EP0184126B1 - Electromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

Electromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil Download PDF

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EP0184126B1 EP85115033A EP85115033A EP0184126B1 EP 0184126 B1 EP0184126 B1 EP 0184126B1 EP 85115033 A EP85115033 A EP 85115033A EP 85115033 A EP85115033 A EP 85115033A EP 0184126 B1 EP0184126 B1 EP 0184126B1
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    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
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    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9015—Elastomeric or plastic materials

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetically actuated fuel injection valve for injection systems of internal combustion engines, with a valve housing, a soft iron core arranged within the valve housing and carrying a fixed lifting magnet winding, and a valve closure plate forming an armature, which forms an armature and faces this and forms an armature an outlet surrounding ring seat can be acted upon and is guided axially movably with its radially circumferential edge on a guide correspondingly surrounding it.
  • the object of the invention is to provide a fuel injection valve according to the preamble, which enables a uniform and easily atomizable outlet of the fuel from the outlet at a defined outlet angle.
  • valve closure plate has a coaxially protruding pin which projects through or into the outlet and has a fillet-shaped transition to the outlet-side surface of the valve closure plate, the transition forming a recess in the outlet-side surface of the valve closure plate.
  • valve closure plate In order to guide the pin centrally in the outlet, the valve closure plate is guided with its peripheral edge. However, this edge can jam in its guide and tilt in the process, which leads to an inclination of the pin in the outlet. However, this has a negative impact on the outlet of the fuel from the outlet.
  • the valve closure plate can have a crowned cross section on its radially circumferential edge (cf. DE-B-1 060 663), the edge preferably being ground.
  • valve closure plate does not lift off the entire ring seat at the same time during an opening or closing process, but instead only allows fuel to flow through when resting on one side of the ring seat on the opposite side of the ring seat, the pin is inclined and thus has a negative influence on the beam .
  • Such influencing of the beam is avoided in that the valve closure plate with the radially outer region of its outlet-side surface can be supported on an abutment ring concentrically surrounding the ring seat with radial spacing, which is arranged at approximately the same distance from the valve closure plate as the ring seat. This feature is known per se from GB-A-2 136 500.
  • valve closure plate at the points that come into contact with other components of the fuel injector e.g. Surface-hardened, wear is largely prevented despite the good magnetic properties of the valve closure plate forming the armature.
  • Such positions are e.g. the contact surfaces on the ring seat and the contact ring as well as the spherical, radially peripheral edge.
  • the fuel injection valve shown has a valve housing 1, in which a winding body 2 with the magnetic winding 3 is arranged.
  • a soft iron core 4 provided with a through bore 5 extends through the winding body 2 and forms an inlet connection 6 with its one end protruding from the valve housing 1.
  • the other end face of the soft iron core 4 is opposed to form an air gap by a valve closure plate 7 forming an anchor, which has a sealing surface 8 on its side opposite the soft iron core 4.
  • valve closure plate 7 By acting on a compression spring 9 supported on the soft iron core 4, the valve closure plate 7 is urged to bear against an annular seat 10 which projects axially to the valve closure plate 7 and surrounds an outlet 11. At a radial distance, the ring seat 10 is enclosed by a bearing ring 12 which also projects axially from the valve closing plate 7 and which is at a slightly greater distance from the valve closing plate 7 than the ring seat 10.
  • the fuel passes through radial through grooves 13 on the end face of the soft iron core 4 and axial through bores 14 in the valve closure plate 7 into the annular gap which is formed between the annular seat 10 and the contact ring 12.
  • the valve closure plate 7 is lifted from the ring seat 10 against the force of the compression spring 9, the fuel can flow further to the outlet 11 and through it.
  • a plastic covering 19 designed as a disk is arranged on the support surface 18.
  • the valve closure plate 7 is axially movable between the support surface 18 provided with the plastic covering 19 and the ring seat 10.
  • valve closure plate 7 Since the contact ring 12 is located in the radially outer region of the valve closure plate 7, the valve closure plate 7 is lifted off the entire surface of the ring seat 10 even with the slightest opening movement, so that fuel can flow to the outlet 11 from all sides.
  • the pin 15 5 has a fillet-shaped transition 20 to the outlet-side surface of the valve closure plate 7, this transition 20 being formed as a depression in the outlet-side surface of the valve closure plate 7.
  • This fillet-shaped transition 20 leads to a perfect deflection of the fuel into the outlet 11.
  • the pin 15 is formed with such a rotationally symmetrical deflection surface 21 that it reliably causes a specific jet angle and good atomization of the fuel emerging from the outlet 11.
  • the smooth guidance of the valve closure plate 7 in the guide 17 and on the contact ring 12 ensures the uniformity of the fuel flow.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem Ventilgehäuse, einem innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten eine feststehende Hubmagnetwicklung tragenden Weicheisenkern und einer diesem gleichachsig und unter Bildung eines Luftspaltes gegenüberstehenden, einen Anker bildenden Ventilverschlussplatte, die von einer Druckfeder in Anlage auf einen einen Auslass umschliessenden Ringsitz beaufschlagbar und mit ihrem radial umlaufenden Rand an einer diesen entsprechend umschliessenden Führung axial bewegbar geführt ist.
  • Bei derartigen bekannten Kraftstoffeinspritzventilen (vgl. GB-A-2 136 500), die den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Herstellbarkeit haben, gelangt der Kraftstoff entlang der auslassseitigen Fläche der Ventilverschlussplatte zum Ringsitz und strömt von dort durch den Auslass.
  • Von Nachteil ist es dabei, dass der Kraftstoffaustritt aus dem Auslass nur in eingeschränktem Umfang durch die Formgebung des Auslasses beeinflussbar ist.
  • Aus «Otto- und Dieselmotoren», Dipl.-Ing. Heinz Grohe, Vogel-Verlag Würzburg, 5. Aufl. 1981, Seiten 109-110 sind Einspritzventile mit Zapfendüsen bekannt, bei denen an einer als Ventilverschlussglied dienenden Düsennadel ein Zapfen angeordnet ist, der durch bzw. in den Auslass ragt und zur Formung des austretenden Kraftstoffstrahls dient.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoffeinspritzventil nach dem Oberbegriff zu schaffen, das einen gleichmässigen und gut zerstäubbaren Austritt des Kraftstoffs aus dem Auslass unter definiertem Austrittswinkel ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Ventilverschlussplatte einen koaxial hervorstehenden, durch oder in den Auslass ragenden Zapfen aufweist, der einen hohlkehlförmigen Übergang zur auslassseitigen Fläche der Ventilverschlussplatte besitzt, wobei der Übergang in der auslassseitigen Fläche der Ventilverschlussplatte eine Vertiefung bildet. Durch den Zapfen und die entsprechende Formgebung des Zapfens wird der Austritt des Kraftstoffs auf die gewünschte Weise geformt und zerstäubt, bei gleichzeitiger Beibehaltung der einfachen und kostengünstigen Eigenschaften des Plattenventilaufbaus, wobei der hohlkehlförmige Übergang und die Vertiefung in der Ventilverschlussplatte für eine einwandfreie Umlenkung des radial zum Ringsitz zuströmenden Kraftstoffs in den Auslass sorgen.
  • Um den Zapfen zentrisch in dem Auslass zu führen, ist die Ventilverschlussplatte zwar mit ihrem umlaufenden Rand geführt. Dieser Rand kann in seiner Führung aber verklemmen und dabei verkanten, was zu einem Schrägstellen des Zapfens im Auslass führt. Dadurch wird aber der Austritt des Kraftstoffs aus dem Auslass negativ beeinflusst. Um dies zu vermeiden, kann die Ventilverschlussplatte an ihrem radial umlaufenden Rand einen an sich bekannten (vgl. DE-B-1 060 663) balligen Querschnitt besitzen, wobei der Rand vorzugsweise geschliffen ist.
  • Zu einem Schrägstellen des Zapfens und damit einer negativen Strahlbeeinflussung führt es auch, wenn die Ventilverschlussplatte bei einem Öffnungs- oder Schliessvorgang nicht gleichzeitig am gesamten Ringsitz abhebt, sondern nur unter Anlage an einer Seite des Ringsitzes auf der gegenüberliegenden Seite des Ringsitzes ein Durchströmen von Kraftstoff zulässt. Eine solche Strahlbeeinflussung wird dadurch vermieden, dass die Ventilverschlussplatte mit dem radial äusseren Bereich ihrer auslassseitigen Fläche an einem den ringsitz mit radialem Abstand konzentrisch umschliessenden Anlagering abstützbar ist, der mit annähernd dem gleichen Abstand zur Ventilverschlussplatte wie der Ringsitz angeordnet ist. Dieses Merkmal ist aus der GB-A-2 136 500 an sich bekannt.
  • Ist die Ventilverschlussplatte an den Stellen, die mit anderen Bauteilen des Kraftstoffeinspritzventils in Berührung kommen, z.B. oberflächengehärtet, so wird trotz Beibehaltung der guten magnetischen Eigenschaften der den Anker bildenden Ventilverschlussplatte ein Verschleiss durch Reibung weitgehend verhindert. Solche Stellen sind z.B. die Anlageflächen an dem Ringsitz und dem Anlagering sowie der ballige, radial umlaufende Rand.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kraftstoffeinspritzventils im Halbschnitt
    • Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt des Kraftstoffeinspritzventils nach Fig. 1.
  • das dargestellte Kraftstoffeinspritzventil besitzt ein Ventilgehäuse 1, in dem ein Wickelkörper 2 mit der Magnetwicklung 3 angeordnet ist. Durch den Wickelkörper 2 erstreckt sich ein mit einer Durchgangsbohrung 5 versehener Weicheisenkern 4, der mit seinem einen aus dem Ventilgehäuse 1 herausragenden Ende einen Einlassstutzen 6 bildet.
  • Der anderen Stirnseite des Weicheisenkerns 4 steht unter Bildung eines Luftspaltes eine einen Anker bildende Ventilverschlussplatte 7 gegenüber, die an ihrer dem Weicheisenkern 4 entgegengesetzten Seite eine Dichtfläche 8 besitzt.
  • Durch Beaufschlagung von einer am Weicheisenkern 4 abgestützen Druckfeder 9 wird die Ventilverschlussplatte 7 zur Anlage an einen axial zur Ventilverschlussplatte 7 hervorstehenden Ringsitz 10 beaufschlagt, der einen Auslass 11 umschliesst. Mit radialem Abstand ist der Ringsitz 10 von einem ebenfalls axial zur Ventilverschlussplatte 7 hervorstehenden Anlagering 12 umschlossen, der einen gering grösseren Abstand zur Ventilverschlussplatte 7 besitzt als der Ringsitz 10.
  • Von der Durchgangsbohrung 5 gelangt der Kraftstoff durch radiale Durchgangsnuten 13 an der Stirnseite des Weicheisenkerns 4 und axiale Durchgangsbohrungen 14 in der Ventilverschlussplatte 7 in den Ringspalt, der zwischen dem Ringsitz 10 und dem Anlagering 12 gebildet ist. Bei entgegen der Kraft der Druckfeder 9 von dem Ringsitz 10 abgehobener Ventilverschlussplatte 7 kann der Kraftstoff weiter zum Auslass 11 und durch diesen hindurchströmen.
  • Zum einwandfreien koaxialen Führen der einen durch den Auslass 11 ragenden Zapfen 15 besitzenden Ventilverschlussplatte 7, ist diese mit ihrem radial umlaufenden Rand 16 in einer entsprechend ausgebildeten Führung 17 geführt.
  • Durch die Ausbildung des Randes 16 mit balligem Querschnitt kann es nicht zu einem Verklemmen der Ventilverschlussplatte 7 in ihrer Führung 17 kommen.
  • Um ein magnetisches Kleben der Ventilverschlussplatte 7 an ihrer magnetseitigen Abstützfläche 18 zu verhindern, ist auf der Abstützfläche 18 ein als Scheibe ausgebildeter Kunststoffbelag 19 angeordnet.
  • Die Ventilverschlussplatte 7 ist zwischen der mit dem Kunststoffbelag 19 versehenen Abstützfläche 18 und dem Ringsitz 10 axial bewegbar.
  • Da sich der Anlagering 12 im radial äusseren Bereich der Ventilverschlussplatte 7 befindet, kommt es schon bei der geringsten Öffnungsbewegung zu einem Abheben der Ventilverschlussplatte 7 an der gesamten Fläche des Ringsitzes 10, so dass Kraftstoff von allem Seiten her zum Auslass 11 strömen kann.
  • Der Zapfen 15 5 hat einen hohlkehlförmigen Übergang 20 zur auslassseitigen Fläche der Ventilverschlussplatte 7, wobei dieser Übergang 20 eine Vertiefung in der auslassseitigen Fläche der Ventilverschlussplatte 7 bildend ausgebildet ist.
  • Dieser hohlkehlförmige Übergang 20 führt zu einer einwandfreien Umlenkung des Kraftstoffs in den Auslass 11 hinein.
  • Der Zapfen 15 ist mit einer solchen rotationssymmetrischen Umlenkfläche 21 ausgebildet, dass er sicher einen bestimmten Strahlwinkel und eine gute Zerstäubung des aus dem Auslass 11 austretenden Kraftstoffs bewirkt. Für die Gleichmässigkeit des Kraftstoffzuflusses sorgt dabei die einwandfreie Führung der Ventilverschlussplatte 7 in der Führung 17 und an dem Anlagering 12.

Claims (3)

1. Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem Ventilgehäuse (1), einem innerhalb des Ventilgehäuses (1) angeordneten, eine feststehende Hubmagnetentwicklung (3) tragenden Weicheisenkern (4) und einer diesem gleichachsig und unter Bildung eines Luftspaltes gegenüberstehenden, einen Anker bildenden Ventilverschlussplatte (7), die von einer Druckfeder (9) in Anlage auf einen einen Auslass (11) umschliessenden Ringsitz (10) beaufschlagbar und mit ihrem radial umlaufenden Rand (16) an einer diesen entsprechend umschliessenden Führung (17) axial bewegbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilverschlussplatte (7) eine koaxial hervorstehenden, durch oder in den Auslass ragenden Zapfen (15) aufweist, der einen hohlkehlförmigen Übergang (20) zur auslassseitigen Fläche der Ventilverschlussplatte (7) besitzt, wobei der Übergang (20) in der auslassseitigen Fläche der Ventilverschlussplatte (7) eine Vertiefung bildet.
2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilverschlussplatte (7) an ihrem radial umlaufenden Rand (16) einen balligen Querschnitt besitzt.
3. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilverschlussplatte (7) mit einem radial äusseren Bereich ihrer auslassseitigen Fläche an einem den Ringsitz (10) mit radialem Abstand konzentrisch umschliessenden Anlagering (12) abstützbar ist, der mit annähernd dem gleichen Abstand zur Ventilverschlussplatte (7) wie der Ringsitz (10) angeordnet ist.
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