EP0846225B1 - Injection valve, in particular for directly injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine - Google Patents

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EP0846225B1
EP0846225B1 EP96946077A EP96946077A EP0846225B1 EP 0846225 B1 EP0846225 B1 EP 0846225B1 EP 96946077 A EP96946077 A EP 96946077A EP 96946077 A EP96946077 A EP 96946077A EP 0846225 B1 EP0846225 B1 EP 0846225B1
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EP
European Patent Office
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fuel
ejection opening
injection valve
ducts
central axis
Prior art date
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EP96946077A
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German (de)
French (fr)
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EP0846225A1 (en
Inventor
Helmut Rembold
Martin Müller
Christian Preussner
Andreas Benz
Ottmar Martin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—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
    • F02M51/0671—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 having an elongated valve body attached thereto
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    • F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
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    • 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 injection valve, in particular for the direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • an outlet opening is provided in a valve seat part, which is closed by a valve needle serving as a closing body. Seen in the flow direction of the fuel behind the outlet opening a spray orifice plate is arranged with a spray orifice, which forms the narrowest flow cross section in the flow path of the fuel through the valve and thus determines the substitute sprayte fuel quantity at a given fuel pressure and given opening time.
  • EP 0 328 550 B1 Another known injection valve ( EP 0 328 550 B1 ) has a cup-shaped valve body, in the bottom of which a guide bore for a valve needle is provided. On the outlet side, a conical projection is provided at the bottom of the valve body, which extends into a corresponding conical recess in a valve seat part, that between the valve body and the valve seat part a cone-shaped vortex or swirl chamber is formed, the tip of which opens into an injection opening serving as a metering opening , which can be closed by means of the valve needle guided in the valve body.
  • the supply of fuel into the swirl chamber is effected by fuel channels, which are arranged inclined and offset relative to a rotational axis of the swirl chamber, so that in the Swirl chamber reaching fuel has a velocity component in the circumferential direction.
  • the fuel channels have a first bore portion of relatively large diameter and relatively long length, followed by a bore portion of reduced diameter and relatively short length on the outlet side.
  • the reduced diameter bore portions together provide the narrowest cross section in the flow path through the injector required for fuel metering.
  • the fuel is sprayed in the form of a uniform, closed cone-shaped fuel lamella.
  • an injection valve which is used for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a diesel fuel-powered engine.
  • the injection valve has a flow path for fuel from a fuel inlet to an injection port at the downstream end of the injection nozzle.
  • the injection valve has a valve seat having a valve body and a movable closing body of a control needle which cooperates with the valve seat.
  • the control needle coaxially surrounding sleeve a plurality of fuel channels are arranged, the cross section determined at a given fuel pressure, each time ejected amount of fuel.
  • Fuel is pressed from an outer storage space through the fuel channels and fed in the form of individual jets to the combustion chamber.
  • all the fuel channels are aligned so that the fuel jets emerging from them are sprayed with the valve open directly through the spray orifice, as imaginary extended central axes of these fuel passages through the spray orifice without contact.
  • the injector according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the to moussete fuel cloud has a targeted Strähnmaschine, since at least some of the fuel channels are aligned so that the ejected from them fuel jets are injected directly through the spray orifice, without another essential Throttling of the fuel flow takes place while a portion of the fuel channels are aligned so that the ejected from them jet fuel before the injection preferably vorzugsweize at an acute angle to a surface surrounding the spray or impact on the closing body or on a wall surrounding the spray opening.
  • An additional advantage of the injection valve according to the invention is that the fuel-atomizing elements, in particular the fuel channels, are separated from the dirty combustion chamber atmosphere when the injection valve is closed. Thus, dirt can not be deposited on the fuel-atomizing elements and change the atomization.
  • a stoichiometric fuel mixture at the spark plug electrodes can be obtained.
  • the orientation of the injector according to the invention to the spark plug is chosen so that the spark plug is located in a gap between two fuel strands.
  • fuel can be sprayed so that in the combustion chamber of an internal combustion engine adapted to this, coherent mixed fuel air mixture cloud with a combustible ratio of fuel and air forms without liquid fuel reaches a cylinder wall or a piston crown.
  • the fuel injection into the combustion chamber can be carried out in particular so that the fuel is almost completely evaporated immediately before burning.
  • a part of the fuel jets emerging from the fuel ducts on a surrounding the ejection opening serving as a valve seat or adjacent surface to bounce on the wall of the spray or the valve needle to a deflection, a fanning and / or to achieve an impact atomization of the fuel.
  • a fuel-air mixture cloud can be produced which has a fuel portion on a conical surface, as it is produced by means of a swirl nozzle, and has a fuel portion in strands, as it is known for. B. is effected by a multi-hole nozzle.
  • An improvement of the fuel atomization and a targeted influencing of the fuel distribution in the combustion chamber can also be achieved by a collision of individual fuel jets.
  • the ejection opening In order to prevent fuel deposits on the wall surrounding the ejection opening, it is particularly expedient for the ejection opening to be surrounded by a conical wall widening in the direction of ejection.
  • the injection valve has a housing 10 with a housing body 11, in which a central guide bore 12 for an armature 13 of an electromagnetic actuator is provided.
  • the guide bore 12 is adjoined by a coil receiving section 14 with an enlarged diameter.
  • the coil receiving portion 14 is thus bounded by the intermediate ring 15 and the connecting pipe 17 radially inside.
  • magnetic coil 19 is arranged, which is encapsulated by means of a plastic sheath 18 'in the coil carrier 18. Due to the intermediate ring 15 arranged between the connecting pipe 17 and the housing body 11, fuel flowing through the injection valve can thus not penetrate into the coil receiving section 14, so that the magnetic coil 19 is accommodated dry in the injection valve.
  • a connecting piece 21 for a Kraftstoffzu111 is connected in a manner not shown with the connecting pipe 17.
  • a closing spring 23 is arranged in the connecting pipe 17 and clamped between the armature 13 and a fixed or adjustable in the connecting tube 17 abutment sleeve 24.
  • a valve body 27 having a flared end 28 on which a sealing ring 28 'is provided in a groove 28 " provided with a circumferentially circumferential recess 30 which merges into a peripheral groove 31 near the outlet end of the pipe section 28.
  • a sleeve 32 is pushed over the recess 30 and the circumferential groove 31, which is in front of the recess 30 and behind the circumferential groove 31 with the pipe section 29th of the valve body 27 is welded, so that a Kraftstoffzucited Society 33 for fuel channels 34 (Fig. 4, Fig. 5a to 5c) is formed.
  • the valve body 27 has a stepped through-bore 35 with a first, provided in the flared end 28 guide portion 36, with a second provided in the region of the outlet end in the pipe section 29 guide portion 37 and located between the two guide portions fuel passage portion 38.
  • a through hole 35 of the valve body 27 serving as a closing body of the injector valve needle 39 is guided, which has at its outlet end a sealing surface 40 which cooperates with a valve seat 41 surrounding a spray opening 41 '.
  • the end remote from the sealing surface 40 of the valve needle 39 is secured with a mounting portion 42 in an extended portion 43 of a through hole 44 in the armature 13.
  • the connecting pipe 17, the armature 13 to the fuel passage 38, the mounting portion 42 and guided in the guide portion 36 section 45 of the valve needle 39 are provided with flattenings or recesses.
  • the fuel supply from the fuel passage 38 to the fuel supply portion 33 of the fuel channels 34 is made possible by a transverse bore 46.
  • the solenoid 16 is energized or energized, thereby attracting the armature 13 together with the valve needle 39 against the force of the closing spring 23 until the armature 13 with an end face 47 against serving as a stop face 48 of the connecting pipe 17 or until the valve needle 39 abuts with a surface 70 against an abutment end face 71 of a support disk 72.
  • the closing spring 23 presses the valve needle 39 back into its closed position via the armature 13, in which the sealing surface 40 rests against the valve seat 41 'and seals off the ejection opening 41.
  • a guide collar 49 which is provided at its located in the region of the non-magnetic intermediate ring 15 end, so that the armature 13 in the non-magnetic intermediate ring 15th is guided.
  • the connection pipe 17 facing end face 47 of the armature 13 comprises a radially outer stop surface 50, to which a recessed annular surface 52 connects inwardly via a step 51, which is separated by a further step 53 of a support surface 54 for the closing spring 23.
  • the stop surface 50 has in the radial direction a width of about 1 to 2 mm and is wedged, so cone-shaped formed, wherein the inner edge of the stop surface 50 is set back against the outer edge.
  • the step height of the step 53 between the abutment surface 50 and the recessed annular surface 52 is about 50 microns.
  • the armature 13 is chrome-plated, at least in the region of its end face 47, which serves as a stop face, and possibly its guide collar 49.
  • FIG. 3 shows, the receiving portion 25 of the housing body 11 on the outlet side a pipe extension 55, in whose outlet-side end a receiving bore 56 is provided for a sleeve-shaped valve body 57.
  • the valve body 57 has a through hole with a mecanicsabschitt 37 for a valve needle 39, which opens into a spray opening 41 which is surrounded by a valve seat 41 '.
  • a fastening flange 58 is provided which is tightly connected, for example welded or soldered, to a sleeve section 32 'of the tubular extension 55 which surrounds the receiving bore 56 and which is comparably comparable to the sleeve 32 in the injection valve according to FIG is.
  • a fuel feed region 33 for fuel passages 34 (FIG.
  • fuel channels 34 which are designed as bores and connect the fuel supply region 33 with the region of the injection opening 41, are provided in the valve body 29 and 57, respectively.
  • the fuel channels 34 are, as shown in FIG. 5a, inclined towards the central axis A of the outlet opening 41 and, as shown in FIG the central axis A causes them to pass at a distance d at the central axis A.
  • the injection valve is open, as shown in FIG. 5a, the fuel jets emerging from the fuel channels 34 are injected through the injection opening 41 directly into the injection area located in front of the injection valve, in particular into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the individual fuel jets pass each other, so that the fuel cloud forming in the spray area has a strand corresponding to the fuel jets.
  • the individual fuel channels 34 may be arranged in the circumferential direction at equal distances from one another. But you can also have different circumferential distances.
  • a gap between two fuel passages 34 which is opposite to a fixed installation rotational position of the injection valve of a spark plug can be selected to be greater or smaller than the remaining distances between the fuel passages 34 in order to ensure a stoichiometric fuel air mixture in the area of the spark plug.
  • the individual fuel channels 34 together form the narrowest flow cross section for the flow of the fuel through the injection valve.
  • the sum of the flow cross sections of the individual fuel channels 34 thus determines, together with the opening time of the injection valve and the fuel pressure, the respective amount of fuel sprayed off.
  • the flow cross sections between the sealing surface 40 and the valve seat 41 'and the flow cross section of the injection opening 41 are significantly larger than the total cross section of the fuel channels 34.
  • the individual fuel channels 34 are indeed offset in the same way against the central axis A of the injection opening 41, but are inclined with different inclination angles ⁇ , ⁇ against the central axis A of the injection opening 41. Due to the different inclinations of the fuel channels 34 against the central axis A, a sprayed fuel cloud can be achieved, which has a first part already near the injection opening has a relatively large diameter while a second part of the fuel cloud penetrates deeper into the spray area, ie in the combustion chamber and thus ensures a uniform distribution of fuel.
  • the fuel channels 34 is injected by the fuel in the vicinity of the spark plug, with a corresponding inclination angle to be arranged against the central axis of the injection opening 41.
  • the fuel channels 34 are inclined in the same way against the central axis A of the injection opening 41, they are offset differently, however.
  • the fuel channel 34 shown in Figure 7 on the right side has a distance d 1 to the axis A, while on the left side shown fuel channel 34 is arranged at an enlarged distance d 2 to the axis of the injection opening 41, so that the sprayed through this fuel passage 34 fuel in the region of the injection opening 41 on the surface of the valve seat 41 'impacts and atomized there.
  • Individual of the fuel channels 34 are arranged according to the invention so that the corresponding fuel jets impinge on the wall surrounding the ejection opening 41 or on the tip of the valve needle 39.
  • the fuel jets generated by means of the fuel channels 34 collide with each other, whereby the fuel atomization is improved in particular for the relatively close to the injection valve Abspritz Scheme.
  • a cup-shaped valve body 60 is provided into which a sleeve-shaped guide insert 61 with a guide bore 37 'for the valve needle 39 is inserted.
  • the guide insert 61 has an approximately quadrangular outer cross section with edges rounded corresponding to the inner diameter of the valve body 60, so that it can be inserted into the valve body 60.
  • the ejection opening 41 facing end face 62 of the guide insert 61 is tapered conically and is located on a corresponding conical bottom surface 63 of the valve body 60 at.
  • 61 grooves 64 are provided in the conical end face 62 of the guide insert, which form the fuel channels 34 '.
  • the fuel channels 34 it is also possible to carry out the fuel channels 34 as bores, as shown on the right side of FIG.
  • the guide insert 61 has a recess 65 surrounding the guide bore 37 'at its end facing the spray opening 41.
  • the individual fuel channels 34, 34 'with different inclinations and distances from the central axis A of the injection opening 41 can be arranged. If only different distances to the central axis A of the injection opening 41 are required for the individual fuel channels 34, 34 'with the same inclination, then all the fuel channels 34' can be realized by corresponding grooves 64. However, if different inclinations are desired, it is possible to form a part of the fuel channels 34 'by grooves, while another part of the fuel channels 34 is performed with a different inclination than bores. It is expedient to form the fuel channels 34 'with a greater inclination against the central axis A of the injection orifice 41 than the fuel channels 34 formed by bores.
  • valve body 60 in which the Kraftstoffzu Food Societye 33 'for the individual fuel channels 34, 34' are formed within the valve body, has the advantage that the sealing of the valve body 60 relative to the valve housing at a relatively large distance to the discharge-side end face of the valve body 60 can be made.
  • the fuel channels 34, 34 ' may also have different flow cross-sections in a manner not shown in detail in order to achieve a desired fuel distribution.
  • fuel channels 34, 34 ' can alternate with small and large cross sections. It is also possible that only one or two fuel channels 34, 34 'have an enlarged or reduced flow cross-section.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil, insbesondere zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an injection valve, in particular for the direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Bei einem bekannten Einspritzventil ( US 53 50 119 ) ist in einem Ventilsitzteil eine Auslaßöffnung vorgesehen, die von einer als Schließkörper dienenden Ventilnadel verschlossen wird. In Strömungsrichtung des Kraftstoffs gesehen ist hinter der Auslaßöffnung eine Spritzlochscheibe mit einer Abspritzöffnung angeordnet, die den engsten Strömungsquerschnitt im Strömungsweg des Kraftstoffs durch das Ventil bildet und die somit bei gegebenem Kraftstoffdruck und gegebener Öffnungszeit die abgespritzte Kraftstoffmenge festlegt.In a known injection valve ( US 53 50 119 ), an outlet opening is provided in a valve seat part, which is closed by a valve needle serving as a closing body. Seen in the flow direction of the fuel behind the outlet opening a spray orifice plate is arranged with a spray orifice, which forms the narrowest flow cross section in the flow path of the fuel through the valve and thus determines the abgespritzte fuel quantity at a given fuel pressure and given opening time.

Ein anderes bekanntes Einspritzventil ( EP 0 328 550 B1 ) weist einen topfförmigen Ventilkörper auf, in dessen Boden eine Führungsbohrung für eine Ventilnadel vorgesehen ist. Auslaßseitig ist am Boden des Ventilkörpers ein kegelförmiger Vorsprung vorgesehen, der sich so in eine entsprechende kegelförmige Ausnehmung in einen Ventilsitzteil hinein erstreckt, daß zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitzteil eine kegelmantelförmige Wirbel- oder Drallkammer ausgebildet ist, deren Spitze in eine als Zumeßöffnung dienende Abspritzöffnung mündet, die mittels der im Ventilkörper geführten Ventilnadel verschließbar ist.Another known injection valve ( EP 0 328 550 B1 ) has a cup-shaped valve body, in the bottom of which a guide bore for a valve needle is provided. On the outlet side, a conical projection is provided at the bottom of the valve body, which extends into a corresponding conical recess in a valve seat part, that between the valve body and the valve seat part a cone-shaped vortex or swirl chamber is formed, the tip of which opens into an injection opening serving as a metering opening , which can be closed by means of the valve needle guided in the valve body.

Im Boden des Ventilkörpers sind um die Führungsbohrung herum verteilt Kraftstoffkanäle angeordnet, die so gegen eine Rotationsachse der Drallkammer geneigt und versetzt sind, daß der in die Drallkammer einströmende Kraftstoff eine Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung aufweist. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß der Kraftstoff im wesentlichen in Form eines geschlossenen Kegelmantels abgespritzt wird und im Brennraum eines Verbrennungsmotors zerstäubt.In the bottom of the valve body distributed around the guide bore fuel channels are arranged, which are inclined and offset against a rotational axis of the swirl chamber and that the inflowing into the swirl chamber fuel has a velocity component in the circumferential direction. In this way it should be achieved that the fuel is sprayed substantially in the form of a closed cone shell and atomized in the combustion chamber of an internal combustion engine.

Bei einem weiteren bekannten Einspritzventil ( US 53 07 997 ) ist in einem eine Abspritzöffnung aufweisenden Ventilsitzkörper eine kegelförmige Vertiefung vorgesehen, in die sich ein eine Ventilnadel führender Ventilkörper mit einem entsprechenden kegelförmigen Vorsprung hinein erstreckt. Auf diese Weise wird zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitzteil eine Drallkammer geschaffen, die strömungsmäßig vor der Abspritzöffnung liegt.In another known injection valve ( US 53 07 997 ) is provided in a injection molding having a valve seat body, a conical recess into which a valve needle leading valve body extends with a corresponding conical projection into it. In this way, a swirl chamber is created between the valve body and the valve seat part, which is fluidly located in front of the injection opening.

Die Zuführung von Kraftstoff in die Drallkammer erfolgt durch Kraftstoffkanäle, die gegen eine Rotationsachse der Drallkammer geneigt und versetzt angeordnet sind, so daß der in die Drallkammer gelangende Kraftstoff eine Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung aufweist.The supply of fuel into the swirl chamber is effected by fuel channels, which are arranged inclined and offset relative to a rotational axis of the swirl chamber, so that in the Swirl chamber reaching fuel has a velocity component in the circumferential direction.

Die Kraftstoffkanäle weisen einen ersten Bohrungsabschnitt mit relativ großem Durchmesser und relativ großer Länge auf, an den sich auslaßseitig ein Bohrungsabschnitt mit verringertem Durchmesser und relativ kurzer Länge anschließt. Die Bohrungsabschnitte mit verringertem Durchmesser bilden gemeinsam den für die Kraftstoffzumessung erforderlichen engsten Querschnitt im Strömungsweg durch das Einspritzventil.The fuel channels have a first bore portion of relatively large diameter and relatively long length, followed by a bore portion of reduced diameter and relatively short length on the outlet side. The reduced diameter bore portions together provide the narrowest cross section in the flow path through the injector required for fuel metering.

Auch bei diesem bekannten Einspritzventil wird der Kraftstoff in Form einer gleichmäßigen, geschlossenen kegelmantelförmigen Kraftstofflamelle abgespritzt.Also in this known injection valve, the fuel is sprayed in the form of a uniform, closed cone-shaped fuel lamella.

Außerdem ist aus der DE 195 39 798 A1 bereits ein Einspritzventil bekannt, das zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines mit Diesel-Kraftstoff betriebenen Motors dient. Das Einspritzventil weist einen Strömungsweg für Kraftstoff von einem Kraftstoffeinlass bis zu einer Abspritzöffnung am stromabwärtigen Ende der Einspritzdüse auf. Zudem besitzt das Einspritzventil einen einen Ventilsitz aufweisenden Ventilkörper und einen bewegbaren Schließkörper einer Steuernadel, der mit dem Ventilsitz zusammenwirkt. Im Strömungsweg vor der Abspritzöffnung ist stromaufwärts des Ventilsitzes in einer ortsfesten, die Steuernadel koaxial umgebenden Hülse eine Mehrzahl von Kraftstoffkanälen angeordnet, deren Querschnitt bei gegebenem Kraftstoffdruck die jeweils pro Zeiteinheit abgespritzte Kraftstoffmenge bestimmt. Kraftstoff wird aus einem äußeren Speicherraum durch die Kraftstoffkanäle gepresst und in Form von Einzelstrahlen dem Brennraum zugeführt. Dabei sind sämtliche Kraftstoffkanäle so ausgerichtet, dass die aus ihnen austretenden Kraftstoffstrahlen bei offenem Ventil direkt durch die Abspritzöffnung gespritzt werden, da gedachte verlängerte Mittelachsen dieser Kraftstoffkanäle die Abspritzöffnung berührungsfrei durchlaufen.Moreover, from the DE 195 39 798 A1 already known an injection valve, which is used for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a diesel fuel-powered engine. The injection valve has a flow path for fuel from a fuel inlet to an injection port at the downstream end of the injection nozzle. In addition, the injection valve has a valve seat having a valve body and a movable closing body of a control needle which cooperates with the valve seat. In the flow path in front of the injection opening upstream of the valve seat in a stationary, the control needle coaxially surrounding sleeve a plurality of fuel channels are arranged, the cross section determined at a given fuel pressure, each time ejected amount of fuel. Fuel is pressed from an outer storage space through the fuel channels and fed in the form of individual jets to the combustion chamber. In this case, all the fuel channels are aligned so that the fuel jets emerging from them are sprayed with the valve open directly through the spray orifice, as imaginary extended central axes of these fuel passages through the spray orifice without contact.

VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF THE INVENTION

Das erfindungsgemäße Einspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die abgespritzte Kraftstoffwolke eine gezielte Strähnigkeit aufweist, da zumindest einige der Kraftstoffkanäle so ausgerichtet sind, daß die aus ihnen abgespritzten Kraftstoffstrahlen direkt durch die Abspritzöffnung hindurchgespritzt werden, ohne daß eine weitere wesentliche Drosselung des Kraftstoffstroms erfolgt, während ein Teil der Kraftstoffkanäle so ausgerichtet sind, daß die aus ihnen austretenden Kraftstoffstrahlen vor der Abspritzöffnung vorzugsweize spitzwinklig auf eine die Abspritzöffnung umgebende Fläche oder auf einen Aufprallbereich an dem Schließkörper oder auf eine die Abspritzöffnung umgebende Wandung aufprallen.The injector according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the abgespritzte fuel cloud has a targeted Strähnigkeit, since at least some of the fuel channels are aligned so that the ejected from them fuel jets are injected directly through the spray orifice, without another essential Throttling of the fuel flow takes place while a portion of the fuel channels are aligned so that the ejected from them jet fuel before the injection preferably vorzugsweize at an acute angle to a surface surrounding the spray or impact on the closing body or on a wall surrounding the spray opening.

Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Einspritzventils besteht darin, daß die kraftstoffzerstäubenden Elemente, insbesondere die Kraftstoffkanäle, bei geschlossenem Einspritzventil von der unsauberen Brennraumatmosphäre getrenntsind. So können sich Verschmutzungen nicht auf den kraftstoffzerstäubenden Elementen ablagern und die Zerstäubung verändern.An additional advantage of the injection valve according to the invention is that the fuel-atomizing elements, in particular the fuel channels, are separated from the dirty combustion chamber atmosphere when the injection valve is closed. Thus, dirt can not be deposited on the fuel-atomizing elements and change the atomization.

Durch eine geeignete umfangsmäßige Verteilung und eine entsprechende Ausrichtung der Kraftstoffkanäle bezüglich der Mittelachse der Abspritzöffnung sowie eine entsprechende Einbaudrehlage des Einspritzventils relativ zu einer in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors hineinragenden Zündkerze läßt sich ein stöchiometrisches Kraftstoffluftgemisch an den Zündkerzenelektroden erhalten. Zweckmäßigerweise wird dabei die Ausrichtung des erfindungsgemäßen Einspritzventils zur Zündkerze so gewählt, daß die Zündkerze in einer Lücke zwischen zwei Kraftstoffsträhnen liegt. Damit läßt es sich sicher vermeiden, daß die Zündkerzenelektroden direkt mit Kraftstoff angespritzt werden. Somit wird ein zu starkes Auskühlen sowie ein darauf zurückzuführendes Verkoken der Zündkerzenelektroden verhindert.By a suitable circumferential distribution and a corresponding orientation of the fuel channels with respect to the central axis of the injection opening and a corresponding installation rotational position of the injection valve relative to a projecting into a combustion chamber of an internal combustion engine spark plug, a stoichiometric fuel mixture at the spark plug electrodes can be obtained. Conveniently, the orientation of the injector according to the invention to the spark plug is chosen so that the spark plug is located in a gap between two fuel strands. Thus, it can be safely avoided that the spark plug electrodes are molded directly with fuel. Thus, overcooling and sparking due to coking of the spark plug electrodes is prevented.

Mit dem erfindungsgemäßen Einspritzventil kann Kraftstoff so abgespritzt werden, daß sich im Brennraum eines Verbrennungsmotors eine an diesen angepaßte, zusammenhängende Kraftstoffluftgemischwolke mit einem brennbaren Verhältnis von Kraftstoff und Luft ausbildet, ohne daß flüssiger Kraftstoff auf eine Zylinderwand oder einen Kolbenboden gelangt. Die Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum läßt sich dabei insbesondere so durchführen, daß der Kraftstoff unmittelbar vor dem Verbrennen nahezu vollständig verdampft ist.With the injection valve according to the invention fuel can be sprayed so that in the combustion chamber of an internal combustion engine adapted to this, coherent mixed fuel air mixture cloud with a combustible ratio of fuel and air forms without liquid fuel reaches a cylinder wall or a piston crown. The fuel injection into the combustion chamber can be carried out in particular so that the fuel is almost completely evaporated immediately before burning.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Einspritzventils möglich.The measures listed in the dependent claims further advantageous embodiments and improvements of the claim 1 injection valve are possible.

Durch unterschiediche Neigungen der Kraftstoffkanäle gegen die Mittelachse der Abspritzöffnung läßt sich Kraftstoff raumfüllend in den Brennraum einspritzen. Durch eine entsprechende Auswahl der Neigungen der Kraftstoffkanäle gegen die Mittelachse der Abspritzöffnung, die der Hauptachse des Einspritzventils entspricht, läßt sich eine Kraftstoffwolke erzielen, deren Hauptachse gegen die Mittelachse der Abspritzöffnung geneigt ist. Mit dem erfindungsgemäßen Einspritzventil kann also die Kraftstoffwolke schief abgespritzt bzw. in den Brennraum eingespritzt werden, was insbesondere bei beengten Einbauverhältnissen im Zylinderkopf des Verbrennungsmotors erforderlich sein kann, um beispielsweise bei einer seitlichen Anordnung des Einspritzventils eine brennraumfüllende Kraftstoffeinspritzung sicherzustellen.By unterschiediche inclinations of the fuel channels against the central axis of the spray orifice fuel can be injected into the combustion chamber filling the space. By a corresponding selection of the inclinations of the fuel channels against the central axis of the injection orifice, which corresponds to the main axis of the injection valve, a fuel cloud can be achieved, whose main axis is inclined towards the central axis of the injection opening. With the injection valve according to the invention, therefore, the fuel cloud can be injected obliquely or injected into the combustion chamber, which may be required in particular in cramped installation conditions in the cylinder head of the engine to ensure, for example, in a lateral arrangement of the injector a fuel chamber filling fuel.

Zur Verbesserung der Kraftstoffzerstäubung ist erfindungsgemäß, einen Teil der aus den Kraftstoffkanälen austretenden Kraftstoffstrahlen auf eine die Abspritzöffnung umgebende als Ventilsitz dienende oder dazu benachbarte Fläche, auf die Wand der Abspritzöffnung oder auf die Ventilnadel aufprallen zu lassen, um eine Umlenkung, eine Auffächerung und/oder eine Prallzerstäubung des Kraftstoffs zu erreichen. Hiermit läßt sich eine Kraftstoffluftgemischwolke erzeugen, die einen Kraftstoffanteil auf einem Kegelmantel aufweist, wie er mittels einer Dralldüse erzeugt wird, sowie einen in Strähnen vorliegenden Kraftstoffanteil aufweist, wie er z. B. durch eine Mehrlochdüse bewirkt wird.To improve the fuel atomization according to the invention, a part of the fuel jets emerging from the fuel ducts on a surrounding the ejection opening serving as a valve seat or adjacent surface, to bounce on the wall of the spray or the valve needle to a deflection, a fanning and / or to achieve an impact atomization of the fuel. Hereby, a fuel-air mixture cloud can be produced which has a fuel portion on a conical surface, as it is produced by means of a swirl nozzle, and has a fuel portion in strands, as it is known for. B. is effected by a multi-hole nozzle.

Eine Verbesserung der Kraftstoffzerstäubung und eine gezielte Beeinflussung der Kraftstoffverteilung im Brennraum läßt sich auch durch eine Kollision von einzelnen Kraftstoffstrahlen erzielen.An improvement of the fuel atomization and a targeted influencing of the fuel distribution in the combustion chamber can also be achieved by a collision of individual fuel jets.

Um Kraftstoffablagerungen an der die Abspritzöffnung umgebenden Wand zu verhindern, ist es besonders zweckmäßig, wenn die Abspritzöffnung von einer in Abspritzrichtung sich erweiternden, kegelförmigen Wand umgeben ist.In order to prevent fuel deposits on the wall surrounding the ejection opening, it is particularly expedient for the ejection opening to be surrounded by a conical wall widening in the direction of ejection.

ZEICHNUNGDRAWING

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
Eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht eines Einspritzventils,
Fig. 2
eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht eines Ankers einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung für das Einspritzventil,
Fig. 3
einen schematischen Schnitt durch den Auslaßbereich eines Einspritzventils,
Fig. 4
einen Schnitt im wesentlichen nach Linie IV-IV in Figur 1,
Fig. 5a, 5b, 5c
jeweils einen Schnitt im wesentlichen nach Linie V-V in Figur 4,
Fig. 6
einen Schnitt im wesentlichen nach Linie IV-IV in Figur 1,
Fig. 7
einen Schnitt im wesentlichen nach Linie VII-VII in Figur 6 nach einer Ausgestaltung der Erfindung,
Fig. 8
einen schematischen Schnitt durch einen Auslaßbereich eines Ventilkörpers für ein Einspritzventil nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung,
Fig. 9
einen Schnitt im wesentlichen nach Linie IX-IX in Figur 8 und
Fig. 10
einen Schnitt im wesentlichen nach Linie X - X in Figur 9.
Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1
A schematic, partially sectioned view of an injection valve,
Fig. 2
a schematic, partially sectioned view of an armature of an electromagnetic actuator for the injection valve,
Fig. 3
a schematic section through the outlet of an injection valve,
Fig. 4
a section substantially along line IV-IV in Figure 1,
Fig. 5a, 5b, 5c
each a section substantially along line VV in Figure 4,
Fig. 6
a section substantially along line IV-IV in Figure 1,
Fig. 7
3 a section substantially along the line VII-VII in FIG. 6 according to an embodiment of the invention,
Fig. 8
a schematic section through an outlet region of a valve body for an injection valve according to a further embodiment of the invention,
Fig. 9
a section substantially along line IX-IX in Figure 8 and
Fig. 10
a section substantially along line X - X in Figure 9.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the various figures of the drawing corresponding components are provided with the same reference numerals.

Wie Figur 1 zeigt, weist das Einspritzventil ein Gehäuse 10 mit einem Gehäusekörper 11 auf, in dem eine zentrale Führungsbohrung 12 für einen Anker 13 einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung vorgesehen ist. Zur Kraftstoffzuführseite hin, also in Figur 1 nach oben, schließt sich an die Führungsbohrung 12 ein Spulenaufnahmeabschnitt 14 mit erweitertem Durchmesser an.As FIG. 1 shows, the injection valve has a housing 10 with a housing body 11, in which a central guide bore 12 for an armature 13 of an electromagnetic actuator is provided. Towards the fuel supply side, that is to say in FIG. 1 upwards, the guide bore 12 is adjoined by a coil receiving section 14 with an enlarged diameter.

Ein nicht-magnetischer Zwischenring 15 mit einem radialen Flansch 15' und einem Hülsenabschnitt 15" liegt mit seinem Flansch 15' auf einer radialen Stufenfläche 16 auf und ist z. B. durch Löten mit dem Gehäusekörper 11 fest verbunden. Ein Anschlußrohr 17 ist in den Hülsenabschnitt 15" des Zwischenrings 15 eingesetzt und mit diesem z. B. durch Löten verbunden. Der Spulenaufnahmeabschnitt 14 ist somit vom Zwischenring 15 und vom Anschlußrohr 17 radial innen begrenzt.A non-magnetic intermediate ring 15 with a radial flange 15 'and a sleeve portion 15 "bears with its flange 15' on a radial step surface 16 and is fixedly connected to the housing body 11 by soldering, for example Sleeve portion 15 "of the intermediate ring 15 is inserted and z. B. connected by soldering. The coil receiving portion 14 is thus bounded by the intermediate ring 15 and the connecting pipe 17 radially inside.

In den radial nach innen begrenzten Spulenaufnahmeabschnitt 14 ist eine in einem Spulenträger 18 aufgenommene Magnetspule 19 angeordnet, die mittels eines Kunststoffmantels 18' im Spulenträger 18 eingekapselt ist. Durch das Einspritzventil strömender Kraftstoff kann somit wegen des zwischen dem Anschlußrohr 17 und dem Gehäusekörper 11 angeordneten Zwischenrings 15 nicht in den Spulenaufnahmeabschnitt 14 eindringen, so daß die Magnetspule 19 trocken im Einspritzventil untergebracht ist.In the radially inwardly limited coil receiving portion 14 a received in a coil carrier 18 magnetic coil 19 is arranged, which is encapsulated by means of a plastic sheath 18 'in the coil carrier 18. Due to the intermediate ring 15 arranged between the connecting pipe 17 and the housing body 11, fuel flowing through the injection valve can thus not penetrate into the coil receiving section 14, so that the magnetic coil 19 is accommodated dry in the injection valve.

Ein Anschlußstutzen 21 für eine Kraftstoffzuführleitung ist in nicht näher dargestellter Weise mit dem Anschlußrohr 17 verbunden. Eine Schließfeder 23 ist im Anschlußrohr 17 angeordnet und zwischen dem Anker 13 und einer im Anschlußrohr 17 fest oder verstellbar eingesetzten Widerlagerhülse 24 eingespannt.A connecting piece 21 for a Kraftstoffzuführleitung is connected in a manner not shown with the connecting pipe 17. A closing spring 23 is arranged in the connecting pipe 17 and clamped between the armature 13 and a fixed or adjustable in the connecting tube 17 abutment sleeve 24.

In eine in einem auslaßseitigen Aufnahmeabschnitt 25 des Gehäusekörpers 11 vorgesehene Aufnahmebohrung 26 ist ein Ventilkörper 27 mit einem kolbenartig erweiterten Ende 28 eingesetzt, an dem ein Dichtring 28' in einer Nut 28" vorgesehen ist. Ein auslaßseitiger Rohrabschnitt 29 des Ventilkörpers 27 ist an seinem Außenumfang mit einer umfangsmäßig umlaufenden Ausnehmung 30 versehen, die nahe dem auslaßseitigen Ende des Rohrabschnitts 28 in eine Umfangsnut 31 übergeht. Über die Ausnehmung 30 und die Umfangsnut 31 ist eine Hülse 32 aufgeschoben, die vor der Ausnehmung 30 und hinter der Umfangsnut 31 mit dem Rohrabschnitt 29 des Ventilkörpers 27 verschweißt ist, so daß ein Kraftstoffzuführbereich 33 für Kraftstoffkanäle 34 (Fig. 4, Fig. 5a bis 5c) gebildet ist.Into a receiving bore 26 provided in an outlet-side receiving portion 25 of the housing body 11 is inserted a valve body 27 having a flared end 28 on which a sealing ring 28 'is provided in a groove 28 " provided with a circumferentially circumferential recess 30 which merges into a peripheral groove 31 near the outlet end of the pipe section 28. A sleeve 32 is pushed over the recess 30 and the circumferential groove 31, which is in front of the recess 30 and behind the circumferential groove 31 with the pipe section 29th of the valve body 27 is welded, so that a Kraftstoffzuführbereich 33 for fuel channels 34 (Fig. 4, Fig. 5a to 5c) is formed.

Der Ventilkörper 27 weist eine abgestufte Durchgangsbohrung 35 mit einem ersten, im kolbenartig erweiterten Ende 28 vorgesehenen Führungsabschnitt 36, mit einem zweiten im Bereich des auslaßseitigen Endes im Rohrabschnitt 29 vorgesehenen Führungsabschnitt 37 und mit einem zwischen den beiden Führungsabschnitten befindlichen Kraftstoffdurchlaßbereich 38 auf. In der Durchgangsbohrung 35 des Ventilkörpers 27 ist eine als Schließkörper des Einspritzventils dienende Ventilnadel 39 geführt, die an ihrem auslaßseitigen Ende eine Dichtfläche 40 aufweist, die mit einem eine Abspritzöffnung 41 umgebenden Ventilsitz 41' zusammenwirkt. Das von der Dichtfläche 40 abgewandte Ende der Ventilnadel 39 ist mit einem Befestigungsabschnitt 42 in einem erweiterten Abschnitt 43 einer Durchgangsbohrung 44 im Anker 13 befestigt.The valve body 27 has a stepped through-bore 35 with a first, provided in the flared end 28 guide portion 36, with a second provided in the region of the outlet end in the pipe section 29 guide portion 37 and located between the two guide portions fuel passage portion 38. In the through hole 35 of the valve body 27 serving as a closing body of the injector valve needle 39 is guided, which has at its outlet end a sealing surface 40 which cooperates with a valve seat 41 surrounding a spray opening 41 '. The end remote from the sealing surface 40 of the valve needle 39 is secured with a mounting portion 42 in an extended portion 43 of a through hole 44 in the armature 13.

Um einen Strömungsweg für Kraftstoff vom Anschlußstutzen 21 durch die Widerlagerhülse 24, das Anschlußrohr 17, den Anker 13 zum Kraftstoffdurchlaßbereich 38 zu schaffen, sind der Befestigungsabschnitt 42 und ein im Führungsabschnitt 36 geführter Abschnitt 45 der Ventilnadel 39 mit Abplattungen oder Ausnehmungen versehen. Die Kraftstoffzufuhr vom Kraftstoffdurchlaßbereich 38 zum Kraftstoffzuführbereich 33 der Kraftstoffkanäle 34 wird durch eine Querbohrung 46 ermöglicht.In order to provide a flow path for fuel from the connecting piece 21 through the abutment sleeve 24, the connecting pipe 17, the armature 13 to the fuel passage 38, the mounting portion 42 and guided in the guide portion 36 section 45 of the valve needle 39 are provided with flattenings or recesses. The fuel supply from the fuel passage 38 to the fuel supply portion 33 of the fuel channels 34 is made possible by a transverse bore 46.

Zum Öffnen des Einspritzventils wird die Magnetspule 16 bestromt oder erregt und zieht dabei den Anker 13 zusammen mit der Ventilnadel 39 gegen die Kraft der Schließfeder 23 an, bis der Anker 13 mit einer Stirnfläche 47 gegen eine als Anschlag dienende Stirnfläche 48 des Anschlußrohrs 17 oder bis die Ventilnadel 39 mit einer Fläche 70 gegen eine als Anschlag dienende Stirnfläche 71 einer Stützscheibe 72 anschlägt. Sobald die Stromzufuhr zur Magnetspule 16 unterbrochen wird, drückt die Schließfeder 23 über den Anker 13 die Ventilnadel 39 wieder in ihre Schließstellung, in der die Dichtfläche 40 am Ventilsitz 41' anliegt und die Abspritzöffnung 41 abdichtet.To open the injection valve, the solenoid 16 is energized or energized, thereby attracting the armature 13 together with the valve needle 39 against the force of the closing spring 23 until the armature 13 with an end face 47 against serving as a stop face 48 of the connecting pipe 17 or until the valve needle 39 abuts with a surface 70 against an abutment end face 71 of a support disk 72. As soon as the power supply to the solenoid 16 is interrupted, the closing spring 23 presses the valve needle 39 back into its closed position via the armature 13, in which the sealing surface 40 rests against the valve seat 41 'and seals off the ejection opening 41.

Wenn die Hubbegrenzung durch den Anker 13 erfolgt, so weist dieser, wie Fig. 2 zeigt, zweckmäßigerweise einen Führungsbund 49 auf, der an seinem im Bereich des nicht magnetischen Zwischenrings 15 befindlichen Ende vorgesehen ist, so daß der Anker 13 im nicht magnetischen Zwischenring 15 geführt ist. Die dem Anschlußrohr 17 zugewandte Stirnfläche 47 des Ankers 13 umfaßt eine radial außen liegende Anschlagfläche 50, an die sich nach innen über eine Stufe 51 eine zurückgesetzte Ringfläche 52 anschließt, die durch eine weitere Stufe 53 von einer Stützfläche 54 für die Schließfeder 23 getrennt ist. Die Anschlagfläche 50 weist dabei in Radialrichtung eine Breite von etwa 1 bis 2 mm auf und ist keilig, also kegelmantelförmig ausgebildet, wobei der innen liegende Rand der Anschlagfläche 50 gegen den außen liegenden Rand zurückgesetzt ist. Die Stufenhöhe der Stufe 53 zwischen der Anschlagfläche 50 und der zurückgesetzten Ringfläche 52 beträgt in etwa 50 µm. Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit ist der Anker 13 zumindest im Bereich seiner als Anschlagfläche dienenden Stirnfläche 47 und ggf. seines Führungsbundes 49 verchromt.When the stroke limitation is effected by the armature 13, this, as shown in FIG. 2, expediently a guide collar 49 which is provided at its located in the region of the non-magnetic intermediate ring 15 end, so that the armature 13 in the non-magnetic intermediate ring 15th is guided. The connection pipe 17 facing end face 47 of the armature 13 comprises a radially outer stop surface 50, to which a recessed annular surface 52 connects inwardly via a step 51, which is separated by a further step 53 of a support surface 54 for the closing spring 23. The stop surface 50 has in the radial direction a width of about 1 to 2 mm and is wedged, so cone-shaped formed, wherein the inner edge of the stop surface 50 is set back against the outer edge. The step height of the step 53 between the abutment surface 50 and the recessed annular surface 52 is about 50 microns. To increase the wear resistance, the armature 13 is chrome-plated, at least in the region of its end face 47, which serves as a stop face, and possibly its guide collar 49.

Wie Figur 3 zeigt, weist der Aufnahmeabschnitt 25 des Gehäusekörpers 11 auslaßseitig einen Rohransatz 55 auf, in dessen auslaßseitigem Ende eine Aufnahmebohrung 56 für einen hülsenförmigen Ventilkörper 57 vorgesehen ist. Der Ventilkörper 57 weist eine Durchgangsbohrung mit einem Führungsabschitt 37 für eine Ventilnadel 39 auf, der in eine Abspritzöffnung 41 mündet, die von einem Ventilsitz 41' umgeben ist. An dem der Abspritzöffnung 41 zugeordneten Ende des Ventilkörpers 57 ist ein Befestigungsflansch 58 vorgesehen, der mit einem die Aufnahmebohrung 56 umgebenden, mit der Hülse 32 beim Einspritzventil nach Fig. 1 wirkungsmäßig vergleichbaren Hülsenabschnitt 32' des Rohransatzes 55 dicht verbunden, zum Beispiel verschweißt oder verlötet ist. Auf der von der auslaßseitigen Stirnfläche des Ventilkörpers 57 abgewandten Seite des Befestigungsflansches 58 ist zwischen dem Ventilkörper 57 und dem Hülsenabschnitt 32' des Rohransatzes 55 ein Kraftstoffzuführbereich 33 für im ventilkörper 57 ausgebildete Kraftstoffkanäle 34 (Fig. 4, Fig. 5a bis 5b) vorgesehen.As Figure 3 shows, the receiving portion 25 of the housing body 11 on the outlet side a pipe extension 55, in whose outlet-side end a receiving bore 56 is provided for a sleeve-shaped valve body 57. The valve body 57 has a through hole with a Führungsabschitt 37 for a valve needle 39, which opens into a spray opening 41 which is surrounded by a valve seat 41 '. At the end of the valve body 57 associated with the ejection opening 41, a fastening flange 58 is provided which is tightly connected, for example welded or soldered, to a sleeve section 32 'of the tubular extension 55 which surrounds the receiving bore 56 and which is comparably comparable to the sleeve 32 in the injection valve according to FIG is. On the side of the fastening flange 58 facing away from the outlet-side end face of the valve body 57, a fuel feed region 33 for fuel passages 34 (FIG.

Wie Fig. 4 und 5a zeigen, sind im Ventilkörper 29 bzw. 57 Kraftstoffkanäle 34 vorgesehen, die als Bohrungen ausgeführt sind und den Kraftstoffzuführbereich 33 mit dem Bereich der Abspritzöffnung 41 verbinden. Die Kraftstoffkanäle 34 sind dabei, wie in 5a dargestellt, gegen die Mittelachse A der Austrittsöffnung 41 geneigt und entsprechend Figur 4 so gegen die Mittelachse A versetzt, daß sie in einem Abstand d an der Mittelachse A vorbeiführen.As shown in FIGS. 4 and 5 a, fuel channels 34, which are designed as bores and connect the fuel supply region 33 with the region of the injection opening 41, are provided in the valve body 29 and 57, respectively. The fuel channels 34 are, as shown in FIG. 5a, inclined towards the central axis A of the outlet opening 41 and, as shown in FIG the central axis A causes them to pass at a distance d at the central axis A.

Ist das Einspritzventil, wie in Figur 5a dargestellt, geöffnet, so werden die aus den Kraftstoffkanälen 34 austretenden Kraftstoffstrahlen durch die Abspritzöffnung 41 direkt in den vor dem Einspritzventil liegenden Abspritzbereich, insbesondere in den Brennraum eines Verbrennungsmotors gespritzt. Dabei laufen die einzelnen Kraftstoffstrahlen aneinander vorbei, so daß die sich im Abspritzbereich bildende Kraftstoffwolke eine den Kraftstoffstrahlen entsprechende Strähnigkeit aufweist.If the injection valve is open, as shown in FIG. 5a, the fuel jets emerging from the fuel channels 34 are injected through the injection opening 41 directly into the injection area located in front of the injection valve, in particular into the combustion chamber of an internal combustion engine. In this case, the individual fuel jets pass each other, so that the fuel cloud forming in the spray area has a strand corresponding to the fuel jets.

Je nach der gewünschten Strähnigkeit der Kraftstoffwolke können die einzelnen Kraftstoffkanäle 34 in Umfangsrichtung mit gleichen Abständen zueinander angeordnet sein. Sie können aber auch unterschiedliche Umfangsabstände aufweisen. Insbesondere kann eine bei fester Einbaudrehlage des Einspritzventils einer Zündkerze gegenüberliegende Lücke zwischen zwei Kraftstoffkanälen 34 größer oder kleiner als die übrigen Abstände zwischen den Kraftstoffkanälen 34 gewählt werden, um ein stöchiometrisches Kraftstoffluftgemisch im Bereich der Zündkerze sicherzustllen.Depending on the desired strand of the fuel cloud, the individual fuel channels 34 may be arranged in the circumferential direction at equal distances from one another. But you can also have different circumferential distances. In particular, a gap between two fuel passages 34 which is opposite to a fixed installation rotational position of the injection valve of a spark plug can be selected to be greater or smaller than the remaining distances between the fuel passages 34 in order to ensure a stoichiometric fuel air mixture in the area of the spark plug.

Die einzelnen Kraftstoffkanäle 34 bilden gemeinsam den engsten Strömungsquerschnitt für den Durchfluß des Kraftsstoffs durch das Einspritzventil. Die Summe der Strömungsquerschnitte der einzelnen Kraftstoffkanäle 34 bestimmt somit zusammen mit der Öffnungszeit des Einspritzventils und dem Kraftstoffdruck die jeweils abgespritzte Kraftstoffmenge.The individual fuel channels 34 together form the narrowest flow cross section for the flow of the fuel through the injection valve. The sum of the flow cross sections of the individual fuel channels 34 thus determines, together with the opening time of the injection valve and the fuel pressure, the respective amount of fuel sprayed off.

Dabei sind die Strömungsquerschnitte zwischen der Dichtfläche 40 und dem Ventilsitz 41' sowie der Strömungsquerschnitt der Abspritzöffnung 41 deutlich größer als der Gesamtquerschnitt der Kraftstoffkanäle 34. Es ist jedoch auch möglich, den Strömungsquerschnitt hinter den Kraftstoffkanälen 34 so eng zu machen, daß zwischen der Dichtfläche 40 und dem Ventilsitz 41' oder in der Abspritzöffnung 41 eine Teildrosselung des Kraftstoffstroms durch das Einspritzventil auftritt.The flow cross sections between the sealing surface 40 and the valve seat 41 'and the flow cross section of the injection opening 41 are significantly larger than the total cross section of the fuel channels 34. However, it is also possible to Flow cross-section behind the fuel channels 34 to make so narrow that occurs between the sealing surface 40 and the valve seat 41 'or in the spray orifice 41, a partial throttling of the fuel flow through the injection valve.

Bei einer Ausgestaltung des Einspritzventils nach Figur 5b sind die einzelnen Kraftstoffkanäle 34 zwar in gleicher Weise gegen die Mittelachse A der Abspritzöffnung 41 versetzt, sind jedoch mit unterschiedlichen Neigungswinkeln α, β gegen die Mittelachse A der Abspritzöffnung 41 geneigt. Durch die unterschiedlichen Neigungen der Kraftstoffkanäle 34 gegen die Mittelachse A läßt sich eine abgespritzte Kraftstoffwolke erreichen, die einen ersten Teil aufweist, der bereits nahe der Abspritzöffnung einen relativ großen Durchmesser besitzt während ein zweiter Teil der Kraftstoffwolke tiefer in den Abspritzbereich, also in den Brennraum eindringt und so für eine gleichmäßige Kraftstoffverteilung sorgt. Dabei ist es auch möglich, zur Erzeugung eines stöchiometrischen Kraftstoffluftgemischs im Bereich einer Zündkerze, die Kraftstoffkanäle 34, durch die Kraftstoff in die Nähe der Zündkerze gespritzt wird, mit einem entsprechenden Neigungswinkel gegen die Mittelachse der Abspritzöffnung 41 anzuordnen.In an embodiment of the injection valve of Figure 5b, the individual fuel channels 34 are indeed offset in the same way against the central axis A of the injection opening 41, but are inclined with different inclination angles α, β against the central axis A of the injection opening 41. Due to the different inclinations of the fuel channels 34 against the central axis A, a sprayed fuel cloud can be achieved, which has a first part already near the injection opening has a relatively large diameter while a second part of the fuel cloud penetrates deeper into the spray area, ie in the combustion chamber and thus ensures a uniform distribution of fuel. It is also possible, for generating a stoichiometric fuel mixture in the region of a spark plug, the fuel channels 34, is injected by the fuel in the vicinity of the spark plug, with a corresponding inclination angle to be arranged against the central axis of the injection opening 41.

Insbesondere wenn große Neigungswinkel α, β für die Kraftstoffkanäle 34 gefordert werden, ist es zweckmäßig, wenn - wie in Fig. 5c gezeigt - die Abspritzöffnung 41 von einer kegelmantelförmigen Wand 59 umgeben ist.In particular, if large angles of inclination α, β are required for the fuel channels 34, it is expedient if-as shown in FIG. 5c-the injection opening 41 is surrounded by a cone-shaped wall 59.

Nach einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Einspritzventils sind die Kraftstoffkanäle 34 zwar in gleicher Weise gegen die Mittelachse A der Abspritzöffnung 41 geneigt, sind jedoch unterschiedlich dagegen versetzt. Der in Figur 7 auf der rechten Seite dargestellte Kraftstoffkanal 34 weist dabei einen Abstand d1 zur Achse A auf, während der auf der linken Seite dargestellte Kraftstoffkanal 34 mit einem vergrößerten Abstand d2 zur Achse der Abspritzöffnung 41 angeordnet ist, so daß der durch diesen Kraftstoffkanal 34 abgespritzte Kraftstoff im Bereich der Abspritzöffnung 41 auf die Fläche des Ventilsitzes 41' aufprallt und dort zerstäubt.According to an embodiment of the injection valve according to the invention, although the fuel channels 34 are inclined in the same way against the central axis A of the injection opening 41, they are offset differently, however. The fuel channel 34 shown in Figure 7 on the right side has a distance d 1 to the axis A, while on the left side shown fuel channel 34 is arranged at an enlarged distance d 2 to the axis of the injection opening 41, so that the sprayed through this fuel passage 34 fuel in the region of the injection opening 41 on the surface of the valve seat 41 'impacts and atomized there.

Einzelne der Kraftstoffkanäle 34 sind erfindungsgemäß so angeordnet, daß die entsprechenden Kraftstoffstrahlen auf die die Abspritzöffnung 41 umgebende Wandung oder auf die Spitze der Ventilnadel 39 aufprallen.Individual of the fuel channels 34 are arranged according to the invention so that the corresponding fuel jets impinge on the wall surrounding the ejection opening 41 or on the tip of the valve needle 39.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß die mittels der Kraftstoffkanäle 34 erzeugten Kraftstoffstrahlen miteinander kollidieren, wodurch die Kraftstoffzerstäubung insbesondere für den relativ nahe am Einspritzventil liegenden Abspritzbereich verbessert wird.In addition, it can be provided that the fuel jets generated by means of the fuel channels 34 collide with each other, whereby the fuel atomization is improved in particular for the relatively close to the injection valve Abspritzbereich.

Entsprechend den Figuren 8 bis 10 ist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein topfförmiger Ventilkörper 60 vorgesehen, in den ein hülsenförmiger Führungseinsatz 61 mit einer Führungsbohrung 37' für die Ventilnadel 39 eingesetzt ist. Wie Figur 9 zeigt, weist der Führungseinsatz 61 einen in etwa viereckigen äußeren Querschnitt mit entsprechend dem Innendurchmesser des Ventilkörpers 60 abgerundeten Kanten auf, so daß er in den Ventilkörper 60 eingesetzt werden kann. Die der Abspritzöffnung 41 zugewandte Stirnfläche 62 des Führungseinsatzes 61 ist kegelförmig abgeschrägt und liegt an einer entsprechenden kegelförmigen Bodenfläche 63 des Ventilkörpers 60 an.According to FIGS. 8 to 10, in a further embodiment of the invention a cup-shaped valve body 60 is provided into which a sleeve-shaped guide insert 61 with a guide bore 37 'for the valve needle 39 is inserted. As shown in FIG. 9, the guide insert 61 has an approximately quadrangular outer cross section with edges rounded corresponding to the inner diameter of the valve body 60, so that it can be inserted into the valve body 60. The ejection opening 41 facing end face 62 of the guide insert 61 is tapered conically and is located on a corresponding conical bottom surface 63 of the valve body 60 at.

Wie in Fig. 10 links dargestellt ist, sind in der kegelförmigen Stirnfläche 62 des Führungseinsatzes 61 Nuten 64 vorgesehen, die die Kraftstoffkanäle 34' bilden. Es ist jedoch auch möglich, die Kraftstoffkanäle 34 als Bohrungen auszuführen, wie dies auf der rechten Seite der Figur 10 dargestellt ist.As shown in Fig. 10 on the left, 61 grooves 64 are provided in the conical end face 62 of the guide insert, which form the fuel channels 34 '. However, it is also possible to carry out the fuel channels 34 as bores, as shown on the right side of FIG.

Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der Führungseinsatz 61 an seinem der Abspritzöffung 41 zugewandten Ende eine die Führungsbohrung 37' umgebende Ausnehmung 65 aufweist.It is expedient here if the guide insert 61 has a recess 65 surrounding the guide bore 37 'at its end facing the spray opening 41.

Auch bei dieser Ausgestaltung der Erfindung lassen sich die einzelnen Kraftstoffkanäle 34, 34' mit unterschiedlichen Neigungen und Abständen von der Mittelachse A der Abspritzöffnung 41 anordnen. Werden für die einzelnen Kraftstoffkanäle 34, 34' bei gleicher Neigung nur unterschiedliche Abstände zur Mittelachse A der Abspritzöffnung 41 gefordert, so können sämtliche Kraftstoffkanäle 34' durch entsprechende Nuten 64 realisiert werden. Sind jedoch auch unterschiedliche Neigungen gewünscht, so ist es möglich, einen Teil der Kraftstoffkanäle 34' durch Nuten auszubilden, während ein anderer Teil der Kraftstoffkanäle 34 mit einer anderen Neigung als Bohrungen ausgeführt wird. Dabei ist es zweckmäßig, die Kraftstoffkanäle 34' mit einer größeren Neigung gegen die Mittelachse A der Abspritzöffnung 41 auszubilden als die von Bohrungen gebildeten Kraftstoffkanäle 34.Also in this embodiment of the invention, the individual fuel channels 34, 34 'with different inclinations and distances from the central axis A of the injection opening 41 can be arranged. If only different distances to the central axis A of the injection opening 41 are required for the individual fuel channels 34, 34 'with the same inclination, then all the fuel channels 34' can be realized by corresponding grooves 64. However, if different inclinations are desired, it is possible to form a part of the fuel channels 34 'by grooves, while another part of the fuel channels 34 is performed with a different inclination than bores. It is expedient to form the fuel channels 34 'with a greater inclination against the central axis A of the injection orifice 41 than the fuel channels 34 formed by bores.

Die Verwendung eines topfförmigen Ventilkörpers 60, bei dem die Kraftstoffzuführbereiche 33' für die einzelnen Kraftstoffkanäle 34, 34' innerhalb des Ventilkörpers ausgebildet sind, hat den Vorteil, daß die Abdichtung des Ventilkörpers 60 gegenüber dem Ventilgehäuse in einem relativ großen Abstand zur abspritzseitigen Stirnfläche des Ventilkörpers 60 vorgenommen werden kann.The use of a cup-shaped valve body 60, in which the Kraftstoffzuführbereiche 33 'for the individual fuel channels 34, 34' are formed within the valve body, has the advantage that the sealing of the valve body 60 relative to the valve housing at a relatively large distance to the discharge-side end face of the valve body 60 can be made.

Die Kraftstoffkanäle 34, 34' können auch in nicht näher dargestellter Weise unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen, um eine gewünschte Kraftstoffverteilung zu erzielen. Dabei können Kraftstoffkanäle 34, 34' mit kleinen und großen Querschnitten abwechseln. Es ist auch möglich, daß nur ein oder zwei Kraftstoffkanäle 34, 34' einen vergrößerten oder verkleinerten Strömungsquerschnitt aufweisen.The fuel channels 34, 34 'may also have different flow cross-sections in a manner not shown in detail in order to achieve a desired fuel distribution. In this case, fuel channels 34, 34 'can alternate with small and large cross sections. It is also possible that only one or two fuel channels 34, 34 'have an enlarged or reduced flow cross-section.

Claims (13)

  1. Injection valve, in particular for directly injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, having a flow path for fuel from a fuel inlet (21) to an ejection opening (41), having a valve body (27, 29, 57, 60) which has a valve seat (41'), and having a moveable closing body (39) which interacts with the valve seat (41'),
    with a plurality of fuel ducts (34, 34') being arranged in the flow path before the ejection opening (41) and upstream of the valve seat (41'), the cross section of which fuel ducts (34, 34') determines the fuel quantity ejected per unit time in each case for a given fuel pressure,
    with at least a part of a first group of the fuel ducts (34, 34') being aligned such that the fuel jets emerging from them are sprayed directly through the ejection opening (41) when the valve is open, since imaginary elongated central axes of said fuel ducts (34, 34') run through the ejection opening (41) without coming into contact with the latter,
    characterized
    in that at least a second group of fuel ducts (34, 34') is provided, with a part of the fuel ducts (34, 34') being aligned such that the fuel jets emerging from them impact, before the ejection opening (41), preferably at an acute angle against a surface (41') which surrounds the ejection opening (41) or against an impact area on the closing body (39) or against a wall which surrounds the ejection opening (41).
  2. Injection valve according to Claim 1,
    characterized
    in that the fuel ducts (34, 34') are arranged such that the fuel jets emerging from them run so as to be inclined, and offset with respect to, a central axis (A) which is perpendicular to the plane of the ejection opening (41).
  3. Injection valve according to Claim 1 or 2,
    characterized
    in that the fuel ducts (34, 34') of one group are in each case inclined and offset with respect to the central axis (A) of the ejection opening (41) in each case in the same way.
  4. Injection valve according to Claim 3,
    characterized
    in that all of the fuel ducts (34, 34') have the same inclination with respect to the central axis (A) of the ejection opening (41), while fuel ducts (34, 34') belonging to different groups are offset to different extents with respect to the central axis (A) of the ejection opening (41).
  5. Injection valve according to Claim 3,
    characterized
    in that all of the fuel ducts (34, 34') are offset in the same way with respect to the central axis (A) of the ejection opening (41), while fuel ducts (34, 34') belonging to different groups are inclined to different extents with respect to the central axis (A) of the ejection opening (41).
  6. Injection valve according to one of the preceding claims,
    characterized
    in that the fuel ducts (34, 34') are spaced apart from the ejection opening (41) to different extents from one another in the peripheral direction.
  7. Injection valve according to one of the preceding claims,
    characterized
    in that at least a part of the fuel ducts (34, 34') are inclined and offset with respect to the central axis (A) of the ejection opening (41) such that the fuel jets emerging from them are sprayed past one another into the combustion chamber.
  8. Injection valve according to one of the preceding claims,
    characterized
    in that a part of the fuel ducts (34, 34') are inclined and offset with respect to the central axis (A) of the ejection opening (41) such that the fuel jets emerging from them collide with one another, with the colliding fuel jets preferably impacting against one another after the ejection opening (41).
  9. Injection valve according to one of the preceding claims,
    characterized
    in that the fuel ducts (34, 34') are aligned such that a central axis of a fuel cloud formed by them is inclined with respect to the central axis (A) of the ejection opening (41) .
  10. Injection valve according to one of the preceding claims,
    characterized
    in that the fuel ducts (34, 34') are provided in the valve body (27, 29, 57) which has the valve seat (41').
  11. Injection valve according to one of Claims 1 to 9,
    characterized
    in that a guide insert (61) for the closing body (39) is provided in a pot-shaped valve body (60), the outer peripheral face of which guide insert (61) is designed such that one or more fuel delivery regions (33') are provided between a peripheral wall of the valve body (60) and the guide insert (61), which fuel delivery regions (33') are connected to the fuel ducts (34, 34') which are formed on the guide insert (61).
  12. Injection valve according to Claim 11,
    characterized
    in that the guide insert (61) has, on its end face (62) which interacts with the valve body (60), a plurality of grooves (64) which form the fuel ducts (34').
  13. Injection valve according to Claim 11 or 12,
    characterized
    in that at least a part of the fuel ducts (34) are formed as bores in the guide insert (61).
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