EP1135604A1 - Verfahren zum einstellen der strömungsmenge an einem brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Verfahren zum einstellen der strömungsmenge an einem brennstoffeinspritzventil

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EP1135604A1
EP1135604A1 EP00972606A EP00972606A EP1135604A1 EP 1135604 A1 EP1135604 A1 EP 1135604A1 EP 00972606 A EP00972606 A EP 00972606A EP 00972606 A EP00972606 A EP 00972606A EP 1135604 A1 EP1135604 A1 EP 1135604A1
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EP
European Patent Office
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valve
perforated disc
valve seat
swirl
layer
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Dieter Holz
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication of EP1135604B1 publication Critical patent/EP1135604B1/de
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting the flow rate at a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.
  • Heated fuel quantity of a fuel injector is known.
  • the amount of fuel delivered is first measured with the fuel injector open.
  • the position of a perforated disk having at least two metering openings and arranged downstream of the valve seat is then changed, as a result of which the free flow cross sections of the individual metering openings are varied. This position is shifted until the actual quantity delivered matches the specified target quantity.
  • the perforated disc is then fixed in this position.
  • a fuel injector is known from US Pat. No. 5,570,841, which has a multi-disc perforated disc.
  • a disc of this atomizer attachment in the form of a disc has a contour for generating a swirl in the fuel to be sprayed.
  • the flow or the flow rate of fuel through the perforated disc is predetermined by the cross sections of the individual swirl channels and cannot be changed.
  • Sheet layers are introduced.
  • the cross-sections of the openings also determine the flow of fuel here and cannot be changed subsequently.
  • the method according to the invention for adjusting the flow rate at a fuel injection valve with the characterizing features of the main claim has the advantage that it can be used on a fully assembled one Fuel injection valve in a simple manner a multi-layer or multi-disc perforated disc can be changed in their opening cross-sections, so that the flow rates to be dispensed can also be set very easily on fuel injection valves with such perforated discs.
  • the perforated disk is particularly advantageous to design the perforated disk as a swirl disk, in particular as a so-called sheet metal lamate swirl disk, at least one central layer of the perforated disk having an opening contour with swirl channels and a swirl chamber.
  • the flow quantity through the perforated disk is ideally adjusted in such a way that the lower bottom layer of the perforated disk is deformed in the region of at least one swirl channel, so that a material shift of the bottom layer m is the free one
  • a deformation tool is used to deform the lower bottom layer of the perforated disk, which has a fixed tool part as a perforated disk holder and comprises at least one movable tool part in the form of a deformation die.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a fuel injection valve with a perforated disk that is deformable according to the invention
  • FIG. 2 shows a perforated disk in a top view
  • FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 2 through the perforated disk
  • FIG. 4 shows a schematic section in the region of a swirl channel of a perforated disk with a deformation tool.
  • the electromagnetically actuated valve in the form of an injection valve for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines shown by way of example in FIG. 1 has a tubular, largely hollow-cylindrical core 2, which is at least partially surrounded by a magnetic coil 1 and serves as the inner pole of a magnetic circuit.
  • the fuel injection valve is particularly suitable as
  • High-pressure injection valve for injecting fuel directly into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • a stepped coil body 3 made of plastic takes up a winding of the magnetic coil 1 and, in conjunction with the core 2 and an annular, non-magnetic intermediate part 4 with an L-shaped cross section, which is partially surrounded by the magnetic coil 1 particularly compact and short structure of the injection valve in the area of the solenoid coil 1.
  • a continuous longitudinal opening 7 is provided in the core 2 and extends along a longitudinal valve axis 8.
  • the core 2 of the magnetic circuit also serves as a fuel inlet connection, the longitudinal opening 7 representing a fuel supply channel.
  • a fuel filter 15 is provided on the inlet side, which ensures that those fuel components are filtered out which, because of their size, could cause blockages or damage in the injection valve.
  • the core 2 forms with the housing part 14 the inlet end of the fuel injector. To the top
  • Housing part 14 closes tightly and firmly to a lower tubular housing part 18 which, for. B. an axially movable valve part consisting of an armature 19 and a rod-shaped valve needle 20 or an elongated valve seat support 21 encloses or receives.
  • the seal between the housing part 18 and the valve seat support 21 takes place, for. B. by means of a sealing ring 22.
  • the valve seat support 21 has an inner through opening 24 over its entire axial extent, which runs concentrically to the longitudinal axis 8 of the valve.
  • valve seat support 21 With its lower end 25, which also represents the downstream end of the entire fuel injection valve, the valve seat support 21 surrounds a disk-shaped valve seat element 26 which is fitted in the through opening 24 and has a valve seat surface 27 tapering downstream in the shape of a truncated cone.
  • B. rod-shaped, a largely circular cross-section valve needle 20 is arranged, which has a valve closing section 28 at its downstream end.
  • This, for example, conically tapering valve closing section 28 interacts in a known manner with the valve seat surface 27 provided in the valve seat element 26.
  • a perforated disc 30 which comprises a plurality of metallic layers or discs which are applied to one another.
  • This type of perforated disks 30 can be referred to as so-called sheet metal lammate perforated disks, the manufacture of which can be carried out, for example, in the manner described in DE 197 24 075 A1.
  • the injection valve is actuated in a known manner, here electromagnetically. Arranged for the axial movement of the valve needle 20 and thus for opening against the spring force of the longitudinal opening 7 of the core 2
  • Return spring 33 or closing the injection valve serves the electromagnetic circuit with the magnet coil 1, the core 2, the housing parts 14 and 18 and the armature 19.
  • the armature 19 is connected to the end of the valve needle 20 facing away from the valve closing section 28, for. B. connected by a weld and aligned to the core 2.
  • To guide the valve needle 20 during its axial movement with the armature 19 Along the longitudinal valve axis 8 there is on the one hand a guide opening 34 provided in the valve seat support 21 at the end facing the armature 19 and on the other hand a disk-shaped guide element 35 with a dimensionally accurate guide opening 36 arranged upstream of the valve seat element 26.
  • another excitable actuator such as a piezo stack can be used in a comparable fuel injection valve or the actuation of the axially movable valve part can be carried out by means of hydraulic pressure or servo pressure.
  • the stroke of the valve needle 20 is predetermined by the installation position of the valve seat element 26. A final position of the stroke of the valve needle 20 is predetermined by the installation position of the valve seat element 26. A final position of the stroke of the valve needle 20 is predetermined by the installation position of the valve seat element 26.
  • Valve needle 20 is fixed when the magnet coil 1 is not energized by the valve closing section 28 bearing against the valve seat surface 27 of the valve seat element 26, while the other end position of the valve needle 20 when the magnet coil 1 is energized results from the armature 19 resting on the downstream end face of the core 2.
  • the surfaces of the components in the latter stop area are chromed, for example.
  • the electrical contacting of the magnetic coil 1 and thus its excitation takes place via contact elements 43, which are provided outside of the coil former 3 with a plastic encapsulation 44.
  • the plastic encapsulation 44 can also be of other components (z. B. housing parts 14 and 18)
  • Plastic extrusion 44 runs an electrical Connection cable 45, via which the energization of the magnet coil 1 takes place.
  • the plastic encapsulation 44 projects through the upper housing part 14, which is interrupted in this area.
  • Valve seat element 26 introduced an outlet opening 53 through which the fuel flowing along the valve seat surface 27 when the valve is open flows in order to subsequently enter the perforated disk 30, which is in particular designed as a swirl disk.
  • the perforated disc 30 is, for example, in a recess 54 of a disc-shaped holding element 55, the holding element 55 being fixed to the valve seat carrier 21, e.g. is connected by welding, gluing or jamming.
  • the fastening variant of the perforated disk 30 shown in FIG. 1 is only shown in a simplified manner and shows only one of many to be varied
  • a central outlet opening 56 is formed in the holding element 55 downstream of the depression 54, through which the fuel, which is now swirling, leaves the fuel injection valve.
  • the perforated disk 30 has an outer diameter such that it is taut with little play in a receiving opening on the fuel injector, e.g. can be fitted into the recess 54 of the holding element 55 or into an opening of the valve seat carrier 21.
  • FIG. 2 shows a perforated disk 30 comprising three sheet metal layers in a plan view
  • FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 2.
  • the perforated disk 30 is formed, for example, from three sheet metal layers lying one on top of the other, which are separated from large sheet metal foils during the manufacture of the perforated disk, as is known, for example, from DE 197 24 075 AI.
  • the three layers or disks of the perforated disk 30 are referred to below corresponding to their function with cover layer 60, swirl generation layer 61 and bottom layer 62.
  • the upper cover layer 60 is designed with a smaller outer diameter than the two layers 61, 62 following it.
  • Such perforated disks 30 can also be produced with two or more than three layers.
  • the cover layer 60 is designed as a simple metal sheet plate, on the other hand, a complex opening contour is provided in the swirl generation layer 61 which extends over the entire axial thickness of this layer 61.
  • the opening contour of the middle layer 61 is formed by an inner swirl chamber 68 and by a plurality of swirl channels 66 opening into the swirl chamber 68.
  • the swirl channels 66 open, for example, tangentially into the swirl chamber 68. While the swirl chamber 68 is completely covered by the cover layer 60, the swirl channels 66 are only partially covered, since the outer ends facing away from the swirl chamber 68 form the inlet regions 65 which are open towards the top.
  • the tangential opening of the swirl channels 66 into the swirl chamber 68 imparts an angular momentum to the fuel, which is thus retained in a central circular outlet opening 69 of the lower base layer 62.
  • the diameter of the outlet opening 69 is, for example, significantly smaller than the opening width of the swirl chamber 68 directly above it. This increases the swirl intensity generated in the swirl chamber 68.
  • the fuel is sprayed out in a hollow cone by centrifugal force.
  • perforated disks other than the perforated disk 30 in the form of a swirl atomizer disk shown in FIGS. 2 and 3 are also suitable.
  • FIG. 4 schematically shows the perforated disk 30 in the region of a swirl channel 66, specifically in a sectional plane that runs perpendicular to the longitudinal extent of the swirl channel 66.
  • a deformation tool 71 which e.g. comprises a fixed tool part as a perforated disk holder 72 and at least one movable tool part in the form of a deformation ram 73.
  • the perforated disk receptacle 72 together with the valve seat element 26 ensures safe and reliable clamping of the perforated disk 30 if the perforated disk 30 is to be deformed.
  • the fixed tool part 72 also takes over the stamping of the at least one deformation punch 73.
  • the shaping tool 71 can be designed in a circular or annular manner such that the same number of deformation punches 73 are provided in accordance with the number of swirl channels 66, so that all swirl channels 66 can be changed in cross-section at the same time, if necessary.
  • the deformation tool 71 is brought to the lower bottom layer 62 of the perforated disk 30 in a second method step according to the invention.
  • the at least one deformation ram 73 then acts on the base layer 62, as a result of which the base layer 62 is deformed and shifted in the direction of an opening cross section present within the perforated disk 30, here at least one swirl channel 66.
  • the opening cross sections of one, several selected or all of the swirl channels 66 of the perforated disk 30 can be varied and the flow quantities flowing through them can be adjusted.
  • the bottom layer 62 is deformed until the actual quantity delivered corresponds to the predetermined target quantity of the individual or all swirl channels 66.
  • the flow measurement can be carried out directly during the deformation process. After the plastic deformation of the bottom layer 62 has been completed, the deformation tool 71 is removed again from the perforated disk 30.

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Abstract

Das Verfahren zum Einstellen der Strömungsmenge an einem Brennstoffeinspritzventil, das ein erregbares Betätigungsselement, ein axial entlang einer Ventillängsachse bewegbares Ventilschliessglied, das zum Öffnen und Schliessen des Ventils mit einem festen, an einem Ventilsitzelement (26) ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt, und eine stromabwärts des Ventilsitzes angeordnete, mehrlagige bzw. mehrscheibige Lochscheibe (30) aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass in einem ersten Verfahrensschritt die abgegebene Brennstoffmenge des geöffneten Brennstoffeinspritzventils gemessen wird und in einem zweiten Verfahrensschritt eine untere Bodenlage (62) der Lochscheibe (30) in Richtung zum Ventilsitz in einen freien Strömungsquerschnitt der darüber liegenden Lage (61) hinein verformt und dadurch der freie Strömungsquerschnitt innerhalb der Lochscheibe (30) so lange verändert wird, bis die abgegebene Istmenge mit der vorgegebenen Sollmenge übereinstimmt.

Description

Verfahren zum Einstellen der Strömungsmenge an einem Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Einstellen der Strömungsmenge an einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Aus der DE 40 25 945 C2 ist bereits ein Verfahren zur Einstellung der statischen, während des stationären
Öffnungszustandes abgespritzten Brennstoffmenge eines Brennstoffeinspritzventils bekannt. Dabei wird zuerst bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil die abgegebene Brennstoffmenge gemessen. Danach wird die Lage einer wenigstens zwei Zumessöffnungen aufweisenden und stromabwärts des Ventilsitzes angeordneten Lochscheibe verändert, wodurch die freien Strömungsquerschnitte der einzelnen Zumessöffnungen variiert werden. Diese Lageverschiebung erfolgt solange bis die abgegebene Istmenge mit der vorgegebenen Sollmenge übereinstimmt. In dieser Lage wird die Lochscheibe anschließend fixiert.
Außerdem ist bereits aus der DT 2 045 596 AI bekannt, an einem Brennstoffeinspritzventil wenigstens einen Drallkanal zu verformen. Der an einem Ventilsitzkörper vorgesehene Drallkanal wird in seinem Durchlassquerschnitt durch Verformung stetig verkleinert, bis die Strömungsmenge in dem Drallkanal einen vorgegebenen Sollwert erreicht hat. Die Verformung erfolgt mittels eines Pressstempels, der in stromabwärtiger Richtung in den Düsenkörper eingebracht wird. Durch Verdrehen des Pressstempels wird der Querschnitt des Drallkanals am Ventilsitz verringert.
Bekannt ist aus der US-PS 5,570,841 bereits ein Brennstoffeinspritzventil, das eine mehrscheibige Lochscheibe aufweist. Eine Scheibe dieses Zerstäubervorsatzes in Scheibenform besitzt dabei eine Kontur zur Erzeugung eines Dralls im abzuspritzenden Brennstoff. Der Durchfluss bzw. die Strömungsmenge an Brennstoff durch die Lochscheibe ist durch die Querschnitte der einzelnen Drallkanäle vorgegeben und kann nicht verändert werden.
Aus der DE 197 24 075 AI ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von Lochscheiben für Einspritzventile bekannt. Dabei handelt es sich um sogenannte Blechlaminat- Lochscheiben, bei denen wenigstens zwei dünne Blechlagen aufeinander aufgebracht werden. Jede Blechlage einer solchen Lochscheibe weist eine andere Öffnungsgeometrie auf, wobei die Öffnungen bereits vor dem Aufeinanderbringen der
Blechlagen eingebracht werden. Die Querschnitte der Öffnungen legen auch hier den Durchfluss an Brennstoff fest und sind nachträglich nicht veränderbar.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einstellen der Strömungsmenge an einem Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass mit ihm an einem fertig montierten Brennstoffeinspritzventil auf einfache Art und Weise eine mehrlagige bzw. mehrscheibige Lochscheibe m ihren Öffnungsquerschnitten verändert werden kann, wodurch die abzugebenden Strömungsmengen sehr einfach auch an Brennstoffemspritzventilen mit derartigen Lochscheiben einstellbar sind.
Durch die m den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, die Lochscheibe als Drallscheibe, insbesondere als sogenannte Blechlammat- Drallscheibe, auszuführen, wobei wenigstens eine mittlere Lage der Lochscheibe eine Offnungskontur mit Drallkanalen und einer Drallkammer aufweist. In idealer Weise erfolgt das Einstellen der Strömungsmenge durch die Lochscheibe derart, dass die Verformung der unteren Bodenlage der Lochscheibe im Bereich wenigstens eines Drallkanals vorgenommen wird, so dass eine Materialverschiebung der Bodenlage m den freien
Stromungsquerschnitt des wenigstens einen Drallkanals hinein vollzogen wird Mit mehreren Verformungsstempeln des Verformungswerkzeugs können m vorteilhafter Weise zeitgleich die freien Stromungsquerschnitte mehrerer Drallkanäle verändert werden.
Von besonderem Vorteil ist es, die Durchflussmessung des Brennstoffs durch die Lochscheibe unmittelbar während des Verformungsprozesses durchzuführen. Somit ist der zeitliche Aufwand des Einsteilens der Stromungsmenge auf ein Minimum reduziert .
In vorteilhafter Weise wird zum Verformen der unteren Bodenlage der Lochscheibe ein VerformungsWerkzeug verwendet, das ein festes Werkzeugteil als Lochscheibenaufnahme und wenigstens ein bewegliches Werkzeugteil in Form eines Verformungsstempels umfasst .
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils mit einer erfindungsgemäß verformbaren Lochscheibe, Figur 2 eine Lochscheibe in einer Draufsicht, Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2 durch die Lochscheibe und Figur 4 einen schematischen Schnitt im Bereich eines Drallkanals einer Lochscheibe mit einem Verformungswerkzeug.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in der Figur 1 beispielhaft dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 zumindest teilweise umgebenen, als Innenpol eines Magnetkreises dienenden, rohrförmigen, weitgehend hohlzylindrischen Kern 2. Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders als
Hochdruckeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Ein beispielsweise gestufter Spulenkörper 3 aus Kunststoff nimmt eine Bewicklung der Magnetspule 1 auf und ermöglicht in Verbindung mit dem Kern 2 und einem ringförmigen, nichtmagnetischen, von der Magnetspule 1 teilweise umgebenen Zwischenteil 4 mit einem L-förmigen Querschnitt einen besonders kompakten und kurzen Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1.
In dem Kern 2 ist eine durchgängige Längsöffnung 7 vorgesehen, die sich entlang einer Ventillängsachse 8 erstreckt. Der Kern 2 des Magnetkreises dient auch als Brennstoffeinlassstutzen, wobei die Längsöffnung 7 einen Brennstoffzufuhrkanal darstellt. Mit dem Kern 2 oberhalb der Magnetspule 1 fest verbunden ist ein äußeres metallenes (z. B. ferritisches) Gehäuseteil 14, das als Außenpol bzw. äußeres Leitelement den Magnetkreis schließt und die Magnetspule 1 zumindest in Umfangsrichtung vollständig umgibt. In der Längsöffnung 7 des Kerns 2 ist zulaufseitig ein Brennstofffilter 15 vorgesehen, der für die Herausfiltrierung solcher Brennstoffbestandteile sorgt, die aufgrund ihrer Größe im Einspritzventil Verstopfungen oder Beschädigungen verursachen könnten.
Der Kern 2 bildet mit dem Gehäuseteil 14 das Zulaufseitige Ende des Brennstoffeinspritzventils. An das obere
Gehäuseteil 14 schließt sich dicht und fest ein unteres rohrförmiges Gehäuseteil 18 an, das z. B. ein axial bewegliches Ventilteil bestehend aus einem Anker 19 und einer stangenförmigen Ventilnadel 20 bzw. einen langgestreckten Ventilsitzträger 21 umschließt bzw. aufnimmt. Die Abdichtung zwischen dem Gehäuseteil 18 und dem Ventilsitzträger 21 erfolgt z. B. mittels eines Dichtrings 22. Der Ventilsitzträger 21 besitzt über seine gesamte axiale Ausdehnung eine innere Durchgangsöffnung 24, die konzentrisch zu der Ventillängsachse 8 verläuft. Mit seinem unteren Ende 25, das auch zugleich den stromabwärtigen Abschluss des gesamten Brennstoffeinspritzventils darstellt, umgibt der Ventilsitztrager 21 ein m der Durchgangsöffnung 24 emgepasstes scheibenförmiges Ventilsitzelement 26 mit einer sich stromabwärts kegelstumpfformig verjungenden Ventilsitzflache 27. In der Durchgangsoffnung 24 ist die z. B. stangenformige, einen weitgehend kreisförmigen Querschnitt aufweisende Ventilnadel 20 angeordnet, die an ihrem stromabwartigen Ende einen Ventilschließabschnitt 28 aufweist. Dieser beispielsweise sich keglig verjüngende Ventilschließabschnitt 28 wirkt m bekannter Weise mit der im Ventilsitzelement 26 vorgesehenen Ventilsitzflache 27 zusammen Stromabwarts der Ventilsitzflache 27 folgt dem Ventilsitzelement 26 eine Lochscheibe 30, die mehrere metallische Lagen bzw. Scheiben umfasst, die aufeinander aufgebracht sind. Bei dieser Art von Lochscheiben 30 kann von sogenannten Blechlammat-Lochscheiben gesprochen werden, deren Herstellung beispielsweise m der m der DE 197 24 075 AI beschriebenen Weise erfolgen kann.
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt m bekannter Weise, hier elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 20 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer m der Langsöffnung 7 des Kerns 2 angeordneten
Rückstellfeder 33 bzw. Schließen des Emspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem Kern 2, den Gehäuseteilen 14 und 18 und dem Anker 19. Der Anker 19 ist mit dem dem Ventilschließabschnitt 28 abgewandten Ende der Ventilnadel 20 z. B. durch eine Schweißnaht verbunden und auf den Kern 2 ausgerichtet . Zur Führung der Ventilnadel 20 wahrend ihrer Axialbewegung mit dem Anker 19 entlang der Ventillängsachse 8 dient einerseits eine im Ventilsitzträger 21 am dem Anker 19 zugewandten Ende vorgesehene Führungsöffnung 34 und andererseits ein stromaufwärts des Ventilsitzelements 26 angeordnetes scheibenförmiges Führungselement 35 mit einer maßgenauen Führungsöffnung 36.
Anstelle des elektromagnetischen Kreises kann auch ein anderer erregbarer Aktuator, wie z.B. ein Piezostack, in einem vergleichbaren Brennstoffeinspritzventil verwendet werden bzw. das Betätigen des axial beweglichen Ventilteils durch einen hydraulischen Druck oder Servodruck erfolgen.
Der Hub der Ventilnadel 20 wird durch die Einbaulage des Ventilsitzelements 26 vorgegeben. Eine Endstellung der
Ventilnadel 20 ist bei nicht erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ventilschließabschnitts 28 an der Ventilsitzfläche 27 des Ventilsitzelements 26 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel 20 bei erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankers 19 an der stromabwärtigen Stirnseite des Kerns 2 ergibt. Die Oberflächen der Bauteile im letztgenannten Anschlagbereich sind beispielsweise verchromt .
Die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren Erregung erfolgt über Kontaktelemente 43, die noch außerhalb des Spulenkörpers 3 mit einer Kunststoffumspritzung 44 versehen sind. Die Kunststoffumspritzung 44 kann sich auch über weitere Bauteile (z. B. Gehäuseteile 14 und 18) des
Brennstoffeinspritzventils erstrecken. Aus der
Kunststoffumspritzung 44 heraus verläuft ein elektrisches Anschlußkabel 45, über das die Bestromung der Magnetspule 1 erfolgt. Die Kunststoffumspritzung 44 ragt durch das in diesem Bereich unterbrochene obere Gehäuseteil 14.
Stromabwärts der Ventilsitzflache 27 ist im
Ventilsitzelement 26 eine Austrittsöffnung 53 eingebracht, durch die der bei geöffnetem Ventil an der Ventilsitzfläche 27 entlangströmende Brennstoff strömt, um nachfolgend in die Lochscheibe 30, die insbesondere als Drallscheibe ausgeführt ist, einzutreten. Die Lochscheibe 30 liegt beispielsweise in einer Vertiefung 54 eines scheibenförmigen Halteelements 55 vor, wobei das Halteelement 55 fest mit dem Ventilsitzträger 21 z.B. mittels Schweißen, Kleben oder durch Verklemmen verbunden ist. Die in Figur 1 gezeigte Befestigungsvariante der Lochscheibe 30 ist nur vereinfacht dargestellt und zeigt nur eine von vielen zu variierenden
Befestigungsmöglichkeiten. In dem Halteelement 55 ist stromabwärts der Vertiefung 54 eine zentrale Auslassöffnung 56 ausgebildet, durch die der nun drallbehaftete Brennstoff das Brennstoffeinspritzventil verlässt . Die Lochscheibe 30 weist einen solchen Außendurchmesser auf, daß sie straff mit geringem Spiel in eine Aufnahmeöffnung am Brennstoffeinspritzventil , z.B. in die Vertiefung 54 des Halteelements 55 oder in eine Öffnung des Ventilsitzträgers 21, eingepasst werden kann.
Figur 2 zeigt eine drei Blechlagen umfassende Lochscheibe 30 in einer Draufsicht, während Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2 zeigt. Gebildet wird die Lochscheibe 30 z.B. aus drei aufeinander aufliegenden Blechlagen, die aus großen Blechfolien bei der Lochscheibenherstellung herausgetrennt werden, wie es z.B. aus der DE 197 24 075 AI bekannt ist. Bezeichnet werden die drei Lagen bzw. Scheiben der Lochscheibe 30 im folgenden entsprechend ihrer Funktion mit Deckellage 60, Drallerzeugungslage 61 und Bodenlage 62. Wie den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, ist die obere Deckellage 60 mit einem kleineren Außendurchmesser als die beiden darauffolgenden Lagen 61, 62 ausgebildet. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der Brennstoff an der Deckellage 60 außen vorbei strömen und so ungehindert in äußere Einlassbereiche 65 von beispielsweise acht Drallkanälen 66 in der mittleren Drallerzeugungslage 61 eintreten kann. Solche Lochscheiben 30 sind auch mit zwei oder mehr als drei Lagen herstellbar.
Während die Deckellage 60 als einfache metallene Blechplatte ausgeführt ist, ist dagegen in der Drallerzeugungsläge 61 eine komplexe Öffnungskontur vorgesehen, die über die gesamte axiale Dicke dieser Lage 61 verläuft. Die Öffnungskontur der mittleren Lage 61 wird von einer inneren Drallkammer 68 und von einer Vielzahl von in die Drallkammer 68 mündenden Drallkanälen 66 gebildet. Die Drallkanäle 66 münden z.B. tangential in die Drallkammer 68. Während die Drallkammer 68 vollständig von der Deckellage 60 überdeckt ist, liegen die Drallkanäle 66 nur teilweise abgedeckt vor, da die der Drallkammer 68 abgewandten äußeren Enden die nach oben hin offenen Einlassbereiche 65 bilden. Durch die tangentiale Einmündung der Drallkanäle 66 in die Drallkammer 68 bekommt der Brennstoff einen Drehimpuls aufgeprägt, der so auch in einer mittleren kreisförmigen Auslassöffnung 69 der unteren Bodenlage 62 erhalten bleibt. Der Durchmesser der AuslassÖffnung 69 ist beispielsweise deutlich kleiner als die Öffnungsweite der unmittelbar über ihr liegenden Drallkammer 68. Dadurch wird die in der Drallkammer 68 erzeugte Drallintensität verstärkt. Durch die Fliehkraft wird der Brennstoff hohlkegelförmig abgespritzt. Für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen der Strömungsmenge einer Lochscheibe an einem Brennstoffeinspritzventil eignen sich auch andere Lochscheiben als die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Lochscheibe 30 in Form einer Drallzerstäuberscheibe. In
Figur 4 ist schematisch die Lochscheibe 30 im Bereich eines Drallkanals 66 dargestellt, und zwar in einer Schnittebene, die senkrecht zur Längserstreckung des Drallkanals 66 verläuft. An die Lochscheibe 30 greift ein Verformungswerkzeug 71 an, das z.B. ein festes Werkzeugteil als Lochscheibenaufnahme 72 und wenigstens ein bewegliches Werkzeugteil in Form eines Verformungsstempels 73 umfasst . Die Lochscheibenaufnahme 72 sorgt zusammen mit dem Ventilsitzelement 26 für eine sichere und zuverlässige Einspannung der Lochscheibe 30 bei einer eventuell erforderlichen Verformung der Lochscheibe 30. Neben der Abstützung der Lochscheibe 30 übernimmt das feste Werkzeugteil 72 auch die Stempelführung des wenigstens einen Verformungsstempels 73. In idealer Weise kann das Verformungswerkzeug 71 derart kreisförmig bzw. kreisringförmig gestaltet sein, dass entsprechend der Anzahl der Drallkanäle 66 gleich viele Verformungsstempel 73 vorgesehen sind, so dass alle Drallkanäle 66, wenn erforderlich, zugleich in ihrem Querschnitt verändert werden können .
Nach der Montage des Brennstoffeinspritzventils, insbesondere der Lochscheibe 30 am abspritzseitigen Ventilende, wird in einem ersten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen der
Strömungsmenge die pro Zeiteinheit abgegebene Brennstoffmenge des geöffneten Brennstoffeinspritzventils beispielsweise mittels eines hinter der Auslassöffnung 56 angeordneten, nicht dargestellten Messbehälters gemessen. Stimmt die abgegebene Istmenge nicht mit der gewünschten, vorgegebenen Sollmenge des Brennstoffs überein, so wird in einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahrensschritt das Verformungswerkzeug 71 bis zur unteren Bodenlage 62 der Lochscheibe 30 gebracht. Nachfolgend wirkt der wenigstens eine Verformungsstempel 73 auf die Bodenlage 62 ein, wodurch eine Verformung und Materialverschiebung der Bodenlage 62 in Richtung auf einen innerhalb der Lochscheibe 30 vorhandenen Öffnungsquerschnitt , hier wenigstens einen Drallkanal 66, vollzogen wird. Auf diese Weise lassen sich sehr einfach die Öffnungsquerschnitte eines, mehrerer ausgewählter oder aller Drallkanäle 66 der Lochscheibe 30 variieren und die sie durchfließenden Strömungsmengen einstellen. Die Verformung der Bodenlage 62 erfolgt so lange, bis die abgegebene Istmenge der vorgegebenen Sollmenge der einzelnen oder aller Drallkanäle 66 entspricht. Dabei kann die Durchflussmessung unmittelbar während des Verformungsprozesses durchgeführt werden. Nach Abschluss der plastischen Verformung der Bodenlage 62 wird das Verformungswerkzeug 71 wieder von der Lochscheibe 30 entfernt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Einstellen der Strömungsmenge an einem Brennstoffeinspritzventil , mit einem erregbaren Betätigungselement (1, 2, 19), mit einem axial entlang einer Ventillängsachse (8) bewegbaren Ventilschließglied (20, 28), das zum Öffnen und Schließen des Ventils mit einem festen, an einem Ventilsitzelement (26) ausgebildeten Ventilsitz (27) zusammenwirkt, und mit einer stromabwärts des Ventilsitzes (27) angeordneten, mehrlagigen bzw. mehrscheibigen Lochscheibe (30), dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt die abgegebene
Brennstoffmenge des geöffneten Brennstoffeinspritzventils gemessen wird und in einem zweiten Verfahrensschritt eine untere Bodenlage (62) der Lochscheibe (30) in Richtung zum Ventilsitz (27) in einen freien Strömungsquerschnitt der darüber liegenden Lage (61) hinein verformt und dadurch der freie Strömungsquerschnitt innerhalb der Lochscheibe (30) so lange verändert wird, bis die abgegebene Istmenge mit der vorgegebenen Sollmenge übereinstimmt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verformende Lochscheibe (30) wenigstens zwei metallische Lagen bzw. Scheiben (60, 61, 62) aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochscheibe (30) aus drei aufeinander aufliegenden Blechlagen (60, 61, 62) besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Bodenlage (62) der Lochscheibe (30) eine zentrale Auslassöffnung (69) aufweist und die unmittelbar in stromaufwärtiger Richtung darüber liegende Lage als Drallerzeugungslage (61) mit wenigstens einem Drallkanal { 66 ) ausgebildet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang der Drallerzeugungslage (61) mehrere Drallkanäle (66) vorgesehen sind.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung der unteren Bodenlage (62) im Bereich wenigstens eines Drallkanals (66) erfolgt, so dass eine Materialverschiebung der Bodenlage (62) in den freien Strömungsquerschnitt des wenigstens einen Drallkanals (66) hinein vollzogen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmessung des Brennstoffs durch die Lochscheibe (30) unmittelbar während des Verformungsprozesses durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verformen der unteren Bodenlage (62) der Lochscheibe (30) ein Verformungswerkzeug
(71) verwendet wird, das ein festes Werkzeugteil als Lochscheibenaufnahme (72) und wenigstens ein bewegliches Werkzeugteil in Form eines Verformungsstempels (73) umfasst.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verformungsstempel (73) vorgesehen sind, mit denen an verschiedenen Stellen der Lochscheibe (30) zugleich Verformungen der unteren Bodenlage (62) möglich sind.
10. Verfahren nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit mehreren Verformungsstempeln (73) zeitgleich die freien Strömungsquerschnitte mehrerer Drallkanäle (66) verändert werden .
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