DE4239110A1

DE4239110A1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE4239110A1
Application number: DE4239110A
Authority: DE
Inventors: Martin F Dipl Ing Winter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-11-20
Filing date: 1992-11-20
Publication date: 1994-05-26
Also published as: US5314122A; JPH06221251A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1.

Es ist schon ein Brennstoffeinspritzventil bekannt (DE-OS 39 39 093), bei dem drallerzeugende Mittel vorgesehen sind, um den Brenn stoff beim Durchströmen einer engen Strömungsöffnung zu zerstäuben. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß die auf den Brennstoff wirkenden starken Zentrifugalkräfte zu einer unerwünscht starken Strahlaufweitung führen. Zusätzlich verursacht der hohe Reibungs widerstand beim Durchströmen der engen Strömungsöffnung ein ver stärkt ungleichmäßiges Brennstoffstrahlbild. Eine möglichst zielge richtete, fein zerstäubte Einspritzung, die Voraussetzung für eine optimale Verbrennung des Brennstoffes ist, kann mit der oben er wähnten Anordnung noch nicht zufriedenstellend gewährleistet werden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß eine sehr gute Brennstoffaufbereitung mit einem nicht zu stark aufgeweiteten, kegelförmigen Strahl, aber dennoch fein zerstäubtem Brennstoff ermöglicht wird. Insbesondere sind keinerlei draller zeugende Mittel notwendig, um ein frühzeitiges Zerfallen des Strahls in kleine Tröpfchen zu erzielen.

Besonders vorteilhaft ist, daß der Brennstoff nur relativ weite Querschnitte durchströmt, so daß kaum Reibungsverluste verursacht werden.

Durch die im Unteranspruch aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteil hafte Weiterbildung und Verbesserung des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

Zeichnung

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

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 innerhalb einer strichpunktierten Linie in Fig. 1 des Aus führungsbeispiels.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Fig. 1 gezeigte Brennstoffeinspritzventil 1 einer Brenn stoffeinspritzanlage, beispielsweise für eine gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftmaschine, hat ein Ventilgehäuse 3 mit einer Durchgangsöffnung 4, in der ein Ventilsitzkörper 5, beispielsweise mittels einer Schweißverbindung 6 befestigt ist.

In die Durchgangsöffnung 4 ragt ein rohrförmiges Ventilschließglied 22, in dessen Wandung radiale Öffnungen 23 vorgesehen sind. Eine Druckfeder 21 beaufschlagt in Schließrichtung das Ventilschließglied 22, das einen Ventilschließkörper 15 hat, beispielsweise in Form einer gehärteten Kugel, die beispielsweise in einem bohrungsartigen Führungszylinder 17 im Ventilsitzkörper 5 geführt ist. Um das Brenn stoffeinspritzventil 1 zu öffnen, wird ein nicht dargestellter elektrischer Stromkreis einer Magnetspule 20 geschlossen. Die dar aufhin wirksamen magnetischen Kräfte ziehen einen weichmagnetischen Anker 24 an, der mit dem Ventilschließglied 22 verbunden ist. Mit diesem gemeinsam wird der Ventilschließkörper 15 des Ventilschließ gliedes 22 in Öffnungsrichtung von seiner Anlage an einem Dichtsitz 8 im Ventilsitzkörper 5 wegbewegt.

Der zugeführte Brennstoff strömt durch das Ventilschließglied 22 und dessen radiale Öffnungen 23 über wenigstens eine axiale Nut 16 in den bohrungsartigen Führungszylinder 17 im Ventilsitzkörper 5 zum Dichtsitz 8. Stromabwärts des Dichtsitzes 8 gelangt der Brennstoff in eine konische Verjüngung 10 im Ventilsitzkörper 5 und von dieser ausgehend in einen zylindrischen Kanalabschnitt 9 im Ventilsitz körper 5. Der Kanalabschnitt 9 bildet den kleinsten Querschnitt für die Brennstoffströmung. An den Kanalabschnitt 9 schließt sich eine in Strömungsrichtung vergrößernde konische Erweiterung 30 im Ven tilsitzkörper 5 an. Dabei ist in der Berührungsebene mit dem Kanal abschnitt 9 eine kleinste Öffnung 33 der konischen Erweiterung 30 ausgebildet. Die axiale Erstreckung des Kanalabschnitts 9 sollte wenigstens 10% des Öffnungsdurchmessers der kleinsten Öffnung 33 der konischen Erweiterung 30 betragen, um die Brennstoffströmung nach dem Durchströmen der konischen Verjüngung 10 beruhigen zu können, so daß nach dem Verlassen dieser Beruhigungsstrecke eine ausgeprägte Parallelströmung vorhanden ist. Je nach Anwendungsfall des Brennstoffeinspritzventils 1 können größere axiale Erstreckungen des Kanalabschnitts 9 gewählt werden, um das Brennstoffstrahlbild weiter zu verbessern.

Die konische Erweiterung 30 hat am stromabwärts gelegenen Ende eine größte Öffnung 34 und mündet in einen zylindrischen Abspritzkanal 11 im Ventilsitzkörper 5. Der Kanalabschnitt 9 hat eine Wandung 27 und die konische Erweiterung 30 eine Wandung 28. Über eine Abspritz öffnung 12 des Abspritzkanals 11 verläßt der Brennstoff den Ventil sitzkörper 5 des Brennstoffeinspritzventils 1. Bei der Ausbildung der konischen Erweiterung 30 ist zu beachten, daß der Öffnungsdurch messer der größten Öffnung 34 der konischen Erweiterung 30 wenigstens einen um 10% und höchstens einen um 50% größeren Öffnungsdurchmesser als den der kleinsten Öffnung 33 der konischen Erweiterung 30 aufweist. Ferner soll der Öffnungswinkel der konischen Erweiterung 30, gebildet von der Wandung 28 der konischen Erweiterung 30 zur axialen Verlängerung der Wandung 27 des Kanalab schnitts 9 wenigstens 20° und höchstens 30° betragen.

Anschließend an die Wandung 27 des Kanalabschnitts 9, im Bereich der Wandung 28 der konischen Erweiterung 30 entsteht beim Durchströmen mit Brennstoff ein hochinstabiles Ablösegebiet, das sich periodisch mit einer relativ hohen Frequenz auf- und abbaut, d. h. es entstehen Strömungswirbel, die immer wieder in sich zusammenfallen und neu ent stehen. Dies führt im oben erwähnten Bereich des Öffnungswinkels der konischen Erweiterung 30 auch zu einem definiert instabilen Strömungszustand im Brennstoffstrahl entlang der Wandung des zylindrischen Abspritzkanals 11. Der gestörte instabile Strömungs bereich am Umfang des Brennstoffstrahls entlang der Wandung des Ab spritzkanals 11 prägt dem stabilen Bereich des Brennstoffstrahls in seinem Inneren durch Querströmungskomponenten verursachte Aus gleichsströmungen und innere Reibungseinflüsse seine Eigenschaften auf. Diese Ausgleichsströmungen und inneren Reibungseinflüsse führen dem inneren Strömungsbereich des Brennstoffstrahls Turbulenz zu, die zu einem frühzeitigen Zerfall der Strahloberfläche beim Verlassen der Austrittsöffnung 12 führen, wodurch der Brennstoffstrahl in kleine Tröpfchen zerstäubt wird, trotzdem ein eng begrenztes Brenn stoffstrahlbild erhalten bleibt, so daß eine zielgerichtete Ein spritzung möglich ist.

Dabei muß die axiale Erstreckung, die sich zusammensetzt aus der axialen Erstreckung der konischen Erweiterung 30 und aus der axialen Erstreckung des sich anschließenden Abspritzkanals 11, so gewählt sein, daß das Ablösegebiet der Brennstoffströmung stromaufwärts der Abspritzöffnung 12 des Abspritzkanals 11 endet. Um dies zu ge währleisten, muß die axiale Erstreckung der konischen Erweiterung 30 und die axiale Erstreckung des sich anschließenden Abspritzkanals 11 wenigstens 60% und höchstens 180% des Durchmessers der kleinsten Öffnung 33 der konischen Erweiterung 30 betragen.

Claims

1. Brennstoffeinspritzventil mit einem Ventilgehäuse, einem Ventil sitzkörper mit einem Dichtsitz, mit dem ein Ventilschließglied zu sammenwirkt, wobei stromabwärts des Dichtsitzes eine konische Ver jüngung liegt und Brennstoff mittels eines zylindrischen Abspritz kanals abgespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die konische Verjüngung (10) ein zylindrischer Kanalabschnitt (9) an schließt, von dem aus eine konische Erweiterung (30) mit einer kleinsten Öffnung (33) ausgeht und die mit einer größten Öffnung (34) in den Abspritzkanal (11) übergeht, wobei der Öffnungsdurch messer der größten Öffnung (34) der konischen Erweiterung (30) wenigstens um 10% und höchstens um 50% größer ist, als der Öffnungsdurchmesser der kleinsten Öffnung (33) der konischen Er weiterung (30) und der Öffnungswinkel einer Wandung (28) der konischen Erweiterung (30) gegenüber einer Wandung (27) des Kanal abschnitts (9) von 20° bis 30° beträgt und die Summe aus der axialen Erstreckung der konischen Erweiterung (30) und aus der axialen Er streckung des Abspritzkanals (11) wenigstens 60% und höchstens 180% des Öffnungsdurchmessers der kleinsten Öffnung (33) der konischen Erweiterung (30) ist.

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die axiale Erstreckung des zylindrischen Kanalab schnitts (9) wenigstens 10% des Öffnungsdurchmessers der kleinsten Öffnung (33) der konischen Erweiterung (30) beträgt.