DE4123787A1 - Verfahren zur einstellung eines brennstoffeinspritzventils und brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Einstellung der statischen, während des stationären Öffnungszustandes abgespritzten Brennstoffmenge eines Brennstoffeinspritzventils nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 bzw. von einem Brennstoffeinspritzventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

Bei dem zum Beispiel aus der DE 35 33 521 A1 bekannten Brennstoff­ einspritzventil wird der Hub des Ventilschließkörpers und damit die statische, während des stationären Öffnungszustandes des Brennstoff­ einspritzventils abgegebene Strömungsmenge eines Mediums einge­ stellt, indem die Stirnfläche des Düsenkörpers, an der die den Rest­ luftspalt des Ankers gegenüber dem Kern bestimmende Anschlagplatte anliegt, abgeschliffen wird. Dieses Ventil und das angewendete Ein­ stellverfahren haben jedoch den Nachteil, daß die Stirnfläche des Düsenkörpers nur bei einem teilweise demontierten Ventil abge­ schliffen werden kann, so daß die exakte Einstellung des Ventil­ nadelhubes sehr aufwendig ist.

Ein Brennstoffeinspritzventil mit einem Ventilsitzkörper, der wenigstens eine Abspritzöffnung aufweist, ist in der DE 38 31 196 A1 beschrieben. Der Ventilsitzkörper wird in die Längsöffnung des Düsenhalters eingepreßt, wobei die Einpreßtiefe den Ventilnadelhub bestimmt. Die Einstellung des Ventilnadelhubes kann zwar an dem fertig montierten Einspritzventil vorgenommen werden, bei dem Ein­ pressen des Ventilsitzkörpers in den Düsenhalter besteht jedoch die Gefahr der Spanbildung an dem Ventilsitzkörper und/oder dem Sitz­ träger.

Bei dem zum Beispiel aus der DE 36 40 830 A1 bekannten Lochplatten - Brennstoffeinspritzventil weisen die Abspritzöffnungen der Loch­ platte vorgegebene, die statische Brennstoffmenge beeinflussende Öffnungsquerschnitte auf. Zur Einstellung der statischen Brennstoff­ menge wird die exakte Durchflußmenge einzelner Lochplatten gemessen, um eine Lochplatte mit einer bestimmten Ventilgruppe, die einen be­ kannten Ventilhub aufweist, zu kombinieren. Abschließend wird das Brennstoffeinspritzventil montiert und mit einem Brennstoffilter versehen, wobei die Gefahr besteht, daß die statische Brennstoff­ menge des Ventils in unerwünschter Weise verändert wird.

Ferner ist schon ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffein­ spritzventil vorgeschlagen worden, dessen rohrförmiger Innenpol eine konzentrisch zu einer Ventillängsachse verlaufende Durchgangsbohrung hat. In diese Durchgangsbohrung ist eine zur Einstellung der Rück­ stellfeder dienende Einstellbuchse eingepreßt, in deren Längsöffnung ein fester, nicht einstellbarer Drosselkörper angeordnet ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Einstellung der statischen, während des stationären Öffnungszustandes abgegebenen Brennstoff­ menge eines Brennstoffeinspritzventils mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruchs 1 und das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritz­ ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 haben den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Einstellung der statischen Brennstoffmenge an dem ansonsten fertig montierten Brenn­ stoffeinspritzventil. Das Einstellen an dem ansonsten fertig mon­ tierten Brennstoffeinspritzventil ermöglicht ein besonders genaues Einhalten der geforderten statischen Brennstoffmenge, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die tatsächliche statische Brennstoffmenge durch einen nachfolgenden Arbeitsgang, zum Beispiel die Montage eines Brennstoffilters, noch verändert. So ist gewährleistet, daß die in der Serienfertigung hergestellten Brennstoffeinspritzventile besonders geringe Streuungen der statischen Brennstoffmenge auf­ weisen und daß zum Beispiel den einzelnen Zylindern einer Brenn­ kraftmaschine die gleiche Brennstoffmenge zugemessen wird.

Außerdem ist es möglich, die Anzahl der Varianten der Brennstoff­ einspritzventile zu reduzieren, da die erfindungsgemäßen Brennstoff­ einspritzventile durch ihre Einstellbarkeit im ansonsten fertig mon­ tierten Zustand für verschiedene Abspritzmengen verwendbar sind.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Verfahrens nach Anspruch 1 bzw. des Brennstoffeinspritzventils nach Anspruch 4 möglich.

Um ein besonders exaktes Einstellen der statischen Brennstoffmenge zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn der freie Strömungsquer­ schnitt der Drosseleinrichtung kontinuierlich veränderbar ist.

Von Vorteil ist es, wenn die statische Brennstoffmenge eines Brenn­ stoffeinspritzventils, das einen rohrförmigen Innenpol, eine kon­ zentrisch zu einer Ventillängsachse verlaufende Strömungsbohrung sowie einen Drosselkörper aufweist, einstellbar ist, indem der freie Strömungsquerschnitt der Drosseleinrichtung durch ein Variieren der Einschubtiefe des Drosselkörpers in der Strömungsbohrung des Innen­ pols veränderbar ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert. Die Figur zeigt ein Brennstoffeinspritzventil gemäß des Ausführungsbeispiels.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Figur ist beispielsweise ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen dargestellt. Das Brennstoffeinspritzventil hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Brennstoffeinlaßstutzen dienenden Innenpol 3. Die Magnetspule 1 mit einem Spulenkörper 5 ist mit einer Kunststoffumspritzung 7 versehen, wobei zugleich ein elektrischer Anschlußstecker 9 mitangespritzt wird, so daß sich ein die Magnetspule 1 und den Anschlußstecker 9 beinhaltendes eigen­ ständiges Kunststoffspritzteil ergibt. Die in radialer Richtung den gestuften Spulenkörper 5 mit einer in radialer Richtung gestuften Bewicklung 11 aufweisende Magnetspule 1 ermöglicht in Verbindung mit dem einen konstanten Außendurchmesser aufweisenden Innenpol 3 einen besonders kompakten Aufbau des Brennstoffeinspritzventils.

Mit einem unteren Polende 13 des Innenpols 3 ist konzentrisch zu einer Ventillängsachse 15 dicht ein rohrförmiges Zwischenteil 17 beispielsweise durch Schweißen verbunden und übergreift dabei mit einem oberen Zylinderabschnitt 19 das Polende 13 teilweise axial. Der gestufte Spulenkörper 5 übergreift teilweise den Innenpol 3 und mit einer Stufe 21 größeren Durchmessers den oberen Zylinderab­ schnitt 19 des Zwischenteiles 17. Das Zwischenteil 17 ist an seinem dem Innenpol 3 abgewandten Ende mit einem unteren Zylinderabschnitt 23 versehen, der einen rohrförmigen Düsenhalter 25 übergreift und mit diesem beispielsweise durch Schweißen verbunden ist. In das stromabwärts liegende Ende des Düsenhalters 25 ist in einer konzen­ trisch zu der Ventillängsachse 15 verlaufenden Durchgangsöffnung 27 ein zylinderförmiger Ventilsitzkörper 29 durch Schweißen dicht mon­ tiert. Der Ventilsitzkörper 29 weist der Magnetspule 1 zugewandt einen festen Ventilsitz 31 auf, stromabwärts dessen im Ventilsitz­ körper 29 zum Beispiel zwei beispielsweise durch Erodieren geformte Abspritzöffnungen 33 ausgebildet sind. Die Abspritzöffnungen 33 weisen so große Öffnungsquerschnitte auf, daß die Istmenge des während des stationären Öffnungszustandes des Brennstoffeinspritz­ ventils abgegebenen Brennstoffs die vorgegebene Sollmenge über­ schreitet, sofern nicht eine weitere Drosseleinrichtung zur Zu­ messung des Brennstoffs vorgesehen ist. Stromabwärts der Abspritz­ öffnungen 33 weist der Ventilsitzkörper 29 eine sich in Strömungs­ richtung kegelstumpfförmig erweiternde Aufbereitungsbohrung 35 auf.

In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 15 verlaufende abge­ stufte Strömungsbohrung 37 des Innenpols 3 ist zur Einstellung der Federkraft einer Rückstellfeder 39 eine rohrförmige Einstellbuchse 41 eingepreßt. Die Rückstellfeder 39 liegt mit ihrem einen Ende an der dem Ventilsitzkörper 29 zugewandten Stirnseite 43 der Einstell­ buchse 41 an. Die Einpreßtiefe der Einstellbuchse 41 in die Strömungsbohrung 37 des Innenpols 3 bestimmt die Federkraft der Rückstellfeder 39 und beeinflußt damit auch die dynamische, während des Öffnungs- und des Schließhubes des Ventils abgegebene Brenn­ stoffmenge.

Die Rückstellfeder 39 stützt sich mit ihrem der Einstellbuchse 41 abgewandten Ende in stromabwärtiger Richtung an einer Stirnseite 45 eines Verbindungsrohres 47 ab. Mit dem der Rückstellfeder 39 zuge­ wandten Ende des Verbindungsrohres 47 ist beispielsweise durch Schweißen ein rohrförmiger Anker 49 verbunden, der durch einen Führungsbund 51 des Zwischenteils 17 geführt wird. An dem anderen Ende des Verbindungsrohres 47 ist mit diesem ein mit dem festen Ventilsitz 31 des Ventilsitzkörpers 29 zusammenwirkender, zum Bei­ spiel als Kugel ausgebildeter Ventilschließkörper 53 beispielsweise durch Schweißen verbunden.

Zwischen einer Stirnseite 55 des dem Anker 49 zugewandten Polendes 13 und einer zum oberen Zylinderabschnitt 19 führenden Schulter 57 des Zwischenteils 17 ist ein axialer Spalt 59 gebildet, in dem durch Einklemmen eine einen Restluftspalt zwischen einer zulaufseitigen Stirnseite 61 des Ankers 49 und der Stirnseite 55 des Polendes 13 bildende, den Hub des Ventilschließkörpers 53 beim Öffnungsvorgang des Ventils begrenzende, nichtmagnetische Anschlagscheibe 63 ange­ ordnet ist.

Die Magnetspule 1 ist von wenigstens einem, beispielsweise als Bügel ausgebildeten und als ferromagnetisches Element dienenden Leitele­ ment 65 umgeben, das die Magnetspule 1 in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umgibt sowie mit seinem einen Ende an dem Innenpol 3 und mit seinem anderen Ende an dem Düsenhalter 25 anliegt und mit diesen zum Beispiel durch Schweißen oder Löten verbunden ist. Ein Teil des Brennstoffeinspritzventils ist von einer Kunststoffummantelung 67 umschlossen, die sich vom Innenpol 3 ausgehend in axialer Richtung über die Magnetspule 1 und das wenigstens eine Leitelement 65 er­ streckt.

In der gestuften Strömungsbohrung 37 des Innenpols 3 ist stromauf­ wärts der Einstellbuchse 41 in dem Polende 13 abgewandter Richtung ein Brennstoffilter 71 angeordnet. Der in das Brennstoffeinspritz­ ventil eintretende Brennstoff durchströmt den Brennstoffilter 71 in bekannter Weise und tritt in radialer Richtung aus dem Brenn­ stoffilter aus, wobei eventuelle Verunreinigungen des Brennstoffs in dem Brennstoffilter 71 zurückgehalten werden. An dem Umfang seines dem Polende 13 abgewandten oberen Endes 73 weist der Brennstoffilter 71 einen Haltering 75 auf. Der Brennstoffilter 71 ist durch Ein­ schieben in die gestufte Strömungsbohrung 37 des Innenpols 3 mon­ tierbar und liegt im montierten Zustand mit seinem Haltering 75 mit einer leichten radialen Pressung an der Wandung eines dem unteren Polende 13 abgewandten Parallelabschnittes 77 der gestuften Strömungsbohrung 37 an.

Ein dem unteren Polende 13 des Innenpols 3 zugewandtes unteres Ende 79 eines das Filtergewebe stützenden Trägerteils 83 des Brenn­ stoffilters 71 ist mit einem Drosselkörper 81 verbunden, der sich in Richtung der Ventillängsachse 15 der Rückstellfeder 39 zugewandt erstreckt. Der Drosselkörper 81 kann zum Beispiel als Kunststoffbau­ teil ausgeführt und an das Trägerteil 83 des Brennstoffilters 71 durch Anspritzen mitangeformt sein und ist auf diese Art und Weise einfach und kostengünstig herstellbar. Der Drosselkörper 81 weist eine sich beispielsweise in Strömungsrichtung, also dem Ventilsitz 31 zugewandt kegelstumpfförmig verjüngende Form auf. Neben dieser Form kann der Drosselkörper 81 zum Beispiel auch die Form eines Tetraeders, einer Pyramide oder eine andere, sich vorzugsweise in Brennstoffströmungsrichtung verjüngende Form haben.

Die Einstellbuchse 41 hat eine sich in Strömungsrichtung des Brenn­ stoffs konzentrisch zu der Ventillängsachse 15 erstreckende zylin­ drische Längsöffnung 85, die der Brennstoff in Richtung des Ventil­ sitzes 31 des Brennstoffeinspritzventils durchströmt. Der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngende Drosselkörper 81 ragt zum Beispiel teilweise in die Längsöffnung 85 der Einstell­ buchse 41, so daß zwischen dem Umfang des Drosselkörpers 81 und der Wandung der Längsöffnung 85 eine Drosseleinrichtung 87 gebildet ist. Die Drosseleinrichtung 87 weist einen engen, ringförmigen freien Strömungsquerschnitt 89 auf, der an seiner engsten Stelle im Bereich einer dem Brennstoffilter 71 zugewandten oberen Stirnfläche 91 der Einstellbuchse 41 der Zumessung des Brennstoffs dient und dessen Querschnittsfläche die statische, während des stationären Öffnungs­ zustandes abgegebene Brennstoffmenge des Brennstoffeinspritzventils beeinflußt.

Zur Einstellung der statischen, während des stationären Öffnungszu­ standes abgegebenen Brennstoffmenge des Brennstoffeinspritzventils wird in einem ersten Verfahrensschritt an dem ansonsten fertig mon­ tierten Brennstoffeinspritzventil die Istmenge des abgegebenen Brennstoffs bei vollständig geöffnetem Brennstoffeinspritzventil zum Beispiel mittels einer Brennstoffleitung 95 und eines Brennstoff­ sammelgefäßes 97 gemessen. Die Abspritzöffnungen 33 weisen bei dem beispielsweise dargestellten Brennstoffeinspritzventil derart große Öffnungsquerschnitte auf, daß die Istmenge des abgegebenen Brennstoffs stets größer als die vorgegebene statische Sollmenge ist. In einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird die Einschub­ tiefe des Brennstoffilters 71 in der Strömungsbohrung 37 des Innen­ pols 3 und damit die Tiefe, bis zu der der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngende Drosselkörper 81 in die Längsöffnung 85 der Einstellbuchse 41 ragt, mit einem Werkzeug 99 so lange variiert, bis sich der enge, den Brennstoff zumessende freie Strömungsquerschnitt 89 an der oberen Stirnseite 91 der Einstell­ buchse 41 zwischen dem Umfang des Drosselkörpers 81 und der Wandung der Längsöffnung 85 der Einstellbuchse 41 derart verändert hat, daß die abgegebene Istmenge mit der vorgegebenen statischen Sollmenge des Brennstoffs übereinstimmt. Auf diese Art und Weise läßt sich der freie Strömungsquerschnitt 89 der Drosseleinrichtung 87 und damit die statische, während des stationären Öffnungszustandes abgegebene Brennstoffmenge des Einspritzventils kontinuierlich verändern, wobei der Brennstoffilter 71 und damit auch der mit dem Brennstoffilter 71 verbundene Drosselkörper 81 während des Einstellvorganges sowohl in Brennstoffströmungsrichtung als auch in entgegengesetzter Richtung verschoben werden können.

Es ist auch möglich, daß die Drosseleinrichtung 87 zwischen dem Drosselkörper 81 und der Wandung der gestuften Strömungsbohrung 37 des Innenpols 3 gebildet ist.

Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorteil, daß an einem ansonsten fertig montierten Brennstoffeinspritzventil die statische, während des stationären Öffnungszustandes abgegebene Brennstoffmenge direkt eingestellt werden kann. Hierdurch wird nicht nur die Streuung der statischen Brennstoffmengen der einzelnen Brennstoff­ einspritzventile minimiert, sondern zugleich eine Reduzierung der Herstellkosten erzielt.

Claims (9)

1. Verfahren zur Einstellung der statischen, während des stationären Öffnungszustandes abgegebenen Brennstoffmenge eines Brennstoffein­ spritzventils, das ein in einem Strömungskanal liegendes, mit einem Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilschließteil und eine stromauf­ wärts des Ventilsitzes angeordnete, der Zumessung des Brennstoffs dienende Drosseleinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt an dem ansonsten fertig montierten Brennstoffeinspritzventil die Istmenge des abgegebenen Brennstoffs bei vollständig geöffnetem Brennstoffeinspritzventil gemessen und mit einer vorgegebenen Sollmenge verglichen wird, und in einem zweiten Verfahrensschritt der freie Strömungsquerschnitt (89) der Drosseleinrichtung (87) solange verändert wird, bis die abgegebene Istmenge mit der vorgegebenen Sollmenge des Brennstoffs überein­ stimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt (89) der Drosseleinrichtung (87) kontinuierlich verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Brennstoffeinspritz­ ventil einen rohrförmigen Innenpol mit einer konzentrisch zu einer Ventillängsachse verlaufenden Strömungsbohrung und einen Drossel­ körper hat, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquer­ schnitt (89) der Drosseleinrichtung (87) durch ein Variieren der Einschubtiefe des Drosselkörpers (81) in der Strömungsbohrung (37) des Innenpols (3) verändert wird.

4. Brennstoffeinspritzventil mit einem in einem Strömungskanal liegenden, mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilschließteil, und mit einer stromaufwärts des Ventilsitzes angeordneten, der Zu­ messung des Brennstoffs dienenden Drosseleinrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt (89) der Drosseleinrichtung (87) an dem ansonsten fertig montierten Brenn­ stoffeinspritzventil veränderbar ist.

5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt (89) der Drosselein­ richtung (87) kontinuierlich veränderbar ist.

6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4 oder 5, mit einem rohr­ förmigen Innenpol, der eine konzentrisch zu einer Ventillängsachse verlaufende Strömungsbohrung hat, und mit einem Drosselkörper, da­ durch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt (89) der Drosseleinrichtung (87) durch ein Variieren der Einschubtiefe des Drosselkörpers (81) in der Strömungsbohrung (37) des Innenpols (3) veränderbar ist.

7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, mit einem in der Strömungsbohrung des Innenpoles angeordneten Brennstoffilter, da­ durch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (81) mit dem Brenn­ stoffilter (71) verbunden ist.

8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, mit einer in der Durchgangsbohrung des Innenpols angeordneten rohrförmigen Einstell­ buchse, die eine Längsöffnung aufweist und stromabwärts des Brenn­ stoffilters angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drossel­ körper (81) teilweise in die Längsöffnung (85) der Einstellbuchse (41) ragt.

9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Drosselkörper (81) in Brennstoff­ strömungsrichtung verjüngt.