DE8632002U1

DE8632002U1 - Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE8632002U1
Application number: DE8632002U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1988-03-31
Also published as: US4903898A; GB8727656D0; KR950001335B1; JP2587071B2; GB2198477B; GB2198476B; GB2198477A; FR2607555B1; KR880006452A; GB8801856D0; JPS63138159A; FR2607555A1; GB2198476A

Description

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R. 20948
17.11.1986 Kh/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Kraftstoff einspritzventil Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruches 1 oder des Anspruches 2. Es sind bereits
Kraftatoffelnspritzventile bekannt, bei denen die Ventilnadel in dem Düsenkörper durch zwei mit Abstand zueinander vorgesehene Führungsabschnitte der Ventilnadel geführt wird. Diese beiden Führungsabschnitte sind jeweils als Vierkante ausgebildet, deren Ecken gerundet sind und zur Führung der Ventilnadel im Düsenkörper dienen. Es
hat sich gezeigt, daß der durch das Kraftstoffeinspritzventil in das Luftansaugrohr abgespritzte Kraftstoff einen Spritzkegel bildet,
dessen Erscheinungsbild durch die mehr oder weniger parallele Führung der Ventilnadel im Düsenkörper beeinflußt wird und bei dem in
der Projektion der Flächen der Vierkante der Kraftstoffkegel eine
größere Xraftstoffkonzentration aufweist, als in der Projektion der Ecken der Vierkante. Die Ausbildung der Führungsabschnitte der Ventilnadel als Vierkante und ein unerwünschtes Kippen der Ventilnadel gegenüber der Ventillängsachse führen nicht nur zu Veränderungen in der statischen Durchflußmenge bei geöffnetem Kraftstoffeinspritzventil in Abhängigkeit von der Winkellage der Ventilnadel sondern auch zu einer nicht erwünschten Ungleichverteilung des Kraftstoffes entlang des abgespritzten Kraftstoffkegeis, wodurch es zu einer On-

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- 2 - R. 2094&THgr;

gleichverteilung von Kraftstoff auf verschiedene Zylinder der Brennkraftmaschine kommt, wenn das Kraftstoffeinspritzventil verschiedene Motorzylinder mit Kraftstoff versorgt. Der unerwünschte Einfluß der Winkellage der Ventilnadel auf die statische Durchflußmenge des Kraftstoffeinspritzventiles und die Kraftstoffungleichverteilung des abgespritzen Kraftstoffes verstärkt sich noch, wenn außer den als Vierkante ausgebildeten Führungsabschnitten stromabwärts des Ventilsitzes ein dünnes Plättchen mit vier Bohrungen vorgesehen ist, da die Ventilnadel sich um ihre Ventilnadellängsachse drehen kann und somit je nach Drehlage der Ventilnadel über die Flächen der Vierkante strömender Kraftstoff einmal auf eine Bohrung im Plättchen trifft oder von der Plättchenoberfläche zu den Bohrungen geleitet wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 oder des Anspruches 2 hat demgegenüber den Vorteil, daß sich der Einfluß der Winkellage der Ventilnadel auf die statische Durchflußmenge des Kraftstoffeinspritzventiles und auf die Gleichverteilung des eingespritzten Kraftstoffes sehr stark verringert.

Durch die in den UnterenSprüche&eegr; aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den Ansprüchen 1 und 3 angegebenen Kraftstoffeinspritzventiles möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Kraftstoffeinspritzventil, Figur 2 einen Ausschnitt aus dem Kraftstoff-

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einspritzventil nach Figur 1 in geändertem Maßstab, Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III, figur 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das in der Figur 1 beispielsweise dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine hat ein Ventilgehäuse 1 aus /' ferromagnetischem Material, in dem auf einem Spulenträger 2 eine Magnetspule 3 angeordnet ist. Die Magnetspule 3 hat eine Stromzuführung über einen Steckanschluß 4, der in einem das Ventilgehäuse 1 teilweise umgreifenden Kunststoffring 5 eingebettet ist.

Der Spulenträger 2 der Magnetspule 3 sitzt in einem Spulenraum 6 des Ventilgehäuses 1 auf einem den Kraftstoff, beispielsweise Benzin, zuführenden Anschlußstutzen 7, der teilweise in das Ventilgehäuse 1 ragt. Das Ventilgehäuse 1 umschließt dem Kraftstoffstutzen 7 abgewandt teilweise einen Düsenkörper 9.

Zwischen einer Stirnfläche 11 des Anschlußstutzens 7 und einer zum genauen Einstellen des Ventils eine bestimmte Dicke aufweisenden An-( schlagplatte 12, die auf eine Innenschulter 13 des Ventilgehäuses 1 aufgesetzt ist, befindet sich ein zylindrischer Anker 14. Der Anker 14 besteht aus einem nicht korrosionsanfälligen, magnetischen Material und befindet sich mit geringem radialen Abstand zu einem magnetisch leitfähigen Absatz des Ventilgehäuses 1, auf diese Weise zwischen Anker 14 und Absatz einen ringförmigen Magnetspalt bildend, koaxial im Ventilgehäuse 1. Von seinen beiden Stirnflächen aus ist der zylindrische Anker 14 mit einer ersten 15 und einer zweiten 16 koaxialen Sackbohrung versehen, wobei die zweite Sackbohrung 16 sich zum Düsenkörper 9 hin öffnet. Erste 15 und zweite 16 Sackbohrung sind miteinander durch eine koaxiale Öffnung 17 verbunden. Der

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Durchmesser der öffnung 17 ist kleiner als der Durahaesser der zweiten Sackbohrung 16. Der dem Düsenkörper 9 zugewandte Endabschnitt des Ankers 14 ist als Verformungebereich 18 ausgeführt. Dieser Verformungsbereich 18 hat die Aufgabe/ durch Umgreifen eines, einen Teil einer Ventilnadel 27 bildenden und in die zweite Sackbohrung ragenden Haltekörpers 28 den Anker 14 mit der Ventilnadel 27 formschlüssig zu verbinden. Das Umgreifen des Haltekö'rpers 28 durch den Verformungsbereich 18 des Ankers 14 wird durch Einpressen von Material des Verformungsbereichs 18 in am Haltekörper 28 befindliche Rillen 29 erreicht.

Am Boden der ersten koaxialen Sackbohrung 15 liegt eine Druckfeder 30 mit ihrem einen Ende an, welche andererseits an einem im AnschluQstutzen 7 durch Verschrauben oder Verstemmen befestigten Rohr-'■ einsatz 31 anliegt und welche bestrebt ist, Anker 14 und Ventilnadel

'■ 27 mit einer vom Anschlußstutzen 7 abgewandten Kraft zu beaufschla-

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* Die Ventilnadel 27 durchdringt mit radialem Abstand t>ine Durchgangs-

| bohrung 34 in der Anschlagplatte 12 und wird mit geringem radialen

E Abstand in einer Führungsbohrung 35 des Düsenkörpers 9 geführt. Xn

' der Anschlagplatte 12 ist eine von der Durchgangsbohrung 34 zum Um-

(_) fang der Anschlagplatte 12 führende Aussparung 37 vorgesehen, deren

Lichte Weite größer ist als der Durchmesser der Ventilnadel 27 in

.' ihrem von der Anschlagplatte 12 umgebenen Bereich.

Die Ventilnadel 27 hat durch einen Verbindungsabschnitt 38 mit geringerem Durchmesser voneinander axial getrennt zwei Führungsabschnitte 39 und 40, die der Ventilnadel 27 in der Führungsbohrung Führung geben sowie einen Axialdurchgang für den Kraftstoff freilassen. Der zweite Führungsabschnitt 39 ist dabei der Anschlagplatte zugewandt, während der erste Führungsabschnitt 40 stromabwärts des zweiten Führungsabschnittes 39 liegt. Erster und zweiter Führungs-

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abschnitt 39, 40 sind erfindungsgemäß als Fünfkante ausgebildet, deren gleichmäßig über den umfang verteilte ebene Flächen 41 etwa parallel zur Ventilnadellängsachse verlaufen und deren abgerundete Ecken 42 die Ventilnadel 27 in der Führungsbohrung 35 führen. Der vom Anschlußstutzen 7 zugeführte Kraftstoff kann über die zwischen den Flächen 41 und der Führungsbohrung 35 gebildeten Strömungsquerschnitte an den Führungsabschnitten 39, 40 vorbeiströmen.

An den ersten Führungsabschnitt 40 schließt sich ein zylindrischer f~ Abschnitt 43 geringeren Durchmessers an und daran fügt sich ein zulaufender, kegeliger Abschnitt 44 an.

Zn der einen Ausschnitt aus Figur 1 darstellenden Figur 2 ist zu er- |

kennen, daß der Übergang zwischen dem zylindrischen Abschnitt 43 und |

dem kegeligen Abschnitt 44 einen Dichtsitz 47 bildet, welcher im Zu- I

sammenwirken mit einer am Düsenkörper 9 eingearbeiteten kegeligen Ventilsitzfläche 48 ein Öffnen bzw. Schließen des Kraftstoffeinspritzventiles bewirkt. Die kegelige Ventilsitzfläche 48 des Düsenkörpers 9 setzt sich in der dem Anker 14 abgewandten Richtung in einer zylindrischen Düsenkörperöffnung 49 fort. Den Abschluß des Düsenkörpers 9 in der dem Anker 14 abgewandten Richtung bildet eine Flachseite 51, welche durch die Mündung der Düsenkörperöffnung 49 C unterbrochen ist.

An der Flachseite 51 dee Düeenkörpers 9 liegt ein Plättchen 55 an. Die Befestigung des Plättchens 55 an der Flachseite 51 wird durch eine AufbereitungshUlae 58 gewährleistet. Das Plättchen 55 ist zwischen einem Boden 60 einer Sackbohrung 61 der AufbereitungshUlae 58 und der Flachseite 51 des Düsenkörpers 9 eingespannt.

Die Einspannung des Plättchens 55 zwi.r·' V.j'ii Düsenkörper 9 und Auf be-

reitungehUlse 58 wird realisiert, indem die Aufbereitungehülse 5&THgr; Ij

mit einem Innengewinde 64 auf ein am Umfang des Düeenkörpers 9 ein» Il

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gearbeitetes Außengewinde 65 geschraubt wird. Om die Lage der Aufbereitungshülse 58 relativ zum Düsenkörper 9 nach erfolgter Verschraubung zu sichern, kann die Aufbereitungshülse 58 mittels einer Stennnase 66 in einer Außennut 68 des Düsenkörpers 9 versterant werden. Als Stemmnase 66 findet der dem Anker 14 zugewandte Band der Aufbereitungshülse 58 Verwendung. Zur Verstemmung wird dieser nach Innen in die Außennut 68 des Düsenkörpers 9 gebogen. Zwischen dem die Stenmnase 66 bildenden Rand und dem Boden 60 der Aufbereitungshülse 58 erstreckt sich die Mantelfläche der Sackbohrung 61, welche fast auf ihrer gesamten Längen durch das Innengewinde 64 gebildet wird. Die Aufbereitungshülse 58 kann gleichzeitig dazu dienen, einen den Düsenkörper 9 radial umfassenden Dichtring 69 axial zu sichern, wie in Figur 1 dargestellt ist.

Koaxial im Boden 60 der Aufbereitungshülse 58 mündet eine Aufbereitungsbohrung 70 von vorzugsweise zylindrischem Querschnitt, welche andererseits in einer scharfen Aufbereitungskante 71 mündet.

In dem Plättchen 55 befinden sich mehrere Bohrungen 80, welche von stromauf nach stromab des Plättchens 55 führen. Stromaufwärts des · Plättchens 55 beginnen die Bohrungen 80 in der Düsenkö'rperöffnung 49. Bezüglich der Längsachse des Kraftstoffeinspritzventils weist die Mittelachse 81 der Bohrungen 80 sowohl eine radiale als auch eine tangentiale Komponente auf.

Die Funktion des Kraftstoffeinspritzventiles ist wie folgt:

Bei von Strom durchflossener Magnetspule 3 wird der Anker 14 in Richtung auf den Anschlußstutzen 7 gezogen. Die mit dem Anker 14 fest verbundene Ventilnadel 27 hebt mit ihrem Dichtsitz 47 von der kegeligen Ventilsitzfläche 48 ab, zwischen Dichtsitz 47 und kegeliger Ventileitzfläche 48 wird ein Stro'mungsquerschnitfc freigegeben, der Kraftstoff kann über die DüsenkörperSffnung 49 zu den Bohrungen

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80 gelangen. Die Bohrungen 80 werden vom Kraftstoff unter hohem Druckabfall durchströmt, da diese den engsten Strömungsquerschnitt innerhalb des Kraftstoffeinspritzventiles bilden. Die Größe der Bohrungen 80 entscheidet also über den Mengenstrom des abgespritzten Kraftstoffes, der Fachmann spricht hierbei von "Zumessung". Der aus den Bohrungen 80 austretende Kraftstoffstrahl ist auf die Aufbereitungsbohrung 70 gerichtet. Die Auftreffgeschwindigkeit ist dabei so groß, daß man von einem "Prallen" sprechen kann. Durch die hohe kinetische Energie beim Auftreffen auf die, Aufbereitungsbohrung 70 werden die einzelnen Kraftstoff tröpfchen aufgerissen und zerstäubt. Die Folge davon ist, daß stromabwärts der Aufbereitungskante 71 ein Kraftstoffnebel kegelförmig das Kraftstoff einspritzventil verläßt. Dieser Kraftstoffnebel gestattet eine gute Vermischung mit der Ansaugluft der Brennkraftmaschine.

Mit dem Kraftsioffeir.spritzventil wird eine sehr gute Kraftstoffaufbereitung erzielt. Die besten Ergebnisse werden bei einer Stärke des Plättchens 55 von 0,3 mm dann erreicht, wenn der Durchmesser der Aufbereitungsbohrung 70 2,2 mm beträgt und die Länge 5 mm. De-? Durchmesser der Bohrungen 80 ist vom jeweiligen Anwendungsfall abhängig, er liegt im Bereich zwischen 0,15 und 0,35 mm.

In gleichmäßigen Abständen zueinander sind in dem Plättchen 55 die Bohrungen 80 vorgesehen. Bei bekannten Kraftstoffeinspritzventilen dieser Art sind der erste und der zweite Führungeabschnitt 39, 40 als Vierkante ausgebildet. Dabei kommt es zu einer unerwünschten Abhängigkeit der statischen Kraftstoffdarchflußmenge von der Winkellage der Ventilnadel und zu einer ungleichmäßigen Massevertellung des eingespritzten Kraftstoffe am Kraftstoffeinspritzkegel. Gemäß der Erfindung, und wie in den Figuren 3 und 4 im Schnitt dargestellt, weisen nun der erste und der zweite Führungsabschnitt 39, je eine Flüche 41 mehr auf, als in dem Plättchen 55 Bohungen 80 vorgesehen sind· Beim vorgesehenen AusfUhrungsbeispiel sind in dem

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Plättchen 55 vier Bohrungen 80 vorgesehen, so daß gemäß der Erfindung erster und zweiter Führungsabschnitt 39, 40 als Fünfkante ausgebildet sind. Durch die Ausgestaltung der Führungsabschnitte 39, 40 als Fünfkaste ergibt sich nicht nur eine gleichmäßigere Masseverteilung des abgespritzten Kraftstoffes, sondern auch eine bessere axiale Führung der Ventilnadel 27 in dem Düsenkörper 9, so daß die Verkantungsneigung der Ventilnadel 27 verringert wird, was eine gleichmäßige Masseverteilung über den abgespritzten Kraftstoffke&sfgr;.1 begünstigt.

Die dargelegten Vorteile ergeben sich nicht nur für ein Kraftstoffeinspritzventil, das stromabwärts der Ventilsitzfläche 48 ein Plättchen 55 mit Bohrungen 80 aufweist, sondern diese Vorteile werden auch bei einem Kraftstoffeinspritzventil erreicht, das kein Plättchen 55 und keine Aufbereitungshülse 58 besitzt. Bine Verbesserung der Gleichverteilung des abgespritzten Kraftstoffes und der statischen Durchflußmenge ergibt sich also bei jedem Kraftstoffeinspritzventil, dessen Ventilnadel 27 einen ersten Führungsabschnitt 40 und einen zweiten Führungsabschnitt 39 aufweist, wobei erster und zweiter Führungsabschnitt 39, 40 jeweils als Fünfkant entsprechend den Figuren 3 und 4 ausgebildet sind.

Claims

• t < • · * R. 20948 17.11.1986 ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Ansprüche

1. Kraftstoffeinspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einer in einem Düsenkörper vorgesehenen Ven-

/""\ tilsitzflache und einer Ventilnadel, die einen mit der Ventilsitz™ fläche zusammenwirkenden Dichtabschnitt und stromaufwärts von diesem einen ersten Führungsabschnitt sowie stromaufwärts von diesem einen zweiten Führungsabschnitt aufweist, wobei erster und zweiter Führungsabschnitt etwa parallel zur Ventilnadellängsachse gleichmäßig über den umfang verteilte ebene Flächen aufweisen und mit ihrem Um-

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fang die Ventilnadel in einer Führungsbohrung führen, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Führungsabschnitt (40) fünf Flächen aufweist.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Führungsabschnitt (39) fünf Flächen aufweist.

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3. Kraftstoffeinspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einer in ei;nem Düsenkörper vorgesehenen Ventilsitzfläche, einem stromabwärts der Ventilsitzflache angeordneten Plättchen mit Bohrungen und einer Vientilnadel, die einen mit der Ventilsitzfläche zusammenwirkenden Dichtabschnitt und stromaufwärts von diesem einen ersten Führungsabschnitt sowie stromaufwärts von diesem einen zweiten FUhrungsabschnitt aufweist, wobei erster und zweiter Führungsabschnitt etwa parallel zur Ventilnadellängsachse verlaufende gleichmäßig über den Umfang verteilte ebene Flächen aufweisen und mit ihrem Umfang die Ventilnadel in einer Führungsbohrung führen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Flächen des er-

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sten Führungsabschnittes (40) um eins größer ist als die Anzahl der Bohrungen (80) im Plättchen (55).

4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Flächen (41) des zweiten Führungsabschnittes (39) um eins größer ist als die Anzahl der Bohrungen (80) im Plättchen (55). .,