EP0348786A2 - Electromagnetic fuel-injection valve - Google Patents

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EP0348786A2
EP0348786A2 EP89111120A EP89111120A EP0348786A2 EP 0348786 A2 EP0348786 A2 EP 0348786A2 EP 89111120 A EP89111120 A EP 89111120A EP 89111120 A EP89111120 A EP 89111120A EP 0348786 A2 EP0348786 A2 EP 0348786A2
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EP
European Patent Office
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injection valve
fuel injection
nozzle openings
valve according
fuel
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EP89111120A
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EP0348786A3 (en
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Mauro Forapianti
Alberto Manetti
Riccardo Toncelli
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • F02M61/1853—Orifice plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
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    • F02M51/0667—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature acting as a valve or having a short valve body attached thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M51/08—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle specially for low-pressure fuel-injection
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    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic fuel injection valve for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • the fuel jet can only be directed onto one of the inlet valves and the above requirements cannot be met.
  • a solution to this problem is described in GB 2 148 388.
  • a fuel injection valve with two nozzle openings at the lower end of an expansion chamber downstream of the valve seat is used. The cross-section and the alignment of these two nozzle openings inject the correct amount of fuel onto the inlet valves.
  • a disadvantage of this solution is the "dead volume" of the expansion chamber, which reduces the pressure available at the nozzle openings.
  • fuel can remain in this volume of the expansion chamber, and fuel can thus incorrectly get into the intake manifold even when the fuel injection valve is closed.
  • Another problem with this solution is that the two nozzle openings are located at the lower end of the fuel injection valve and are exposed there unprotected to the gases in the intake manifold. This quickly leads to deposits at the nozzle openings, which impair the function of the fuel injector.
  • the object of the present invention is therefore to design such a fuel injection valve in such a way that the disadvantages described above are avoided.
  • a movable armature with a plastic insert attached to its underside takes over the valve function together with a nozzle body.
  • the plastic insert has a flat sealing ring surface and the nozzle body has an annular valve seat that fit exactly together.
  • At least two nozzle openings extend from the bottom of this inner chamber and are directed in such a way that the fuel jet emerging from them hits the respective inlet valve of the associated cylinder.
  • the nozzle openings open into an outer chamber, which is symmetrical to the inner chamber but much larger than this.
  • This outer chamber is open at the bottom, so that it does not impair the fuel flow from the nozzle openings, but shields the nozzle openings from the gases in the intake manifold and thus does not shield itself Form deposits at the nozzle openings.
  • the length of the outer chamber is selected so that precipitation of fuel from the nozzle openings on its wall is avoided, but is large enough to provide a sealing element on the outer surface of the outer chamber between the injection valve and its receiving part in the intake manifold of the internal combustion engine.
  • Such a fuel injection valve avoids additional costs for a structurally complex large expansion chamber and does not limit the installation options of the valve on the engine. It also has a very small “dead volume" downstream of the valve seat, thus ensuring maximum pressure at the nozzle openings.
  • FIG. 1 shows an electromagnetic fuel injection valve with a longitudinal axis L and a housing 1 made of magnetizable material.
  • an electrical coil 2 is wound on a coil carrier 3, which surrounds a cylindrical magnetic core 4 made of magnetizable material.
  • a sleeve 5 made of non-magnetizable material is attached, which serves as a longitudinal guide for a pot-shaped movable armature 6.
  • This armature 6 forms, together with the housing 1 and the magnetic core 4, a magnetic circuit.
  • the movable armature 6 carries a plastic insert 7 which interacts with the top of a nozzle body 8. This forms a locking system for the fuel, which flows through an axial bore 9 and transverse holes 10 in the magnetic core 4. In the closed state, the locking system is kept closed via the force of a spring 11 on the armature 6, which is located in the magnetic core 4 and is supported in a receiving sleeve 12.
  • connection conductors 13 which are partially embedded in a plastic connector 14.
  • the armature 6 is pulled towards the magnetic core 4 by a magnetic force and thereby overcomes the counterforce through the spring 11. It thus moves away from the nozzle body 8 and thus allows fuel flow through nozzle openings 21 in the nozzle body 8.
  • the fuel injector also includes a series of seals and a spacer 16, the thickness of which determines the stroke of the armature 6. Furthermore, an inlet filter 17 is provided on the top of the fuel injection valve.
  • FIG 2 the part of the fuel injector essential to the invention is shown enlarged.
  • the plastic insert 7 at the lower end of the cup-shaped armature 6 is held in place by the slipped edge of the armature 6.
  • the plastic insert 7 On the downward-facing side, the plastic insert 7 has a flat sealing ring surface 18 which is opposite one another Valve seat 19 cooperates on the upwardly facing side of the nozzle body 8.
  • the nozzle body 8 is cup-shaped, with a transverse wall 80 upwards.
  • the sealing ring surfaces 18 and the valve seat 19 form the locking system, which releases or blocks the fuel flow to the nozzle openings 21.
  • the inner diameter of the valve seat 19 defines an inner chamber 20, the depth of which is not more than a quarter of this diameter. This dimensioning offers an optimum for the fuel flow to the nozzle openings 21.
  • the nozzle openings 21 at the bottom of the inner chamber 20 are directed in a straight line such that they each enclose an angle ⁇ with the longitudinal axis L of the fuel injection valve, but point in different directions.
  • the number of nozzle openings 21 and the respective angle ⁇ is chosen so that each inlet valve of the cylinder supplied by the fuel injection valve is supplied with the correct amount of fuel without wetting the intake manifold walls.
  • the nozzle openings 21 all have the same cross section. If, on the other hand, a stratified air-fuel ratio is required in the combustion chamber and thus different amounts of fuel have to be supplied to the individual intake valves, the nozzle openings 21 have different cross sections.
  • the nozzle openings 21 can be designed completely independently of one another or (as shown in FIG. 2) have a common inlet space at the bottom of the inner chamber 20.
  • a conical bulge 22 may be provided within the sealing ring surface 18, which partially fills the volume of the inner chamber 20.
  • Such a conical bulge 22 also acts as a guide surface for the precise guidance of the fuel flow to the nozzle openings 21. This guide surface function can be further improved by the fact that the bottom of the inner chamber 20 also has a conical shape.
  • the nozzle openings 21 open into an outer chamber 24 in the outer side 23.
  • This outer chamber 24 is significantly larger than the inner chamber 20.
  • a cylindrical wall 25 of the outer chamber 24 has the necessary length to keep the nozzle openings 21 free of deposits which are caused by the gas mixture flowing back from the suction pipe could arise.
  • this length is so limited that a free flow of fuel to the inlet valves is ensured without wetting an inner wall surface 26 of the cylindrical wall 25 of the outer chamber 24.
  • the fuel not only maintains the desired flow direction but also the original spray pattern.
  • a sealing element 27 in the form of an elastic O-ring, which seals the fuel injection valve with respect to its receiving part in the intake manifold of the internal combustion engine.
  • FIG. 3 shows a further solution for the locking function, in which a sealing ring surface 18 'of a plastic insert 7' and a surface of an inner chamber 20 'are flat.
  • Two nozzle openings 21 ' have different angles ⁇ ' and ⁇ ⁇ with respect to the longitudinal axis L of the fuel injector.
  • FIG. 4 shows a further solution for a nozzle body 81.
  • An outer side 23 ⁇ of a second chamber 24 ⁇ closes a 90 ° angle with the axes of Dü openings 21 ⁇ .
  • the outer surface of a cylindrical wall 25 ⁇ carries in addition to the O-ring a cap 29 which is intended to facilitate the insertion of the fuel injection valve when it is installed in its receiving part in the intake manifold of the internal combustion engine.
  • the nozzle openings 21 ⁇ also have curves at the transition to the inner chamber 20 ⁇ , which improve the fuel flow and make it more uniform. These curves can also be replaced by conical transitions.

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Abstract

In a fuel-injection valve with a minimum of two nozzle apertures (21, 21', 21'') in the base of an internal chamber (20, 20', 20'') which is enclosed by the valve seat (19, 19', 19'') and whose depth = 1/4 of the inside diameter of the valve seat (19, 19', 19''), this internal chamber (20, 20', 20'') has a very small "dead volume". To protect the nozzle apertures (21, 21', 21'') from deposits an outer chamber (24, 24', 24'') with an outlet aperture is post-connected to these. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Kraftstoffein­spritzventil für eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an electromagnetic fuel injection valve for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, daß die Effektivität und die Abgaswerte einer Brennkraftmaschine verbessert werden können, indem der Kraft­stoff zu jedem Einlaßventil genau gerichtet eingespritzt wird, so daß jede Benetzung von Trennwänden und der Umgebung des Ein­laßventils vermieden wird.It is known that the effectiveness and exhaust gas values of an internal combustion engine can be improved by injecting the fuel in a precisely directed manner to each intake valve, so that any wetting of partition walls and the surroundings of the intake valve is avoided.

Verwendet man nun bei Brennkraftmaschinen mit zwei oder mehr Einlaßventilen pro Zylinder ein Kraftstoffeinspritzventil mit nur einer Düsenöffnung, so kann der Kraftstoffstrahl nur auf eines der Einlaßventile gerichtet werden und die obigen Forde­rungen können nicht erfüllt werden.If one now uses a fuel injection valve with only one nozzle opening in internal combustion engines with two or more inlet valves per cylinder, the fuel jet can only be directed onto one of the inlet valves and the above requirements cannot be met.

Eine Lösung für dieses Problem ist in der GB 2 148 388 be­schrieben. Dabei wird ein Kraftstoffeinspritzventil mit zwei Düsenöffnungen am unteren Ende einer dem Ventilsitz nachge­schalteten Erweiterungskammer verwendet. Durch den Querschnitt und die Ausrichtung dieser beiden Düsenöffnungen wird der Kraftstoff in der richtigen Menge gerichtet auf die Einlaßven­tile eingespritzt.A solution to this problem is described in GB 2 148 388. A fuel injection valve with two nozzle openings at the lower end of an expansion chamber downstream of the valve seat is used. The cross-section and the alignment of these two nozzle openings inject the correct amount of fuel onto the inlet valves.

Nachteilig bei dieser Lösung ist das "tote Volumen" der Erwei­terungskammer, das den an den Düsenöffnungen zur Verfügung ste­henden Druck vermindert. Außerdem kann in diesem Volumen der Erweiterungskammer Kraftstoff zurückbleiben, und damit kann fälschlich auch im geschlossenen Zustand des Kraftstoffein­spritzventils Kraftstoff in das Saugrohr gelangen.A disadvantage of this solution is the "dead volume" of the expansion chamber, which reduces the pressure available at the nozzle openings. In addition, fuel can remain in this volume of the expansion chamber, and fuel can thus incorrectly get into the intake manifold even when the fuel injection valve is closed.

Auch das vorgeschlagene Einbringen eines Einsatzes, der die Er­weiterungskammer teilweise ausfüllt, kann dieses Problem nicht vollständig lösen und bedeutet außerdem einen weiteren Druckab­fall vor den Düsenöffnungen.The proposed introduction of an insert that partially fills the expansion chamber cannot completely solve this problem and also means a further pressure drop in front of the nozzle openings.

Ein weiteres Problem dieser Lösung ist, daß die beiden Düsen­öffnungen am unteren Ende des Kraftstoffeinspritzventils liegen und dort ungeschützt den Gasen im Saugrohr ausgesetzt sind. Da­bei kommt es schnell zu Ablagerungen an den Düsenöffnungen, die die Funktion des Kraftstoffeinspritzventils beeinträchtigen.Another problem with this solution is that the two nozzle openings are located at the lower end of the fuel injection valve and are exposed there unprotected to the gases in the intake manifold. This quickly leads to deposits at the nozzle openings, which impair the function of the fuel injector.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein solches Kraftstoffeinspritzventil derart auszuführen, daß die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.The object of the present invention is therefore to design such a fuel injection valve in such a way that the disadvantages described above are avoided.

Die erfindungsgemäße Losung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.The solution according to the invention is characterized in claim 1. Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Losung besteht darin, daß ein beweglicher Anker mit einem an seiner Unterseite angebrachten Kunststoff­einsatz zusammen mit einem Düsenkörper die Ventilfunktion über­nimmt. Der Kunststoffeinsatz hat dazu eine plane Dichtringflä­che und der Düsenkörper einen ringförmigen Ventilsitz, die ge­nau aufeinanderpassen. Der innere Rand des Ventilsitzes des Dü­senkörpers ist die Begrenzung einer Innenkammer, die eine Tiefe = 1/4 ihres Randdurchmessers hat, also sehr klein ist. Vom Bo­den dieser Innenkammer gehen mindestens zwei Düsenöffnungen ab, die so gerichtet sind, daß der aus ihnen austretende Kraftstoff­strahl das jeweilige Einlaßventil des zugeordneten Zylinders trifft.The solution according to the invention is that a movable armature with a plastic insert attached to its underside takes over the valve function together with a nozzle body. The plastic insert has a flat sealing ring surface and the nozzle body has an annular valve seat that fit exactly together. The inner edge of the valve seat of the nozzle body is the boundary of an inner chamber which has a depth = 1/4 of its edge diameter, that is to say is very small. At least two nozzle openings extend from the bottom of this inner chamber and are directed in such a way that the fuel jet emerging from them hits the respective inlet valve of the associated cylinder.

Die Düsenöffnungen münden in eine Außenkammer, die symmetrisch zu der Innenkammer aber wesentlich größer als diese ist. Diese Außenkammer ist nach unten offen, so daß sie den Kraftstoffluß aus den Düsenöffnungen nicht beeinträchtigt, aber die Düsenöff­nungen von den Gasen im Saugrohr abschirmt und sich damit keine Ablagerungen an den Düsenöffnungen bilden. Die Länge der Außen­kammer ist so gewählt, daß ein Niederschlag von Kraftstoff aus den Düsenöffnungen an ihrer Wandung vermieden wird, aber groß genug, um an der Außenfläche der Außenkammer ein Dichtelement zwischen dem Einspritzventil und dessen Aufnahmeteil im Saug­rohr der Brennkraftmaschine vorzusehen.The nozzle openings open into an outer chamber, which is symmetrical to the inner chamber but much larger than this. This outer chamber is open at the bottom, so that it does not impair the fuel flow from the nozzle openings, but shields the nozzle openings from the gases in the intake manifold and thus does not shield itself Form deposits at the nozzle openings. The length of the outer chamber is selected so that precipitation of fuel from the nozzle openings on its wall is avoided, but is large enough to provide a sealing element on the outer surface of the outer chamber between the injection valve and its receiving part in the intake manifold of the internal combustion engine.

Ein solches Kraftstoffeinspritzventil vermeidet zusätzliche Ko­sten für eine konstruktiv aufwendige große Erweiterungskammer und beschränkt nicht die Einbaumöglichkeiten des Ventils am Mo­tor. Es hat außerdem ein nur sehr kleines "totes Volumen" strom­ab dem Ventilsitz und gewährleistet damit einen maximalen Druck an den Düsenöffnungen.Such a fuel injection valve avoids additional costs for a structurally complex large expansion chamber and does not limit the installation options of the valve on the engine. It also has a very small "dead volume" downstream of the valve seat, thus ensuring maximum pressure at the nozzle openings.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

  • FIG 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Kraftstoff­einspritzventils,
  • FIG 2 eine vergrößerte Ansicht des unteren Teils des Kraft­stoffeinspritzventils aus FIG 1,
  • FIG 3 eine andere Ausführungsform der Teile aus FIG 2 und
  • FIG 4 eine weitere Ausführungsform des unteren Teils aus FIG 3.
The invention is illustrated by the figures. Show:
  • 1 shows a longitudinal section of a fuel injection valve according to the invention,
  • 2 shows an enlarged view of the lower part of the fuel injection valve from FIG. 1,
  • 3 shows another embodiment of the parts from FIG. 2 and
  • 4 shows a further embodiment of the lower part from FIG. 3.

FIG 1 zeigt ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil mit einer Längsachse L und einem Gehäuse 1 aus magnetisierbarem Material. In dem Gehäuse 1 ist eine elektrische Spule 2 auf ei­nen Spulenträger 3 gewickelt, der einen zylindrischen Magnet­kern 4 aus magnetisierbarem Material umgibt.1 shows an electromagnetic fuel injection valve with a longitudinal axis L and a housing 1 made of magnetizable material. In the housing 1, an electrical coil 2 is wound on a coil carrier 3, which surrounds a cylindrical magnetic core 4 made of magnetizable material.

In dem Magnetkern 4 ist eine Hülse 5 aus nichtmagnetisierbarem Material angebracht, die als Längsführung für einen topfförmi­gen beweglichen Anker 6 dient. Dieser Anker 6 bildet zusammen mit dem Gehäuse 1 und dem Magnetkern 4 einen magnetischen Kreis.In the magnetic core 4, a sleeve 5 made of non-magnetizable material is attached, which serves as a longitudinal guide for a pot-shaped movable armature 6. This armature 6 forms, together with the housing 1 and the magnetic core 4, a magnetic circuit.

Der bewegliche Anker 6 trägt einen Kunststoffeinsatz 7, der mit der Oberseite eines Düsenkörpers 8 zusammenwirkt. Dadurch wird ein Abschließsystem für den Kraftstoff gebildet, der durch eine Axialbohrung 9 und Querlöcher 10 in dem Magnetkern 4 fließt. Im abgeschlossenen Zustand wird das Abschließsystem über die Kraft einer Feder 11 auf den Anker 6 geschlossen gehalten, die sich in dem Magnetkern 4 befindet und sich in einer Aufnahmehülse 12 abstützt.The movable armature 6 carries a plastic insert 7 which interacts with the top of a nozzle body 8. This forms a locking system for the fuel, which flows through an axial bore 9 and transverse holes 10 in the magnetic core 4. In the closed state, the locking system is kept closed via the force of a spring 11 on the armature 6, which is located in the magnetic core 4 and is supported in a receiving sleeve 12.

Die Spule 2 wird elektrisch erregt über Anschlußleiter 13, die zum Teil in ein Kunststoffanschlußstück 14 eingebettet sind. In diesem Fall wird der Anker 6 durch eine magnetische Kraft zum Magnetkern 4 hin gezogen und überwindet dabei die Gegenkraft durch die Feder 11. Damit bewegt er sich von dem Düsenkörper 8 weg und erlaubt so einen Kraftstofffluß durch Düsenöffnungen 21 in dem Düsenkörper 8.The coil 2 is electrically excited via connection conductors 13, which are partially embedded in a plastic connector 14. In this case, the armature 6 is pulled towards the magnetic core 4 by a magnetic force and thereby overcomes the counterforce through the spring 11. It thus moves away from the nozzle body 8 and thus allows fuel flow through nozzle openings 21 in the nozzle body 8.

Wenn die Spule wieder entregt wird, begrenzt eine remanente magnetische Kraft die schnelle Rückkehr des Ankers 6 zu dem Dü­senkörper 8 in den Abschließzustand ("magnetisches Kleben"). Deswegen ist auf der nach oben gewandten Fläche 15 des Ankers 6 eine dünne nichtmagnetische Scheibe vorgesehen, die die direkte Berührung des Ankers 6 und des Magnetkerns 4 verhindert und da­durch das "magnetische Kleben" vermeidet.When the coil is de-energized again, a remanent magnetic force limits the rapid return of the armature 6 to the nozzle body 8 in the closed state ("magnetic sticking"). For this reason, a thin non-magnetic disk is provided on the upwardly facing surface 15 of the armature 6, which prevents direct contact between the armature 6 and the magnetic core 4 and thereby avoids "magnetic sticking".

Das Kraftstoffeinspritzventil enthält außerdem eine Reihe von Dichtungen, sowie einen Abstandshalter 16, dessen Dicke den Hub des Ankers 6 bestimmt. Weiterhin ist an der Oberseite des Kraft­stoffeinspritzventils ein Einlaßfilter 17 vorgesehen.The fuel injector also includes a series of seals and a spacer 16, the thickness of which determines the stroke of the armature 6. Furthermore, an inlet filter 17 is provided on the top of the fuel injection valve.

In der FIG 2 ist nun der für die Erfindung wesentliche Teil des Kraftstoffeinspritzventils vergrößert dargestellt.In FIG 2, the part of the fuel injector essential to the invention is shown enlarged.

Der Kunststoffeinsatz 7 am unteren Ende des topfförmigen Ankers 6 wird durch den übergestülpten Rand des Ankers 6 festgehalten. Auf der nach unten gewandten Seite hat der Kunststoffeinsatz 7 eine ebene Dichtringfläche 18, die mit einem gegenüberliegenden Ventilsitz 19 auf der nach oben gewandten Seite des Düsenkör­pers 8 zusammenwirkt. Der Düsenkörper 8 ist topfförmig ausge­bildet, mit einer Querwand 80 nach oben. Die Dichtringflächen 18 und der Ventilsitz 19 bilden das Abschließsystem, das den Kraftstoffluß zu den Düsenöffnungen 21 freigibt oder absperrt.The plastic insert 7 at the lower end of the cup-shaped armature 6 is held in place by the slipped edge of the armature 6. On the downward-facing side, the plastic insert 7 has a flat sealing ring surface 18 which is opposite one another Valve seat 19 cooperates on the upwardly facing side of the nozzle body 8. The nozzle body 8 is cup-shaped, with a transverse wall 80 upwards. The sealing ring surfaces 18 and the valve seat 19 form the locking system, which releases or blocks the fuel flow to the nozzle openings 21.

Der innere Durchmesser des Ventilsitzes 19 begrenzt eine Innen­kammer 20, deren Tiefe nicht mehr als ein Viertel dieses Durch­messers ist. Diese Dimensionierung bietet ein Optimum für den Kraftstofffluß zu den Düsenöffnungen 21.The inner diameter of the valve seat 19 defines an inner chamber 20, the depth of which is not more than a quarter of this diameter. This dimensioning offers an optimum for the fuel flow to the nozzle openings 21.

Die Düsenöffnungen 21 am Boden der Innenkammer 20 sind geradli­nig so gerichtet, daß sie jeweils mit der Längsachse L des Kraftstoffeinspritzventils einen Winkel α einschließen, aber in unterschiedliche Richtungen zeigen. Die Zahl der Düsenöff­nungen 21 und der jeweilige Winkel α ist so gewählt, daß jedes Einlaßventil des von dem Kraftstoffeinspritzventil versorgten Zylinders mit der richtigen Menge von Kraftstoff versorgt wird, ohne dabei die Saugrohrwände zu benetzen.The nozzle openings 21 at the bottom of the inner chamber 20 are directed in a straight line such that they each enclose an angle α with the longitudinal axis L of the fuel injection valve, but point in different directions. The number of nozzle openings 21 and the respective angle α is chosen so that each inlet valve of the cylinder supplied by the fuel injection valve is supplied with the correct amount of fuel without wetting the intake manifold walls.

Wenn zu jedem Einlaßventil die gleiche Menge von Kraftstoff ge­liefert werden muß, haben die Düsenöffnungen 21 alle den glei­chen Querschnitt. Wenn dagegen ein geschichtetes Luft-Kraft­stoffverhältnis in der Brennkammer verlangt ist und damit un­terschiedlich große Mengen von Kraftstoff zu den einzelnen Ein­laßventilen geliefert werden müssen, haben die Düsenöffnungen 21 unterschiedliche Querschnitte.If the same amount of fuel has to be supplied to each intake valve, the nozzle openings 21 all have the same cross section. If, on the other hand, a stratified air-fuel ratio is required in the combustion chamber and thus different amounts of fuel have to be supplied to the individual intake valves, the nozzle openings 21 have different cross sections.

Abhängig von den spezifischen Anforderungen durch die jeweilige Brennkraftmaschine können die Düsenöffnungen 21 vollkommen unab­hängig voneinander ausgeführt sein oder (wie in FIG 2 gezeigt) einen gemeinsamen Einlaßraum am Boden der Innenkammer 20 haben.Depending on the specific requirements of the respective internal combustion engine, the nozzle openings 21 can be designed completely independently of one another or (as shown in FIG. 2) have a common inlet space at the bottom of the inner chamber 20.

Bei heißer Brennkraftmaschine kann das Volumen stromab dem Ven­tilsitz 19 durch geänderte Druckverhältnisse eine ungewollte Verschiebung der eingespritzten Kraftstoffmenge bewirken. Um dieses Volumen weiter zu verkleinern kann an der Unterseite des Kunststoffeinsatzes 7 innerhalb der Dichtringfläche 18 eine ko­nische Aufwölbung 22 vorgesehen sein, die das Volumen der In­nenkammer 20 teilweise ausfüllt. Eine solche konische Aufwöl­bung 22 wirkt außerdem als Leitfläche für die genaue Führung des Kraftstoffflusses zu den Düsenöffnungen 21. Diese Leitflä­chenfunktion kann weiterhin dadurch verbessert werden, daß auch der Boden der Innenkammer 20 eine konische Form erhält.In the case of a hot internal combustion engine, the volume downstream of the valve seat 19 can cause an undesired shift in the injected fuel quantity due to changed pressure conditions. To further reduce this volume, the bottom of the Plastic insert 7, a conical bulge 22 may be provided within the sealing ring surface 18, which partially fills the volume of the inner chamber 20. Such a conical bulge 22 also acts as a guide surface for the precise guidance of the fuel flow to the nozzle openings 21. This guide surface function can be further improved by the fact that the bottom of the inner chamber 20 also has a conical shape.

Die Düsenöffnungen 21 münden in eine Außenkammer 24 in deren Außenseite 23. Diese Außenkammer24 ist wesentlich größer als die Innenkammer 20. Eine zylindrische Wandung 25 der Außenkam­mer 24 hat die nötige Länge, um die Düsenöffnungen 21 von Abla­gerungen freizuhalten, die durch zurückfließendes Gasgemisch aus dem Saugrohr entstehen könnten. Diese Länge ist jedoch so beschränkt, daß ein freier Kraftstoff­fluß zu den Einlaßventilen gewährleistet ist, ohne dabei eine Innenwandfläche 26 der zylindrischen Wandung 25 der Außenkammer 24 zu benetzen. Dadurch behält der Kraftstoff nicht nur die ge­wünschte Flußrichtung sondern auch das ursprüngliche Sprühmu­ster.The nozzle openings 21 open into an outer chamber 24 in the outer side 23. This outer chamber 24 is significantly larger than the inner chamber 20. A cylindrical wall 25 of the outer chamber 24 has the necessary length to keep the nozzle openings 21 free of deposits which are caused by the gas mixture flowing back from the suction pipe could arise. However, this length is so limited that a free flow of fuel to the inlet valves is ensured without wetting an inner wall surface 26 of the cylindrical wall 25 of the outer chamber 24. As a result, the fuel not only maintains the desired flow direction but also the original spray pattern.

An der äußeren Oberfläche des Düsenkörpers 8 befindet sich ein Dichtelement 27 in Form eines elastischen O-Rings, der das Kraftstoffeinspritzventil gegenüber seinem Aufnahmeteil im £ Saugrohr der Brennkraftmaschine abdichtet.On the outer surface of the nozzle body 8 there is a sealing element 27 in the form of an elastic O-ring, which seals the fuel injection valve with respect to its receiving part in the intake manifold of the internal combustion engine.

In FIG 3 ist eine weitere Lösung für die Abschließfunktion dar­gestellt, bei der eine Dichtringfläche 18′ eines Kunststoffein­satzes 7′ und eine Oberfläche einer Innenkammer 20′ eben ausge­führt sind. Zwei Düsenöffnungen 21′ haben dabei verschiedene Winkel α′ und α˝ bezüglich der Längsachse L des Kraftstoff­einspritzventils.3 shows a further solution for the locking function, in which a sealing ring surface 18 'of a plastic insert 7' and a surface of an inner chamber 20 'are flat. Two nozzle openings 21 'have different angles α' and α˝ with respect to the longitudinal axis L of the fuel injector.

In FIG 4 ist schließlich eine weitere Lösung für einen Düsen­körper 81 dargestellt. Dabei schließt eine Außenseite 23˝ ei­ner zweiten Kammer 24˝ einen 90°-Winkel mit den Achsen von Dü­ senöffnungen 21˝ ein. Die äußere Oberfläche einer zylindri­schen Wandung 25˝ trägt dabei außer dem O-Ring eine Kappe 29, die das Einführen des Kraftstoffeinspritzventils beim Einbau in sein Aufnahmeteil im Saugrohr der Brennkraftmaschine erleich­tern soll.Finally, FIG. 4 shows a further solution for a nozzle body 81. An outer side 23˝ of a second chamber 24˝ closes a 90 ° angle with the axes of Dü openings 21˝. The outer surface of a cylindrical wall 25˝ carries in addition to the O-ring a cap 29 which is intended to facilitate the insertion of the fuel injection valve when it is installed in its receiving part in the intake manifold of the internal combustion engine.

Die Düsenöffnungen 21˝ weisen außerdem Rundungen am Übergang zur Innenkammer 20˝ auf, die den Kraftstoffluß verbessern und gleichmäßiger machen. Diese Rundungen können auch durch konisch laufende Übergänge ersetzt werden.The nozzle openings 21˝ also have curves at the transition to the inner chamber 20˝, which improve the fuel flow and make it more uniform. These curves can also be replaced by conical transitions.

Claims (17)

1. Elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil mit einer Längsachse (L) für eine Brennkraftmaschine,
- mit einem Düsenkörper (8, 8′, 8˝), der eine Querwand (80) mit einer Innenseite und einer Außenseite aufweist, durch die ein Kraftstoffweg nach außen führt,
- mit einem ringförmigen Ventilsitz (19, 19′, 19˝) auf der Innenseite der Querwand (80), der den Kraftstoffweg um­schließt,
- mit einem längsverschieblichen Anker (6), der an seinem dem Ventilsitz (19, 19′, 19˝) zugewandten Ende einen Kunststoff­einsatz (7, 7′) mit planer Dichtringfläche (18, 18′) trägt und durch eine Feder (11) gegen den Ventilsitz gedrückt wird,
- mit einem Ventilsitz (19, 19′, 19˝), der eine Innenkammer (20, 20′, 20˝) umschließt, in deren Boden mindestens zwei Düsenöffnungen (21, 21′ 21˝) angeordnet sind, deren Achsen mit der Längsachse (L) einen Neigungswinkel (α) einschlie­ßen und die dadurch bestimmten Kraftstoffstrahlen eine di­vergierende Richtung haben,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tiefe der Innenkammer (20, 20′, 20˝) gleich oder klei­ner als ein Viertel des Innendurchmessers des Ventilsitzes (19, 19′, 19˝) ist,
daß der Düsenkörper (8, 8′, 8˝) auf der Außenseite der Quer­wand (80) eine Außenkammer (24, 24′, 24˝) hat, die sich zwi­schen der Querwand (80) und einer Austrittsöffnung erstreckt und von einer zylinderförmigen Wandung (25, 25′, 25˝) begrenzt ist,
daß um die Außenflächen der Wandung (25, 25′, 25˝) ein Dicht­element (27) zur Abdichtung des Einspritzventils in einer Boh­rung des Saugrohrs der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, und daß die von der Wandung (25, 25′, 25˝) begrenzte Außenkammer (24, 24′, 24˝) so breit ist, daß die von den Düsenöffnungen (21, 21′, 21˝) abgespritzten Kraftstoffstrahlen ungehindert durch die Austrittsöffnung austreten können.1. Electromagnetic fuel injection valve with a longitudinal axis (L) for an internal combustion engine,
- With a nozzle body (8, 8 ', 8˝), which has a transverse wall (80) with an inside and an outside through which a fuel path leads to the outside,
- With an annular valve seat (19, 19 ', 19˝) on the inside of the transverse wall (80) which surrounds the fuel path,
- With a longitudinally displaceable armature (6) which carries at its end facing the valve seat (19, 19 ', 19˝) a plastic insert (7, 7') with a flat sealing ring surface (18, 18 ') and by a spring (11) is pressed against the valve seat,
- With a valve seat (19, 19 ', 19˝) which encloses an inner chamber (20, 20', 20˝), in the bottom of which at least two nozzle openings (21, 21 '21˝) are arranged, the axes of which are aligned with the longitudinal axis (L) enclose an inclination angle (α) and the fuel jets determined thereby have a diverging direction,
characterized,
that the depth of the inner chamber (20, 20 ', 20˝) is equal to or less than a quarter of the inner diameter of the valve seat (19, 19', 19˝),
that the nozzle body (8, 8 ', 8˝) on the outside of the transverse wall (80) has an outer chamber (24, 24', 24˝) which extends between the transverse wall (80) and an outlet opening and from a cylindrical wall (25, 25 ′, 25˝) is limited,
that around the outer surfaces of the wall (25, 25 ', 25˝) a sealing element (27) for sealing the injection valve is provided in a bore of the intake manifold of the internal combustion engine, and that that of the wall (25, 25', 25 begrenz) limited Outer chamber (24, 24 ', 24˝) is so wide that the fuel jets sprayed from the nozzle openings (21, 21', 21˝) can emerge unhindered through the outlet opening. 2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsenöffnungen (21′, 21˝) vollständig voneinander ge­trennt sind.2. Fuel injection valve according to claim 1,
characterized,
that the nozzle openings (21 ', 21˝) are completely separated from each other. 3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsenöffnungen (21) einen gemeinsamen Einlaßraum am Bo­den der Innenkammer (20) haben.3. Fuel injection valve according to claim 1,
characterized,
that the nozzle openings (21) have a common inlet space at the bottom of the inner chamber (20). 4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Düsenöffnungen (21, 21˝) mit der Längsachse (L) den gleichen Winkel (α) einschließt.4. Fuel injection valve according to claim 2 or 3,
characterized,
that each of the nozzle openings (21, 21˝) with the longitudinal axis (L) encloses the same angle (α). 5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsenöffnungen (21′) mit der Längsachse (L) verschiede­ne Winkel (α) einschließen.5. Fuel injection valve according to claim 2 or 3, characterized in
that the nozzle openings (21 ') with the longitudinal axis (L) include different angles (α). 6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Düsenöffnungen (21, 21′, 21˝) den gleichen Quer­schnitt aufweist.6. Fuel injection valve according to claim 2 or 3, characterized in that
that each of the nozzle openings (21, 21 ', 21˝) has the same cross section. 7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsenöffnungen (21, 21′, 21˝) verschiedene Querschnit­te haben.7. Fuel injection valve according to claim 2 or 3, characterized in
that the nozzle openings (21, 21 ', 21˝) have different cross sections. 8. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der mit dem Anker (6) verbundene Kunststoffeinsatz (7′) ei­ne plane Oberfläche an der Seite aufweist, die dem topfförmigen Düsenkörper (8′) zugewandt ist.8. Fuel injection valve according to claim 1,
characterized,
that the plastic insert (7 ') connected to the armature (6) has a flat surface on the side which faces the cup-shaped nozzle body (8'). 9. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der mit dem Anker (6) verbundene Kunststoffeinsatz (7) an der dem Düsenkörper (8) zugewandten Seite eine Oberfläche hat, die innerhalb der Dichtringfläche (18) eine konische Aufweitung aufweist.9. Fuel injection valve according to claim 1,
characterized,
that the plastic insert (7) connected to the armature (6) has a surface on the side facing the nozzle body (8) which has a conical widening within the sealing ring surface (18). 10. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Boden der Innenkammer (20), von dem die Düsenöffnungen (21) abgehen, eine konische Form hat.10. Fuel injection valve according to claim 8 or 9,
characterized,
that the bottom of the inner chamber (20) from which the nozzle openings (21) extend has a conical shape. 11. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Boden der Innenkammer (20′), von dem die Düsenöffnungen (21′) abgehen, eine plane Oberfläche hat.11. Fuel injection valve according to claim 8 or 9,
characterized,
that the bottom of the inner chamber (20 '), from which the nozzle openings (21') extend, has a flat surface. 12. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsenöffnungen (21, 21′) einen scharfkantigen Übergang zum Boden der ersten Kammer (20, 20′) hin bilden.12. Fuel injection valve according to claim 10 or 11,
characterized,
that the nozzle openings (21, 21 ') form a sharp-edged transition to the bottom of the first chamber (20, 20'). 13. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsenöffnungen (21, 21′, 21˝) am Übergang zum Boden der ersten Kammer (20, 20′, 20˝) abgeschrägte Kanten haben.13. Fuel injection valve according to claim 10 or 11,
characterized,
that the nozzle openings (21, 21 ', 21˝) at the transition to the bottom of the first chamber (20, 20', 20˝) have chamfered edges. 14. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsenöffnungen (21˝) beim Übergang zum Boden der In­nenkammer (20˝) abgerundete Ecken haben.14. Fuel injection valve according to claim 10 or 11,
characterized,
that the nozzle openings (21˝) have rounded corners at the transition to the bottom of the inner chamber (20˝). 15. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenseite der Querwand (80, 80′) plan ist.15. Fuel injection valve according to claim 1,
characterized,
that the outside of the transverse wall (80, 80 ') is flat. 16. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenseite der Querwand (80˝) in die die Düsenöffnun­ gen (21˝) münden, eine konische Form hat und einen 90°-Winkel mit der Achse der Düsenöffnungen (21˝) einschließt.16. The fuel injector according to claim 1,
characterized,
that the outside of the transverse wall (80˝) into which the nozzle openings gen (21˝) open, has a conical shape and encloses a 90 ° angle with the axis of the nozzle openings (21˝). 17. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kappe (29) den unteren Teil des Düsenkörpers (8, 8′, 8˝) umschließt, die den Einbau des Kraftstoffeinspritzventils erleichtert.17. The fuel injector according to claim 1,
characterized,
that a cap (29) encloses the lower part of the nozzle body (8, 8 ', 8˝), which facilitates the installation of the fuel injector.
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