EP0186788A1 - Electromagnetically actuated fuel injector - Google Patents
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- F02M51/08—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle specially for low-pressure fuel-injection
Definitions
- the invention relates to an electromagnetically actuated fuel injection valve for injection systems of internal combustion engines, with a valve housing, an electromagnetic actuator arranged within the valve housing for moving a valve closing element which is spring-loaded in the closing direction from a closed position blocking a passage opening into an open position, with a swirl chamber, into the one connected to the passage opening , approximately open radially directed channels and from which a coaxial fuel outlet emerges.
- the fuel flow in the swirl chamber receives a swirl around the longitudinal axis of the fuel injection valve, which already improves the atomization of the fuel leaking fuel is caused.
- the channels have a flow cross-section which decreases towards the swirl chamber.
- the swirl formation of the fuel flows begins in the channels, whereby the same sense of curvature of the channels when the fuel flows meet each other still support each other in the swirl formation.
- the channels can open radially into the swirl chamber.
- the channels can be connected to the passage opening via approximately axial inflows. be connected.
- a further refinement of the atomization of the escaping fuel is achieved in that the fuel outlet is an orifice bore. If the swirl chamber, channels and fuel outlet are arranged in one or more components immovably connected to the valve housing, the position of the mouth of the fuel outlet is constant in all operating conditions and cannot lead to negative influences on the escaping fuel.
- the cover disk is preferably a perforated diaphragm.
- the components containing the swirl chamber, channels and / or fuel outlet can be exchangeably connected to the valve housing, then a standard structure of a fuel injection valve can be used and even converted for a large number of applications, with the most favorable outlet ratios in the case of different fuel flows by appropriate combinations of swirl chambers, channels and Fuel outlets of different sizes can be combined.
- 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 hole 5 extends through the winding body 2 and forms an inlet nozzle 6 with its one end protruding from the valve housing 1.
- the other end face of the soft iron core 4 is opposed by an air gap to form an anchor valve closure plate 7, 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 which surrounds a passage opening 11.
- a disc-like swirl body 13 and a perforated panel 14 are used interchangeably and held in contact by a locking piece 15 with its radially circumferential edge area on an annular shoulder 16 of the stepped outlet bore 17 of the outlet port 12.
- the swirl body 13, shown enlarged in FIG. 2, has two axial inflows 18, which each connect the area of the passage opening 11 to the radially outer area of a channel 19 which extends approximately radially to the center.
- the channels are located radially opposite one another in the faceplate side of the swirl body 13 as e.g. formed by erosion depressions which extend with the same sense of curvature spirally to a swirl chamber 20 formed in the center.
- the openings of the channels 19 in the swirl chamber 20 lie radially opposite one another.
- the depressions forming the channels 19 are closed by the perforated diaphragm 14, which, coaxially with the swirl chamber 20, has a continuous fuel outlet 21 which is designed as an aperture hole.
- the fuel passes from the through bore 5, through the through grooves 22 on the end face of the soft iron core 4 and through through bores 23 of the valve closure plate 7 past the ring seat 10 of the open valve to the passage opening 11. From here, the fuel flows through the inflows 18 and is then both accelerated and swirled in the channels 19.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem Ventilgehäuse, einem innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten elektromagnetischen Stellglied zur Bewegung eines in Schließrichtung federbelasteten Uentilschließglieds aus einer eine Durchtrittsöffnung absperrenden Schließstellung in eine Öffnungsstellung, mit einer Drallkammer, in die mit der Durchtrittsöffnung verbundene, etwa radial gerichtete Kanäle einmünden und von der ein koaxialer Kraftstoffaustritt ausgeht.The invention relates to an electromagnetically actuated fuel injection valve for injection systems of internal combustion engines, with a valve housing, an electromagnetic actuator arranged within the valve housing for moving a valve closing element which is spring-loaded in the closing direction from a closed position blocking a passage opening into an open position, with a swirl chamber, into the one connected to the passage opening , approximately open radially directed channels and from which a coaxial fuel outlet emerges.
Bei derartigen bekannten Kraftstoffeinspritzventilen, erhält der Kraftstoffstrom in der Drallkammer einen Drall um die Längsachse des Kraftstoffeinspritzventils, wodurch bereits eine Verbesserung der Zerstäubung des aus dem Kraftstoffaustritt austretenden Kraftstoffes bewirkt wird.In such known fuel injection valves, the fuel flow in the swirl chamber receives a swirl around the longitudinal axis of the fuel injection valve, which already improves the atomization of the fuel leaking fuel is caused.
Da eine gute Zerstäubung des aus dem Kraftstoffeinspritzventil austretenden Kraftstoffes von großer Wichtigkeit ist, ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil nach dem Oberbegriff zu schaffen, das bei einfachem Aufbau eine weitere Verbesserung der Zerstäubung des austretenden Kraftstoffs bewirkt.Since good atomization of the fuel emerging from the fuel injection valve is of great importance, it is the object of the invention to provide a fuel injection valve according to the preamble which, with a simple structure, brings about a further improvement in the atomization of the emerging fuel.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kanäle einen sich zur Drallkammer hin verringernden Durchflußquerschnitt besitzen. Durch diese Ausbildung wird der Kraftstoffstrom nicht nur mit einem Drall versehen, sondern wird auch noch zu einer hohen Austrittsgeschwindigkeit beschleunigt, so daß der Kraftstoff äußerst fein zerstäubt aus dem Kraftstoffaustritt heraustritt. Dies insbesondere auch bei Kraftstoffeinspritzventilen, die mit relativ niedrigen Kraftstoffsystemdrücken betrieben werden.This object is achieved in that the channels have a flow cross-section which decreases towards the swirl chamber. With this design, the fuel flow is not only provided with a swirl, but is also accelerated to a high exit speed, so that the fuel emerges from the fuel outlet in an extremely fine atomized manner. This is particularly the case with fuel injection valves that are operated at relatively low fuel system pressures.
Erstrecken sich die Kanäle mit gleichem Krümmungssinn spiralförmig zur Drallkammer, so beginnt die Drallbildung der Kraftstoffströme bereits in den Kanälen, wobei durch den gleichen Krümmungssinn der Kanäle beim Aufeinandertreffen der Kraftstoffströme diese sich in der Drallbildung noch gegenseitig unterstützen. Dabei können die Kanäle radial in die Drallkammer einmünden.If the channels extend with the same sense of curvature spirally to the swirl chamber, the swirl formation of the fuel flows begins in the channels, whereby the same sense of curvature of the channels when the fuel flows meet each other still support each other in the swirl formation. The channels can open radially into the swirl chamber.
Eine gegenseitige Drallunterstützung der Kraftstoffströme ergibt sich besonders gut, wenn jeweils zwei Einmündungen der Kanäle in die Drallkammer sich radial gegenüberliegen.Mutual swirl support of the fuel flows is particularly good if two outlets of the channels in the swirl chamber are located radially opposite one another.
Zur Verbindung der Kanäle mit der Durchtrittsöffnung können die Kanäle über etwa axiale Zuflüsse mit der Durchtrittsöffnung. verbunden sein.To connect the channels to the passage opening, the channels can be connected to the passage opening via approximately axial inflows. be connected.
Eine weitere Verfeinerung der Zerstäubung des austretenden Kraftstoffs wird dadurch erreicht, daß der Kraftstoffaustritt eine Blendenbohrung ist. Sind Drallkammer, Kanäle und Kraftstoffaustritt in einem oder mehreren unbeweglich mit dem Ventilgehäuse verbundenen Bauteilen angeordnet, so ist die Lage der Mündung des Kraftstoffaustritts bei allen Betriebsbedingungen konstant und kann nicht zu negativen Einflüssen auf den austretenden Kraftstoff führen.A further refinement of the atomization of the escaping fuel is achieved in that the fuel outlet is an orifice bore. If the swirl chamber, channels and fuel outlet are arranged in one or more components immovably connected to the valve housing, the position of the mouth of the fuel outlet is constant in all operating conditions and cannot lead to negative influences on the escaping fuel.
Ist die Drallkammer austrittseitig von einer Verschlußscheibe verschließbar, in der der Kraftstoffaustritt ausgebildet ist, so kann für unterschiedliche Anwendungsfälle bei ansonsten gleichem Aufbau des Kraftstoffeinspritzventils ein unterschiedlicher Kraftstoffaustritt zur Anwendung kommen. Darüber hinaus ermöglicht diese Ausbildung eine einfache und damit billigere Fertigung. Vorzugsweise ist dabei die Uerschlußscheibe eine Lochblende.If the swirl chamber can be closed on the outlet side by a closure disk in which the fuel outlet is formed, a different fuel outlet can be used for different applications with otherwise the same structure of the fuel injection valve. In addition, this training enables simple and therefore cheaper production. The cover disk is preferably a perforated diaphragm.
Sind die Drallkammer, Kanäle und/oder Kraftstoffaustritt enthaltenden Bauteile auswechselbar mit dem Ventilgehäuse verbindbar, so kann ein Standardaufbau eines Kraftstoffeinspritzventils für eine Vielzahl von Anwendungsfällen benutzt und sogar umgerüstet werden, wobei bei unterschiedlichen Kraftstoffströmen die jeweils günstigsten Austrittsverhältnisse durch entsprechende Kombinationen von Drallkammern, Kanälen und Kraftstoffaustritten der verschiedenen Größen kombiniert werden können.If the components containing the swirl chamber, channels and / or fuel outlet can be exchangeably connected to the valve housing, then a standard structure of a fuel injection valve can be used and even converted for a large number of applications, with the most favorable outlet ratios in the case of different fuel flows by appropriate combinations of swirl chambers, channels and Fuel outlets of different sizes can be combined.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 eine Seitenansicht eines Kraftstoffeinspritzventils im HalbschnittFigur 2 den Drallkörper des Kraftstoffeinspritzventils nach Fig. 1 in der VorderansichtFigur 3 einen Querschnitt des Drallkörpers und der Lochblende des Kraftstoffeinspritzventils nach Fig. 1
- Figure 1 is a side view of a fuel injector in half section
- Figure 2 shows the swirl body of the fuel injector of FIG. 1 in a front view
- FIG. 3 shows a cross section of the swirl body and the pinhole of the fuel injection valve according to 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 Uentilgehäuse 1 herausragenden Ende einen Einlaßstutzen 6 bildet.The fuel injection valve shown has a
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.The other end face of the
Durch Beaufschlagung von einer am Weicheisenkern 4 abgestützten Druckfeder 9 wird die Ventilverschlußplatte 7 zur Anlage an einen axial zur Ventilverschlußplatte 7 hervorstehenden Ringsitz 10 beaufschlagt, der eine Durchtrittsöffnung 11 umschließt.By acting on a
In Strömungsrichtung hinter der Durchtrittsöffnung 11 sind in einem Auslaßstutzen 12 mit ihren Stirnflächen aneinanderliegend ein scheibenartiger Drallkörper 13 und eine Lochblende 14 auswechselbar eingesetzt und durch ein Arretierstück 15 mit ihrem radial umlaufenden Randbereich an einer Ringschulter 16 der stufenartig ausgebildeten Auslaßbohrung 17 des Auslaßstutzens 12 in Anlage gehalten.In the flow direction behind the passage opening 11 are with their end faces in an outlet port 12 lying a disc-
Der in Figur 2 vergrößert dargestellte Drallkörper 13 besitzt zwei axiale Zuflüsse 18, die den Bereich der Durchtrittsöffnung 11 jeweils mit dem radial äußeren Bereich eines sich etwa radial zur Mitte erstreckenden Kanals 19 verbindet.The
Die Kanäle sind sich radial gegenüberliegend in der lochblendenseitigen Stirnfläche des Drallkörpers 13 als z.B. durch Erodieren hergestellte Vertiefungen ausgebildet, die sich mit gleichem Krümmungssinn spiralförmig zu einer im Zentrum gebildeten Drallkammer 20 erstrecken.The channels are located radially opposite one another in the faceplate side of the
Die Einmündungen der Kanäle 19 in die Drallkammer 20 liegen sich dabei radial gegenüber.The openings of the
Die die Kanäle 19 bildenden Vertiefungen sind durch die Lochblende 14 verschlossen, wobei diese koaxial zur Drallkammer 20 einen durchgehenden Kraftstoffaustritt 21 besitzt, der als Blendenbohrung ausgebildet ist.The depressions forming the
Bei Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils gelangt von der Durchgangsbohrung 5, durch die Durchgangsnuten 22 an der Stirnseite des Weicheisenkerns 4 und durch Durchgangsbohrungen 23 der Ventilverschlußplatte 7 der Kraftstoff an dem Ringsitz 10 des geöffneten Ventils vorbei zur Durchtrittsöffnung 11. Von hier strömt der Kraftstoff durch die Zuflüsse 18 und wird anschließend in den Kanälen 19 sowohl beschleunigt als auch mit einem Drall versehen.When the fuel injection valve is in operation, the fuel passes from the
Mit diesem Drall sich gegenseitig noch unterstützend vereinigen sich die beiden Kraftstoffströme in der Drallkammer 20 und treten sowohl durch den Drall als auch durch die Blendenwirkung des Kraftstoffaustritts 21 aus diesem feinstzerstäubt in die Auslaßbohrung 17 aus.With this swirl to support each other, the two fuel flows in the
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Inventor name: HORN, MARTIN |