EP1135604B1 - Verfahren zum einstellen der strömungsmenge an einem brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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EP1135604B1
EP1135604B1 EP00972606A EP00972606A EP1135604B1 EP 1135604 B1 EP1135604 B1 EP 1135604B1 EP 00972606 A EP00972606 A EP 00972606A EP 00972606 A EP00972606 A EP 00972606A EP 1135604 B1 EP1135604 B1 EP 1135604B1
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EP
European Patent Office
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perforated disc
swirl
deformation
valve
layer
Prior art date
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EP00972606A
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EP1135604A1 (de
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Dieter Holz
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1853—Orifice plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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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    • F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting

Definitions

  • the invention is based on a method for adjusting the flow rate to a fuel injector after the genus of the main claim, as from the patent DE 40 25 945 A known.
  • a fuel injection valve at least one swirl duct to deform.
  • the provided on a valve seat body Swirl channel is in its passage cross section through Deformation steadily decreases until the flow rate in the Spin channel has reached a predetermined setpoint.
  • the Deformation takes place by means of a press ram, which in downstream direction introduced into the nozzle body becomes. By turning the ram becomes the cross section of the swirl duct on the valve seat is reduced.
  • the inventive method for adjusting the Flow rate at a fuel injection valve with the Characteristic features of the main claim has the Advantage that with him on a ready assembled Fuel injection valve in a simple way a multi-layered or Moscheibige perforated disc in their Opening cross sections can be changed, causing the To be dispensed flow rates very easy on Fuel injection valves with such perforated discs are adjustable.
  • the perforated disc as Swirl disk, in particular as a so-called sheet-metal laminate swirl disk, perform at least one mean Position of the perforated disc an opening contour with swirl channels and a swirl chamber. Ideally, this is done Adjusting the flow rate through the perforated disc in such a way that the deformation of the lower bottom layer of the perforated disc in Area is made at least one swirl channel, so that a material shift of the bottom layer in the free Flow cross-section of the at least one swirl channel into it is done.
  • several deformation stamps of the Deformation tool can advantageously at the same time the free flow cross sections of several Swirl channels are changed.
  • a deformation tool a fixed tool part as a perforated disc holder and at least one movable tool part in the form of a Deformation stamp includes.
  • FIG. 1 shows a Embodiment of a fuel injection valve with an inventively deformable perforated disc
  • Figure 2 a Perforated disk in a plan view
  • Figure 3 is a section along the line III-III in Figure 2 through the perforated disc
  • FIG. 4 shows a schematic section in the region of a Swirl channel of a perforated disc with a deformation tool.
  • Electromagnetically actuated valve in the form of a Injector for fuel injection systems of mixture-compression, spark-ignited internal combustion engines has one of a magnetic coil 1 at least partially surrounded, serving as inner pole of a magnetic circuit, tubular, largely hollow cylindrical core 2.
  • the Fuel injector is particularly suitable as High pressure injector for direct injection of Fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • stepped bobbin 3 made of plastic takes up a winding of the magnetic coil 1 and allows in conjunction with the core 2 and an annular, non-magnetic, partially surrounded by the magnetic coil 1 Intermediate part 4 with an L-shaped cross section a particularly compact and short design of the injector in the region of the magnetic coil 1.
  • a continuous longitudinal opening. 7 provided, which extends along a valve longitudinal axis. 8 extends.
  • the core 2 of the magnetic circuit also serves as Fuel inlet, wherein the longitudinal opening 7 a Fuel supply channel represents.
  • an external metal (eg ferritic) housing part 14 which is used as external pole or outer guide element closes the magnetic circuit and the Magnet coil 1 at least in the circumferential direction completely surrounds.
  • a fuel filter 15 is provided for the Provides filtering out of such fuel components that due to their size in the injector blockages or Can cause damage.
  • the core 2 forms with the housing part 14, the inlet side End of the fuel injection valve.
  • Housing part 14 closes tightly and firmly a lower one tubular housing part 18, the z. B. an axial movable valve member consisting of an armature 19 and a rod-shaped valve needle 20 and a elongated valve seat carrier 21 encloses or receives.
  • the seal between the housing part 18 and the Valve seat carrier 21 is z. B. by means of a sealing ring 22.
  • the valve seat carrier 21 has over its entire axial extent an inner passage opening 24, the concentric with the valve longitudinal axis 8 extends.
  • the actuation of the injection valve takes place in known Way, here electromagnetic.
  • the electromagnetic circuit For the axial movement of Valve needle 20 and thus to open against the spring force one arranged in the longitudinal opening 7 of the core 2
  • Return spring 33 and closing the injector is used the electromagnetic circuit with the magnetic coil 1, the core 2, the housing parts 14 and 18 and the armature 19.
  • the anchor 19 is facing away from the valve closing portion 28 End of the valve needle 20 z. B. by a weld connected and aligned to the core 2.
  • Valve needle 20 To guide the Valve needle 20 during its axial movement with the armature 19th along the valve longitudinal axis 8 serves on the one hand in the Valve seat carrier 21 on the armature 19 facing the end provided guide opening 34 and on the other hand upstream of the valve seat member 26 arranged disc-shaped guide member 35 with a dimensionally accurate Guide opening 36.
  • the electromagnetic circuit can also be another excitable actuator, such as a piezostack, in used a comparable fuel injection valve be or actuating the axially movable valve member done by a hydraulic pressure or servo pressure.
  • a piezostack in used a comparable fuel injection valve be or actuating the axially movable valve member done by a hydraulic pressure or servo pressure.
  • the stroke of the valve needle 20 is determined by the mounting position of the Valve seat member 26 predetermined.
  • An end position of Valve needle 20 is in non-energized solenoid 1 by the system of the valve closing portion 28 at the Valve seat surface 27 of the valve seat member 26 set, while the other end position of the valve needle 20 at energized solenoid 1 by the system of the armature 19 at the downstream end face of the core 2 results.
  • the Surfaces of the components in the latter stop area For example, they are chrome plated.
  • the electrical contacting of the magnetic coil 1 and thus their excitement via contact elements 43, which still outside the bobbin 3 with a Plastic extrusion 44 are provided.
  • the Plastic extrusion 44 may also have more Components (eg housing parts 14 and 18) of the Fuel injection valve extend. From the Plastic extrusion 44 out runs an electrical Connecting cable 45, via which the energization of the solenoid coil 1 he follows.
  • the plastic extrusion 44 protrudes through the in this area interrupted upper housing part 14th
  • Valve seat member 26 Downstream of the valve seat surface 27 is in Valve seat member 26 has an outlet opening 53 introduced, by the with the valve open at the valve seat surface 27 along flowing fuel flows to subsequently in the Perforated disk 30, in particular designed as a swirl disk is to enter.
  • the perforated disc 30 is located for example in a recess 54 of a disc-shaped retaining element 55 before, wherein the holding member 55 fixed to the valve seat carrier 21 e.g. by welding, gluing or by jamming connected is.
  • the fastening variant shown in Figure 1 the perforated disc 30 is shown only simplified and shows only one of many to be varied Mounting options.
  • In the holding member 55 is downstream of the recess 54 has a central outlet opening 56 formed by the now swirling fuel the fuel injector leaves.
  • the perforated disc 30 has such an outer diameter that they taut with slight play in a receiving opening on Fuel injector, e.g. in the recess 54 of the Retaining element 55 or in an opening of the valve
  • FIG. 2 shows a perforated disc 30 comprising three sheet metal layers in a plan view
  • Figure 3 is a section along the line III-III in Figure 2 shows.
  • Is formed the Perforated disk 30 e.g. from three superimposed Sheet metal layers made from large sheet metal foils in the Discs are cut out, as it is e.g. From DE 197 24 075 A1 is known.
  • the upper cover layer 60 is with a smaller outer diameter than the two subsequent layers 61, 62 formed.
  • Such perforated disks 30 are also with two or more than three Layers can be produced.
  • the opening contour of the middle layer 61 is of an inner Swirl chamber 68 and a plurality of in the swirl chamber 68 opening swirl channels 66 formed.
  • the swirl channels 66 lead e.g. tangentially into the swirl chamber 68. While the Swirl chamber 68 completely covered by the cover layer 60 is the swirl channels 66 are only partially covered, since the swirl chamber 68 facing away from the outer ends form open at the top inlet portions 65.
  • the tangential confluence of the swirl channels 66 in the swirl chamber 68 receives the fuel imparted an angular momentum, the so also in a central circular outlet 69th the lower bottom layer 62 is maintained.
  • the diameter the outlet opening 69 is for example much smaller as the opening width of the immediately above it Swirl chamber 68.
  • Perforated disc 30 in the form of a swirl atomizing disk.
  • FIG. 4 schematically shows the perforated disc 30 in the region of a Twist channel 66 shown, in a sectional plane, perpendicular to the longitudinal extent of the swirl 66th runs.
  • Deformation tool 71 the e.g. a solid tool part as a perforated disc holder 72 and at least one movable Tool part in the form of a deformation punch 73 includes.
  • the perforated disc holder 72 provides together with the Valve seat member 26 for a safe and reliable Clamping the perforated disc 30 in a possibly required deformation of the perforated disc 30.
  • the Fixed Tool part 72 and the punch guide of at least one Deformation Stamp 73 takes over the fixed Tool part 72 and the punch guide of at least one Deformation Stamp 73.
  • this can be Deformation tool 71 such circular or be circular shaped that according to the number the swirl channels 66 the same number of deformation punch 73th are provided so that all swirl channels 66, if required to be changed at the same time in their cross section can.
  • the very easy Opening cross sections of one, several selected or all Swirl channels 66 of the perforated disc 30 vary and they Adjust flow rates.
  • the deformation the bottom layer 62 takes place until the dispensed Actual quantity of the specified target quantity of the individual or all Swirl channels 66 corresponds.
  • the flow measurement performed directly during the deformation process become.
  • the deformation tool 71 is again from the Perforated disk 30 removed.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Einstellen der Strömungsmenge an einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs, wie aus der Patentschrift DE 40 25 945 A bekannt.
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 A1 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 A1 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 in ihren Öffnungsquerschnitten verändert werden kann, wodurch die abzugebenden Strömungsmengen sehr einfach auch an Brennstoffeinspritzventilen mit derartigen Lochscheiben einstellbar sind.
Durch die in 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 Blechlaminat-Drallscheibe, auszuführen, wobei wenigstens eine mittlere Lage der Lochscheibe eine Öffnungskontur mit Drallkanälen 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 in den freien Strömungsquerschnitt des wenigstens einen Drallkanals hinein vollzogen wird. Mit mehreren Verformungsstempeln des Verformungswerkzeugs können in vorteilhafter Weise zeitgleich die freien Strömungsquerschnitte 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 Einstellens der Strömungsmenge 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 Ventilsitzträger 21 ein in der Durchgangsöffnung 24 eingepasstes scheibenförmiges Ventilsitzelement 26 mit einer sich stromabwärts kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 27. In der Durchgangsöffnung 24 ist die z. B. stangenförmige, einen weitgehend kreisförmigen Querschnitt aufweisende Ventilnadel 20 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen Ende einen Ventilschließabschnitt 28 aufweist. Dieser beispielsweise sich keglig verjüngende Ventilschließabschnitt 28 wirkt in bekannter Weise mit der im Ventilsitzelement 26 vorgesehenen Ventilsitzfläche 27 zusammen. Stromabwärts der Ventilsitzfläche 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 Blechlaminat-Lochscheiben gesprochen werden, deren Herstellung beispielsweise in der in der DE 197 24 075 A1 beschriebenen Weise erfolgen kann.
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise, hier elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 20 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer in der Längsöffnung 7 des Kerns 2 angeordneten Rückstellfeder 33 bzw. Schließen des Einspritzventils 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 während 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 Ventilsitzfläche 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 A1 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 Drallerzeugungslage 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 (10)

  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), wobei in einem ersten Verfahrensschritt die abgegebene Brennstoffmenge des geöffneten Brennstoffeinspritzventils gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass 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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