DE4418228A1 - Einspritzventil für die Kraftstoff-Einspritzung von Otto-Einspritzmotoren und Dieselmotoren - Google Patents

Einspritzventil für die Kraftstoff-Einspritzung von Otto-Einspritzmotoren und Dieselmotoren

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzventil für die Kraftstoff-Einspritzung von Otto-Einspritzmotoren und Dieselmotoren.
Bekannte verschiedene Arten von Einspritzventilen bzw. Einspritzdüsen, wie beispielsweise Einlochdüsen, erzeugen den Strahl durch eine unterhalb des Ventilsitzes gelegene Bohrung. Mehrlochdüsen weisen mehrere, meist stern- oder fächerförmig angeordnete Bohrungen auf. Wenn der Ventilsitz nicht kegelig ausgebildet ist, spricht man von einer Flachsitzdüse.
Zapfendüsen werden bei kleineren Motoren, bei denen die Spritzquerschnitte entsprechend eng ausgeführt werden müssen, verwendet. Die Düsennadel trägt dabei unterhalb ihrer Ventilflächen einen kleinen, manchmal etwas kegeligen Zapfen. Bei der Zapfen-Drosseldüse ergibt sich eine Art Voreinspritzung, indem die Düsennadel zuerst nur einen engen Ringspalt und erst am Ende ihres Hubes einen größeren Ringquerschnitt freigibt.
Dralldüsen haben vor der Austrittsöffnung einen Dralleinsatz, der den Kraftstoff in eine drehende Bewegung versetzt, wodurch sich ein breiter Einspritzstrahl mit einem großen Kegelwinkel ergibt.
All diese Einspritzventile mit den verschiedenen Düsen haben den Nachteil, daß die Düsennadeln relativ schwer ausgebildet und somit nur durch das Aufbringen relativ großer Kräfte bewegbar sind. Dadurch sind auch die Abmessungen der Einspritzteile relativ groß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Einspritzteil so zu gestalten, daß dasselbe relativ klein gehalten werden kann und somit den engen Platzverhältnissen der Motoren angepaßt ist, wobei die Arbeitsweise des Einspritzventils weiter verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Einspritzventils sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Durch die Anordnung der Stege ist der Durchfluß des Kraftstoffes zum Dichtkegel und nach dem Öffnen der Düsennadel zur Austrittsöffnung gewährleistet, ohne daß Längs- und Querbohrungen in die Düsennadel eingebracht werden müssen. Die schraubenförmige Anordnung der Stege sorgt dafür, daß der Kraftstoff nochmals zusätzlich verwirbelt wird, wodurch sich ein noch breiterer Einspritzstrahl ergibt.
Durch die besondere Materialauswahl für die Düsennadel und die Gestaltung derselben sowie infolge des damit verbundenen geringeren Gewichtes ist die Verwendung von kleineren Magnetankern und Magnetwicklungen möglich, wodurch sich die Abmessungen des gesamten Einspritzventils reduzieren.
Die längsverlaufenden Kanäle in dem Ventilsitz sorgen aufgrund ihrer Größe und/oder Anzahl für eine optimale Anpassung der Kraftstoffmenge je nach Motorleistung.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Teilschnitt durch den vorderen Bereich eines ersten Ausführungsbeispiels eines Einspritzventils mit verspritztem Anker,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch den vorderen Bereich eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Einspritzventils mit verpreßtem Anker und Spritzlochscheibe,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 einen Teilschnitt durch den vorderen Bereich eines dritten Ausführungsbeispiels eines Einspritzventils mit eingesetztem Dichtkörper und
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.
Ein aus Keramik, Sintermetall oder Kunststoff bestehendes Einspritzventil 1 für die Kraftstoff-Einspritzung von Otto- Einspritzmotoren und Dieselmotoren weist ein in einen Zylinderkopf oder in ein Saugrohr des Motors einsetzbaren Ventilkörper 2 auf, in dem eine Düsennadel 3 mit einem an dieser angeordneten Magnetanker 4 über eine im Ventilkörper 2 gelagerte Magnetwicklung 5 in einer koaxialen Bohrung 6 des Ventilkörpers 2 geführt und bewegbar ist. Die Düsennadel 3 weist einen Dichtkegel 7 auf, der in geschlossener Stellung an einem entsprechenden Ventilsitz 8 im Ventilkörper 2 anliegt und in dieser Stellung eine Austrittsöffnung 9 des Ventilkörpers 2 verschließt.
Der Dichtkegel 7 der Düsennadel 3 ist kugelförmig ausgebildet, an den ein zylindrischer Bolzen 10 einstückig angeformt ist. An der Mantelfläche 11 des Bolzens 10 sind längsverlaufende Stege 12 angeordnet, die jeweils zwischen sich und einer zylindrischen Bohrung 14 bzw. einer konischen Bohrung 15 des Magnetankers 4 Durchflußkanäle 13 für den Kraftstoff bilden und den Magnetanker 4 aufnehmen. Zur besseren Verwirbelung des Kraftstoffes können die Stege 12 zusätzlich schraubenförmig angeordnet sein (nicht dargestellt), so daß der Kraftstoff schon beim Einspritzen bzw. Durchströmen des Magnetankers 4 und der Düsennadel 3 in Rotation versetzt wird.
Auf der der Kugel bzw. dem Dichtkegel 7 abgewandten Seite der Düsennadel 3 ist der Magnetanker 4 durch Verspritzen in der zylindrischen Bohrung 14 desselben mit den Stegen 12 auf dem zylindrischen Bolzen 10 (Fig. 1 und 2) oder durch Verpressen in der konischen Bohrung 15 des Magnetankers 4 auf einem kegeligen Teilstück 16 der Stege 12 mit der Düsennadel 3 (Fig. 3 und 4) verbunden.
Der Ventilsitz 8 in dem Ventilkörper 2 ist zur optimalen Abdichtung mit einem temperaturbeständigen Polytetrafluorethylen (PTFE), wie Teflon (handelsüblicher Name), beschichtet.
Die Austrittsöffnung 9 des Ventilkörpers 2 kann zusätzlich noch mit einer Spritzlochscheibe 17 (Fig. 3) zur weiteren Verwirbelung versehen sein.
Bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ventilsitz 8 in einem in den Ventilkörper 2 einsetzbaren Dichtkörper 18 aus Keramik, Sintermetall oder Kunststoff vorgesehen. Dabei sind in dem Ventilsitz 8 längsverlaufende Kanäle 19 vorgesehen, die zur weiteren Verwirbelung des Kraftstoffes ebenfalls schraubenförmig angeordnet sein können und die je nach Motorleistung in Größe und Anzahl angepaßt werden.
Auch hierbei kann zusätzlich noch die Spritzlochscheibe 17 (siehe Fig. 3) vorgesehen sein.
Die längsverlaufenden Kanäle 19 können auch im Ventilsitz 8 der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 bis 4 vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste
1 Einspritzventil
2 Ventilkörper von 1
3 Düsennadel in 2
4 Magnetanker auf 3
5 Magnetwicklung
6 Bohrung in 2 bzw. 18
7 Dichtkegel von 3
8 Ventilsitz in 2 bzw. 18
9 Austrittsöffnung in 2
10 zylindrischer Bolzen an 7
11 Mantelfläche von 10
12 Stege auf 11
13 Durchflußkanäle zwischen 12
14 zylindrische Bohrung in 4
15 konische Bohrung in 4
16 kegeliges Teilstück von 12
17 Spritzlochscheibe
18 Dichtkörper in 2
19 Kanäle in 18

Claims (13)

1. Einspritzventil für die Kraftstoff-Einspritzung von Otto-Einspritzmotoren und Dieselmotoren, mit einem in einen Zylinderkopf oder in ein Saugrohr des Motors einsetzbaren Ventilkörper, in dem eine Düsennadel mit einem an dieser angeordneten Magnetanker über eine im Ventilkörper gelagerte Magnetwicklung in einer koaxialen Bohrung des Ventilkörpers bewegbar geführt ist, wobei die Düsennadel einen Dichtkegel aufweist, der in geschlossener Stellung an einem entsprechenden Ventilsitz im Ventilkörper anliegt und eine Austrittsöffnung des Ventilkörpers verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkegel (7) der Düsennadel (3) kugelförmig ausgebildet ist, an den ein zylindrischer Bolzen (10) einstückig angeformt ist, daß an dessen Mantelfläche (11) längsverlaufende Stege (12) angeordnet sind, daß auf der dem Dichtkegel (7) abgewandten Seite der Düsennadel (3) der Magnetanker (4) durch Verspritzen in einer zylindrischen Bohrung (14) desselben mit den Stegen (12) auf dem zylindrischen Bolzen (10) oder durch Verpressen in einer konischen Bohrung (15) des Magnetankers (4) auf einem kegeligen Teilstück (16) der Stege (12) mit der Düsennadel (3) verbunden ist, und daß jeweils die Stege (12) zwischen sich und der zylindrischen Bohrung (14) bzw. der konischen Bohrung (15) des Magnetankers (4) Durchflußkanäle (13) für den Kraftstoff bilden.
2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längsverlaufenden Stege (12) schraubenförmig angeordnet sind.
3. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (8) in dem Ventilkörper (2) mit einem Polytetrafluorethylen (PTFE), wie Teflon (handelsüblicher Name), beschichtet ist.
4. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (8) in einem in den Ventilkörper (2) einsetzbaren Dichtkörper (18) vorgesehen ist.
5. Einspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (18) aus Keramik besteht.
6. Einspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (18) aus einem Sintermetall besteht.
7. Einspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (18) aus Kunststoff besteht.
8. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ventilsitz (8) längsverlaufende Kanäle (19) vorgesehen sind.
9. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die längsverlaufenden Kanäle (19) schraubenförmig angeordnet sind.
10. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (9) des Ventilkörpers (2) mit einer Spritzlochscheibe (17) versehen ist.
11. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (3) aus Keramik besteht.
12. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (3) aus einem Sintermetall besteht.
13. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (3) aus Kunststoff besteht.
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