DE4019752A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. In der deutschen Patentanmeldung P 39 27 390.3 ist schon ein Brennstoffeinspritzventil vorgeschlagen stromabwärts der wenigstens einen Einspritzöffnung in ihrem Boden eine Durchgangsöffnung aufweist. Die Schutzkappe soll Beschädigungen im Bereich der wenigstens einen Einspritzöffnung verhindern und vermeiden, daß Partikel aus der Umgebung des mit seinem Düsenkörper in das Saugrohr ragenden Brennstoffeinspritzventils sich im Bereich der wenigstens einen Einspritzöffnung ablagern und zu einer Ver­ engung der wenigstens einen Einspritzöffnung führen, wodurch sich die eingespritzte Brennstoffmenge in unerwünschter Weise verringert. Der zwischen dem Boden der Schutzkappe und einer Stirnseite des Brennstoffeinspritzventils durch einen Anlageabschnitt der Schutz­ kappe ausgebildete enge Spalt gewährleistet, daß auch bei langerer Betriebsdauer der Brennkraftmaschine Brennstoffablagerungen infolge der aufeinanderfolgenden Betriebs- und Abstellphasen nicht dazu führen, daß die vom Brennstoffeinspritzventil zugemessene Brenn­ stoffmenge in unerwünschter Weise verringert wird.

Wird die Brennkraftmaschine und damit auch die Brennstoffeinspritz­ anlage abgestellt, so wird das Brennstoffeinspritzventil geschlossen und eventuell in dem Spalt und der Durchgangsöffnung vorhandener Brennstoff aufgrund der stärkeren Erwärmung der Brennkraftmaschine teilweise verdampft, wobei sich lediglich die bei niedrigeren Temperaturen verdampfenden Bestandteile des Brennstoffs verflüch­ tigen, während die bei höheren Temperaturen verdampfenden Bestand­ teile nicht ausreichend erwärmt werden, sich durch die Kapillar­ wirkung des engen Spaltes in radialer Richtung in dem Spalt nach außen bewegen und sich dort ablagern, so daß die wenigstens eine Einspritzöffnung und die Durchgangsöffnung frei von Ablagerungen bleiben.

Durch den Anlageabschnitt der Schutzkappe gemäß der deutschen Patentanmeldung P 39 27 390.3 ist jedoch nicht immer eine exakte axiale Einstellung des engen Spaltes gewährleistet, wie sie für die Kapillarwirkung erforderlich ist. Außerdem ist die Herstellung der Schutzkappe für eine Serienfertigung aufwendig.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Herstellung und der Möglichkeit einer exakten axialen Einstellung des engen Spaltes, die durch die Erhe­ bungen auf einfache Art und Weise erzielt wird. Der zwischen dem Boden der Schutzkappe und der Stirnseite des Brennstoffeinspritz­ ventils ausgebildete enge Spalt übt eine Kapillarwirkung auf den Brennstoff aus und verhindert zuverlässig, daß bei längerer Betriebsdauer der Brennkraftmaschine Brennstoffablagerungen den freien Durchflußquerschnitt der wenigstens einen Einspritzöffnung und der Durchgangsöffnung und damit die vom Brennstoffeinspritz­ ventil zugemessene Brennstoffmenge in unerwünschter Weise verringern.

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

Es ist von Vorteil, wenn die Schutzkappe an ihrem dem Boden abge­ wandten Ende einen radial nach außen ragenden Haltebund aufweist, in dem wenigstens zwei Auswölbungen ausgebildet sind. Diese Auswöl­ bungen dienen zur Erhöhung der Festigkeit des Haltebundes, der als Seitenfläche für einen Dichtring dient.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schutzkappe aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist. Die nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine auftretende Verdampfung der niedrig siedenden Bestandteile des Brennstoffs und damit die Ablagerung der höher siedenden Bestandteile wird durch die Ausnutzung von Kondensations­ effekten des Brennstoffs an der metallenen Schutzkappe wesentlich reduziert.

Für eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils ist es vorteilhaft, wenn die Schutzkappe durch Blechumformung ausgebildet ist.

Vorteilhaft für eine auf einfache Art und Weise herstellbare und sichere Verbindung von Schutzkappe und Düsenkörper ist es, wenn die Schutzkappe durch Verkerben mit dem Düsenkörper verbunden ist.

Aus dem gleichen Grund ist es auch vorteilhaft, wenn an dem Umfang der Schutzkappe wenigstens zwei nach innen ragende Rastabsätze oder wenigstens zwei nach innen ragende Haltezungen ausgebildet sind, die in eine Ringnut des Düsenkörpers einrasten.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 links der Ventillängsachse ein erstes und rechts der Ventillängsachse ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils in Teilansicht und Fig. 2 eine Ansicht der Schutzkappe gemäß des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels in Richtung des Pfeiles X in Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in der Fig. 1 in Teilansicht dargestellte Brennstoffeinspritz­ ventil stimmt im wesentlichen mit einem in der DE-OS 37 10 467 beschriebenen BrennstoffeinsPritzventil für eine Brennstoffein­ spritzanlage einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraft­ maschine überein und dient zur Brennstoffeinspritzung beispielsweise in das Saugrohr der Brennkraftmaschine. Mit einem nicht dargestell­ ten Ventilgehäuse ist ein Düsenkörper 1 verbunden, in dem in einer Führungsöffnung 2 eine Ventilnadel 3 geführt ist. Die Führungs­ öffnung 2 endet bei dem dargestellen Düsenkörper 1 in einem Hinter­ stich 5, an den sich in Strömungsrichtung des Brennstoffes eine konisch sich verjüngende Ventilsitzfläche 8 anschließt. Zwischen der Ventilsitzfläche 8 und einer Düsenkörperstirnfläche 9 eines Düsen­ körperendes 10 verläuft eine zylindrische Übergangsöffnung 11. Die Ventilnadel 3 geht im Bereich der Ventilsitzfläche 8 des Düsen­ körpers 1 in einen sich in Richtung der Düsenkörperstirnfläche 9 konisch verjüngenden Dichtsitz 12 über, der in einem zylindrischen Zapfen 13 ausläuft.

Im geschlossenen Zustand des Brennstoffeinspritzventils liegt die Ventilnadel 3 mit dem Dichtsitz 12 an der Ventilsitzfläche 8 an, während im geöffneten Zustand des Brennstoffeinspritzventils der Dichtsitz 12 von der Ventilsitzfläche 8 abgehoben ist und Brennstoff zur Übergangsöffnung 11 strömen kann. An der Düsenkörperstirnfläche 9 ist eine dünne Lochplatte 15 beispielsweise durch Schweißen oder Löten dicht befestigt, die in ihrem durch die Übergangsöffnung 11 überdeckten Bereich wenigstens eine der Brennstoffzumessung dienende Einspritzöffnung 16 hat. Die beispielsweise dargestellten zwei Ein­ spritzöffnungen 16 durchdringen die Lochplatte 15 und verlaufen im dargestellten Ausführungsbeispiel gegenüber einer Ventillängsachse 17 geneigt. Je nach Verwendungsart können die Neigungen so ver­ laufen, daß die aus den einzelnen Einspritzöffnungen 16 austretenden Brennstoffstrahlen entweder in Richtung der Ventillängsachse 17 nach innen oder von der Ventillängsachse 17 weg nach außen gerichtet sind. Durch den Querschnitt der Einspritzöffnungen 16 wird die bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil pro Zeiteinheit eingespritzte Brennstoffmenge zugemessen. Die Öffnung des Brennstoffeinspritz­ ventils erfolgt in nicht dargestellter Weise elektromagnetisch.

Die beispielsweise zwei Einspritzöffnungen 16 sind so in der Loch­ platte 15 angeordnet, daß sie von dem zwischen dem Zapfen 13 der Ventilnadel 3 und der Wandung der Übergangsöffnung 11 gebildeten Ringraum ausgehen, wobei bei geschlossenem Brennstoffeinspritzventil der zylindrische Zapfen 13 bis nahezu an die Lochplatte 15 ragt.

Auf das Düsenkörperende 10 ist eine topfförmig ausgebildete Schutz­ kappe 20 aufgeschoben, die mit einem Zylindermantel 21 den Dusen­ körper 1 in axialer Richtung teilweise umgreift.

Wie in dem links der Ventillängsachse 17 in der Fig. 1 dargestell­ ten ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, aber auch in der Fig. 2, die eine Ansicht der Schutzkappe 20 gemäß des ersten Aus­ führungsbeispiels in Richtung des Pfeiles X in Fig. 1 darstellt, gezeigt, sind an dem Zylindermantel 21 der Schutzkappe 20 beispiels­ weise vier nach innen gerichtete Rastabsätze 22 ausgebildet, die in eine beispielsweise umlaufende Ringnut 23 des Düsenkörpers 1 ein­ greifen und so der Lagefixierung der Schutzkappe 20 an dem Düsen­ körper 1 dienen. Es ist aber auch möglich, daß die Schutzkappe 20 mit dem Düsenkörper 1 durch Verkerben des Materials der Schutzkappe 20 im Bereich der Ringnut 23 des Düsenkörpers 1 derart verbunden ist, daß ein beispielsweise umlaufender Haltebund der Schutzkappe 20 in die Ringnut 23 des Düsenkörpers 1 greift.

Bei einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, das rechts der Ventillängsachse 17 in der Fig. 1 dargestellt ist und sich nur durch die Art der Verbindung der Schutzkappe 20 mit dem Düsenkörper 1 von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, sind zu diesem Zweck an dem Zylindermantel 21 wenigstens zwei nach innen ragende Haltezungen 25 ausgebildet, die in die beispielsweise umlaufende Ringnut 23 des Düsenkörpers 1 einrasten.

Ein Boden 28 der Schutzkappe 20 weist konzentrisch zu der Ventil­ längsachse 17 eine Durchgangsöffnung 29 auf und erstreckt sich in radialer Richtung über die Lochplatte 15 hin zu dem Zylindermantel 21. Aus dem Boden 28 sind wenigstens drei Erhebungen 30 heraus­ geformt, die zueinander etwa gleichen Abstand haben und mit einem vorbestimmten axialen Abstand 31 in Richtung zum Düsenkörperende 10 des Düsenkörpers 1 aus dem Boden 28 herausragen. In der Fig. 2 sind beispielsweise vier Erhebungen 30 dargestellt. Die Schutzkappe 20 liegt mit ebenen oder scharfkantigen Anlageflächen 32 der Erhebungen 30 an der Lochplatte 15 des Brennstoffeinspritzventils an. Auf diese Weise wird zwischen dem Boden 28 der Schutzkappe 20 und der durch die Lochplatte 15 gebildeten Stirnseite 35 des Brennstoffeinspritz­ ventils ein ringförmiger Spalt 36 gebildet, der aufgrund des vor­ bestimmten axialen Abstandes 31, mit dem die Erhebungen 30 aus dem Boden 28 herausragen, eine exakt definierbare Erstreckung in Rich­ tung der Ventillängsachse 17 hat. Der axiale Abstand 31 und damit die axiale Erstreckung des Spaltes 36 ist klein gegenüber dem Durch­ messer der Durchgangsöffnung 29 der SchutzkapPe 20. Durch die Er­ hebungen 30 wird der Spalt 36 sektoriell unterteilt.

Aufgrund des kleinen axialen Abstandes 31 übt der ringförmige Spalt 36 unabhängig von dem Offnungszustand des Brennstoffeinspritzventils eine so große Kapillarwirkung auf den Brennstoff aus, daß der in dem Spalt 36 vorhandene Brennstoff nicht aufgrund seines Gewichtes aus der Durchgangsöffnung 29 abströmt. Dabei kann sich der enge Spalt 36 ausgehend von der Durchgangsöffnung 29 mit zunehmender radialer Erstreckung in axialer Richtung verjüngen oder verbreitern. Wird nun die Brennkraftmaschine und damit auch die Brennstoffeinspritzanlage abgestellt, so wird das Brennstoffeinspritzventil geschlossen und eventuell in dem Spalt 36 und der Durchgangsöffnung 29 vorhandener Brennstoff aufgrund der stärkeren Erwärmung der Brennkraftmaschine teilweise verdampft, wobei lediglich die bei niedrigeren Tempera­ turen verdampfenden Bestandteile des Brennstoffs sich verflüchtigen, während die bei höheren Temperaturen verdampfenden Bestandteile nicht ausreichend erwärmt werden und sich durch die Kapillarwirkung in radialer Richtung in dem ringförmigen Spalt 36 nach außen bewegen, wo sie sich an der Wandung 38 des Zylindermantels 21 ablagern, so daß die Durchgangsöffnung 29 und die Lochplatte 15 im Bereich der beispielsweise zwei Einspritzöffnungen 16 frei von Brennstoffablagerungen bleiben.

Die Schutzkappe 20 weist an ihrem dem Boden 28 abgewandten Ende einen radial nach außen weisenden Haltebund 40 auf. In dem Haltebund 40 sind beispielsweise vier Auswolbungen 41 ausgebildet, die zur Erhöhung der Festigkeit des Haltebundes 40 dienen und in Richtung zum Boden 28 der Schutzkappe 20 mit einem axialen Abstand 42 aus dem Haltebund 40 herausragen.

Sowohl die Erhebungen 30 als auch die Auswölbungen 41 können neben der in den beiden Ausführungsbeispielen gezeigten kreisrunden Form beliebig anders, beispielsweise oval, rechteckförmig, kerbenförmig oder kreisringförmig ausgebildet sein.

Der Haltebund 40 mit seiner dem Boden 28 abgewandten Stirnseite 43 sowie ein Haltering 45, der am Umfang des Düsenkörpers 1 dem Düsen­ körperende 10 abgewandt angeordnet ist, bilden die Seitenflächen einer Ringnut 46, deren Nutgrund 47 durch den Umfang des Düsen­ körpers 1 gebildet ist. In der Ringnut 46 ist ein Dichtring 48 ange­ ordnet, der eine zuverlässige und sichere Abdichtung zwischen dem Düsenkörper 1 des Brennstoffeinspritzventils und einer nicht darge­ stellten, das Brennstoffeinspritzventil umgebenden Ventilaufnahme ermöglicht.

Die Schutzkappe 20 ist beispielsweise aus einem metallischen Werk­ stoff ausgebildet. Durch die im Vergleich zu Kunststoffen im all­ gemeinen höhere Wärmeleitzahl metallischer Werkstoffe und die damit verbundene verbesserte Wärmeabfuhr einer metallischen Schutzkappe 20 treten auf den Brennstoff wirkende Kondensationseffekte auf. So werden nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine und damit auch der BrennstoffeinsPritzanlage die Verdampfung der niedrig siedenden Bestandteile des Brennstoffs und damit die Ablagerungen der höher siedenden Bestandteile in dem ringförmigen Spalt 36 wesentlich reduziert. Die Gefahr von Ablagerungen im Bereich der beispielsweise zwei Einspritzöffnungen 16 und der Durchgangsöffnung 29 der Schutz­ kappe 20 wird zusätzlich weiter verringert.

Eine einfache und kostengünstige Herstellung einer erfindungsgemäßen metallenen Schutzkappe 20 wird ermöglicht, indem die Schutzkappe 20 samt den Erhebungen 30, dem Haltebund 40 und den Auswölbungen 41 durch Blechumformung ausgebildet wird. Die Blechstärke des umzu­ formenden Bleches beträgt beispielsweise 0,5 mm. Es ist aber auch möglich, die metallene Schutzkappe 20 durch spanende Bearbeitung auszubilden.

Die an dem Düsenkörper 1 des Brennstoffeinspritzventils befestigte Schutzkappe 20 dient nicht nur dem Schutz der wenigstens einen Ein­ spritzöffnung 16 vor Beschädigungen und der Ablagerung von Parti­ keln, sondern auch zur Vermeidung von Ablagerungen von höher sieden­ den Bestandteilen des Brennstoffs im Bereich der wenigstens einen Einspritzöffnung 16 und der Durchgangsöffnung 29, da der enge ring­ förmige Spalt 36 eine Kapillarwirkung auf den Brennstoff ausübt und sich darin die höher siedenden Bestandteile des Brennstoffs ablagern.

Claims (9)

1. Brennstoffeinspritzventil mit einem Düsenkörper, an dem eine topfförmige Schutzkappe mit einem Boden befestigt ist, der eine zu wenigstens einer Einspritzöffnung hin offene, etwa konzentrisch zu einer Ventillängsachse verlaufende Durchgangsöffnung hat, sowie mit wenigstens einem zwischen dem Boden der Schutzkappe und einer Stirn­ seite des Brennstoffeinspritzventils ausgebildeten und zu der Durch­ gangsöffnung hin offenen Spalt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkappe (20) mit wenigstens drei, aus dem Boden (28) heraus­ geformten und mit einem vorbestimmten axialen Abstand (31) in Rich­ tung zum Brennstoffeinspritzventil herausragenden Erhebungen (30) an der Stirnseite (35) des Brennstoffeinspritzventils anliegt.

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Spalt (36) durch die Erhebungen (30) sektoriell unter­ teilt ist.

3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schutzkappe (20) an ihrem dem Boden (28) abge­ wandten Ende einen radial nach außen ragenden Haltebund (40) auf­ weist, in dem wenigstens zwei Auswölbungen (41) ausgebildet sind.

4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schutzkappe (20) aus einem metallischen Werkstoff aus­ gebildet ist.

5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schutzkappe (20) durch Blechumformung gebildet ist.

6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schutzkappe (20) durch Verkerben mit dem Düsenkörper (1) verbunden ist.

7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß an dem Umfang der Schutzkappe (20) wenigstens zwei nach innen ragende Haltezungen (25) ausgebildet sind, die in einer Ring­ nut (23) des Düsenkörpers (1) einrasten.

8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß an dem Umfang der Schutzkappe (20) wenigstens zwei nach innen ragende Rastabsätze (22) ausgebildet sind, die in einer Ring­ nut (23) des Düsenkörpers (1) einrasten.

9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand (31) klein gegenüber dem Durchmesser der Durchgangsöffnung (29) der Schutzkappe (20) ist.