EP0045530B1 - Kraftstoff-Einspritzventil für Brennkraftmaschinen - Google Patents
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
- F02M65/005—Measuring or detecting injection-valve lift, e.g. to determine injection timing
Definitions
- the invention is based on a fuel injection valve according to the preamble of the independent claim.
- a known injection valve of this type (DE-A-27 48 447) in which, however, the valve needle and the valve seat form a switch for controlling an ignition device, the valve needle is directly coated with a thin layer of ceramic, electrically insulating material or with a cathode spray method applied thin aluminum oxide layer coated.
- the valve needle is contacted via the closing spring assigned to it, which requires the arrangement of an additional insulating sleeve surrounding the closing spring and / or possibly a highly undesirable increase in the outside diameter of the injection valve.
- the switch is likewise formed by the valve needle and the valve seat.
- the valve needle is not guided in the nozzle body containing the valve seat, but rather in a bush which is insulated from the nozzle body and is arranged within the closing spring.
- This design requires a special type of injection valve which differs from the usual, in which the relatively short guidance of the valve needle further away from the valve seat also appears to be disadvantageous, particularly with regard to an exact signaling.
- the patent proposes the arrangement of insulating parts made of aluminum, which are coated with an anodic oxidation layer.
- injection valves which can be connected to test devices are known (US Pat. No. 3,942,366) in which an electrical switch is arranged upstream of the valve needle within the closing spring and the movable contact of the switch is connected to the valve needle or is influenced by the latter via a fuel cushion.
- a relatively large effort is required so that the switch responds exactly when the valve needle is lifted off the valve seat.
- the arrangement according to the invention with the characterizing features of the independent claim has the advantage that an exact signaling is achieved without additional insulating parts and without increasing the diameter of the injection valve.
- the injection valve can largely consist of adapted components of standard designs in which the valve needle is guided close to the valve seat in the nozzle body.
- the insulating layer on the aluminum sleeve of the valve needle known as a hard coat layer, fulfills all requirements with regard to insulation and wear resistance with reasonable manufacturing costs.
- the oxide layer on the aluminum sleeve can expediently be applied by means of anodic oxidation.
- the fuel injection valve for internal combustion engines is mainly made of electrically conductive materials and is rotationally symmetrical with respect to the valve axis 9. It essentially consists of a nozzle holder 10, an adjoining intermediate plate 11 and a nozzle body 12, all of which are screwed together by a union nut 13.
- a valve needle 15 has a needle shaft 18 which slides indirectly in a guide bore 14 of the nozzle body 12, a sealing cone 17 which interacts with a valve seat 16 of the nozzle body 12 and a pressure pin 19 which, when the injection valve is inoperative, is in constant contact with a pressure pin 20.
- an open end space 21 with a shoulder 22 and a bore 23 are recessed, to which an outwardly leading recess 24 continues.
- a helical compression spring 25 is supported on the one hand via a spring adjusting disk 26 on the shoulder 22 and on the other hand via an insulation to be described on the pressure bolt 20.
- the fuel passes through inlet channels 29-32 and ring channels 33, 34 into a pressure chamber 27 of the nozzle body 12, which has a connection to a spray opening 28 via the valve seat 16.
- a line element 40 made of electrically conductive materials consists of a contact pin 41 fastened in the bore 23 by means of an insulating sleeve 42, a contact spring 43 clamped onto the end section thereof and a contact cone 44 which is blasted into the latter. so that there is constant electrical contact between the two parts.
- a guide surface 48 and a bearing surface 49 of the pressure pin 20 are coated with an insulation 47 made of abrasion-resistant material, so that the pressure spring 25 is electrically insulated from the pin 20.
- the contact tongue 52 receives a line of a test device, not shown, and in the sleeve 53, the end portion of a connecting line 54 is soldered; the other end section of this connecting line is also connected to the contact pin 41.
- a sleeve 60 made of aluminum is fastened on the needle shaft 18 of the valve needle 15, and the outer jacket of the sleeve 60 carries an aluminum oxide layer 61.
- This layer is produced by anodic oxidation (anodizing) and slides in the guide bore 14 of the nozzle body 12.
- the injector is screwed into its functional state in the engine block, not shown, and consequently has electrically conductive contact with the ground of the vehicle electrical system.
- the electrical switch formed by the valve seat 16 and the sealing cone 17 is closed, as a result of which a circuit between the nozzle body 12 and the test device (not shown) is also closed.
- the electrical switch 16/17 is open - and since the valve needle 15, the pressure pin 20, the contact pin 41 and the connector 50 have electrical insulation with respect to the nozzle body 12 and the nozzle holder 10 - the current path opens and thus interrupts the circuit electrical connection between Mortorblock and test device.
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Description
- Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoff-Einspritzventil nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Bei einem bekannten Einspritzventil dieser Gattung (DE-A-27 48 447), bei welchem jedoch die Ventilnadel und der Ventilsitz einen Schalter zur Steuerung einer Zündeinrichtung bilden, ist die Ventilnadel unmittelbar mit einer dünnen Schicht aus keramischem, elektrisch isolierenden Werkstoff oder einer im Kathodensprühverfahren aufgebrachten dünnen Aluminiumoxydschicht überzogen. Ferner ist die Ventilnadel über die ihr zugeordnete Schließfeder kontaktiert, was die Anordnung einer die Schließfeder umgebenden zusätzlichen Isolierhülse und/oder ggf. eine höchst unerwünschte Vergrößerung des Außendurchmessers des Einspritzventils bedingt. Bei einem anderen bekannten Einspritzventil mit eingebautem elektrischem Schalter zur Steuerung eines den Spritzbeginn und/oder die Spritzdauer erfassenden Testgerätes (GB-A-20 24 934) ist der Schalter ebenfalls durch die Ventilnadel und den Ventilsitz gebildet. Die Ventilnadel ist bei dieser Ausführung jedoch nicht in dem den Ventilsitz enthaltenden Düsenkörper geführt, sondern in einer isoliert am Düsenkörper befestigten Buchse, welche innerhalb der Schließfeder angeordnet ist. Diese Ausführung bedingt eine vom Üblichen abweichende Sonderbauart des Einspritzventils, bei welcher die weiter vom Ventilsitz abliegende, verhältnismäßige kurze Führung der Ventilnadel insbesondere auch bezüglich einer exakten Signalgabe nachteilig erscheint. Zur Isolierung der die Ventilnadel führenden Buchse gegenüber dem Düsenkörper wird in der Patentschrift die Anordnung von Isolierteilen aus Aluminium vorgeschlagen, die mit einer anodischen Oxydationsschicht überzogen sind. Ferner sind an Testgeräte anschließbare Einspritzventile bekannt (US-A-3 942 366) bei denen ein elektrischer Schalter stromauf der Ventilnadel innerhalb der Schließfeder angeordnet und der bewegliche Kontakt des Schalters mit der Ventilnadel verbunden bzw. von dieser über ein Kraftstoffpolster beeinflußt ist. Bei dieser Ausführung ist ein verhältnismäßig großer Aufwand erforderlich, damit der Schalter exakt beim Abheben der Ventilnadel vom Ventilsitz anspricht.
- Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine exakte Signalgabe ohne zusätzliche Isolierteile und ohne Vergrößerung des Durchmessers des Einspritzventils erreicht wird. Das Einspritzventil kann weitgehend aus angepaßten Bauteilen von Standardausführungen bestehen, bei denen die Ventilnadel bis nahe an den Ventilsitz im Düsenkörper geführt ist. Die als Hartcoat-Schicht bezeichnete Isolierschicht auf der Aluminiumhülse der Ventilnadel erfüllt alle Forderungen bezüglich Isolierung und Verschleißfestigkeit mit vertretbarem Herstellungsaufwand. Die Oxydschicht auf der Aluminiumhülse kann zweckmäßig mittels anodischer Oxydation aufgebracht sein.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in nachstehender Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Kraftstoff-Einspritzventil in Axialschnitt und vergrößertem Maßstab.
- Das Kraftstoff-Einspritzventil für Brennkraftmaschinen ist hauptsächlich aus elektrisch leitenden Materialien hergestellt und bezüglich der Ventilachse 9 rotationssymmetrisch. Es besteht im wesentlichen aus einem Düsenhalter 10, einer sich anschließenden Zwischenplatte 11 und einem Düsenkörper 12, die alle durch eine Überwurfmutter 13 miteinander verschraubt sind.
- Eine Ventilnadel 15 hat einen in einer Führungsbohrung 14 des Düsenkörpers 12 mittelbar gleitenden Nadelschaft 18, einen mit einem Ventilsitz 16 des Düsenkörpers 12 zusammenwirkenden Dichtkegel 17 und einen Druckzapfen 19, der im funktionslosen Zustand des Einspritzventils an einem Druckbolzen 20 dauernd anliegt.
- Im Düsenhalter 10 sind ein stirnseitig offener Federraum 21 mit einer Schulter 22 und eine Bohrung 23 ausgespart, an die sich eine nach außen führende Aussparung 24 fortsetzt. Eine Schraubendruckfeder 25 stützt sich zum einen über eine Federeinstellscheibe 26 an der Schulter 22 und zum andern über eine noch zu beschreibene Isolierung am Druckbolzen 20 ab. Der Kraftstoff gelangt über Zulaufkanäle 29-32 und Ringkanäle 33, 34 in einen Druckraum 27 des Düsenkörpers 12, der über den Ventilsitz 16 Verbindung mit einer Spritzöffnung 28 aufweist.
- Ein aus elektrisch leitenden Werkstoffen hergestelltes Leitungselement 40 besteht aus einem mittels einer Isolierhülse 42 in der Bohrung 23 befestigten Kontaktstift 41, einer auf dessen Endabschnitt geklemmten Kontaktfeder 43 und einem in dieser eingesprengten Kontaktkegel 44. Dieser liegt in einer Mulde 46 eines Druckbolzens 45 kraftschlüssig an, so daß zwischen beiden Teilen dauernd elektrischer Kontakt besteht. Eine Führungsfläche 48 und eine Auflagefläche 49 des Druckbolzens 20 sind mit einer Isolierung 47 aus abriebfestem Werkstoff beschichtet, so daß die Druckfeder 25 gegenüber dem Bolzen 20 elektrisch isoliert ist.
- In der Aussparung 24 des Düsenhalters 10 ist über eine Isolierhülse 51 ein Anschlußstück 50 befestigt, dessen Kontaktzunge 52 eine nichtgezeichnete Leitung eines Testgerätes aufnimmt und in dessen Hülse 53 der Endabschnitt einer Verbindungsleitung 54 eingelötet ist ; ebenso ist der andere Endabschnitt dieser Verbindungsleitung mit dem Kontaktstift 41 verbunden.
- Eine Hülse 60 aus Aluminium ist auf dem Nadelschaft 18 der Ventilnadel 15 befestigt, und der Außenmantel der Hülse 60 trägt eine Aluminium-Oxydschicht 61. Diese Schicht ist durch anodische Oxidation (anodisieren) hergestellt und gleitet in der Führungsbohrung 14 des Düsenkörpers 12.
- Das Einspritzventil ist in seinem Funktionszustand im nichtdargestellten Motorblock eingeschraubt und hat folglich elektrisch leitenden Kontakt mit Masse des Bordnetzes. Im gezeichneten Schließzustand ist der vom Ventilsitz 16 und Dichtkegel 17 gebildete elektrische Schalter geschlossen, wodurch ein Stromkreis zwischen dem Düsenkörper 12 und dem nichtgezeichneten Testgerät ebenfalls geschlossen ist. Im Öffnungszustand des Einspritzventils ist der elektrische Schalter 16/17 geöffnet - und da die Ventilnadel 15, der Druckbolzen 20, der Kontaktstift 41 und das Anschlußstück 50 gegenüber dem Düsenkörper 12 und dem Düsenhalter 10 eine elektrische Isolierung aufweisen - öffnet der Strompfad und unterbricht mithin die elektrische Verbindung zwischen Mortorblock und Testgerät.
Claims (2)
1. Kraftstoff-Einspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilsitz (16) in einem Düsenkörper aus elektrisch leitendem Werkstoff, und mit einer Ventilnadel (15) aus elektrisch leitendem Werkstoff, die durch den Druck des Kraftstoffs gegen die Kraft einer Druckfeder (25) vom Ventilsitz (16) abhebt und die mit dem Ventilsitz (16) einen elektrischen Schalter zur Steuerung eines den Spritzbeginn und/oder die Spritzdauer erfassenden elektrischen Testgeräts bildet, und mit einer Isolierschicht aus Aluminium-Oxyd um den Nadelschaft (18) der Ventilnadel, der in einer Führungsbohrung des Düsenkörpers gleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (15) aus Stahl hergestellt ist, eine Hülse (60) aus Aluminium auf dem Nadelschaft (18) der Ventilnadel (15) befestigt ist und die Aluminium-Oxydschicht auf dem Außenmantel der Hülse aufgebracht ist, und daß ferner die Kontaktierung der Ventilnadel (15) über einen Kontaktstift (41) erfolgt, der die Schließfeder (25) zentral durchsetzt, welche über eine lsolierschicht (47) auf die Ventilnadel (15) einwirkt.
2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminium-Oxydschicht (61) mittels anodischer Oxydation aufgebracht ist.
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