EP0476298A1 - Brennstoffeinspritzventil zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit einem Brennstoff-Gas-Gemisch - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit einem Brennstoff-Gas-Gemisch Download PDF

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EP0476298A1
EP0476298A1 EP91113532A EP91113532A EP0476298A1 EP 0476298 A1 EP0476298 A1 EP 0476298A1 EP 91113532 A EP91113532 A EP 91113532A EP 91113532 A EP91113532 A EP 91113532A EP 0476298 A1 EP0476298 A1 EP 0476298A1
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EP
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upper plate
plate
opening
valve
channel
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EP91113532A
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Martin Dr. Dipl.-Ing. Maier
Hans-Peter Dr. Dipl.-Min. Trah
Juergen Dipl.-Ing. Buchholz (Fh)
Udo Dipl.-Ing. Jauernig
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • F02M67/10—Injectors peculiar thereto, e.g. valve less type
    • F02M67/12—Injectors peculiar thereto, e.g. valve less type having valves

Definitions

  • the invention is based on a perforated body or a valve with a perforated body according to claim 1 or 15.
  • an injection valve for injecting a fuel-gas mixture is already known, which has a gas guide sleeve at its downstream end has a sheet.
  • the spray opening of the injection valve is surrounded in the immediate vicinity by a gas ring gap on the gas guide sleeve which is connected to a gas ring channel.
  • This adjustment process and thus the optimization of the gas ring gap requires a great deal of effort, so that the production of the known injection valve in high-volume production causes high costs.
  • An injection valve is also known from EP 0 354 659 A2, in which a perforated body consisting of two silicon wafers is used.
  • the spray openings of the upper plate and the passage opening of the lower plate are offset from one another.
  • the platelets are only used for fuel preparation or metering, but not for metering a gas comprising the fuel.
  • the perforated disc according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage, in a simple manner, of a particularly precise design of the spray openings serving to supply a first medium and the channels serving to supply a second medium, and thus an exact metering of the two media ensure without adjustment. In this way, an exact and homogeneous mixture of the two media or the smallest liquid droplets can be achieved in the smallest of spaces.
  • the valve according to the invention with the characterizing features of claim 15 has the advantage of enabling the metering of the fuel and the metering of the fuel processing and comprehensive gas by the exact formation of the channels in a confined space without having to adjust the metered amount of gas at the finished mounted injector is required.
  • This combination of fuel and gas metering in the smallest of spaces achieves very good fuel processing.
  • a corresponding position of the channels in the perforated body allows the gas to be aimed specifically at the fuel jet or jets.
  • the upper plate and the lower plate are formed from monocrystalline silicon and openings, grooves and recesses in the upper plate and the lower plate are formed by anisotropic etching.
  • the platelets are not only easy to manufacture, they also have an extraordinarily high level of manufacturing accuracy.
  • At least one lower passage groove is formed in an upper end face of the lower plate facing the upper plate, which at least together with an opposite lower end face of the upper plate facing the lower plate forms a channel.
  • At least one upper passage groove is formed in the lower end face of the upper plate facing the lower plate, which forms the at least one channel together with the opposite end face of the lower plate facing the upper plate.
  • recesses extend from side surfaces of the upper plate and / or the lower plate, which extend in the direction of the at least one spray opening or the passage opening and which provide a connection between the periphery of the plate and the channels of the perforated body.
  • the lower end face of the upper plate facing the lower plate has at least one upper passage groove and the upper end face of the lower plate facing the upper plate have at least one lower passage groove, so that the at least one channel is formed by the at least one upper passage groove and the at least one lower passage groove.
  • the center line of the channel lies in one plane with the center line of the at least one spray opening.
  • the at least one upper passage groove in the upper plate is designed such that it does not extend to a spray opening and that the channel opens into the passage opening at an angle to the valve longitudinal axis.
  • the spray end of the valve receives the perforated body and is surrounded by a feed bush, on the circumference of which at least one transverse opening serving to supply the gas is formed.
  • FIG. 1 shows a partially illustrated fuel injector, which can be used, for example, for injection systems of mixed-compression spark-ignition internal combustion engines, according to a first exemplary embodiment.
  • a nozzle body 2 of the valve for example made of a ferromagnetic material, has a stepped flow channel 5 concentric with a longitudinal valve axis 1.
  • a valve needle 8 is arranged in the flow channel 5. With its downstream end, which is designed, for example, as a valve closing part 9 which tapers conically downstream, the valve needle 8 interacts with a valve seat surface 10 of the stepped flow channel 5, which tapers conically in the flow direction, for example.
  • a guide section 11 of the flow channel 5 formed upstream of the valve seat surface 10 serves to guide the valve needle 8 during its axial movement, the valve needle 8 projecting through the guide section 11 of the flow channel 5 with a small radial distance with its one upper guide collar 13 and one lower guide collar 14.
  • valve needle 8 The axial movement of the valve needle 8 and thus the opening and closing of the valve takes place, for example, electromagnetically in a known manner.
  • the valve needle 8 is connected at its end facing away from the valve seat surface 10 to an armature 17, which cooperates with a magnet coil 18 and an inner pole 16 of the fuel injector.
  • the flow channel 5 continues, for example, in the direction facing away from the magnetic coil 18, adjoins the conical valve seat surface 10 in a cylindrical flow-through section 19 and ends in a flow opening 20 of the nozzle body 2.
  • a perforated body 22 is arranged directly after the flow opening 20, which consists of a, for example, square upper plate 24 facing the valve seat surface 10 and a square lower plate 25.
  • the upper plate 24 bears with its one lower end face 26 facing away from the flow opening 20 against an upper end face 27 of the lower plate 25 facing the upper plate 24 and is connected to the latter.
  • Both the upper plate 24 and the lower plate 25 are made, for example, of monocrystalline silicon, but it is also the choice of another suitable material, for example another monocrystalline semiconductor such as germanium or a compound semiconductor such as gallium arsenide.
  • the axial thickness of the upper plate 24 and the lower plate 25 is in each case approximately 0.2 to 0.5 mm, preferably approximately 0.3 mm.
  • At least one channel 28 is formed between the upper plate 24 and the lower plate 25, via which a gas used to form a fuel-gas mixture can flow radially from the periphery of the plates 24, 25 to the fuel.
  • a recess 30 is formed in the end face 34 of a downstream spray end 29 of the nozzle body 2 that the recess 30 comprises the perforated body 22 and the flow opening 20 opens at the bottom 21 of the recess 30 on which the perforated body 22 abuts with the upper plate 24. So that the gas can reach the at least one channel 28 of the perforated body 22, at least one feed groove 33 is formed in the radial direction, for example, between the circumference of the spray end 29 of the nozzle body 2 and the recess 30. extending in the axial direction from the end face 34 of the spraying end 29 facing the valve seat face 10 at least up to the at least one channel 28.
  • At least one feed bore is formed in the spray end 29 of the nozzle body 2 or at least one feed channel is formed between the outer edge of the perforated body 22 and the wall of the recess 30.
  • the nozzle body 2 is at its end facing the end face 34, for example, of a feed bushing 36 both radially and surrounded in the axial direction.
  • the feed bushing 36 has, for example, four transverse openings 37 which extend inwards in the radial direction from the circumference of the feed bushing 36 to an annular supply space 38 which is between the circumference of the spraying end 29 and a stepped longitudinal opening 39 the feed bushing 36 is formed.
  • a bottom 40 of the feed bush 36 facing the spray end 29 of the nozzle body 2 has a contact shoulder 42 in the radial direction facing the valve longitudinal axis 1.
  • the contact shoulder 42 projects with a flat contact surface 43 running perpendicular to the valve longitudinal axis 1 in the axial direction towards the spray end 29 Floor 40 out.
  • the feed bushing 36 lies with its flat contact surface 43 close to the perforated body 22, reliably fixes the axial position of the perforated body 22 in the recess 30 of the nozzle body 2 and ensures that the gas flows exclusively via the at least one channel 28 to the sprayed fuel flows there.
  • a, for example cylindrical, mixing opening 44 which extends concentrically to the longitudinal axis 1 of the valve, extends from the bottom 40 of the feed bush 36 and is followed in the downstream direction by a funnel-shaped mixture spray opening 45.
  • a first annular groove 47 is formed above the, for example, four transverse openings 37, which receives a sealing ring 48.
  • the sealing ring 48 forms a seal between the circumference of the nozzle body 2 and the longitudinal opening 39 of the feed bush 36.
  • valve with its feed bushing 36 is mounted in a valve receptacle, for example an intake line of the internal combustion engine, it is necessary to feed the bushing 36 above and below to seal their transverse openings 37 with respect to the wall of the valve receptacle.
  • a second annular groove 50 is formed on the circumference of the feed bushing 36 above the transverse openings 37 of the magnet coil 18 and a third annular groove 51 is formed below the transverse openings 37, in each of which a sealing ring can be arranged.
  • FIG. 2 shows the perforated body 22 according to the first exemplary embodiment shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a top view of the lower plate 25 corresponding to a section along the line III-III in FIG. 2 and
  • FIG. 4 shows a view of the perforated body 22 in the direction of the arrow X in FIG. 2.
  • this has e.g. square upper plates 24 symmetrical to the valve longitudinal axis 1, for example four truncated pyramid-shaped spray openings 60, which expand in the direction of the lower end face 26 of the upper plate 24 and adjoin one another directly on the lower end face 26.
  • the flow opening 20 of the flow channel 5 has a cross section covering all the spray openings 60 and is connected to the spray openings 60 in the downstream direction.
  • the edge length of the spray openings 60 is approximately 0.1 to 0.25 mm at its narrowest point.
  • the lower plate 25 which is also square, for example, has four outer side surfaces 61 which delimit the lower plate 25 in a vertical direction running parallel to the valve longitudinal axis 1 and which are perpendicular to one another at their ends.
  • the perforated body 22 has a first axis of symmetry 62 and a second axis of symmetry 63 which Halve the outer side surfaces 61.
  • a recess 64 with a rectangular bottom 67 is formed in the upper end face 27 of the lower plate 25 in a manner symmetrical with respect to the axis of symmetry 62 or 63.
  • the recesses 64 expand in the direction from the bottom 67 to the upper end face 27 of the lower plate 25 in a trapezoidal manner and together with the lower end face 26 of the upper plate 24 each form an inflow space 65.
  • the lower plate 25 Concentric to the longitudinal axis 1 of the valve, the lower plate 25 has, for example, a square passage opening 66, which widens in the shape of a truncated pyramid in the direction of flow.
  • the recesses 64 or the inflow spaces 65 extend inwards in the direction of the passage opening 66, but without being directly connected to the passage opening 66.
  • each recess 64 and the passage opening 66 in the upper end face 27 of the lower plate 25 at least one, in the first embodiment, for example, two inwardly leading lower passage grooves 69 are formed, which together with the lower Face 26 of the upper plate 24 each form a channel 28.
  • the channels 28 establish a connection between the inflow spaces 65, which are open towards the periphery of the plates 24, 25, and the passage opening 66 of the perforated body 22 and run parallel to the respective axes of symmetry 62 and 63, respectively.
  • the two adjacent channels, starting from a common inflow space 65 28 are at the same distance from the respective axis of symmetry 62 or 63, so that there is an axis and point symmetrical design of the perforated body 22.
  • the lower passage grooves 69 have a rectangular bottom 73 and extend trapezoidally up to the upper end face 27 of the lower plate 25.
  • the axial extent of the lower passage grooves 69 in the direction of the axes of symmetry 62, 63 is approximately 0.1 to 0.25 mm.
  • the channels 28 are preferably oriented so that the exiting gas strikes the fuel exiting from one of the spray openings 60.
  • the center lines of the channels 28 preferably lie in a plane which runs through at least one of the center lines of the spray openings 60.
  • the channels 28 are always so narrow transversely to their center lines that they only extend over partial regions of the circumference of the passage opening 66 or one of the spray openings 60.
  • the formation of the spray openings 60, the recesses 64, the passage opening 66 and the lower passage grooves 69 in the upper platelets 24 and lower platelets 25 consisting of monocrystalline silicon is carried out in a known manner, for example by anisotropic etching.
  • the layers of a thin silicon plate are polished, coated with a thin oxide layer and a photo layer is applied to the layers.
  • a photo mask is placed on the photo layer and then exposed.
  • a developer liquid By using a developer liquid, a pattern of areas covered with the photo layer and bare oxide is created on the plate.
  • the exposed oxide areas are etched away in a bath with hydrofluoric acid, and then the photo layer is removed. This gives an oxide pattern on the plate, which serves as a mask for the subsequent etching.
  • the depressions When using anisotropic etchants, the depressions only grow in depth without widening.
  • the side walls of the depressions are formed by the crystal planes of the silicon wafers, so that there is a trapezoidal cross section of the depressions.
  • the etching process comes to a standstill as soon as a layer doped with boron, for example, is reached in the etching direction.
  • Cross sections of the spray openings 60, the recesses 64, the passage openings 66 and the lower passage grooves 69 are also possible, for example, rectangular cross sections.
  • the lower end face 26 of the upper plate 24 and the upper end face 27 of the lower plate 25 are connected to one another by bonding.
  • the lower end face 26 of the upper plate 24 and the upper end face 27 of the lower plate 25 are first polished and the surfaces are chemically treated.
  • the bonding process is ended, for example, by a temperature treatment of the upper plate 24 and the lower plate 25 in a nitrogen atmosphere.
  • the gas used to form the fuel-gas mixture passes through the transverse openings 37 into the supply space 38, which is formed between the circumference of the nozzle body 2 and the longitudinal opening 39 of the supply bushing 36. From there, the gas flows through, for example, four inflow spaces 65 and the two channels 28 connected to them, to the passage opening 66 of the perforated body 22 which is concentric with the longitudinal axis 1 of the valve and into which the fuel is also discharged through the spray openings 60.
  • the channels 28 have a narrow cross section, which throttles the flowing gas and thus serves for metering the gas.
  • the narrow cross section leads to an acceleration of the gas, so that the gas hits the sprayed fuel at high speed and embraces it. This results in the formation of a largely homogeneous fuel-gas mixture.
  • the Fuel-gas mixture is discharged through the mixture spray opening 45, for example, into the intake line of the internal combustion engine.
  • the gas is, for example, air branched off by a bypass in front of a throttle valve in the intake manifold of the internal combustion engine.
  • a bypass in front of a throttle valve in the intake manifold of the internal combustion engine it is also possible to use recirculated exhaust gas from the internal combustion engine to reduce the emission of pollutants or a gas (air, exhaust gas) conveyed by an additional fan.
  • FIG. 5 A lower plate 25 of a perforated body 22 according to a second exemplary embodiment according to the invention is shown in FIG. 5.
  • the same and equivalent parts are identified by the same reference numerals as in FIGS. 1 to 4.
  • the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment only by the number of channels 28 or by the number of lower passage grooves 69 formed in the upper end face 27 of the lower plate 25.
  • the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment only by the number of channels 28 or by the number of lower passage grooves 69 formed in the upper end face 27 of the lower plate 25.
  • the lower through grooves 69 are all formed, for example, on the right side of the respective axis of symmetry 62 and 63, respectively. This leads to the fact that the supply of the gas into the passage opening 66 is swirled. This results in an improved mixture formation of fuel and gas.
  • the upper square plate 24 and the lower square plate 25 are formed from monocrystalline silicon in the third embodiment and bonded together.
  • Spray openings 60, recesses 84, passage opening 66 and upper passage grooves 82 are formed, for example, by anisotropic etching.
  • Concentric to the longitudinal axis 1 of the valve is formed in the lower plate 25 which, starting from the upper end face 27 of the lower plate 25 and extending in the direction of flow in the direction of flow in the form of a truncated pyramid, forms a through passage opening 66.
  • the passage opening 66 e.g. four square spray openings 60, which are formed in the upper plate 24 symmetrically to the valve longitudinal axis 1, in connection.
  • the spray openings 60 extend from an upper end face 80 of the upper plate 24 in the direction of its lower end face 26 in the shape of a truncated pyramid and adjoin one another directly on the lower end face 26 of the upper plate 24.
  • the upper plate 24 is bounded on the outside by four side surfaces 81, which are perpendicular to one another at their ends. Starting from each of the side surfaces 81, a recess 84, which has a rectangular bottom 73 and extends inward in the direction of the spray openings 60, is formed in the lower end face 26 of the upper plate 24, the recesses 64 being symmetrical with respect to the axes of symmetry 62 and 63 lie and be divided into two equal parts by one of them.
  • the recesses 84 taper trapezoidally in the direction of the upper end face 80 of the upper plate 24. Together with the upper end face 27 of the lower plate 25, the recesses 84 each form one Inflow space 65 out.
  • Each inflow space 65 is connected, for example, by two channels 28 to the downstream ends of the spray openings 60.
  • the channels 28 are formed by upper, in the lower end face 26 of the upper plate 24 and the upper end face 80 facing a rectangular bottom 85 having upper passage grooves 82 and the upper end face 27 of the lower plate 25 and are always so narrow across their center lines that they only extend over partial areas of the circumference of the passage opening 66 or one of the spray openings 60.
  • the upper passage grooves 82 have a trapezoidal cross section and taper in the direction of the upper face 80 of the upper plate 24.
  • the axial extent of the upper passage grooves 82 is approximately 0.1 to 0.25 mm.
  • two channels 28 each proceed symmetrically from an inflow space 65 with the same distance and parallel to the respective axes of symmetry 62 and 63.
  • Each channel 28 opens directly into a spray opening 60, and that The gas supplied meets the fuel delivered centrally.
  • FIG. 8 A perforated body 22 according to a fourth exemplary embodiment according to the invention is shown in FIG. 8.
  • the channels 28 running in the upper plate 24 do not open directly into the spray openings 60 of the upper plate 24, but diagonally downward to the valve longitudinal axis 1 inclined into the passage opening 66 of the lower plate 25, so that the gas passes through the inflow spaces 65 and the channels 28 directly into the passage opening 66 and, in contrast to the first three exemplary embodiments, does not meet the delivered fuel at an angle, but at an angle in the fuel flow direction.
  • an inflow of Prevents fuel in the channels 28.
  • the fourth embodiment essentially corresponds to the third embodiment.
  • FIG. 9 A perforated body 22 according to a further, fifth exemplary embodiment according to the invention is shown in FIG. 9. The same and equivalent parts are identified by the same reference numerals as in FIGS. 1 to 8.
  • the square spray openings 60 are formed symmetrically to the valve longitudinal axis 1. Starting from the upper face 80 in the direction of the lower face 26 of the upper plate 24, the square spray openings 60 expand in the shape of a truncated pyramid and adjoin one another directly on the lower face 26.
  • a recess 64 having a rectangular bottom 67 is formed in the upper end face 27 of the lower plate 25 and extends in the direction of the passage opening 66 of the lower plate 25.
  • the recesses 64 lie symmetrically with respect to the axes of symmetry 62 and 63, the axes of symmetry 62 and 63 representing the center lines of the recesses 64.
  • the recesses 64 taper in a trapezoidal manner in the upper plate 24 in the direction facing away.
  • two lower passage grooves 69 are formed in the upper end face 27 of the lower plate 25, for example, which extend as far as the passage opening 66 and open into the passage opening 66.
  • Your Training corresponds to the training of the lower passage grooves 69 in the first embodiment of the invention.
  • a recess 84 having a rectangular base 73 is formed from each of the four side surfaces 81 of the upper plate 24.
  • the recesses 84 extend inwards in the direction of the spray openings 60, end in front of them and, as shown for example in the third exemplary embodiment, lie symmetrically with respect to the symmetry axes 62 and 63, the symmetry axes 62 and 63 representing the central axes of the recesses 64.
  • the trapezoidal recesses 84 taper in the direction of the upper end face 80 of the upper plate 24.
  • the recesses 64 and the recesses 84 which overlap on the upper end face 27 of the lower plate 25 or on the lower end side 26 of the upper plate 24 and together form the respective inflow spaces 65, have identical geometric dimensions and, for example, at least in the region of their overlap an identical position with respect to the axes of symmetry 62 and 63.
  • two upper passage grooves 82 each extend, which extend inwards in the direction of the spray openings 60.
  • the upper passage grooves 82 run parallel to the respective axis of symmetry 62 and 63 and have a trapezoidal tapering cross section and a rectangular bottom 85 facing the upper end face 80.
  • the individual upper passage grooves 82 and the lower passage grooves 69 overlap on the lower end face 26 of the upper plate 24 and on the upper end face 27 of the lower plate 25 such that an upper passage groove 82 and a lower passage groove 69 together each have a channel 28 form, which is not up to a spray opening 60th Sufficient, but inclined downward to the longitudinal axis 1 of the valve, opens into the passage opening 66 of the lower plate 25 and is directed towards one of the fuel jets emerging from the spray openings 60.
  • the respective upper passage grooves 82 and the lower passage grooves 69 have identical geometric dimensions and an identical position with respect to the axis of symmetry 62 and 63, respectively.
  • FIGS. 10 and 11 show a perforated body 22 according to a sixth exemplary embodiment according to the invention, FIG. 11 showing a plan view in the direction of the lower plate 25 corresponding to a section along the line XI-XI in FIG. 10.
  • the same and equivalent parts are identified with the same reference numerals as in Figures 1 to 9.
  • the perforated body 22 consists of the upper square plate 24 and the lower square plate 25, both of which are made of monocrystalline silicon and are bonded together.
  • the upper square plate 24 and the lower square plate 25 have identical external dimensions. In the upper plate 24, as indicated by dashed lines in FIG.
  • four square spray openings 60 are formed, for example, which run symmetrically to the valve longitudinal axis 1 and which extend from the upper end face 80 and to the lower end face 26 of the upper plate 24 in the shape of a truncated pyramid and adjoin one another directly on the lower end face 26.
  • the lower plate 25 has a passage opening 66 which runs concentrically to the valve longitudinal axis 1 and which, for example, has a square cross section and widens trapezoidally in the direction facing away from the upper plate 24.
  • symmetry axes 62 and 63 running parallel to the side surfaces 61, 88 denotes a first and 89 a second diagonal of the lower plate 25.
  • lower passage grooves 69 and symmetrical to the two diagonals 88 and 89 starting from the corners 91, two mutually opposite lower passage grooves 69 'in the upper end face 27 of the lower plate 25 formed, which extend inwardly to the passage opening 66.
  • the axes of symmetry 62 and 63 and the diagonals 88 and 89 form the central axes of the lower passage grooves 69 and 69 '.
  • the lower passage grooves 69 running parallel to the axes of symmetry 62 and 63 have a rectangular bottom 90
  • the lower passage grooves 69 'running symmetrically to the diagonals 88 and 89 have a bottom 90' tapering in the direction of the passage opening 66.
  • the lower passage grooves 69 and 69 'taper in a trapezoidal manner.
  • the lower passage grooves 69 and 69 ′ form the channels 28 opening into the passage opening 66.
  • This exemplary embodiment enables a particularly uniform encapsulation and preparation of the fuel discharged from the spray openings 60 by means of the gas supplied through the channels 28.
  • FIGS. 12 to 14 show a perforated body 22 according to a seventh exemplary embodiment according to the invention, the same and equivalent parts being identified by the same reference numerals as in FIGS. 1 to 11.
  • FIG. 13 shows a section along the line XIII-XIII in FIG 12
  • FIG. 14 is a view of the upper plate 24 corresponding to a section along the line XIV-XIV in FIG. 13.
  • the upper square plate 24 and the lower square plate 25 are formed from monocrystalline silicon and are connected to one another, for example, by bonding.
  • the rectangular through-opening 66 Concentric to the valve longitudinal axis 1 is formed in the lower plate 25, the rectangular through-opening 66 which widens in the shape of a truncated pyramid in the flow direction, starting from an upper end face 27 of the lower plate.
  • the passage opening 66 e.g. four square spray openings 60, which are formed in the upper plate 24 symmetrically to the valve longitudinal axis 1, in connection.
  • the spray openings 60 expand starting from an upper end face 80 of the upper plate 24 in the direction of its lower end face 26 in the shape of a truncated pyramid and, for example, adjoin one another directly on the lower end face 26 of the upper plate 24.
  • one, one e.g. recess 84, 84 ' which has a rectangular bottom 73 and extends inward in the direction of the spray openings 60, is formed in the lower end face 26 of the upper plate 24.
  • the recesses 84 are e.g. symmetrical to the axis of symmetry 63 and the recesses 84 'e.g. symmetrical to the axis of symmetry 62, are divided into two parts of equal size by their axis of symmetry 63 and 62 and taper in the direction of the upper face 80 of the upper plate 24. Together with the upper face 27 of the lower plate 25, the recesses 84 and 84 'each have an inflow space 65 or 65'.
  • Two mutually opposite inflow spaces 65 which are divided into two parts of equal size, for example by the axis of symmetry 63, are each connected to the downstream ends of the spray openings 60 by two channels 28.
  • the channels 28 are formed by upper, in the lower end face 26 of the upper plate 24 upper passage grooves 82 and the upper end face 27 of the lower plate 25 and are, for example, so narrow transversely to their center lines that they only extend over partial areas of the spray openings 60 .
  • the upper passage grooves 82 taper in the direction of the upper end face 80 of the upper plate 24.
  • the two other, opposite inflow spaces 65 'arranged at an angle to it are connected to the passage opening 66 of the lower plate 25 through two channels 28 'which do not reach an injection opening 60 but are inclined downwards to the longitudinal axis 1 of the valve.
  • the channels 28 ' are formed by upper passage grooves 82' running in the upper plate 24. The gas thus passes through the inflow spaces 65 'and the channels 28' directly into the passage opening 66 and strikes the dispensed fuel obliquely in the fuel flow direction.
  • the exemplary embodiments according to the invention enable the gas to be metered in a confined space without the channels 28, 28 ', which are always so narrow transversely to their center lines that they only extend over partial regions of the circumference of the passage opening 66 or one of the spray openings 60, must be set on the fully assembled valve to achieve the desired metered gas volume. Therefore, a very precise manufacture of the upper plate 24 and the lower plate 25 is required. For this purpose, it is particularly advantageous to form the upper plate 24 and the lower plate 25 from monocrystalline silicon and the spray opening 60, the recesses 64 and 84, 84 ', the through opening 66, the lower through grooves 69, 69' and the upper through grooves 82 , 82 ', for example, by anisotropic etching.
  • the perforated body 22 can not only be used in fuel injection valves for fuel injection systems but can also be used to atomize other media, namely whenever the finest liquid droplets are required, for example for uniform spraying of paints and varnishes and in manufacturing processes or the like.

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Abstract

Bekannte Ventile zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches weisen an ihrem stromabwärtigen Ende eine Gasführungshülse aus einem Blech auf. Zur Einstellung der Gasmenge ist es aufgrund der Fertigungstoleranzen erforderlich, die Gasmenge an jedem einzelnen Ventil zu messen und dann die Gasführungshülse entsprechend zu verformen. Das neue Ventil zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches hat einen Lochkörper (22), der aus einem oberen Plättchen (24) und einem unteren Plättchen (25) besteht, die beispielsweise beide aus monokristallinem Silizium ausgebildet sind. Zwischen dem oberen Plättchen (24) und dem unteren Plättchen (25) ist wenigstens ein Kanal (28, 28') ausgebildet, über den das Gas auf den durch die wenigstens eine Abspritzöffnung (60) abgegebenen Brennstoff trifft. Eine Einstellung der zugemessenen Gasmenge ist nicht erforderlich. Der Lochkörper und das Ventil eignen sich besonders für Einspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. <IMAGE>

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Lochkörper bzw. einem Ventil mit einem Lochkörper nach Anspruch 1 bzw. 15. Aus der DE 32 40 554 A1 ist bereits ein Einspritzventil zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches bekannt, das an seinem stromabwärtigen Ende eine Gasführungshülse aus einem Blech aufweist. Die Abspritzöffnung des Einspritzventils ist von einem mit einem Gasringkanal in Verbindung stehenden Gasringspalt an der Gasführungshülse in unmittelbarer Nähe umgeben. Zur Anpassung des die Gasmenge zumessenden Gasringspaltes an die Bedürfnisse der Brennkraftmaschine ist es aufgrund der Fertigungstoleranzen des Gasringspaltes erforderlich, die Gasmenge an jedem einzelnen Einspritzventil zu messen und dann die Gasführungshülse entsprechend zu verbiegen oder zu verschieben, d. h. einzustellen. Dieser Einstellvorgang und damit die Optimierung des Gasringspaltes erfordert einen hohen Aufwand, so daß die Herstellung des bekannten Einspritzventils in der Großserienfertigung hohe Kosten verursacht.
  • Bekannt ist des weiteren aus der EP 0 354 659 A2 ein Einspritzventil, bei dem ein aus zwei Siliziumplättchen bestehender Lochkörper verwendet ist. Die Abspritzöffnungen des oberen Plättchens und die Durchlaßöffnung des unteren Plättchens sind dabei versetzt zueinander angeordnet. Die Plättchen dienen jedoch nur zur Brennstoffaufbereitung bzw. -zumessung, aber nicht zur Dosierung eines den Brennstoff umfassenden Gases.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Lochscheibe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 hat demgegenüber den Vorteil, auf einfache Art und Weise eine besonders exakte Ausbildung der der Zufuhr eines ersten Mediums dienenden Abspritzöffnungen und der der Zufuhr eines zweiten Mediums dienenden Kanäle und damit eine exakte Zumessung der beiden Medien zu gewährleisten, ohne daß eine Einstellung erforderlich ist. So lassen sich auf engstem Raum eine exakte und homogene Mischung der beiden Medien bzw. kleinste Flüssigkeitströpfchen erzielen.
  • Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 15 hat den Vorteil, die Zumessung des Brennstoffs und die Zumessung des den Brennstoff aufbereitenden und umfassenden Gases durch die exakte Ausbildung der Kanäle auf engstem Raum zu ermöglichen, ohne daß eine Einstellung der zugemessenen Gasmenge an dem fertig montierten Einspritzventil erforderlich ist. Durch diese Kombination von Brennstoff- und Gaszumessung auf engstem Raum wird eine sehr gute Brennstoffaufbereitung erreicht. Eine entsprechende Lage der Kanäle in dem Lochkörper erlaubt es, das Gas gezielt auf den Brennstoffstrahl oder die Brennstoffstrahlen zu richten.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Lochkörpers und des im Anspruch 15 angegebenen Ventils möglich.
  • Für eine besonders genaue Zumessung des Brennstoffs und des auf den Brennstoff gerichteten Gases ist es vorteilhaft, wenn das obere Plättchen und das untere Plättchen aus monokristallinem Silizium ausgebildet und Öffnungen, Nuten und Ausnehmungen des oberen Plättchens und des unteren Plättchens durch anisotropes Ätzen ausgeformt sind. Die Plättchen sind so nicht nur auf einfache Art und Weise herstellbar, sie weisen zudem eine außergewöhnlich hohe Fertigungsgenauigkeit auf.
  • Es ist von Vorteil, wenn das obere Plättchen und das untere Plättchen durch Bonden miteinander verbunden sind und so eine zuverlässige Verbindung zwischen beiden geschaffen ist.
  • Für eine einfache und kostengünstige Ausbildung des wenigstens einen Kanals ist es vorteilhaft, wenn in einer dem oberen Plättchen zugewandten oberen Stirnseite des unteren Plättchens wenigstens eine untere Durchlaßnut ausgeformt ist, die zusammen mit einer gegenüberliegenden, dem unteren Plättchen zugewandten unteren Stirnseite des oberen Plättchens den wenigstens einen Kanal bildet.
  • Aus dem gleichen Grund ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn in der dem unteren Plättchen zugewandten unteren Stirnseite des oberen Plättchens wenigstens eine obere Durchlaßnut ausgeformt ist, die zusammen mit der gegenüberliegenden, dem oberen Plättchen zugewandten Stirnseite des unteren Plättchens den wenigstens einen Kanal bildet.
  • Für die Zufuhr des Gases zu den Kanälen ist es besonders vorteilhaft, wenn von Seitenflächen des oberen Plättchens und/oder des unteren Plättchens Ausnehmungen ausgehen, die sich in Richtung der wenigstens einen Abspritzöffnung bzw. der Durchlaßöffnung erstrecken und die eine Verbindung zwischen dem Umfang des Plättchens und den Kanälen des Lochkörpers herstellen.
  • Ist jedoch die Zufuhr einer besonders großen Gasmenge und damit eine große Querschnittsfläche des wenigstens einen Kanals erforderlich, so ist es vorteilhaft, wenn die dem unteren Plättchen zugewandte untere Stirnseite des oberen Plättchens wenigsten eine obere Durchlaßnut sowie die dem oberen Plättchen zugewandte obere Stirnseite des unteren Plättchens wenigstens eine untere Durchlaßnut aufweisen, so daß der wenigstens eine Kanal durch die wenigstens eine obere Durchlaßnut und die wenigstens eine untere Durchlaßnut gebildet ist.
  • Für eine gute Zerstäubung des Brennstoffs ist es vorteilhaft, wenn die Mittellinie des Kanals in einer Ebene mit der Mittellinie der wenigstens einen Abspritzföffnung liegt.
  • Um ein Einströmen des Brennstoffs in die Kanäle zu verhindern ist es von Vorteil, wenn in dem oberen Plättchen die wenigstens eine obere Durchlaßnut so ausgestaltet ist, daß sie nicht bis zu einer Abspritzöffnung reicht und daß der Kanal in die Durchlaßöffnung zur Ventillängsachse geneigt mündet.
  • Für die Zufuhr des Gases zu dem Lochkörper ist es vorteilhaft, wenn das Abspritzende des Ventils den Lochkörper aufnimmt und von einer Zufuhrbuchse umgeben ist, an deren Umfang zumindest eine der Gaszufuhr dienende Queröffnung ausgebildet ist.
    • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
    • Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines teilweise dargestellten, erfindungsgemäß ausgebildeten Einspritzventils,
    • Figur 2 eine Ansicht eines Lochkörpers gemäß des ersten Ausführungsbeispiels,
    • Figur 3 eine Draufsicht auf ein unteres Plättchen entsprechend einem Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2,
    • Figur 4 eine Ansicht des Lochkörpers gemäß des ersten Ausführungsbeispiels in Richtung des Pfeiles X in Figur 2,
    • Figur 5 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines unteren Plättchens gemäß einem der Figur 3 entsprechenden Schnitt eines Lochkörpers,
    • Figur 6 eine Ansicht eines Lochkörpers gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels,
    • Figur 7 eine Ansicht auf ein oberes Plättchen entsprechend einem Schnitt entlang der Linie VII-VII in Figur 6,
    • Figur 8 eine Ansicht eines Lochkörpers gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels,
    • Figur 9 eine Ansicht eines Lochkörpers gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels,
    • Figur 10 eine Ansicht eines Lochkörpers gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels,
    • Figur 11 eine Draufsicht auf ein unteres Plättchen entsprechend einem Schnitt entlang der Linie XI-XI in Figur 10,
    • Figur 12 einen Schnitt eines Lochkörpers gemäß eines siebten Ausführungsbeispiels entlang der Linie XII-XII in Figur 14,
    • Figur 13 einen Schnitt entlang der Linie XIII-XIII in Figur 12 und
    • Figur 14 eine Ansicht auf ein oberes Plättchen entsprechend einem Schnitt entlang der Linie XIV-XIV in Figur 13.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Die Figur 1 zeigt ein teilweise dargestelltes, beispielsweise für Einspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen verwendbares Brennstoffeinspritzventil gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Konzentrisch zu einer Ventillängsachse 1 weist ein z.B. aus einem ferromagnetischen Material ausgebildeter Düsenkörper 2 des Ventils einen abgestuften Strömungskanal 5 auf. In dem Strömungskanal 5 ist eine Ventilnadel 8 angeordnet. Mit ihrem stromabwärtigen Ende, das z.B. als stromabwärts sich konisch verjüngendes Ventilschließteil 9 ausgebildet ist, wirkt die Ventilnadel 8 mit einer sich beispielsweise in Strömungsrichtung konisch verjüngenden Ventilsitzfläche 10 des abgestuften Strömungskanals 5 zusammen. Ein stromaufwärts der Ventilsitzfläche 10 ausgebildeter Führungsabschnitt 11 des Strömungskanals 5 dient zur Führung der Ventilnadel 8 bei ihrer Axialbewegung, wobei die Ventilnadel 8 mit ihrem einen oberen Führungsbund 13 und mit ihrem einen unteren Führungsbund 14 den Führungsabschnitt 11 des Strömungskanals 5 mit geringem radialen Abstand durchragt.
  • Die Axialbewegung der Ventilnadel 8 und damit das Öffnen und Schließen des Ventils erfolgt beispielsweise in bekannter Weise elektromagnetisch. Wie in der Figur 1 angedeutet, ist die Ventilnadel 8 an ihrem der Ventilsitzfläche 10 abgewandten Ende mit einem Anker 17 verbunden, der mit einer Magnetspule 18 und einem Innenpol 16 des Brennstoffeinspritzventils zusammenwirkt.
  • Der Strömungskanal 5 setzt sich beispielsweise in der Magnetspule 18 abgewandter Richtung anschließend an die konische Ventilsitzfläche 10 in einem zylindrischen Durchflußabschnitt 19 fort und endet in einer Strömungsöffnung 20 des Düsenkörpers 2. In stromabwärtiger Richtung sich unmittelbar an die Strömungsöffnung 20 anschließend ist ein Lochkörper 22 angeordnet, der aus einem der Ventilsitzfläche 10 zugewandten, z.B. quadratischen oberen Plättchen 24 und einem quadratischen unteren Plättchen 25 besteht. Das obere Plättchen 24 liegt mit seiner einen, der Strömungsöffnung 20 abgewandten unteren Stirnseite 26 an einer dem oberen Plättchen 24 zugewandten oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 an und ist mit diesem verbunden. Sowohl das obere Plättchen 24 als auch das untere Plättchen 25 sind beispielsweise aus monokristallinem Silizium ausgebildet, es ist aber auch die Wahl eines anderen geeigneten Werkstoffes, z.B. eines anderen monokristallinen Halbleiters wie Germanium oder eines Verbundhalbleiters wie Galliumarsenid möglich. Die axiale Dicke des oberen Plättchens 24 und des unteren Plättchens 25 beträgt jeweils etwa 0,2 bis 0,5 mm, vorzugsweise etwa 0,3 mm.
  • Zwischen dem oberen Plättchen 24 und dem unteren Plättchen 25 ist wenigstens ein Kanal 28 ausgebildet, über den ein der Bildung eines Brennstoff-Gas-Gemisches dienendes Gas radial vom Umfang der Plättchen 24, 25 hergeleitet zum Brennstoff hin strömen kann.
  • Um eine gleichbleibende Position des Lochkörpers 22 zu der Strömungsöffnung 20 des abgestuften Strömungskanals 5 zu gewährleisten und ein horizontales Verschieben des Lochkörpers 22 gegenüber der Strömungsöffnung 20 zu verhindern, ist in einer Stirnfläche 34 eines stromabwärtigen Abspritzendes 29 des Düsenkörpers 2 eine Ausnehmung 30 in der Form ausgebildet, daß die Ausnehmung 30 den Lochkörper 22 umfaßt und die Strömungsöffnung 20 an dem Boden 21 der Ausnehmung 30 an dem der Lochkörper 22 mit dem oberen Plättchen 24 anliegt, mündet. Damit das Gas zu dem wenigstens einen Kanal 28 des Lochkörpers 22 gelangen kann, ist beispielsweise in radialer Richtung zwischen dem Umfang des Abspritzendes 29 des Düsenkörpers 2 und der Ausnehmung 30 zumindest eine Zufuhrnut 33 ausgebildet, die sich z.B. in axialer Richtung ausgehend von der Stirnfläche 34 des Abspritzendes 29 der Ventilsitzfläche 10 zugewandt zumindest bis zu dem wenigstens einen Kanal 28 erstreckt.
  • Es ist aber auch möglich, daß zu dem gleichen Zweck in dem Abspritzende 29 des Düsenkörpers 2 zumindest eine Zufuhrbohrung oder zwischen dem äußeren Rand des Lochkörpers 22 und der Wandung der Ausnehmung 30 zumindest ein Zufuhrkanal ausgebildet ist.
  • Der Düsenkörper 2 ist an seinem der Stirnfläche 34 zugewandten Ende beispielsweise von einer Zufuhrbuchse 36 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung umgeben. In axialer Richtung im Bereich des Abspritzendes 29 weist die Zufuhrbuchse 36 beispielsweise vier Queröffnungen 37 auf, die sich in radialer Richtung von dem Umfang der Zufuhrbuchse 36 nach innen zu einem ringförmigen Zufuhrraum 38 erstrecken, der zwischen dem Umfang des Abspritzendes 29 und einer abgestuften Längsöffnung 39 der Zufuhrbuchse 36 gebildet ist.
  • Ein dem Abspritzende 29 des Düsenkörpers 2 zugewandter Boden 40 der Zufuhrbuchse 36 hat in radialer Richtung der Ventillängsachse 1 zugewandt einen Anlageabsatz 42. Der Anlageabsatz 42 ragt mit einer ebenen, senkrecht zu der Ventillängsachse 1 verlaufenden Anlagefläche 43 in axialer Richtung dem Abspritzende 29 zugewandt über den Boden 40 hinaus. Die Zufuhrbuchse 36 liegt mit ihrer ebenen Anlagefläche 43 dicht an dem Lochkörper 22 an, fixiert so zuverlässig die axiale Position des Lochkörpers 22 in der Ausnehmung 30 des Düsenkörpers 2 und sorgt dafür, daß das Gas ausschließlich über den wenigstens einen Kanal 28 zu dem abgespritzten Brennstoff hin strömt. Unmittelbar in Strömungsrichtung an den Lochkörper 22 anschließend geht von dem Boden 40 der Zufuhrbuchse 36 eine beispielsweise zylindrische, konzentrisch zu der Ventillängsachse 1 verlaufende Mischöffnung 44 aus, an die sich in stromabwärtiger Richtung eine sich trichterförmig erweiternde Gemischabspritzöffnung 45 anschließt.
  • In der Längsöffnung 39 der Zufuhrbuchse 36 ist an ihrem der Gemischabspritzöffnung 45 abgewandten Ende oberhalb der beispielsweise vier Queröffnungen 37 eine erste Ringnut 47 ausgebildet, die einen Dichtring 48 aufnimmt. Der Dichtring 48 bildet eine Abdichtung zwischen dem Umfang des Düsenkörpers 2 und der Längsöffnung 39 der Zufuhrbuchse 36.
  • Wird das Ventil mit seiner Zufuhrbuchse 36 in eine Ventilaufnahme beispielsweise einer Ansaugleitung der Brennkraftmaschine montiert, so ist es notwendig, die Zufuhrbuchse 36 oberhalb und unterhalb ihrer Queröffnungen 37 gegenüber der Wandung der Ventilaufnahme abzudichten. Zu diesem Zweck sind am Umfang der Zufuhrbuchse 36 oberhalb der Queröffnungen 37 der Magnetspule 18 Zugewandt eine zweite Ringnut 50 und unterhalb der Queröffnungen 37 eine dritte Ringnut 51 ausgeformt, in denen jeweils ein Dichtring angeordnet werden kann.
  • Die Figur 2 zeigt den Lochkörper 22 gemäß des ersten, in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels. In der Figur 3 ist eine Draufsicht auf das untere Plättchen 25 entsprechend einem Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2 und in der Figur 4 eine Ansicht des Lochkörpers 22 in Richtung des Pfeiles X in Figur 2 dargestellt.
  • Wie aus den Figuren ersichtlich, hat das z.B. quadratische obere Plättchen 24 symmetrisch zu der Ventillängsachse 1 beispielsweise vier pyramidenstumpfförmige Abspritzöffnungen 60, die sich in Richtung zur unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 erweitern und an der unteren Stirnseite 26 unmittelbar aneinandergrenzen. Die Strömungsöffnung 20 des Strömungskanals 5 hat einen alle Abspritzöffnungen 60 überdeckenden Querschnitt und steht mit den Abspritzöffnungen 60 in stromabwärtiger Richtung in Verbindung. Die Kantenlänge der Abspritzöffnungen 60 trägt an ihrer engsten Stelle etwa 0,1 bis 0,25 mm.
  • Das z.B. ebenfalls quadratische untere Plättchen 25 hat vier äußere Seitenflächen 61, die das untere Plättchen 25 in vertikaler, parallel zu der Ventillängsachse 1 verlaufender Richtung nach außen hin begrenzen und die an ihren Enden senkrecht zueinander stehen. Für die Montage des aus dem oberen Plättchen 24 und dem unteren Plättchen 25 bestehenden Lochkörpers 22 ist es, wie auch in den Figuren gemäß der Ausführungsbeispiele dargestellt, besonders zweckmäßig, daß das obere Plättchen 24 und das untere Plättchen 25 bezüglich der Umfangsform identische Abmessungen aufweisen. Der Lochkörper 22 hat eine erste Symmetrieachse 62 und eine zweite Symmetrieachse 63, die die äußeren Seitenflächen 61 halbieren. Jeweils ausgehend von einer äußeren Seitenfläche 61 und schmäler als diese ist mittensymmetrisch zu der Symmetrieachse 62 bzw. 63 in der oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 je eine Ausnehmung 64 mit einem rechteckförmigen Boden 67 ausgeformt. Die Ausnehmungen 64 erweitern sich in Richtung vom Boden 67 zur oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 trapezförmig und bilden zusammen mit der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 je einen Zuströmraum 65. Konzentrisch zu der Ventillängsachse 1 hat das untere Plättchen 25 eine beispielsweise quadratische Durchlaßöffnung 66, die sich in Strömungsrichtung pyramidenstumpfförmig erweitert. Die Ausnehmungen 64 bzw. die Zuströmräume 65 erstrecken sich nach innen in Richtung der Durchlaßöffnung 66, ohne jedoch unmittelbar mit der Durchlaßöffnung 66 in Verbindung zu stehen.
  • In Richtung der jeweiligen Symmetrieachse 62 bzw. 63 sind zwischen jeder Ausnehmung 64 und der Durchlaßöffnung 66 in der oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 wenigstens je eine, in dem erstem Ausführungsbeispiel beispielsweise zwei nach innen führende untere Durchlaßnuten 69 ausgeformt, die zusammen mit der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 je einen Kanal 28 bilden. Die Kanäle 28 stellen eine Verbindung zwischen den zum Umfang der Plättchen 24, 25 hin offenen Zuströmräumen 65 und der Durchlaßöffnung 66 des Lochkörpers 22 her und verlaufen parallel zu den jeweiligen Symmetrieachsen 62 bzw. 63. Die zwei von einem gemeinsamen Zuströmraum 65 ausgehenden, nebeneinanderliegenden Kanäle 28 weisen den gleichen Abstand zu der jeweiligen Symmetrieachse 62 bzw. 63 auf, so daß sich eine achsen- und punktsymmetrische Ausbildung des Lochkörpers 22 ergibt. Die unteren Durchlaßnuten 69 haben einen rechteckförmigen Boden 73 und erweitern sich bis zur oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 trapezförmig. Die axiale Erstreckung der unteren Durchlaßnuten 69 in Richtung der Symmetrieachsen 62, 63 beträgt etwa 0,1 bis 0,25 mm. Die Kanäle 28 sind vorzugsweise so ausgerichtet, daß das austretende Gas jeweils auf den aus einer der Abspritzöffnungen 60 austretenden Brennstoff trifft. Die Mittellinien der Kanäle 28 liegen vorzugsweise in einer Ebene, die durch wenigstens eine der Mittellinien der Abspritzöffnungen 60 verläuft. Die Kanäle 28 sind quer zu ihren Mittellinien immer so schmal, daß sie sich nur über Teilbereiche des Umfangs der Durchlaßöffnung 66 bzw. einer der Abspritzöffnungen 60 erstrecken.
  • Die Ausbildung der Abspritzöffnungen 60, der Ausnehmungen 64, der Durchlaßöffnung 66 und der unteren Durchlaßnuten 69 in den aus monokristallinem Silizium bestehenden oberen Plättchen 24 und unteren Plättchen 25 erfolgt in bekannter Weise beispielsweise durch anisotropes Ätzen. Zunächst werden die Ebenen eines dünnen Siliziumplättchens poliert, mit einer dünnen Oxydschicht überzogen und auf die Ebenen wird eine Fotoschicht aufgebracht. Eine Fotomaske wird auf die Fotoschicht gelegt und anschließend belichtet. Durch Verwendung einer Entwicklerflüssigkeit entsteht auf dem Plättchen ein Muster aus mit der Fotoschicht bedeckten Stellen und blankem Oxyd. In einem Bad mit Flußsäure werden die freiliegenden Oxydstellen weggeätzt, anschließend wird Fotoschicht entfernt. So erhält man ein Oxydmuster auf dem Plättchen, das als Maske für das nachfolgende Ätzen dient. Laugen oder Säuren greifen das freiliegende Silizium an und lassen in dem monokristallinen Plättchen Vertiefungen entstehen. Bei Verwendung anisotroper Ätzmittel wachsen die Vertiefungen ausschließlich in die Tiefe, ohne sich zu verbreitern. Die Seitenwände der Vertiefungen werden dabei durch die Kristallebenen des Siliziumplättchens gebildet, so daß sich ein trapezförmiger Querschnitt der Vertiefungen ergibt. Der Ätzvorgang kommt zum Stillstand, sobald in Ätzrichtung eine beispielsweise mit Bor dotierte Schicht erreicht wird.
  • Neben den in dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellten, mittels anisotropen Ätzen ausgeformten trapezförmigen bzw. pyramidenstumpfförmigen Querschnitten der Abspritzöffnungen 60, der Ausnehmungen 64, der Durchlaßöffnungen 66 und der unteren Durchlaßnuten 69 sind aber auch andere, beispielsweise rechteckförmige Querschnitte möglich.
  • Die untere Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 und die obere Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 sind durch Bonden miteinander verbunden. Zu diesem Zweck werden zunächst die untere Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 und die obere Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 poliert und die Oberflächen chemisch behandelt.
  • Anschließend werden die präparierten Oberflächen des miteinander zu verbindenden oberen Plättchens 24 und des unteren Plättchens 25 bei Raumtemperatur zusammengebracht. Der Bondprozeß wird beispielsweise durch eine Temperaturbehandlung des oberen Plättchens 24 und des unteren Plättchens 25 in einer Stickstoffatmosphäre beendet.
  • Das der Bildung des Brennstoff-Gas-Gemisches dienende Gas gelangt durch die Queröffnungen 37 in den Zufuhrraum 38, der zwischen dem Umfang des Düsenkörpers 2 und der Längsöffnung 39 der Zufuhrbuchse 36 gebildet ist. Von dort strömt das Gas durch die beispielsweise vier Zuströmräume 65 und die mit diesen in Verbindung stehenden je zwei Kanäle 28 zur konzentrisch zu der Ventillängsachse 1 verlaufenden Durchlaßöffnung 66 des Lochkörpers 22, in die auch der Brennstoff durch die Abspritzöffnungen 60 abgegeben wird.
  • Die Kanäle 28 weisen einen engen Querschnitt auf, der eine Drosselung des strömenden Gases bewirkt und damit der Zumessung des Gases dient. Zudem führt der enge Querschnitt zu einer Beschleunigung des Gases, so daß das Gas auf den abgespritzten Brennstoff mit hoher Geschwindigkeit trifft und diesen umfaßt. Dadurch wird die Bildung eines weitestgehend homogenen Brennstoff-Gas-Gemisches erzielt. Das Brennstoff-Gas-Gemisch wird durch die Gemischabspritzöffnung 45 z.B. in die Ansaugleitung der Brennkraftmaschine abgegeben.
  • Bei dem Gas handelt es sich beispielsweise um durch einen Bypass vor einer Drosselklappe in dem Saugrohr der Brennkraftmaschine abgezweigte Luft. Es ist aber auch die Verwendung rückgeführten Abgases der Brennkraftmaschine zur Reduzierung der Schadstoffabgabe oder eines durch ein Zusatzgebläse geförderten Gases (Luft, Abgas) möglich.
  • Ein unteres Plättchen 25 eines Lochkörpers 22 gemäß eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels ist in der Figur 5 dargestellt. Gleiche und gleichwirkende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wie in den Figuren 1 bis 4.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich durch die Anzahl der Kanäle 28 bzw. durch die Anzahl der in der oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 ausgeformten unteren Durchlaßnuten 69. Von den vier Ausnehmungen 64 der oberen Stirnseite 27 ausgehend, ist jeweils eine nach innen führende untere Durchlaßnut 69 ausgebildet, die z.B. parallel zu der jeweiligen Symmetrieachse 62 bzw. 63 des unteren Plättchens 25 verläuft und in die Durchlaßöffnung 66 mündet. In Strömungsrich]ung von dem jeweiligen Zuströmraum 65 ausgehend zu der Durchgangsöffnung 66 des unteren Plättchens 25, sind die unteren Durchlaßnuten 69 beispielsweise alle auf der rechten Seite der jeweiligen Symmetrieachse 62 bzw. 63 ausgebildet. Dies führt dazu, daß die Zufuhr des Gases in die Durchlaßöffnung 66 drallbehaftet erfolgt. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Gemischbildung von Brennstoff und Gas.
  • In der Figur 6 und der Figur 7, die eine Ansicht auf das obere Plättchen 24 entsprechend einem Schnitt entlang der Linie VII-VII in Figur 6 zeigt, ist ein Lochkörper 22 gemäß eines dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dargestellt, wobei gleiche und gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind wie in den Figuren 1 bis 5. Wie schon bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen sind auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel das obere quadratische Plättchen 24 und das untere quadratische Plättchen 25 aus monokristallinem Silizium ausgebildet und durch Bonden miteinander verbunden. Abspritzöffnungen 60, Ausnehmungen 84, Durchlaßöffnung 66 und obere Durchlaßnuten 82 sind beispielsweise durch anisotropes Ätzen ausgeformt.
  • Konzentrisch zu der Ventillängsachse 1 ist in dem unteren Plättchen 25 die sich von der oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 ausgehend in Strömungsrichtung pyramidenstumpfförmig erweiternde, quadratische Durchlaßöffnung 66 ausgebildet. Mit der Durchlaßöffnung 66 stehen z.B. vier quadratische Abspritzöffnungen 60, die in dem oberen Plättchen 24 symmetrisch zu der Ventillängsachse 1 ausgeformt sind, in Verbindung. Die Abspritzöffnungen 60 erweitern sich ausgehend von einer oberen Stirnseite 80 des oberen Plättchens 24 in Richtung seiner unteren Stirnseite 26 pyramidenstumpfförmig und grenzen an der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 unmittelbar aneinander.
  • Das obere Plättchen 24 wird nach außen durch vier Seitenflächen 81 begrenzt, die an ihren Enden rechtwinklig zueinander stehen. Ausgehend von jeder der Seitenflächen 81 ist je eine, einen rechteckigen Boden 73 aufweisende, sich nach innen in Richtung der Abspritzöffnungen 60 erstreckende Ausnehmung 84 in der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 ausgeformt, wobei die Ausnehmungen 64 symmetrisch zu den Symmetrieachsen 62 bzw. 63 liegen und durch eine von diesen in zwei gleich große Teile geteilt werden. Die Ausnehmungen 84 verjüngen sich in Richtung der oberen Stirnseite 80 des oberen Plättchens 24 trapezförmig. Zusammen mit der oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 bilden die Ausnehmungen 84 jeweils einen Zuströmraum 65 aus. Jeder Zuströmraum 65 ist beispielsweise durch jeweils zwei Kanäle 28 mit den stromabwärtigen Enden der Abspritzöffnungen 60 verbunden. Die Kanäle 28 sind durch obere, in der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 verlaufende und der oberen Stirnseite 80 zugewandt einen rechteckigen Boden 85 aufweisende obere Durchlaßnuten 82 und die obere Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 gebildet und sind quer zu ihren Mittellinien immer so schmal, daß sie sich nur über Teilbereiche des Umfanges der Durchlaßöffnung 66 bzw. einer der Abspritzöffnungen 60 erstrecken. Die oberen Durchlaßnuten 82 weisen einen trapezförmigen Querschnitt auf und verjüngen sich in Richtung der oberen Stirnseite 80 des oberen Plättchens 24. Die axiale Erstreckung der oberen Durchlaßnuten 82 beträgt etwa 0,1 bis 0,25 mm.
  • Um ein besonders homogenes Brennstoff-Gas-Gemisch zu erzielen, verlaufen je zwei Kanäle 28 ausgehend von je einem Zuströmraum 65 symmetrisch mit gleichem Abstand und parallel zu den jeweiligen Symmetrieachsen 62 bzw. 63. Jeder Kanal 28 mündet unmittelbar in eine Abspritzöffnung 60, und das zugeführte Gas trifft dort auf den zentral abgegebenen Brennstoff.
  • Ein Lochkörper 22 gemäß eines vierten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels ist in der Figur 8 gezeigt. Gleiche und gleichwirkende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wie in den Figuren 1 bis 7. Im Unterschied zu dem dritten Ausführungsbeispiel münden die im oberen Plättchen 24 verlaufenden Kanäle 28 nicht unmittelbar in die Abspritzöffnungen 60 des oberen Plättchens 24, sondern schräg nach unten zur Ventillängsachse 1 geneigt in die Durchlaßöffnung 66 des unteren Plättchens 25, so daß das Gas durch die Zuströmräume 65 und die Kanäle 28 direkt in die Durchlaßöffnung 66 gelangt und im Gegenatz zu den ersten drei Ausführungsbeispielen nicht senkrecht, sondern in Brennstoffströmungsrichtung schräg auf den abgegebenen Brennstoff trifft. Zudem wird ein Einströmen des Brennstoffes in die Kanäle 28 verhindert. Im übrigen entspricht das vierte Ausführungsbeispiel im wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel.
  • Ein Lochkörper 22 gemäß eines weiteren, fünften erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels ist in der Figur 9 dargestellt. Gleiche und gleichwirkende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wie in den Figuren 1 bis 8.
  • In dem oberen Plättchen 24 sind z.B. vier quadratische Abspritzöffnungen 60 symmetrisch zu der Ventillängsachse 1 ausgeformt. Die quadratischen Abspritzöffnungen 60 erweitern sich ausgehend von der oberen Stirnseite 80 in Richtung der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 pyramidenstumpfförmig und grenzen an der unteren Stirnseite 26 unmittelbar aneinander. Das untere Plättchen 25 hat konzentrisch zu der Ventillängsachse 1 die sich in Strömungsrichtung pyramidenstumpfförmig erweiternde, einen quadratischen Querschnitt aufweisende Durchlaßöffnung 66.
  • Ausgehend von jeder der vier Seitenflächen 61 des unteren Plättchens 25 sind in der oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 je eine, einen rechteckförmigen Boden 67 aufweisende Ausnehmung 64 ausgebildet, die sich in Richtung der Durchlaßöffnung 66 des unteren Plättchens 25 erstreckt. Die Ausnehmungen 64 liegen, wie zu dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt, symmetrisch zu den Symmetrieachsen 62 bzw. 63, wobei die Symmetrieachsen 62 bzw. 63 die Mittellinien der Ausnehmungen 64 darstellen. Die Ausnehmungen 64 verjüngen sich in dem oberen Plättchen 24 abgewandter Richtung trapezförmig.
  • Ausgehend von jeder der vier Ausnehmungen 64 sind in der oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 beispielsweise jeweils zwei untere Durchlaßnuten 69 ausgeformt, die sich bis zu der Durchlaßöffnung 66 hin erstrecken und in die Durchlaßöffnung 66 münden. Ihre Ausbildung entspricht beispielsweise der Ausbildung der unteren Durchlaßnuten 69 in dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
  • In der gegenüberliegenden unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 sind ausgehend von jeder der vier Seitenflächen 81 des oberen Plättchens 24 je eine, einen rechteckigen Boden 73 aufweisende Ausnehmungen 84 ausgeformt. Die Ausnehmungen 84 erstrecken sich nach innen in Richtung der Abspritzöffnungen 60, enden vor diesen und liegen, wie beispielsweise in dem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt, symmetrisch zu den Symmetrieachsen 62 bzw. 63, wobei die Symmetrieachsen 62 bzw. 63 die Mittelachsen der Ausnehmungen 64 darstellen. Die trapezförmigen Ausnehmungen 84 verjüngen sich in Richtung der oberen Stirnseite 80 des oberen Plättchens 24.
  • Die Ausnehmungen 64 und die Ausnehmungen 84, die sich an der oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 bzw. an der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 überdecken und zusammen die jeweiligen Zuströmräume 65 bilden, weisen beispielsweise zumindest im Bereich ihrer Überdeckung identische geometrische Abmessungen und eine identische Lage bezüglich der Symmetrieachsen 62 bzw. 63 auf.
  • Von jeder der vier in der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 ausgeformten Ausnehmungen 84 gehen jeweils zwei obere Durchlaßnuten 82 aus, die sich nach innen in Richtung der Abspritzöffnungen 60 erstrecken. Die oberen Durchlaßnuten 82 verlaufen parallel zu der jeweiligen Symmetrieachse 62 bzw. 63 und weisen der oberen Stirnseite 80 zugewandt einen sich trapezförmig verjüngenden Querschnitt und einen rechteckigen Boden 85 auf. Die einzelnen oberen Durchlaßnuten 82 und die unteren Durchlaßnuten 69 überdecken sich an der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 bzw. an der oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 so, daß je eine obere Durchlaßnut 82 und eine untere Durchlaßnut 69 zusammen jeweils einen Kanal 28 bilden, der nicht bis zu einer Abspritzöffnung 60 reicht, sondern zur Ventillängsachse 1 nach unten geneigt in die Durchlaßöffnung 66 des unteren Plättchens 25 mündet und auf einen der aus den Abspritzöffnungen 60 austretenden Brennstoffstrahlen gerichtet ist. Zumindest im Bereich ihrer Überdeckung weisen die jeweiligen oberen Durchlaßnuten 82 und die unteren Durchlaßnuten 69 identische geometrische Abmessungen und eine identische Lage bezüglich der Symmetrieachse 62 bzw. 63 auf.
  • Die Figuren 10 und 11 zeigen einen Lochkörper 22 gemäß eines sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, wobei die Figur 11 eine Draufsicht in Richtung auf das untere Plättchen 25 entsprechend einem Schnitt entlang der Linie XI-XI in Figur 10 darstellt. Gleiche und gleichwirkende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wie in den Figuren 1 bis 9. Der Lochkörper 22 besteht aus dem oberen quadratischen Plättchen 24 und dem unteren quadratischen Plättchen 25, die beide aus monokristallinem Silizium ausgebildet und durch Bonden miteinander verbunden sind. Das obere quadratische Plättchen 24 und das untere quadratische Plättchen 25 weisen identische äußere Abmessungen auf. In dem oberen Plättchen 24 sind, wie in der Figur 10 gestrichelt angedeutet, beispielsweise vier quadratische Abspritzöffnungen 60 ausgeformt, die symmetrisch zu der Ventillängsachse 1 verlaufen sowie sich ausgehend von der oberen Stirnseite 80 und zu der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 pyramidenstumpfförmig erweitern und an der unteren Stirnseite 26 unmittelbar aneinandergrenzen. Das untere Plättchen 25 weist eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 1 verlaufende Durchlaßöffnung 66 auf, die einen beispielsweise quadratischen Querschnitt hat und sich in von dem oberen Plättchen 24 abgewandter Richtung trapezförmig erweitert.
  • Neben den parallel zu den Seitenflächen 61 verlaufenden Symmetrieachsen 62 bzw. 63 sind mit 88 eine erste und mit 89 eine zweite Diagonale des unteren Plättchens 25 bezeichnet. Ausgehend von jeder äußeren Seitenfläche 61 des unteren Plättchens 25 sind parallel zu den beiden Symmetrieachsen 62 und 63 untere Durchlaßnuten 69 und symmetrisch zu den beiden Diagonalen 88 und 89 ausgehend von den Ecken 91 jeweils zwei einander gegenüberliegende untere Durchlaßnuten 69' in der oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 ausgeformt, die sich nach innen bis zu der Durchlaßöffnung 66 erstrecken. Dabei bilden die Symmetrieachsen 62 und 63 und die Diagonalen 88 und 89 die Mittelachsen der unteren Durchlaßnuten 69 und 69'. Während die parallel zu den Symmetrieachsen 62 bzw. 63 verlaufenden unteren Durchlaßnuten 69 einen rechteckförmigen Boden 90 aufweisen, haben die symmetrisch zu den Diagonalen 88 bzw. 89 verlaufenden unteren Durchlaßnuten 69' einen sich in Richtung der Durchlaßöffnung 66 verjüngenden Boden 90'. In der der oberen Stirnseite 27 abgewandten Richtung verjüngen sich die unteren Durchlaßnuten 69 bzw. 69' trapezförmig. Zusammen mit der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 bilden die unteren Durchlaßnuten 69 bzw. 69' die in die Durchlaßöffnung 66 mündenden Kanäle 28.
  • Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht eine besonders gleichmäßige Umfassung und Aufbereitung des aus den Abspritzöffnungen 60 abgegebenen Brennstoffs mittels des durch die Kanäle 28 zugeführten Gases.
  • In den Figuren 12 bis 14 ist ein Lochkörper 22 gemäß eines siebten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dargestellt, wobei gleiche und gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennnzeichnet sind wie in den Figuren 1 bis 11. Die Figur 13 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XIII-XIII in Figur 12 und Figur 14 eine Ansicht des oberen Plättchens 24 entsprechend einem Schnitt entlang der Linie XIV-XIV in Figur 13. Das obere quadratische Plättchen 24 und das untere quadratische Plättchen 25 sind aus monokristallinem Silizium ausgebildet und z.B. durch Bonden miteinander verbunden. Abspritzöffnungen 60, Ausnehmungen 84, Durchlaßöffnung 66 und die oberen Durchlaßnuten 82, 82' sind beispielsweise durch anisotropes Ätzen ausgeformt.
  • Konzentrisch zu der Ventillängsachse 1 ist in dem unteren Plättchen 25 die sich in Strömungsrichtung ausgehend von einer oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 pyramidenstumpfförmig erweiternde rechteckförmige Durchgangsöffnung 66 ausgebildet. Mit der Durchlaßöffnung 66 stehen z.B. vier quadratische Abspritzöffnungen 60, die in dem oberen Plättchen 24 symmetrisch zu der Ventillängsachse 1 ausgeformt sind, in Verbindung. Die Abspritzöffnungen 60 erweitern sich ausgehend von einer oberen Stirnseite 80 des oberen Plättchens 24 in Richtung seiner unteren Stirnseite 26 pyramidenstumpfförmig und grenzen beispielsweise an der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 unmittelbar aneinander.
  • Ausgehend von jeder der vier rechtwinklig zueinander stehenden Seitenflächen 81 des oberen Plättchens 24 ist je eine, einen z.B. rechteckigen Boden 73 aufweisende, sich nach innen in Richtung der Abspritzöffnungen 60 erstreckende Ausnehmung 84, 84' in der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 ausgeformt. Die Ausnehmungen 84 liegen z.B. symmetrisch zu der Symmetrieachse 63 und die Ausnehmungen 84' z.B. symmetrisch zu der Symmetrieachse 62, werden durch ihre Symmetrieachse 63 bzw. 62 in zwei gleich große Teile geteilt und verjüngen sich in Richtung der oberen Stirnseite 80 des oberen Plättchens 24. Zusammen mit der oberen Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 bilden die Ausnehmungen 84 bzw. 84' jeweils einen Zuströmraum 65 bzw. 65' aus.
  • Zwei einander gegenüberliegende Zuströmräume 65, die z.B. durch die Symmetrieachse 63 in zwei gleich große Teile geteilt werden, sind jeweils durch zwei Kanäle 28 mit den stromabwärtigen Enden der Abspritzöffnungen 60 verbunden. Die Kanäle 28 sind durch obere, in der unteren Stirnseite 26 des oberen Plättchens 24 verlaufende obere Durchlaßnuten 82 und die obere Stirnseite 27 des unteren Plättchens 25 gebildet und sind z.B. quer zu ihren Mittellinien so schmal, daß sie sich nur über Teilbereiche der Abspritzöffnungen 60 erstrecken. Die oberen Durchlaßnuten 82 verjüngen sich in Richtung der oberen Stirnseite 80 des oberen Plättchens 24.
  • Die unter einem Winkel dazu angeordneten beiden anderen, einander gegenüberliegenden Zuströmräume 65', die z.B. durch die Symmetrieachse 62 in zwei gleich große Teile geteilt sind, sind durch jeweils zwei nicht bis zu einer Abspritzöffnung 60 reichende, sondern schräg nach unten zur Ventillängsachse 1 geneigte Kanäle 28' mit der Durchlaßöffnung 66 des unteren Plättchens 25 verbunden. Die Kanäle 28' sind durch in dem oberen Plättchen 24 verlaufende obere Durchlaßnuten 82' ausgebildet. Das Gas gelangt so durch die Zuströmräume 65' und die Kanäle 28' direkt in die Durchlaßöffnung 66 und trifft in Brennstoffströmungsrichtung schräg auf den abgegebenen Brennstoff.
  • Auf diese Art und Weise läßt sich ein besonders homogenes Brennstoff-Gas-Gemisch erzielen, in dem zunächst ein Teil des Gases unmittelbar auf den durch die Abspritzöffnung 60 strömenden Brennstoff trifft und der andere Teil des Gases im Bereich der Durchlaßöffnung 66 schräg geneigt dem Brennstoff-Gas-Gemischstrom zugeführt wird.
  • Die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele ermöglichen die Zumessung des Gases auf engstem Raum, ohne daß die Kanäle 28, 28', die quer zu ihren Mittellinien immer so schmal sind, daß sie sich nur über Teilbereiche des Umfanges der Durchlaßöffnung 66 bzw. einer der Abspritzöffnungen 60 erstrecken, an dem fertigmontierten Ventil zur Erzielung der gewünschten zugemessenen Gasmenge eingestellt werden müssen. Deshalb ist eine sehr genaue Fertigung des oberen Plättchens 24 und des unteren Plättchens 25 erforderlich. Zu diesem Zweck ist es besonders vorteilhaft, das obere Plättchen 24 und das untere Plättchen 25 aus monokristallinem Silizium auszubilden und die Abspritzöffnung 60, die Ausnehmungen 64 und 84, 84' die Durchlaßöffnung 66, die unteren Durchlaßnuten 69, 69' und die oberen Durchlaßnuten 82, 82' beispielsweise durch anisotropes Ätzen auszuformen.
  • Der Lochkörper 22 kann nicht nur bei Brennstoffeinspritzventilen für Brennstoffeinspritzanlagen Anwendung finden sondern auch zur Zerstäubung anderer Medien dienen, nämlich immer dann, wenn feinste Flüssigkeitströpfchen gefordert werden, beispielsweise zum gleichmäßigen Versprühen von Farben und Lacken und in Fertigungsprozessen o.ä..

Claims (30)

  1. Lochkörper mit einem wenigstens eine Abspritzöffnung aufweisenden oberen Plättchen und einem eine Durchlaßöffnung aufweisenden unteren Plättchen, zwischen dessen oberem Plättchen und dessen unterem Plättchen wenigstens ein Kanal gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die wenigstens eine Abspritzöffnung (60) des oberen Plättchens (24) und die Durchlaßöffnung (66) des unteren Plättchens (25) überdecken und der wenigstens eine Kanal (28, 28') eine Verbindung mit dem Umfang der Plättchen (24, 25) und der Durchlaßöffnung (66) hat.
  2. Lochkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Plättchen (24) und das untere Plättchen (25) aus monokristallinem Silizium ausgebildet sind.
  3. Lochkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abspritzöffnungen (60), Durchlaßöffnung (66), Durchlaßnuten (69, 69', 82, 82') und Ausnehmungen (64, 84, 84') des oberen Plättchens (24) und des unteren Plättchens (25) durch anisotropes Ätzen ausgeformt sind.
  4. Lochkörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Plättchen (24) und das untere Plättchen (25) durch Bonden miteinander verbunden sind.
  5. Lochkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer dem oberen Plättchen (24) zugewandten oberen Stirnseite (27) des unteren Plättchens (25) wenigstens eine untere Durchlaßnut (69, 69') ausgeformt ist, die zusammen mit einer gegenüberliegenden, dem unteren Plättchen (25) zugewandten unteren Stirnseite (26) des oberen Plättchens (24) den wenigstens einen Kanal (28) bildet.
  6. Lochkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem unteren Plättchen (25) zugewandten unteren Stirnseite (26) des oberen Plättchens (24) wenigstens eine obere Durchlaßnut (82, 82') ausgeformt ist, die zusammen mit der gegenüberliegenden, dem oberen Plättchen (24) zugewandten Stirnseite (27) des unteren Plättchens (25) den wenigstens einen Kanal (28, 28') bildet.
  7. Lochkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Stirnseite (26) des oberen Plättchens (24) wenigstens eine obere Durchlaßnut (82, 82') sowie die obere Stirnseite (27) des unteren Plättchens (25) wenigstens eine untere Durchlaßnut (69, 69') aufweisen, so daß der wenigstens eine Kanal (28, 28') durch die Überdeckung der oberen Durchlaßnut (82, 82') und der unteren Durchlaßnut (69, 69') gebildet ist.
  8. Lochkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den Seitenflächen (61, 81) des unteren Plättchens (25) bzw. des oberen Plättchens (24) Ausnehmungen (64, 84, 84') ausgehen, die eine Verbindung zwischen dem Umfang des Plättchens (24, 25) und den Kanälen (28, 28') herstellen.
  9. Lochkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinie des Kanals (28, 28') in einer Ebene mit der Mittellinie der wenigstens einen Abspritzöffnung (60) liegt.
  10. Lochkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei senkrecht zueinander verlaufende Kanäle (28) auf eine Spritzöffnung (60) gerichtet sind.
  11. Lochkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen Plättchen (24) vier aneinandergrenzende Abspritzöffnungen (60) symmetrisch zur Ventillängsachse (1) ausgebildet sind und auf jede Abspritzöffnung (60) ein Kanal (28) gerichtet ist.
  12. Lochkörper nach einem der Ansprüche 3 oder 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen Plättchen (24) die wenigstens eine obere Durchlaßnut (82, 82') so ausgestaltet ist, daß sie nicht bis zu einer Abspritzöffnung (60) reicht und daß der Kanal (28, 28') in die Durchlaßöffnung (66) zur Ventillängsachse (1) geneigt mündet.
  13. Lochkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einander gegenüberliegende obere Durchlaßnuten (82) des oberen Plättchens (24) so ausgestaltet sind, daß sie je einen auf je eine Abspritzöffnung (60) des oberen Plättchens (24) gerichteten Kanal (28) bilden und daß unter einem Winkel dazu weitere einander gegenüberliegende obere Durchlaßnuten (82') des oberen Plättchens (24) so ausgestaltet sind, daß sie nicht bis zu einer Abspritzöffnung (60) reichen und je einen in die Durchlaßöffnung (66) zur Ventillängsachse (1) geneigt mündenden Kanal (28') bilden.
  14. Lochkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Plättchen (25) quadratisch ausgebildet ist und von jeder Seitenfläche (61) und von jeder Ecke (91) jeweils ein Kanal (28, 28') zu der Durchlaßöffnung (66) führt.
  15. Ventil, insbesondere Brennstoffeinspritzventil zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit einem Brennstoff-Gas-Gemisch, mit einem Ventilschließteil, das mit einer Ventilsitzfläche zusammenwirkt, und einem stromabwärts der Ventilsitzfläche angeordneten Lochkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochkörper (22) aus einem der Ventilsitzfläche (10) zugewandten und wenigstens eine Abspritzöffnung (60) aufweisenden oberen Plättchen (24) und einem an dem oberen Plättchen (24) anliegenden, eine Durchlaßöffnung (66) aufweisenden unteren Plättchen (25) besteht und daß das obere Plättchen (24) und das untere Plättchen (25) wenigstens einen Kanal (28, 28') begrenzen, über den das Gas zugeführt und auf den durch die wenigstens eine Abspritzöffnung (60) abgegebenen Brennstoff gerichtet ist.
  16. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Plättchen (24) und das untere Plättchen (25) aus monokristallinem Silizium ausgebildet sind.
  17. Ventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abspritzöffnungen (60), Durchlaßöffnung (66), Durchlaßnuten (69, 69', 82, 82') und Ausnehmungen (64, 84, 84') des oberen Plättchens (24) und des unteren Plättchens (25) durch anisotropes Ätzen ausgeformt sind.
  18. Ventil nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Plättchen (24) und das untere Plättchen (25) durch Bonden miteinander verbunden sind.
  19. Ventil nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in einer dem oberen Plättchen (24) zugewandten oberen Stirnseite (27) des unteren Plättchens (25) wenigstens eine untere Durchlaßnut (69, 69') ausgeformt ist, die zusammen mit einer gegenüberliegenden, dem unteren Plättchen (25) zugewandten unteren Stirnseite (26) des oberen Plättchens (24) den wenigstens einen Kanal (28) bildet.
  20. Ventil nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem unteren Plättchen (25) zugewandten unteren Stirnseite (26) des oberen Plättchens (24) wenigstens eine obere Durchlaßnut (82, 82') ausgeformt ist, die zusammen mit der gegenüberliegenden, dem oberen Plättchen (24) zugewandten Stirnseite (27) des unteren Plättchens (25) den wenigstens einen Kanal (28, 28') bildet.
  21. Ventil nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Stirnseite (26) des oberen Plättchens (24) wenigstens eine obere Durchlaßnut (82, 82') sowie die obere Stirnseite (27) des unteren Plättchens (25) wenigstens eine untere Durchlaßnut (69) aufweisen, so daß der wenigstens eine Kanal (28, 28') durch die Überdeckung der oberen Durchlaßnut (82, 82') und der unteren Durchlaßnut (69) gebildet ist.
  22. Ventil nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß von den Seitenflächen (61, 81) des unteren Plättchens (25) bzw. des oberen Plättchens (24) Ausnehmungen (64, 84, 84') ausgehen, die eine Verbindung zwischen dem Umfang des Plättchens (24, 25) und den Kanälen (28, 28') herstellen.
  23. Ventil nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Abspritzöffnung (60) in dem oberen Plättchen (24) und die Durchlaßöffnung (66) in dem unteren Plättchen (25) einander überdecken.
  24. Ventil nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelinie des Kanals (28, 28') in einer Ebene mit der Mittellinie der wenigstens einen Abspritzöffnung (60) liegt.
  25. Ventil nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß zwei senkrecht zueinander verlaufende Kanäle (28) auf eine Abspritzöffnung (60) gerichtet sind.
  26. Ventil nach Anspruch 24, dadurch gekenzeichnet, daß in dem oberen Plättchen (24) vier aneinandergrenzende Abspritzöffnungen (60) symmetrisch zur Ventillängsachse (1) ausgebildet sind und auf jede Abspritzöffnung (60) ein Kanal (28) gerichtet ist.
  27. Ventil nach einem der Ansprüche 17 oder 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen Plättchen (24) die wenigstens eine obere Durchlaßnut (82, 82') so ausgestaltet ist, daß sie nicht bis zu einer Abspritzöffnung (60) reicht und daß der Kanal (28, 28') in die Durchlaßöffnung (66) zur Ventillängsachse (1) geneigt mündet.
  28. Ventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß einander gegenüberliegende obere Durchlaßnuten (82) des oberen Plättchens (24) so ausgestaltet sind, daß sie je einen auf je eine Abspritzöffnung (60) des oberen Plättchens (24) gerichteten Kanal (28) bilden und daß unter einem Winkel dazu weitere einander gegenüberliegende obere Durchlaßnuten (82') des oberen Plättchens (24) so ausgestaltet sind, daß sie nicht bis zu einer Abspritzöffnung (60) reichen und daß je einen in die Durchlaßöffnung (66) zur Ventillängsachse (1) geneigt mündenden Kanal (28') bilden.
  29. Ventil nach einem der Ansprüche 15 bis 19 oder 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Plättchen (25) quadratisch ausgebildet ist und von jeder Seitenfläche (61) und von jeder Ecke (91) jeweils ein Kanal (28, 28') zu der Durchlaßöffnung (66) führt.
  30. Ventil mit einem Abspritzende nach einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Abspritzende (29) des Ventils den Lochkörper (22) aufnimmt und von einer Zufuhrbuchse (36) umgeben ist, an deren Umfang zumindest eine der Gaszufuhr dienende Queröffnung (37) ausgebildet ist.
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