DE4403148C2 - Electromagnetically controlled multi-jet injection valve, especially for internal combustion engines with two intake channels per cylinder - Google Patents

Electromagnetically controlled multi-jet injection valve, especially for internal combustion engines with two intake channels per cylinder

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Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch ansteuerbares Mehrstrahleinspritzventil, insbesondere für Verbrennungsmotoren mit zwei Ansaugkanälen pro Zylinder, nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3.The invention relates to an electromagnetically controllable multi-jet injection valve, especially for internal combustion engines with two intake ports per cylinder the preamble of claims 1 and 3.

Vorbekannt ist durch Schrift DE 33 44 229 A1 ein gattungsgemäßes elektromagnetisch ansteuer­ bares Einspritzventil, das zwei zueinander zentrische, nacheinander angeordnete Einspritzkanäle für gleichen Strahlverlauf, jedoch mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Der größere Einspritzkanal ist dabei dem kleineren in Strahlrichtung nachge­ ordnet. Jeder der Einspritzkanäle ist durch eine elektromagnetisch betätigte Ventilstrec­ ke gegen den Einspritzdruck aufsteuerbar. Dabei kann jede Ventilstrecke einzeln oder beide gemeinsam freigegeben werden.It is previously known from document DE 33 44 229 A1 to actuate electromagnetically of the generic type Neat injection valve, the two mutually centric, arranged one after the other Injection channels for the same spray path, but with different diameters having. The larger injection channel follows the smaller one in the spray direction arranges. Each of the injection channels is through an electromagnetically actuated valve path ke controllable against the injection pressure. Each valve section can be individually or both are released together.

Den Dichtsitz der ersten Ventilstrecke bildet der Düsenkörper, während für die zweite Ventilstrecke der Dichtsitz am ringförmigen Teil des Ventils der ersten Ventilstrecke angeordnet ist. Diese Düse weist nur eine Spritzrichtung auf. Der Strahl der zweiten Ventilstrecke muß stets durch die Spritzöff­ nung der ersten Ventilstrecke verlaufen. Alles dies ist nachteilig.The nozzle body forms the sealing seat for the first valve section, while for the second valve section the sealing seat is arranged on the annular part of the valve of the first valve path. This nozzle has only one spray direction. The jet of the second valve section must always pass through the spray opening the first valve section. All of this is disadvantageous.

Vorbekannt ist aus der Schrift JP 63-201 366 A ein elektromagnetisch ansteuerbares Mehrstrahlein­ spritzventil mit zwei unabhängig betätigbaren, nebeneinander angeordneten Ventileinrichtungen, die jedoch nur mittels eines Elektromagneten geöffnet werden.From JP 63-201 366 A is known an electromagnetically controllable multi-beam Spray valve with two independently operable, side-by-side valve devices that but can only be opened using an electromagnet.

Beide Ventileinrichtungen weisen einen Tauchanker auf, wobei beide Tauchanker gemeinsam in den Elektromagneten eingreifen. Eine der Ventileinrichtungen ist mit einem unpolarisierten Tauchanker und die weitere mit einem polarisierten Tauchanker versehen. Der gemeinsame Elektromagnet ist unpolbar an eine Gleichstrom-Treiberstufe angeschlossen.Both valve devices have a submersible anchor, both submersible together in the Intervene electromagnets. One of the valve devices is with an unpolarized plunger and the other with a polarized plunger anchor. The common electromagnet is non-polar connected to a DC driver stage.

Bedingt durch diese Ausführung öffnet die Ventileinrichtung mit dem unpolarisiert ausgeführten Tauchanker bei jeder Richtung des Stromdurchflusses, während die weitere Ventileinrichtung mit dem polarisiert ausgeführten Tauchanker nur bei einer entsprechenden Richtung des Stromdurchflus­ ses öffnet. Durch die Wahl der Richtung des Stromdurchflusses des Elektromagneten ist alternativ nur eine Ventileinrichtung oder aber es sind beide Ventileinrichtungen wirksam.Due to this design, the valve device opens with the unpolarized one Submersible anchor in any direction of current flow, while the further valve device with the polarized plunger anchor only with a corresponding direction of current flow it opens. By choosing the direction of the current flow through the electromagnet is alternative only one valve device or both valve devices are effective.

Infolge dessen, daß die Ventileinrichtungen nebeneinander liegen und je einen Tauchanker aufwei­ sen, ist eine größerer runder oder eliptischer Elektromagnet als bei zentrischer Anordnung der Ven­ tileinrichtungen notwendig.As a result of the fact that the valve devices lie next to each other and each have an immersion anchor sen is a larger round or elliptical electromagnet than with a central arrangement of the ven equipment necessary.

Vorbekannt sind vom Einspritzdruck abhängig aufsteuerbare Mehrstrahleinspritzventile gemäß DE 33 32 920 A1, bei denen die Ventilnadel zweigeteilt ausgeführt ist und damit einen mittelbar unabhängig betätigbaren zentralen Dichtkegel aufweist. Der zentrale Dichtkegel ist im äußeren Dichtkegelbereich der Ventilnadel zentrisch geführt und ruht unter der Kraft einer Feder, die am zweiten Dichtkegelabschnitt gegengelagert ist, im unteren Bereich des Dichtsitzes.Multi-jet injection valves which can be controlled as a function of the injection pressure are previously known according to DE 33 32 920 A1, in which the valve needle is designed in two parts and thus has a indirectly operable central sealing cone. The central one The sealing cone is guided and rests centrally in the outer sealing cone area of the valve needle under the force of a spring, which is mounted on the second sealing cone section, in lower area of the sealing seat.

Dieser zentrale Dichtkegel weist eine hydraulisch beaufschlagbare Ringfläche auf, die über den Öffnungsspalt des zweiten Dichtkegelabschnittes beaufschlagbar ist.This central sealing cone has a hydraulic surface that can be acted upon can be acted upon via the opening gap of the second sealing cone section.

Der zweite äußere, den zentralen Dichtkegel umgebende Dichtkegelabschnitt der Ventilnadel ist mittels einer gegen das Gehäuse des Einspritzventils abgestützten Feder auf dem Dichtsitz in dessen oberen Bereich gehalten.The second outer sealing cone section surrounding the central sealing cone Valve needle is supported against the housing of the injection valve Spring held on the sealing seat in the upper area.

Abhängig vom sich aufbauenden Einspritzdruck öffnet erst der zweite Dichtkegel­ abschnitt und dann folgend, bei genügender Einspritzdruckhöhe im Abströmspalt des zweiten Dichtkegelabschnittes, der zentrale Dichtkegel der Ventilnadel.Depending on the injection pressure that builds up, only the second sealing cone opens section and then following, with sufficient injection pressure in the outflow gap of the second sealing cone section, the central sealing cone of the valve needle.

Vorbekannt ist durch die DE 38 24 467 A1 ebenfalls ein Mehrstrahleinspritzventil mit zweigeteilter Ventilnadel, wobei jedoch über eine neben dem Einspritzdruck wirkende Drucksteuerung beide Nadelteile unabhängig betätigbar, d. h. aufsteuerbar sind.A multi-jet injector is also known from DE 38 24 467 A1 two-part valve needle, but with one acting next to the injection pressure Pressure control both needle parts can be operated independently, d. H. are taxable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes, elektromagnetisch ansteuerbares Mehrstrahleinspritzventil mit teilweise einzeln aufsteuerbaren voneinander getrennten Spritzkanälen bei einfachem Aufbau zu erzielen.The invention is based on the object of a generic, electromagnetically controllable multi-jet injection valve with partially individually controllable spray channels separated from one another with simple To achieve construction.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 3 genannten Merkmale erreicht. Wesentlich bei allen erfindungsgemäßen Ausführungen ist die konzentrierte Anordnung der Dichtsit­ ze der beiden, gegen den Düsenkörper schließenden Ventileinrichtungen und weiterhin die teilweise einzelne oder abhängig gemeinsame Betätigung der Ventileinrichtungen. Mit nur einem Elektromagneten ist entweder nur ein Ansaugkanal oder es sind zwei Ansaugkanäle mit Kraftstoff speisbar.According to the invention this is achieved by the characterizing part of claims 1 and 3 mentioned characteristics achieved. The concentrated arrangement of the sealing site is essential in all the embodiments according to the invention ze of the two valve devices closing against the nozzle body and further the partial individual or dependent joint actuation of the valve devices. With only one electromagnet is either only one Intake duct or two intake ducts can be fed with fuel.

Der konzentrischen Ventileinrichtungen erlauben eine am Elektromagneten übliche runde Bauform anzuwenden und den Kraftstoff durch unterschiedliche Stromstärken bzw. Strompolarität oder auch der Einschaltung einer bzw. beider Spulen eines Elektromagneten auf einen Ansaugkanal oder zwei Ansaugkanäle zu verteilen.The concentric valve devices allow a round design customary on the electromagnet apply and the fuel by different current strengths or current polarity or also the activation of one or both coils of an electromagnet on an intake duct or two Distribute intake channels.

Die in den Unteransprüchen genannten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösungen werden in der Beschreibung zusammen mit ihren Wirkungen erläutert.The configurations of the solutions according to the invention mentioned in the subclaims are given in the description is explained together with their effects.

An Hand einer Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt:Exemplary embodiments of the invention are described below with the aid of a drawing described. It shows:

Fig. 1 den Gesamtaufbau eines erfindungsgemäßen Mehrstrahleinspritzventils mit unterschiedlichen Ventileinrichtungen, dargestellt im Längsschnitt; Figure 1 shows the overall structure of a multi-jet injection valve according to the invention with different valve devices, shown in longitudinal section.

Fig. 2 die Anordnung eines erfindungsgemäßen Mehrstrahleinspritzventils gemäß Fig. 1 in einem vorzugsweise zweiarmig verzweigten Ansaugkanal einer Zylindereinheit mit zwei Ansaugventilen; FIG. 2 shows the arrangement of a multi-jet injection valve according to the invention according to FIG. 1 in a preferably two-branched intake duct of a cylinder unit with two intake valves;

Fig. 3a u. 3b eine andere Ausführung der Ventileinrichtung mit zwei Kegelschließkörpern im Zustand mit einem bzw. zwei offenen Ventileinrichtungen; Fig. 3a u. 3b shows another embodiment of the valve device with two cone closing bodies in the state with one or two open valve devices;

Fig. 4 eine elektromagnetisch gesteuerte Anschlaganordnung für die Ventilnadel; Fig. 4 is an electromagnetically controlled stop arrangement for the valve needle;

Fig. 5 eine hydraulisch gesteuerte Anschlaganordnung für die Ventilnadel; Fig. 5 is a hydraulically controlled stop arrangement for the valve needle;

Fig. 6 ein Diagramm, welches die vom Elektromagneten aufzubringenden Kräfte zum Öffnen der Ventileinrichtungen bei einem erfindungsgemäßen Mehr­ strahleinspritzventil gemäß Fig. 1 zeigt; Fig. 6 is a diagram showing the forces to be applied by the electromagnet to open the valve devices in a multi-jet injection valve according to the invention according to Fig. 1;

Fig. 7 den Gesamtaufbau eines erfindungsgemäßen Mehrstrahleinspritzventils mit unterschiedlichen polarisierten Magnetankern für die elektromagnetische Steuerung, dargestellt im Längsschnitt. Fig. 7 shows the overall structure of a multi-jet injection valve according to the invention with different polarized magnet armatures for electromagnetic control, shown in longitudinal section.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Mehrstrahleinspritzventil mit unterschiedlichen Schließkörpern dargestellt.In Fig. 1 shows an inventive multi-beam injection valve is shown with different locking bodies.

In einem mehrteiligen Gehäuse 1 sind ein Elektromagnet 2, dessen Kontaktanordnung zur Stromzuführung 3, Anschluß und Kanal 4 für die Speisung der Einspritzdüse 5 mit Kraftstoff sowie spezifische Aufnahme-, Anschlags- und Dichtungsanordnungen enthalten. Den Anker 6 des Elektromagneten 2 bildet direkt oder indirekt eine Ventilnadel 7 oder ein anderes Verschlußteil, das durch eine im Gehäuse 1 abgestützte Feder 8 in Richtung des Ventilkörpers 9 gedrückt wird.In a multi-part housing 1 there is an electromagnet 2 , the contact arrangement for the power supply 3 , connection and channel 4 for supplying the injector 5 with fuel, as well as specific receiving, stop and sealing arrangements. The armature 6 of the electromagnet 2 forms, directly or indirectly, a valve needle 7 or another closure part which is pressed in the direction of the valve body 9 by a spring 8 supported in the housing 1 .

Dem im Gehäuse 1 abgedichtet befestigten Düsenkörper 9 mit mehreren Spritzkanälen 10; 11 sind steuernde Ventileinrichtungen 100; 110 zugeordnet und ragt entsprechend der zu erzielenden Strahlrichtung in den vorzugsweise zweiarmig verzweigten Ansaug­ kanal A einer Zylindereinheit mit zwei Ansaugventilen hinein, siehe Fig. 2.The nozzle body 9 sealed in the housing 1 with a plurality of spray channels 10 ; 11 are controlling valve devices 100 ; 110 assigned and projects into the preferably two-branched intake duct A of a cylinder unit with two intake valves according to the jet direction to be achieved, see FIG. 2.

Die Ventileinrichtungen 100; 110 sind vom Elektromagneten 2 nacheinander, vom Hub des Elektromagneten 2 abhängig, gegen die aus dem Kraftstoffdruck resultierende Kraft und gegen die Kräfte der Federn 8 und 12 aufsteuerbar.The valve devices 100 ; 110 are dependent on the electromagnet 2 in succession, on the stroke of the electromagnet 2 , against the force resulting from the fuel pressure and against the forces of the springs 8 and 12 .

Der Spritzkanal 10 ist von der Ventileinrichtung 100 mit dem Kegelsitz 91 im Ventil­ körper 9 und der Ventilnadel 71 an der Ventilnadel 7 gesteuert. Die Steuerung des Spritzkanals 11 erfolgt über eine Stirnfläche 141 eines Ventilschiebers 13 und den Flachsitz 92 im Düsenkörper 9. Mittels der Feder 12 ist die Stirnfläche 141 des Ventil­ schiebers 13 gegen den Flachsitz 92 gedrängt. Der Ventilschieber 13 ist über seinen Anschlag 142 von der Ventilnadel 7 mittels deren Anschlag 72 mitnehmbar gegen die Kraft der Feder 12 und die aus dem Druck des Kraftstoffes resultierenden Kräfte am Ventilschieber 13, jedoch erfolgt dies erst bei größerem Hub der Ventilnadel 7.The spray channel 10 is controlled by the valve device 100 with the conical seat 91 in the valve body 9 and the valve needle 71 on the valve needle 7 . The spray channel 11 is controlled via an end face 141 of a valve slide 13 and the flat seat 92 in the nozzle body 9 . By means of the spring 12 , the end face 141 of the valve slide 13 is pushed against the flat seat 92 . The valve spool 13 can be taken along via its stop 142 by the valve needle 7 by means of its stop 72 against the force of the spring 12 and the forces on the valve spool 13 resulting from the pressure of the fuel, but this only takes place with a larger stroke of the valve needle 7 .

In Fig. 3a und 3b ist eine andere Ausführung der beiden Ventileinrichtungen mit Ven­ tilnadeln 71 bzw. Ventilschiebern 20 und einem gemeinsamen Innensitzkegel 90 im Düsenkörper 9 dargestellt. Die erste Fig. 3a zeigt den Zustand mit nur einer bzw. die zweite Fig. 3b mit beiden offenen Ventileinrichtungen, dabei sind die Zuflußspalten zu den Spritzkanälen 10; 11 jeweils mit ÖS gekennzeichnet.In Fig. 3a and 3b, another embodiment of the two valve devices with Ven tilnadeln 71 or valve slides 20 and a common inner seat cone 90 in the nozzle body 9 is shown. The first FIG. 3a shows the state with only one or the second FIG. 3b with both open valve devices, the inflow gaps to the spray channels 10 ; 11 each marked with ÖS.

Bei geringem Hub des Elektromagneten 2 hebt ausschließlich die Ventilnadel 7 mit ihrer Ventilnadel 71 vom Innensitzkegel 90 ab, der Spritzkanal 10 wird beaufschlagt und der Einspritzstrahl tritt aus. Der Ventilschieber 20 hält unter der Kraft der Feder 12 und der resultierenden Kraft aus dem Kraftstoffdruck den vom Innensitzkegel 90 ausgehenden Spritzkanal 11 geschlossen, siehe Fig. 3a. With a small stroke of the electromagnet 2 , only the valve needle 7 lifts with its valve needle 71 from the inner seat cone 90 , the spray channel 10 is acted upon and the injection jet emerges. The valve slide 20 holds the spray channel 11 starting from the inner seat cone 90 closed under the force of the spring 12 and the resulting force from the fuel pressure, see FIG. 3a.

Der Ventilschieber 20 ist mit einem Radialschlitz 201 versehen und greift mit diesem in eine radial abgeflachte Partie 75 an der Ventilnadel 7 mit axialem Spiel zur Stirnfläche 76 der abgeflachten Partie 75 ein. Erst wenn der Hub der Ventilnadel 7 ihren Sitzkegel 71 vom Innensitzkegel 90 um einen bestimmten Betrag angehoben hat, erfolgt die Mitnahme des Ventilschiebers 20 über dessen Fläche 202 mittels der axialen Flächen 76 an der Partie 75 der Ventilnadel 7.The valve slide 20 is provided with a radial slot 201 and engages with it in a radially flattened part 75 on the valve needle 7 with axial play to the end face 76 of the flattened part 75 . Only when the stroke of the valve needle 7 has raised its seat cone 71 from the inner seat cone 90 by a certain amount, is the valve slide 20 carried along its surface 202 by means of the axial surfaces 76 on the part 75 of the valve needle 7 .

Bei großem Hub des Elektromagneten 2 hebt dann sowohl die Ventilnadel 7 mit ihrer Ventilnadel 71 vom Innensitzkegel 90 als auch der Ventilschieber 20 ab, beide Spritzkanäle 10; 11 werden beaufschlagt und die Einspritzstrahlen treten aus. Der Ventilschieber 20 wird gegen die Kraft der Feder 12 und die resultierende Kraft aus dem Kraftstoffdruck vom Innensitzkegel 90 abgehoben, siehe Fig. 3b.With a large stroke of the electromagnet 2 , the valve needle 7 then lifts with its valve needle 71 from the inner seat cone 90 as well as the valve slide 20 , both spray channels 10 ; 11 are acted upon and the injection jets emerge. The valve spool 20 is raised against the force of the spring 12 and the resulting force from the fuel pressure from the inner seat cone 90 , see FIG. 3b.

In Fig. 4 ist eine elektromagnetisch steuerbare Anschlagsanordnung für die gegen die Feder 8 öffnende Ventilnadel 7 gezeigt. FIG. 4 shows an electromagnetically controllable stop arrangement for the valve needle 7 opening against the spring 8 .

Im Normalfall, der Elektromagnet 30 ist nicht eingeschaltet, öffnet die Ventilnadel 7 mit einem Hub ÖH bis zur Anlage an der Stirnseite des Anschlages 31, der durch die Feder 32 axial im Gehäuse 1 angelegt ist.In the normal case, the electromagnet 30 is not switched on, the valve needle 7 opens with a stroke ÖH until it touches the end face of the stop 31 , which is axially applied in the housing 1 by the spring 32 .

Bei gewünschtem größeren Hub - ÖH + zÖH - der Ventilnadel ist der Elektromagnet 30 eingeschaltet, wobei der Anschlag 31 entgegen der Feder 32 nach einem Hub zÖH axial gegen eine obere Anlagefläche 18 im Gehäuse 1 angelegt ist.If the desired larger stroke - ÖH + zÖH - of the valve needle, the electromagnet 30 is switched on, the stop 31 being axially placed against the spring 32 after a stroke zÖH against an upper contact surface 18 in the housing 1 .

In Fig. 5 ist eine hydraulisch durch den Kraftstoffdruck mittels einer Druckdose 40 steuerbare Anschlagsanordnung für die gegen die Feder 8 öffnende Ventilnadel 7 gezeigt.In Fig. 5 is a hydraulically controllable by the fuel pressure by a vacuum unit 40 stop arrangement is shown for the opening against the spring 8 valve needle 7.

Bei niedrigem Kraftstoffdruck öffnet die Ventilnadel 7 mit einem Hub ÖH nur bis zur Anlage an der Stirnseite des Anschlages 41, der durch die Feder 42 und die Axialkraft der Druckdose 40 axial im Gehäuse 1 angelegt ist.When the fuel pressure is low, the valve needle 7 opens with a stroke ÖH only up to the abutment on the end face of the stop 41 , which is axially applied in the housing 1 by the spring 42 and the axial force of the pressure cell 40 .

Bei gewünschtem größeren Hub - ÖH + zÖH - der Ventilnadel 7 liegt höherer Kraft­ stoffdruck an, wobei der Anschlag 41 entgegen der Feder 42 die Druckdose 40 um einen Betrag zÖH axial zusammenzudrücken vermag.If the desired larger stroke - ÖH + zÖH - the valve needle 7 is subjected to higher fuel pressure, the stop 41 being able to axially compress the pressure can 40 against the spring 42 by an amount zÖH.

Die Ventilnadel 7 kann jetzt einen größeren, auch über den Kraftstoffdruck in seiner Größe variierbaren Hub - ÖH + zÖH - bei eingeschaltetem Elektromagnet 2 ausführen.The valve needle 7 can now perform a larger stroke, which can also be varied in terms of its size via the fuel pressure - ÖH + zÖH - with the electromagnet 2 switched on .

Infolgedessen kann mit den Einrichtungen nach Fig. 4 und 5 mittels des zweiten Elektromagneten 30 oder des Kraftstoffdruckes auch der vom Hub der Ventilnadel 7 abhängige Öffnungspunkt der zweiten Ventileinrichtung 110 beeinflußt werden. As a result, the opening point of the second valve device 110 , which is dependent on the stroke of the valve needle 7, can also be influenced with the devices according to FIGS. 4 and 5 by means of the second electromagnet 30 or the fuel pressure.

In Fig. 6 zeigt ein Diagramm der vom Elektromagneten 2 aufzubringenden Kräfte zum Öffnen der Ventileinrichtungen 100 und 110 gegen die wirkenden Kräfte der Federn 8 und 12 bei einer erfindungsgemäßen Mehrstrahleinspritzventil gemäß Fig. 1 und 2. Beide Federn 8 und 12 halten mit einer Vorspannkraft V8; V12 oder V13 die ihnen zugehörige Ventileinrichtung 100 bzw. 110 geschlossen, siehe Kurve a und b.In Fig. 6 is a graph of applied by the electromagnet 2 forces 1 is for opening the valve means 100 and 110 against the forces of the springs 8 and 12 in an inventive multi-beam injector according to Fig. And 2. Both springs 8 and 12 stop with a biasing force V 8 ; V 12 or V 13 the associated valve device 100 or 110 closed, see curves a and b.

Soweit ausschließlich die Ventileinrichtung 100 mit einem Hub < ΔF = 0,1 öffnen soll, genügt für den Elektromagneten 2 ein Stromfluß, der eine Anzugskraft größer der Summe von Vorspannkraft der Feder 8 und der Kraft aus der hydraulischen Beauf­ schlagung mit Kraftstoff bewirkt.As far as only the valve device 100 should open with a stroke <ΔF = 0.1, a current flow is sufficient for the electromagnet 2 , which causes a tightening force greater than the sum of the biasing force of the spring 8 and the force from the hydraulic loading with fuel.

Soll sowohl die Ventileinrichtung 100 als auch die Ventileinrichtung 110 öffnen, bei einem Weg < ΔF = 0,1, so muß der Elektromagnet 2 einen so starken Stromfluß aufweisen, daß er eine Anzugskraft - Kurve c - größer der Summe aus der Kraft der Feder 8, der Vorspannkraft der Feder 12 und der entgegenwirkenden Kraft aus der hydraulischen Beaufschlagung mit Kraftstoff entwickelt.If both the valve device 100 and the valve device 110 are to open, with a path <ΔF = 0.1, the electromagnet 2 must have such a strong current flow that it has a tightening force curve c - greater than the sum of the force of the spring 8 , the biasing force of the spring 12 and the counteracting force developed from the hydraulic loading with fuel.

Durch den sich ergebenden signifikanten Kräftesprung zum Öffnen der zweiten Ventil­ einrichtung 110 ist eine sichere Auswahl zwischen ein und zwei zu öffnenden Ventil­ einrichtungen 100 und 110 durch eine Stromsteuerung für den Elektromagneten 2 möglich.Due to the significant jump in force for opening the second valve device 110 , a safe selection between one and two valve devices 100 and 110 to be opened is possible by means of a current control for the electromagnet 2 .

Eine gleichartige Funktion läßt sich erreichen, wenn die Düsennadel (7) von einem Elektromagneten mit einzeln oder gemeinsam einschaltbaren, parallel geschalteten Magnetspulen ansteuerbar ist. Die­ se mögliche Ausführung ist nicht in einer Figur dargestellt, baulich entspricht sie der Fig. 1, jedoch weist der Elektromagnet (2) zwei Magnetspulen und entsprechende Anschlüsse auf. Damit sind un­ terschiedliche Magnetkräfte, ähnlich wie mit vorbeschriebener Stromsteuerung, erzielbar.A similar function can be achieved if the nozzle needle ( 7 ) can be controlled by an electromagnet with individually or jointly switchable, parallel-connected magnetic coils. This possible embodiment is not shown in one figure, structurally it corresponds to FIG. 1, but the electromagnet ( 2 ) has two magnetic coils and corresponding connections. This means that different magnetic forces can be achieved, similar to the current control described above.

Fig. 7 zeigt den Gesamtaufbau eine erfindungsgemäßen Mehrstrahleinspritzventils mit unterschiedlichen polarisierten Magnetankern für die elektromagnetische Steuerung, dargestellt im Längsschnitt. Fig. 7 shows the overall structure of a multi-jet fuel injector according to the invention with different polarized magnet armatures for electromagnetic control, shown in longitudinal section.

Bei dieser Ausführung ist die Ventilnadel 7 Träger eines Tauchankers 77, der magnetisch getrennt auf ihr befestigt ist und in den Elektromagneten 2 hineinreicht. Damit wird die Ventilnadel 7 bei eingeschaltetem Elektromagneten 2 entgegen der Feder 8 und dem wirkenden Kraftstoffdruck stets von ihrem Sitz abgehoben.In this embodiment, the valve needle 7 is a carrier of a plunger armature 77 , which is attached to it magnetically separately and extends into the electromagnet 2 . Thus, the valve needle 7 is always lifted from its seat against the spring 8 and the acting fuel pressure when the electromagnet 2 is switched on.

Der Ventilschieber 13 reicht mit einer Stirnfläche 135 axial bis an den Elektromagne­ ten 2 heran, wobei diese Stirnfläche 135 polarisiert magnetisiert ist. Der Ventilschieber 13 wird hierdurch ausschließlich bei einer solchen Polung des Stromflusses entgegen der Kraft der Feder 12 und dem wirkenden Kraftstoffdruck angehoben, bei der der Elektromagnet 2 und die Stirnfläche eine komplementäre Magnetisierung aufweisen. Damit ist der Ventilschieber 13 wählbar zur Ventilnadel 7 durch Umpolung des Stromflusses für den Elektromagneten 2 ansteuerbar. The valve spool 13 extends with an end face 135 axially up to the electromagnetic 2 , this end face 135 being magnetized polarized. The valve slide 13 is hereby raised only in the event of such a polarity of the current flow against the force of the spring 12 and the acting fuel pressure, in which the electromagnet 2 and the end face have a complementary magnetization. Thus, the valve spool 13 can be selectively controlled to the valve needle 7 by reversing the polarity of the current flow for the electromagnet 2 .

Die in Anspruch 9 gekennzeichnete elektromagnetisch ansteuerbare Mehrstrahleinspritzdüse mit ebenfalls zwei, die Spritzkanäle gegen Einspritzdruck und Federkraft ansteuernden Ventileinrichtun­ gen gleicht in ihrem Aufbau weitgehend der in Fig. 7 gezeigten Ausführung. Abweichend ist nur die Anordnung von zwei getrennt ansteuerbaren Elektromagneten, die im Bauraum des Magneten (2) eingeordnet sind. Der erste Elektromagnet umgibt dabei den Tauchanker (77) und der zweite ist der polarisiert magnetischen Stirnfläche (135) des Ventilschiebers (13) zugeordnet. Bei dieser Anord­ nung sind beide Ventileinrichtungen (100; 110) völlig unabhängig voneinander ansteuerbar. The electromagnetically controllable multi-jet injection nozzle characterized in claim 9 also has two valve devices which control the spray channels against injection pressure and spring force and are largely similar in construction to the embodiment shown in FIG. 7. The only difference is the arrangement of two separately controllable electromagnets, which are arranged in the installation space of the magnet ( 2 ). The first electromagnet surrounds the plunger armature ( 77 ) and the second is assigned to the polarized magnetic end face ( 135 ) of the valve slide ( 13 ). In this arrangement, both valve devices ( 100 ; 110 ) can be controlled completely independently of one another.

Generell könnte die Ventilnadel 7 auch mit einer Kugelverschlußkontur ausgebildet sein, die mit einem zentralen Kegelsitz im Düsenkörper 9 zusammenwirkt. Im übrigen sind im Rahmen des erfindungsgemäßen Aufbaues des Mehrstrahleinspritzventil jeweils die bekannten unterschiedlichen Sitzarten für die Ventileinrichtungen 100 und 110 anwendbar.In general, the valve needle 7 could also be designed with a ball closure contour, which interacts with a central conical seat in the nozzle body 9 . Otherwise, the known different types of seats for the valve devices 100 and 110 can be used in the context of the structure of the multi-jet injection valve according to the invention.

Claims (9)

1. Elektromagnetisch ansteuerbare Mehrstrahleinspritzventil, insbesondere für Verbrennungsmotoren mit mindestens zwei Ansaugkanälen pro Zylinder, mit folgendem Aufbau:
  • 1. in einem Gehäuse (1) sind zwei zueinander konzentrische Ventileinrichtungen (100; 110) und ein Düsenkörper (9) mit Spritzkanälen (10; 11) sowie ein die Ventileinrichtungen (100; 110) betätigender Elektromagnet (2) angeordnet;
  • 2. die die Spritzkanäle (10; 11) steuernden Ventileinrichtungen (100; 110) sind gegen Einspritzdruck und Federkraft vermittels des Elektromagneten (2) aufsteuerbar,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • 1. die Spritzkanäle (10; 11) verlaufen in einem Düsenkörper (9) in unterschiedlichen Bereichen eines Dichtsitzes (90; 91; 92) endend;
  • 2. die erste Ventileinrichtung (100) ist über eine Ventilnadel (7) mittels der Kraft einer Feder (8) im zentralen Bereich des Dichtsitzes (90; 91) angelegt;
  • 3. die zweite Ventileinrichtung (110) ist über einen Ventilschieber (13; 20) mittels einer Feder (12) auf dem äußeren Bereich des Dichtsitzes (92) in abgestützt;
  • 4. die Ventilnadel (7) weist einen in Öffnungsrichtung erst nach einem bestimmten Nadelweg zur Mitnahme eines Ventilschiebers (13; 20) wirksamen Anschlag (72) zum Öffnen einer zweiten Ventileinrichtung (110) auf.
1. Electromagnetically controllable multi-jet injection valve, in particular for internal combustion engines with at least two intake ports per cylinder, with the following structure:
  • 1. in a housing ( 1 ) two mutually concentric valve devices ( 100 ; 110 ) and a nozzle body ( 9 ) with spray channels ( 10 ; 11 ) and a valve device ( 100 ; 110 ) actuating electromagnet ( 2 ) are arranged;
  • 2. the valve devices ( 100 ; 110 ) controlling the spray channels ( 10 ; 11 ) can be controlled by means of the electromagnet ( 2 ) against injection pressure and spring force,
characterized by the following features:
  • 1. the spray channels ( 10 ; 11 ) end in a nozzle body ( 9 ) in different areas of a sealing seat ( 90 ; 91 ; 92 );
  • 2. the first valve device ( 100 ) is applied via a valve needle ( 7 ) by means of the force of a spring ( 8 ) in the central region of the sealing seat ( 90 ; 91 );
  • 3. the second valve device ( 110 ) is supported via a valve slide ( 13 ; 20 ) by means of a spring ( 12 ) on the outer region of the sealing seat ( 92 );
  • 4. the valve needle ( 7 ) has an effective stop ( 72 ) for opening a second valve device ( 110 ) in the opening direction only after a certain needle path for taking a valve slide ( 13 ; 20 ).
2. Elektromagnetisch ansteuerbares Mehrstrahleinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ventilnadel (7) betätigende Elektromagnet (2) mit unterschiedlichem Strom ansteuerbar ist, wobei ein erster niedriger Strom nur einen solchen geringen Nadelweg einstellt, wobei der Anschlag (72) den Ventilschieber (13; 20) nicht mitnimmt, jedoch ein zweiter hoher Strom einen größeren Nadelweg bewirkt, der vermittels des Anschlages (72) den Ventilschieber (13; 20) von seinem Sitz abgehoben hält. 2. Electromagnetically controllable multi-jet injection valve according to claim 1, characterized in that the valve needle ( 7 ) actuating electromagnet ( 2 ) can be controlled with different currents, a first low current setting only such a small needle path, the stop ( 72 ) the valve spool ( 13 ; 20 ) does not take along, but a second high current causes a larger needle path which, by means of the stop ( 72 ), keeps the valve slide ( 13 ; 20 ) lifted from its seat. 3. Elektromagnetisch ansteuerbares Mehrstrahleinspritzventil, insbesondere für Verbrennungsmotoren mit mindestens zwei Ansaugkanälen pro Zylinder, mit folgendem Aufbau:
  • 1. in einem Gehäuse (1) sind zwei elektromagnetisch betätigte Ventilein­ richtungen (100; 110) und ein Düsenkörper (9) mit Spritzkanälen (10; 11) sowie ein die Ventileinrichtungen (100; 110) betätigender Elektromagnet (2) angeord­ net;
  • 2. die die Spritzkanäle (10; 11) steuernden Ventileinrichtungen (100; 110) sind gegen Einspritzdruck und Federkraft vermittels des Elektromagneten (2) aufsteuerbar;
  • 3. die Ventilnadel (7) und der Ventilschieber (13) bilden zwei unabhängige Ventileinrichtungen (100; 110);
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • 1. die Spritzkanäle (10; 11) verlaufen in einem Düsenkörper (9) in unterschiedlichen Bereichen eines Dichtsitzes (90; 91; 92) endend angeordnet;
  • 2. die erste Ventileinrichtung (100) ist über die Ventilnadel (7) mittels einer Feder (3) im zentralen Bereich des Dichtsitzes (90; 91) angelegt und mit einem Anker (77) magnetisch getrennt verbunden;
  • 3. die zweite Ventileinrichtung (110) ist zur zentralen Ventileinrichtung (100) kon­ zentrisch geführt sowie über einen Ventilschieber (13) mittels einer Feder (12) auf dem äußeren Bereich des Dichtsitzes (92) abgestützt und weist einen polarisiert magnetischen Anker (135) auf, der axial an den Elektromagneten (2) anlegbar ist.
3. Electromagnetically controllable multi-jet injection valve, in particular for internal combustion engines with at least two intake ports per cylinder, with the following structure:
  • 1. in a housing ( 1 ) are two electromagnetically actuated Ventilein devices ( 100 ; 110 ) and a nozzle body ( 9 ) with spray channels ( 10 ; 11 ) and a valve device ( 100 ; 110 ) actuating electromagnet ( 2 ) angeord net;
  • 2. the valve devices ( 100 ; 110 ) which control the spray channels ( 10 ; 11 ) can be controlled against the injection pressure and spring force by means of the electromagnet ( 2 );
  • 3. the valve needle ( 7 ) and the valve slide ( 13 ) form two independent valve devices ( 100 ; 110 );
characterized by the following features:
  • 1. the spray channels ( 10 ; 11 ) run in a nozzle body ( 9 ) in different areas of a sealing seat ( 90 ; 91 ; 92 ) arranged ending;
  • 2. the first valve device ( 100 ) is placed over the valve needle ( 7 ) by means of a spring ( 3 ) in the central area of the sealing seat ( 90 ; 91 ) and magnetically separated with an armature ( 77 );
  • 3. the second valve device ( 110 ) is guided centrally to the central valve device ( 100 ) and is supported via a valve slide ( 13 ) by means of a spring ( 12 ) on the outer region of the sealing seat ( 92 ) and has a polarized magnetic armature ( 135 ) on, which can be applied axially to the electromagnet ( 2 ).
4. Elektromagnetisch ansteuerbares Mehrstrahleinspritzventil nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilnadel (7) im Bereich des Angriffes der auf Schließen gerichteten Feder (8) ein gegen die Kraft einer Feder (32; 42) stellbarer Anschlag (41; 42) zugeordnet ist. 4. Electromagnetically controllable multi-jet injection valve according to claim 1 or 3, characterized in that the valve needle ( 7 ) in the region of the attack of the spring directed towards closing ( 8 ) against the force of a spring ( 32 ; 42 ) adjustable stop ( 41 ; 42 ) assigned. 5. Elektromagnetisch ansteuerbares Mehrstrahleinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gegen die Kraft einer Feder (32) stellbare Anschlag (31) als Anker eines Elektromagneten (2) ausgebildet ist.5. Electromagnetically controllable multi-jet injection valve according to claim 4, characterized in that the stop ( 31 ) adjustable against the force of a spring ( 32 ) is designed as an armature of an electromagnet ( 2 ). 6. Elektromagnetisch ansteuerbares Mehrstrahleinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gegen die Kraft einer Feder (42) stellbare Anschlag (42) auf einer im Gehäuse (1) angeordneten, vom Kraftstoffdruck in ihrer Höhe veränderbare Druckdose (40) abgestützt ist.6. Electromagnetically controllable multi-jet injection valve according to claim 5, characterized in that the against the force of a spring ( 42 ) adjustable stop ( 42 ) on a in the housing ( 1 ) arranged, the height of the fuel pressure adjustable pressure can ( 40 ) is supported. 7. Elektromagnetisch ansteuerbares Mehrstrahleinspritzventil nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzkanäle (10; 11), die im Düsenkörper (9) in unterschiedlichen Höhenbe­ reichen oder Radialbereichen des Dichtsitzes (91; 92) münden, mindestens aus dem unteren bzw. zentralen Dichtsitzbereich (91) nur in einen der getrennten Einlaßkanäle mit einem ständig in allen Betriebsbereichen öffnenden Einlaßventil gerichtet sind. 7. Electromagnetically controllable multi-jet injection valve according to claim 1 or 3, characterized in that the spray channels ( 10 ; 11 ), which extend in the nozzle body ( 9 ) in different Höhenbe or open radial areas of the sealing seat ( 91 ; 92 ), at least from the lower or central sealing seat area ( 91 ) are directed only into one of the separate inlet channels with an inlet valve that constantly opens in all operating areas. 8. Elektromagnetisch ansteuerbare Mehrstrahleinspritzdüse für Verbrennungsmotoren mit minde­ stens zwei Ansaugkanälen pro Zylinder mit folgendem Aufbau:
  • 1. in einem Gehäuse (1) sind zwei, die Spritzkanäle (10; 11) gegen Einspritzdruck und Federkraft aufsteuernde Ventileinrichtungen (100; 110) mit je einem zugehörigen Elektromagneten ange­ ordnet;
  • 2. eine zentrale Ventilnadel (7) und ein hierzu koaxialer Ventilschieber (13) bilden mit den jeweilig zugehörigen Ventilsitzen, in denen die Spritzkanäle (10; 11) münden, zwei unabhängige Ven­ tileinrichtungen;
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • 1. die Spritzkanäle (10; 11) sind in einem Düsenkörper in unterschiedlichen Bereichen eines Dicht­ sitzes endend angeordnet;
  • 2. die erste zentrale Ventileinrichtung (100) ist mittels Federkraft im zentralen Bereich des Dicht­ sitzes angelegt;
  • 3. die zweite Ventileinrichtung (110) ist zur zentralen Ventileinrichtung (100) konzentrisch geführt und mittels einer Feder (12) auf dem äußeren Bereich des Dichtsitzes abgestützt.
8. Electromagnetically controllable multi-jet injection nozzle for internal combustion engines with at least two intake ports per cylinder with the following structure:
  • 1. in a housing ( 1 ) are two, the spray channels ( 10 ; 11 ) against injection pressure and spring force opening valve devices ( 100 ; 110 ), each with an associated electromagnet is arranged;
  • 2. a central valve needle ( 7 ) and a coaxial valve spool ( 13 ) form with the respective associated valve seats, in which the spray channels ( 10 ; 11 ) open, two independent valve devices;
characterized by the following features:
  • 1. the spray channels ( 10 ; 11 ) are arranged ending in a nozzle body in different areas of a sealing seat;
  • 2. the first central valve device ( 100 ) is applied by means of spring force in the central area of the sealing seat;
  • 3. the second valve device ( 110 ) is guided concentrically to the central valve device ( 100 ) and is supported on the outer region of the sealing seat by means of a spring ( 12 ).
9. Elekromagnetisch ansteuerbare Doppeleinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (7) von zwei einzeln oder gemeinsam einschaltbaren Magnetspulen des Elektromagneten (2) ansteuerbar ist.9. Electromagnetically controllable double injection nozzle according to claim 1, characterized in that the nozzle needle ( 7 ) of two individually or jointly switchable solenoids of the electromagnet ( 2 ) can be controlled.
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