ansicht von unten eines Bestandteils des Ventils
von Fig. 1.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsnummer 1 ein Ventil zur Dosie
rung und Zerstäubung des Kraftstoffs in einem Kraftstoff-Ein
spritz-System 2 eines Verbrennungsmotors (nur teilweise veran
schaulicht, weil es ein bekannter Typ ist). Das Ventil 1 ent
hält eine im wesentlichen rohrförmige Düse 3 und besitzt eine
zylindrische Seitenwand 4, sowie eine untere Wand 5, in wel
cher eine Einspritzöffnung 6 ausgebildet ist. Eine Vorrichtung
2 enthält einen Körper 7, welcher an seiner Unterseite die Dü
se 3 stützt und welcher eine axiale Bohrung aufweist, in wel
cher ein Verschlußelement 8 axial verschiebbar ist. Eine unte
re Kante 9 des Körpers 7 ist zur Innenseite hin gefaltet, um
einen Ansatz für einen ringförmigen Flansch 10 zu bilden, wel
cher eine Erweiterung der Seitenwand 4 der Düse 3 ist.
Nach dem Stand der Technik sollte der Kraftstoff vorzugsweise
durch einen axialen Durchlaß fließen, welcher in dem Ver
schlußelement in seinem vorgelagerten Teil 11 geformt wird,
von welchem er durch die radialen Löcher 12 in das Innere der
innerhalb der Düse 3 benannten Kammer 13 fließt. Weiterhin ist
bekannt, daß das Verschlußelement 8 durch die Anziehung, wel
che ein ferromagnetischer Anker ausübt, aufwärts gegen die
Wirkung von Federmitteln bewegt wird, wenn der Anker durch ei
ne geeignete elektrische Spule angeregt wird, welche auf einem
Kern an dem Verschlußelement 8 befestigt ist. Dieses Ver
schlußelement 8 hat ein im wesentlichen kegelförmiges unteres
Ende 14, welches im Betrieb auf das Innere der Einspritzöff
nung 6 einwirkt, um diese ganz oder teilweise zu schließen.
In Fig. 1 ist das Ventil 1 mit einem Teiler 15 versehen, wel
cher durch einen tassenförmigen zylindrischen Körper mit einer
unteren Wand 16 und einer zylindrischen Seitenwand 17 gebildet
wird. Der Teiler 15 ist im Betrieb auf die Düse 3 aufgesetzt
und umgibt den unteren Teil der Düse 3 teilweise koaxial. Die
innere Seite der Wand 16 des Teilers 15 steht mit der Außen
seite der Wand 5 der Düse 3 in Kontakt. In dieser Wand 16 des
Teilers 15 sind zwei Öffnungen 18 ausgebildet, welche vonein
ander durch eine im wesentlichen pyramidenförmige teilende
Trennwand 21 getrennt sind.
Die Fig. 1 und 3 zeigen, daß die Trennwand 21 eine longitu
dinale Achse hat, welche koaxial mit derjenigen des Teilers 15
und damit mit der Düse 3 verläuft. Genauer ist die longitudi
nale Achse der Trennwand 21 koaxial mit der Achse der Ein
spritzöffnung 6. Die Trennwand 21 hat eine scharfe obere Kan
te, welche die inneren Öffnungen der Löcher 18 gestaltet. Die
Stärke der Trennwand 21 wächst stetig von der inneren Seite
aus zu der äußeren Seite der Wand 16. Die beiden gegenüberlie
genden Flächen, welche die Trennwand 21 bilden und die Öffnun
gen 18 abgrenzen, sind im wesentlichen flach. Die Öffnungen 18
haben daher longitudinale Achsen, welche in bezug auf diejeni
gen des Teilers 15 geneigt sind. Diese Öffnungen 18 haben in
ihrem schräg verlaufenden Teil ein begrenzendes Profil, wel
ches bestimmt wird durch einen äußeren halbkreisförmigen Be
reich und einen inneren geradlinigen Bereich an der flachen
Seite der Trennwand 21. Die Weite der Öffnungen 18 ist entlang
ihrer longitudinalen Achsen konstant. Angemerkt sei, daß in
dieser Ausführungsform die scharfe Kante, welche die obere
Kante der Trennwand 21 bildet, auf einer etwas niedrigeren Hö
he steht als derjenigen, die durch die Innenseite der Wand 16
bestimmt wird. Folgerichtig haben die inneren Öffnungen der
Löcher 18 einen gemeinsamen Bereich. Die äußeren Öffnungen der
Löcher 18 und der untere Teil der Trennwand 21 bilden einen
entsprechenden, konisch geformten Vorsprung 22, welcher sich
auf der Außenseite der Wand 16 konisch erweitert. Es ist be
sonders wichtig anzumerken, daß die Gestalt der Öffnungen 18
es erlaubt, die maximalen Dimensionen des Teilers auszunutzen
und Öffnungen von größerem Durchmesser ermöglicht als die
zylindrischen Löcher, welche in Teilern nach dem Stand der
Technik ausgebildet sind.
Zwischen einer auf die Düse 3 passenden oberen Scheibe 23 und
einer unteren Scheibe 24, welche mit der Kante der Wand 17 in
Eingriff steht, ist um die Düse 3 herum ein Sitz für eine
ringförmige Dichtung 25 gebildet.
In Fig. 2 bezeichnet die Bezugsnummer 31 allgemein ein Ven
til. Das Ventil 31 ist auf einer Vorrichtung 32 angebracht,
welches der Vorrichtung 2 ähnlich ist. Das Ventil 31 besteht
aus einer im wesentlichen röhrenförmigen Düse 33, welche eine
zylindrische Seitenwand 34 aufweist und eine obere Wand 35, in
welcher eine Einspritzöffnung 36 ausgebildet ist. Die Vorrich
tung 32 unterscheidet sich von der Vorrichtung 2 im wesentli
chen durch die unterschiedlichen Abmessungen des Verschlußele
ments. Tatsächlich enthält die Vorrichtung 32 ein Verschluß
element 37, welches mit einem Kopf 38 versehen ist und dessen
flache Seite fähig ist, die Einspritzöffnung 36 in einer be
stimmten Betriebsphase von oben zu schließen. Ferner enthält
die Vorrichtung 32 einen Körper 41, entlang dessen das Ver
schlußelement 37 in derselben Weise beweglich ist, wie das
schon in bezug auf die Vorrichtung 2 beschrieben wurde. Der
Kraftstoff strömt durch axiale Bohrung in das Verschlußelement
37 und durch dessen Teil 42, durchströmt dann die radialen Lö
cher 43 und strömt in das Innere der Kammer 44, welche in Ent
sprechung mit einem unteren Teil des Körpers 41 bestimmt wird.
Eine Unterkante 45 des letzteren ist im gebrauchsfertigen Zu
stand nach innen gefaltet, um einen kreisförmigen Ring 46 zu
haltern, welcher von der Wand 34 nahe der Wand 35 der Düse 33
absteht.
Gemäß der Erfindung ist das Ventil 31 mit einem Teiler 47 ver
sehen, welcher durch einen zylindrischen Körper gebildet wird,
welcher in das Innere der Düse 33 an der unteren Kante ihrer
Wand 34 eingepaßt ist. In dem Teiler 47 sind zwei Öffnungen
ähnlich der Öffnungen 18 der Einrichtung 15 ausgeformt und da
her mit denselben Bezugsnummern bezeichnet. Die Trennwand,
welche die Öffnungen 18 des Teilers 47 begrenzt, ist der
Trennwand 21 des Teilers 15 ähnlich und daher ebenfalls mit
denselben Bezugsnummern bezeichnet.
Der Teiler 47 wird im wesentlichen durch den zentralen Teil
der Wand 16 des Teilers 15 gebildet. Der einzige Unterschied
liegt darin, daß der Teiler 47 dort kein Vorraum des konischen
Vorsprungs 22 ist. In der Umgebung der Düse 33 ist zwischen
einer oberen, auf die Düse 33 passenden Scheibe 51, und einer
unteren Scheibe 52, welche sich von einem durch die Seitenwand
34 gehalterten Ring 53 fortsetzt, ein Sitz für einen Dichtring
54 gebildet.
Der Teiler 15 oder 47 kann konventionell aus Metall oder aus
geformtem Kunststoff hergestellt sein. Falls der Teiler aus
Metall besteht, können die Öffnungen 18 durch Stanzen, durch
Elektro-Erosion oder durch Lasertechnik ausgeformt sein.
Der aus den Eintrittsöffnungen 6 oder 36 austretende Kraft
stoffstrahl wird im Betrieb durch die Teiler 15 oder 47 in
zwei Teile getrennt. Wegen der inneren Gestalt der Öffnungen
18, genauer wegen der Gestalt der Trennwand 21, wird der
Kraftstoffstrahl in zwei laminare Strahlen geteilt, deren Wei
te derjenigen des geradlinigen Teils der Löcher 18 gleich ist.
Außerdem beseitigt die gezeigte Form der Trennwand 21 den
Rückprall des Kraftstoffstrahls in der Zentralregion.
Insbesondere wird das Ventil mit einem Teiler versehen, in
welchem die Öffnungen in einer solchen Weise geformt sind,
daß sie eine wirkungsvollere Teilung des Kraftstoffstrahls er
lauben. Folglich ist der Kraftstoff feiner zerstäubt, und dies
trägt bei zu einer effektiveren Mischung mit der Luft und da
mit zu einer besseren Verbrennung des Gemisches. Ferner sind
die Öffnungen 18 für gleiche Teilerabmessungen von größerer
Weite als die entsprechenden Öffnungen in Teilern nach dem
Stand der Technik. Dies erlaubt den Ausschluß irgendwelcher
Beschränkungen strahlabwärts der Einspritzöffnungen und ermög
licht damit die Verwendung der Teiler 15 oder 47 sogar mit
Ventilen mit einer hohen Flußrate.
Ferner wird angemerkt, daß der Teiler 15 oder 47 eine einfache
Konstruktion und einfach aufgebaut ist und daher niedrige Pro
duktionskosten verursacht.
Claims (12)
1. Ventil zur Dosierung und Zerstäubung des Kraftstoffs in ei
ner Kraftstoff-Einspritz-Einrichtung (2 oder 32) eines Ver
brennungsmotors, mit einer Düse (3 oder 33), in welcher eine
Einspritzöffnung (6 oder 36) ausgebildet ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß strahlabwärts der Einspritzöffnungen (6 oder 36)
ein Teiler (15 oder 47) angebracht ist, welcher den Kraft
stoffstrahl teilt und zwei Öffnungen (18) hat, welche durch
eine teilende Trennwand (21) voneinander getrennt sind, welche
zwei im wesentlichen flache gegenüberliegende Flächen aufweist,
welche die jeweiligen inneren Bereiche der Öffnungen (18) von
einander abgrenzen und deren longitudinale Achsen koaxial mit
derjenigen des Teilers (15 oder 47) verlaufen.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Öffnungen (18) in bezug auf den Teiler (15 oder 47) geneigte
longitudinale Achsen haben, und dadurch, daß die Trennwand
(21) im wesentlichen Pyramidenform hat und ihre Dicke somit
vom inneren Einlaß der Öffnungen (18) zu ihren äußeren Öffnun
gen hin stetig zunimmt.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Trennwand (21) eine im wesentlichen scharfe Kante an den Ein
laßöffnungen der Öffnungen (18) aufweist.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Öffnungen (18) entlang ihrer longitudinalen Achsen im wesent
lichen konstante Weite aufweisen.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Öffnungen (18) eine äußere Begrenzung des Querschnitts aufwei
sen, welche durch einen jeweiligen, im wesentlichen halbkreis
förmigen äußeren Bereich und durch einen jeweiligen geradli
nigen Bereich auf der entsprechenden flachen Seite der Trenn
wand (21) bestimmt wird.
6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Düse (3) Röhrenform hat und eine zylin
drische Seitenwand (4) aufweist, sowie eine untere Wand (5),
in welcher die Einspritzöffnungen (6) ausgebildet sind, wobei
die Teiler (15) einen tassenförmigen zylindrischen Körper auf
weisen, welcher geeignet ist, um den unteren Teil der Düse (3)
koaxial aufzunehmen.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Teiler (15) eine zylindrische Seitenwand (17) und eine untere
Wand (16) enthält, in welcher die Öffnungen (18) ausgebildet
sind.
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
innere Seite der unteren Wand (16) des Teilers (15) im wesent
lichen in Kontakt steht mit der Außenseite der unteren Wand
(5) der Düse (3).
9. Ventil nach Anspruch 7 und/oder Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Auslaßöffnungen der Öffnungen (18) und der
untere Teil der Trennwand (21) in einem im wesentlichen koni
schen Vorsprung (22) ausgebildet sind, wobei sie sich koaxial
über die Außenfläche der unteren Wand (16) des Teilers (15)
erstrecken.
10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Düse 33 Röhrenform hat und eine zylindri
sche Seitenwand (34) sowie eine obere Wand (35) aufweist, in
welcher die Einspritzöffnung (36) ausgebildet ist, dabei hat
der Teiler (47) einen zylindrischen Körper, welcher koaxial im
Inneren der Düse (33) untergebracht ist.
11. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Teiler (15 oder 47) aus Metall be
steht, und die Öffnungen (18) durch Stanzen, Elektro-Erosion,
oder Lasertechnik ausgeformt sind.
12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Teiler (15 oder 47) aus geformtem Kunststoff
hergestellt ist.
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