EP1296054A1 - Injection valve for a combustion engine - Google Patents
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- EP1296054A1 EP1296054A1 EP02017581A EP02017581A EP1296054A1 EP 1296054 A1 EP1296054 A1 EP 1296054A1 EP 02017581 A EP02017581 A EP 02017581A EP 02017581 A EP02017581 A EP 02017581A EP 1296054 A1 EP1296054 A1 EP 1296054A1
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- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
Definitions
- the invention relates to an injection valve with the features the preamble of claim 1.
- Such an injection valve is from DE 198 32 826 A1 known.
- the injector shown there is an injector trained and is in a common rail injection system used for internal combustion engines, which have a high-pressure fuel reservoir has that with a high pressure pump in Connection is established.
- the injector has one with the High-pressure fuel reservoir connected high-pressure fuel connection, a fuel low pressure port for connection to a fuel return device and an electrical Connection on which for the electrical control of a electrically actuated control valve of the injection valve, for example a solenoid valve.
- the injection valve becomes a valve needle via a valve piston of fuel pressure prevailing in a control pressure chamber loaded in the closing direction.
- the control pressure room is arranged in a valve piece inserted into the valve housing and via an inlet duct provided with an inlet throttle and an outlet duct provided with an outlet throttle with the high pressure fuel connection respectively connected to the fuel low pressure connection.
- a Valve member of a control valve which, for example, as a drive has a magnetic actuator or a piezo actuator, the drain channel can be closed and opened and the fuel pressure in the control pressure chamber for the individual Actuating processes of the valve needle can be controlled.
- the opening speed of the valve needle is opened Drain channel through the flow difference between inlet throttle and outlet throttle and thus ultimately through the fixed Set size ratio of inlet and outlet throttle certainly.
- the inlet channel is for High-pressure fuel formed in several parts and includes one introduced into a valve housing part of the injection valve Inlet bore, which in a surrounding the valve piece Annulus in an inner recess of the valve housing part opens.
- the inlet bore opens out with all of it Inner cross section in the inner recess.
- the injection valve according to the invention with the characteristic Features of claim 1 has the advantage that the notch stresses in the intersection area between the inner recess and the access hole can be significantly reduced and thereby the strength of the injection valve is greatly increased.
- the inner recess of the valve housing part of the injection valve only with part of their internal cross section. Reduce by changing the shape of the transition edge the advantage of high pressure material stresses acting in the circumferential direction. Without major ones The lifespan can be increased in manufacturing and reliability of the injection valves can be increased.
- the inner recess extending part of the inlet bore with a Connect supply hole, which with the injection opening of the injector is connected.
- About the Inlet bore is thus advantageous to both the valve piece surrounding inner recess of the valve housing part as also the supply hole connected to the injection opening supplied with high pressure fuel, so that the structure of the Injector can be simplified. Since no more Bores from the high pressure connection can start from High-pressure fuel accumulator incoming connection line directly be screwed onto the valve housing part and for example the fuel filter is integrated in the valve housing part become.
- transition edge between the at least one inlet bore and the inner recess is particularly advantageous to define the transition edge between the at least one inlet bore and the inner recess to round off the valve housing part.
- the rounding of the edge structure caused by the changed shape of the Transition edge an improved high pressure resistance in the intersection area. It is also advantageous that the transition edge during electrochemical or other processes, where a material processing tool in the Inner recess of the valve body part is inserted in Shaped differently and better than the state of the art is accessible.
- Fig. 1a and Fig. 1b show a known from the prior art Fuel injector 1, which is for use in a fuel injection system is determined with a High-pressure fuel storage is equipped by a High pressure feed pump continuously with high pressure fuel is supplied.
- the fuel injector 1 shown has a valve housing part 4 with an inner recess 20 which forms a longitudinal bore 5 over part of its length, in which a valve piston 6 is arranged, with its one end to one arranged in a nozzle body 65 Valve needle 60 acts.
- the valve needle 60 is in one Pressure chamber 61 arranged via a supply bore 8 is supplied with fuel under high pressure.
- valve piston 6 At a Opening stroke movement of the valve piston 6 becomes the valve needle 60 through the constantly on a pressure shoulder 68 of the valve needle attacking high fuel pressure in the pressure chamber the closing force of a spring 63 is raised. Then with one the injection opening 7 connected to the pressure chamber is injected of the fuel in the combustion chamber of the internal combustion engine. By lowering the valve piston 6, the valve needle in the closing direction in the valve seat 62 of the injection valve pressed and the injection process ends.
- valve piston 6 is on its end facing away from the valve needle in a cylinder bore 11 out, which is introduced into a valve piece 12 is, which in a continuing the longitudinal bore 5 coaxial Hole 15 is used with a wider diameter.
- the Valve piece 12 is fixed in a flange region 22 Screw member 23 clamped to the valve housing part 4.
- the Inner recess 20 of the valve housing part 4 also has a further bore adjoining the bore 15 with an even wider diameter so that between the outer jacket of the valve piece 12 and the cylindrical Inner wall 35 of the further bore an annular space in the inner recess 20 arises.
- a control pressure chamber 14 with a via an inlet channel a high-pressure fuel connection 3 is connected.
- the inlet channel is essentially made up of three parts. A Radially through the wall of the valve member 12 leading bore 26, the inner walls of an inlet throttle over part of their length train with which the valve piece 12 is circumferential surrounding annulus constantly connected, which annulus sealed to the longitudinal bore 5 via a sealing ring 39 is and via an inlet bore 16 and a fuel filter 42 in constant connection with the high-pressure fuel connection 3 one screwable into the valve housing part 4 Connection piece 9 stands.
- the inlet bore 16 opens the injection valves known in the prior art with their entire inner cross section in the inner recess 20 of the Valve housing part 4 a.
- Via the inlet channel with inlet throttle is the control pressure chamber 14 that in the high-pressure fuel accumulator exposed to high fuel pressure.
- the control pressure chamber 14 Coaxial with the valve piston 6 branches out of the control pressure chamber 14 continue from a bore in the valve piece 12, the a fuel drain channel provided with an outlet throttle 18 17 forms, which opens into a relief space 19, which is connected to a fuel low pressure connection 10 is, which in turn in a manner not shown is connected to a fuel return.
- a valve seat 24 is formed with the a control valve member 25 which controls the injection valve Solenoid valve 30 cooperates.
- the control valve member 25 is coupled to an anchor 27, which anchor with a Electromagnet of the solenoid valve 30 cooperates.
- the anchor 27 and the control valve member 25 coupled to the armature are constantly supported by a housing-fixed Closing spring 31 acted in the closing direction, so that Control valve member 25 normally in the closed position on Valve seat 24 is present.
- the opening and closing of the injection valve is as follows described controlled by the solenoid valve 30.
- the Armature 27 is constantly in the closing direction by the closing spring 31 acts so that the control valve member 25 at electromagnet not energized in the closed position on the valve seat 24 is present and the control pressure chamber 14 to the discharge side 19 is closed so that there is over the inlet channel the high pressure builds up very quickly, which High-pressure fuel accumulator pending.
- About the area of the The end face 13 generates the pressure in the control pressure chamber 14 Closing force on the valve piston 6 and in connection therewith standing valve needle 60, which is larger than that on the other hand in the opening direction as a result of the high pressure acting forces.
- the control pressure chamber 14 through Opening the solenoid valve to the relief side 19, the pressure builds up in the small volume of the control pressure chamber 14 very quickly, since this is via the inlet throttle is decoupled from the high pressure side. Consequently predominates on the valve needle in the opening direction acting force from the high fuel pressure applied to the valve needle, so that the valve needle 60 moves upward and the at least one injection opening 7 for injection is opened.
- solenoid valve 30 closes the fuel drain channel 17, the pressure in the control pressure chamber 14 by the fuel flowing in via the inlet channel be rebuilt so that the original Closing force is applied and the valve needle of the fuel injector closes.
- Fig. 2 and Fig. 3 each show a cross section through the Injection valve according to the invention. Same reference numbers as 1a and 1b mean the same parts.
- 2 is the Upper part of the valve housing part 4 shown, the continuous Inner recess 20 through the longitudinal bore 5 and bores 15 and 35 formed coaxially thereto becomes.
- the holes 15 and 35 serve to accommodate the Valve piece 12, wherein the outer jacket of the valve piece with the inner wall of the bore 35 forms an annular space.
- the High-pressure connection 3 is formed on a nozzle 9, which For example, in one piece with forging the valve housing part 4 is connected.
- the high pressure connection 3 has a receiving bore 33 for a fuel filter from which location hole an access hole is located 16 extends into the valve housing part 4.
- the access hole 16 cuts the inner recess 20 of the valve housing part 4 only with part of its internal cross section 44, as can best be seen in FIGS. 3 and 4.
- the Access bore 16 cuts the inner recess 20 in the area the cylinder jacket-shaped wall 35 only with part 45 of its inner cross section 44, but not with part 46 of the Inner cross section 44. This changes the shape of the Transition edge 38 between the inlet bore 16 and the inner wall 35 of the inner recess 20 to form an elongated, narrow contour.
- the distance is d the central axis 50 of the access bore 16 from the The central axis 51 of the inner recess 20 is equal to the radius R. the inner recess 20 in the region of the cylindrical shell Inner wall 35.
- the distance d can also be larger or smaller than the radius R of the inner recess 20.
- the access hole only the inner recess cuts with part of its inner cross section 44.
- the access hole is 16 from the receptacle 33 of the high-pressure connection 3 so far introduced into the tubular base body 1 that they are a portion 36 a little way over the inner recess 20 out into the high-pressure connection 3 facing portion of the valve body part 4 extends where it is connected to the supply bore 8.
- the embodiment shown is the end of the access hole connected to the supply bore.
- the supply well 8 can also be T-shaped from section 36 of FIG Branch off access hole 16. The from the high pressure fuel connection 3 outgoing access bore 16 thus supplied advantageously the inner recess 20 and the supply bore 8 with high pressure fuel.
- central axis 50 of the access bore 16 in the here shown preferred embodiment perpendicular to the central axis 51 of the inner recess 20 of the valve body part 4 runs, it is also possible that the central axis 50 of the Access hole 16 at an angle other than 90 ° runs to the central axis 51 of the inner recess.
- transition edge 38 in the intersection area to increase the inner wall 35 and the access bore 16
- the invention shown here is in no way based on injection valves limited and can for common rail systems applied to all injectors for internal combustion engines be where an access hole for high pressure fuel with an inner recess of the valve body part communicates.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to an injection valve with the features
the preamble of
Ein derartiges Einspritzventil ist aus der DE 198 32 826 A1 bekannt. Das dort gezeigte Einspritzventil ist als Injektor ausgebildet und wird in einer Common-Rail-Einspritzanlage für Brennkraftmaschinen eingesetzt, welche einen Kraftstoffhochdruckspeicher aufweist, der mit einer Hochdruckpumpe in Verbindung steht. Das Einspritzventil weist einen mit dem Kraftstoffhochdruckspeicher verbundenen Kraftstoffhochdruckanschluß, einen Kraftstoffniederdruckanschluß zum Anschluß an eine Kraftstoffrücklaufeinrichtung und einen elektrischen Anschluß auf, welcher zur elektrischen Ansteuerung eines elektrisch betätigbaren Steuerventils des Einspritzventils, beispielsweise eines Magnetventils dient. Bei dem bekannten Einspritzventil wird eine Ventilnadel über einen Ventilkolben von in einem Steuerdruckraum herrschenden Kraftstoffdruck in Schließrichtung belastet. Der Steuerdruckraum ist in einem in das Ventilgehäuse eingesetzten Ventilstück angeordnet und über einen mit einer Zulaufdrossel versehenen Zulaufkanal und einen mit einer Ablaufdrossel versehenen Ablaufkanal mit dem Kraftstoffhochdruckanschluß beziehungsweise dem Kraftstoffniederdruckanschluß verbunden. Mit einem Ventilglied eines Steuerventils, welches als Antrieb beispielsweise einen Magnetsteller oder einen Piezosteller aufweist, kann der Ablaufkanal geschlossen und geöffnet werden und der Kraftstoffdruck im Steuerdruckraum für die einzelnen Betätigungsvorgänge der Ventilnadel gesteuert werden. Die Öffnungsgeschwindigkeit der Ventilnadel wird bei geöffnetem Ablaufkanal durch den Durchflußunterschied zwischen Zulaufdrossel und Ablaufdrossel und damit letztlich durch das fest eingestellte Größenverhältnis von Zulauf- und Ablaufdrossel bestimmt.Such an injection valve is from DE 198 32 826 A1 known. The injector shown there is an injector trained and is in a common rail injection system used for internal combustion engines, which have a high-pressure fuel reservoir has that with a high pressure pump in Connection is established. The injector has one with the High-pressure fuel reservoir connected high-pressure fuel connection, a fuel low pressure port for connection to a fuel return device and an electrical Connection on which for the electrical control of a electrically actuated control valve of the injection valve, for example a solenoid valve. With the known The injection valve becomes a valve needle via a valve piston of fuel pressure prevailing in a control pressure chamber loaded in the closing direction. The control pressure room is arranged in a valve piece inserted into the valve housing and via an inlet duct provided with an inlet throttle and an outlet duct provided with an outlet throttle with the high pressure fuel connection respectively connected to the fuel low pressure connection. With a Valve member of a control valve, which, for example, as a drive has a magnetic actuator or a piezo actuator, the drain channel can be closed and opened and the fuel pressure in the control pressure chamber for the individual Actuating processes of the valve needle can be controlled. The The opening speed of the valve needle is opened Drain channel through the flow difference between inlet throttle and outlet throttle and thus ultimately through the fixed Set size ratio of inlet and outlet throttle certainly.
Bei dem bekannten Einspritzventil ist der Zulaufkanal für Hochdruckkraftstoff mehrteilig ausgebildet und umfaßt eine in ein Ventilgehäuseteil des Einspritzventils eingebrachte Zulaufbohrung, welche in einen das Ventilstück umgebenden Ringraum in einer Innenausnehmung des Ventilgehäuseteils einmündet. Die Zulaufbohrung mündet dabei mit ihrem gesamten Innenquerschnitt in die Innenausnehmung ein. In der Praxis hat sich gezeigt, daß im Verschneidungsbereich von Zulaufbohrung und Innenausnehmung bedingt durch den hohen Kraftstoffdruck und die Kerbwirkung der Zulaufbohrung starke Zugspannungen in Umfangsrichtung auftreten, welche zu Brüchen und Rißbildungen führen können.In the known injection valve, the inlet channel is for High-pressure fuel formed in several parts and includes one introduced into a valve housing part of the injection valve Inlet bore, which in a surrounding the valve piece Annulus in an inner recess of the valve housing part opens. The inlet bore opens out with all of it Inner cross section in the inner recess. In practice has been shown that in the intersection of the inlet bore and internal recess due to the high fuel pressure and the notch effect of the inlet bore strong Tensile stresses occur in the circumferential direction, which lead to breaks and can cause cracks.
Das erfindungsgemäße Einspritzventil mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Kerbspannungen
im Verschneidungsbereich zwischen der Innenausnehmung
und der Zugangsbohrung deutlich reduziert werden und dadurch
die Festigkeit des Einspritzventils stark erhöht wird. Bei
dem erfindungsgemäßen Einspritzventil schneidet die Zulaufbohrung
die Innenausnehmung des Ventilgehäuseteils des Einspritzventils
nur mit einem Teil ihres Innenquerschnitts.
Durch die veränderte Formgebung der Übergangskante reduzieren
sich vorteilhaft die bei einer Hochdruckbeaufschlagung
in Umfangsrichtung wirkenden Materialspannungen. Ohne größeren
Mehraufwand bei der Herstellung kann so die Lebensdauer
und Zuverlässigkeit der Einspritzventile erhöht werden.The injection valve according to the invention with the characteristic
Features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale ermöglicht.Advantageous refinements and developments of the invention are covered by those in the subclaims Features.
Vorteilhaft ist es, die Zulaufbohrung von einem Anschluß des Ventilgehäuseteils aus so weit in das Ventilgehäuseteil einzubringen, daß sich die Zulaufbohrung über die Innenausnehmung hinaus in den von dem Anschluß abgewandten Teil des Ventilgehäuseteils erstreckt. Hierdurch wird eine symmetrische Formgebung der Übergangskante von Zulaufbohrung und Innenausnehmung erreicht, wodurch die Kerbspannungen besonders stark reduziert werden.It is advantageous to the inlet bore from a connection of the Valve housing part from so far into the valve housing part, that the inlet hole over the inner recess out into the part of the Valve housing part extends. This creates a symmetrical Shape of the transition edge of the inlet bore and inner recess achieved, making the notch tensions particularly be greatly reduced.
Besonders vorteilhaft ist es, den sich über die Innenausnehmung hinaus erstreckenden Teil der Zulaufbohrung mit einer Versorgungsbohrung zu verbinden, welche mit der Einspritzöffnung des Einspritzventils in Verbindung steht. Über die Zulaufbohrung wird somit vorteilhaft sowohl die das Ventilstück umgebende Innenausnehmung des Ventilgehäuseteils als auch die mit der Einspritzöffnung verbundene Versorgungsbohrung mit Hochdruckkraftstoff versorgt, so daß der Aufbau des Einspritzventils vereinfacht werden kann. Da keine weiteren Bohrungen von dem Hochdruckanschluß ausgehen, kann die vom Kraftstoffhochdruckspeicher kommende Anschlußleitung direkt auf das Ventilgehäuseteil aufgeschraubt werden und zum Beispiel der Kraftstoffilter in das Ventilgehäuseteil integriert werden.It is particularly advantageous to use the inner recess extending part of the inlet bore with a Connect supply hole, which with the injection opening of the injector is connected. About the Inlet bore is thus advantageous to both the valve piece surrounding inner recess of the valve housing part as also the supply hole connected to the injection opening supplied with high pressure fuel, so that the structure of the Injector can be simplified. Since no more Bores from the high pressure connection can start from High-pressure fuel accumulator incoming connection line directly be screwed onto the valve housing part and for example the fuel filter is integrated in the valve housing part become.
Besonders vorteilhaft ist es, die Übergangskante zwischen der wenigstens einen Zulaufbohrung und der Innenausnehmung des Ventilgehäuseteils zu verrunden. Die Verrundung der Kantenstruktur bewirkt durch die veränderte Formgebung der Übergangskante eine verbesserte Hochdruckfestigkeit im Verschneidungsbereich. Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Übergangskante während der elektrochemischen oder anderen Verfahren, bei denen ein materialbearbeitendes Werkzeug in die Innenausnehmung des Ventilkörperteils eingeführt wird, im Vergleich zum Stand der Technik anders geformt und besser zugänglich ist.It is particularly advantageous to define the transition edge between the at least one inlet bore and the inner recess to round off the valve housing part. The rounding of the edge structure caused by the changed shape of the Transition edge an improved high pressure resistance in the intersection area. It is also advantageous that the transition edge during electrochemical or other processes, where a material processing tool in the Inner recess of the valve body part is inserted in Shaped differently and better than the state of the art is accessible.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
Es zeigt
Fig. 1a und Fig. 1b zeigen ein aus dem Stand der Technik bekanntes
Kraftstoffeinspritzventil 1, welches zur Verwendung in
einer Kraftstoffeinspritzanlage bestimmt ist, die mit einem
Kraftstoffhochdruckspeicher ausgerüstet ist, der durch eine
Hochdruckförderpumpe kontinuierlich mit Hochdruckkraftstoff
versorgt wird. Das dargestellte Kraftstoffeinspritzventil 1
weist ein Ventilgehäuseteil 4 mit einer Innenausnehmung 20
auf, die auf einem Teil ihrer Länge eine Längsbohrung 5 ausbildet,
in der ein Ventilkolben 6 angeordnet ist, der mit seinem
einen Ende auf eine in einem Düsenkörper 65 angeordnete
Ventilnadel 60 einwirkt. Die Ventilnadel 60 ist in einem
Druckraum 61 angeordnet, der über eine Versorgungsbohrung 8
mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt ist. Bei einer
Öffnungshubbewegung des Ventilkolbens 6 wird die Ventilnadel
60 durch den ständig an einer Druckschulter 68 der Ventilnadel
angreifenden Kraftstoffhochdruck im Druckraum entgegen
der Schließkraft einer Feder 63 angehoben. Durch eine dann mit
dem Druckraum verbundene Einspritzöffnung 7 erfolgt die Einspritzung
des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine.
Durch Absenken des Ventilkolbens 6 wird die Ventilnadel
in Schließrichtung in den Ventilsitz 62 des Einspritzventils
gedrückt und der Einspritzvorgang beendet.Fig. 1a and Fig. 1b show a known from the prior
Wie in Fig. 1a zu erkennen ist, wird der Ventilkolben 6 an
seinem von der Ventilnadel abgewandten Ende in einer Zylinderbohrung
11 geführt, die in ein Ventilstück 12 eingebracht
ist, welches in eine die Längsbohrung 5 fortsetzende koaxiale
Bohrung 15 mit breiterem Durchmesser eingesetzt ist. Das
Ventilstück 12 ist in einem Flanschbereich 22 fest über ein
Schraubglied 23 mit dem Ventilgehäuseteil 4 verspannt. Die
Innenausnehmung 20 des Ventilgehäuseteils 4 weist weiterhin
eine sich an die Bohrung 15 anschließende weitere Bohrung
mit einem noch breiteren Durchmesser auf, so daß zwischen
dem Außenmantel des Ventilstücks 12 und der zylindrischen
Innenwandung 35 der weiteren Bohrung ein Ringraum in der Innenausnehmung
20 entsteht. In der Zylinderbohrung 11 des
Ventilstücks schließt eine Stirnseite 13 des Ventilkolbens 6
einen Steuerdruckraum 14 ein, der über einen Zulaufkanal mit
einem Kraftstoffhochdruckanschluß 3 verbunden ist. Der Zulaufkanal
ist im wesentlichen dreiteilig ausgebildet. Eine
radial durch die Wand des Ventilstücks 12 führende Bohrung
26, deren Innenwände auf einem Teil ihrer Länge eine Zulaufdrossel
ausbilden, ist mit dem das Ventilstück 12 umfangsseitig
umgebenden Ringraum ständig verbunden, welcher Ringraum
über einen Dichtring 39 zur Längsbohrung 5 abgedichtet
ist und über eine Zulaufbohrung 16 und einen Kraftstoffilter
42 in ständiger Verbindung mit dem Kraftstoffhochdruckanschluß
3 eines in das Ventilgehäuseteil 4 einschraubbaren
Anschlußstutzens 9 steht. Die Zulaufbohrung 16 mündet bei
den im Stand der Technik bekannten Einspritzventilen mit ihrem
gesamten Innenquerschnitt in die Innenausnehmung 20 des
Ventilgehäuseteils 4 ein. Über den Zulaufkanal mit Zulaufdrossel
ist der Steuerdruckraum 14 dem im Kraftstoffhochdruckspeicher
herrschenden hohen Kraftstoffdruck ausgesetzt.
Koaxial zum Ventilkolben 6 zweigt aus dem Steuerdruckraum 14
weiterhin eine im Ventilstück 12 verlaufende Bohrung ab, die
einen mit einer Ablaufdrossel 18 versehenen Kraftstoffablaufkanal
17 bildet, der in einen Entlastungsraum 19 einmündet,
der mit einem Kraftstoffniederdruckanschluß 10 verbunden
ist, welcher wiederum in nicht weiter dargestellter Weise
mit einem Kraftstoffrücklauf verbunden ist. Der Austritt
des Kraftstoffablaufkanals 17 aus dem Ventilstück 12 erfolgt
im Bereich eines kegelförmig angesenkten Teiles 21 der außenliegenden
Stirnseite des Ventilstückes 12. In dem kegelförmigen
Teil 21 ist ein Ventilsitz 24 ausgebildet, mit dem
ein Steuerventilglied 25 eines das Einspritzventil steuernden
Magnetventils 30 zusammenwirkt. Das Steuerventilglied 25
ist mit einem Anker 27 gekoppelt, welcher Anker mit einem
Elektromagneten des Magnetventils 30 zusammen wirkt. Der Anker
27 und das mit dem Anker gekoppelte Steuerventilglied 25
sind ständig durch eine sich gehäusefest abstützende
Schließfeder 31 in Schließrichtung beaufschlagt, so daß das
Steuerventilglied 25 normalerweise in Schließstellung am
Ventilsitz 24 anliegt. Bei Erregung des Elektromagneten wird
der Anker 27 zum Elektromagneten hin bewegt, wodurch der Ablaufkanal
17 zum Entlastungsraum 19 hin geöffnet wird. As can be seen in Fig. 1a, the
Das Öffnen und Schließen des Einspritzventils wird wie nachfolgend
beschrieben von dem Magnetventil 30 gesteuert. Der
Anker 27 ist ständig durch die Schließfeder 31 in Schließrichtung
beaufschlagt, so daß das Steuerventilglied 25 bei
nicht erregtem Elektromagneten in Schließstellung am Ventilsitz
24 anliegt und der Steuerdruckraum 14 zur Entlastungsseite
19 hin verschlossen ist, so daß sich dort über den Zulaufkanal
sehr schnell der hohe Druck aufbaut, der auch im
Kraftstoffhochdruckspeicher ansteht. Über die Fläche der
Stirnseite 13 erzeugt der Druck im Steuerdruckraum 14 eine
Schließkraft auf den Ventilkolben 6 und die damit in Verbindung
stehende Ventilnadel 60, die größer ist als die andererseits
in Öffnungsrichtung in Folge des anstehenden Hochdrucks
wirkenden Kräfte. Wird der Steuerdruckraum 14 durch
Öffnen des Magnetventils zur Entlastungsseite 19 hin geöffnet,
baut sich der Druck in dem geringen Volumen des Steuerdruckraumes
14 sehr schnell ab, da dieser über die Zulaufdrossel
von der Hochdruckseite abgekoppelt ist. Infolgedessen
überwiegt die auf die Ventilnadel in Öffnungsrichtung
wirkende Kraft aus dem an der Ventilnadel anstehenden Kraftstoffhochdruck,
so daß die Ventilnadel 60 nach oben bewegt
und dabei die wenigstens eine Einspritzöffnung 7 zur Einspritzung
geöffnet wird. Schließt jedoch das Magnetventil 30
den Kraftstoffablaufkanal 17, kann der Druck im Steuerdruckraum
14 durch den über den Zulaufkanal nachfließenden Kraftstoff
wieder aufgebaut werden, so daß die ursprüngliche
Schließkraft ansteht und die Ventilnadel des Kraftstoffeinspritzventils
schließt.The opening and closing of the injection valve is as follows
described controlled by the
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen jeweils einen Querschnitt durch das
erfindungsgemäße Einspritzventil. Gleiche Bezugsziffern wie
in Fig. 1a und 1b bedeuten gleiche Teile. In Fig. 2 ist der
obere Teil des Ventilgehäuseteils 4 gezeigt, dessen durchgehende
Innenausnehmung 20 durch die Längsbohrung 5 und die
sich koaxial daran anschließenden Bohrungen 15 und 35 gebildet
wird. Die Bohrungen 15 und 35 dienen der Aufnahme des
Ventilstücks 12, wobei der Außenmantel des Ventilstücks mit
der Innenwandung der Bohrung 35 einen Ringraum bildet. Der
Hochdruckanschluß 3 ist an einem Stutzen 9 ausgebildet, welcher
Stutzen beispielsweise durch Schmieden einstückig mit
dem Ventilgehäuseteil 4 verbunden ist. Der Hochdruckanschluß
3 weist eine Aufnahmebohrung 33 für einen Kraftstoffilter
auf, von welcher Aufnahmebohrung aus sich eine Zugangsbohrung
16 in das Ventilgehäuseteil 4 erstreckt. Die Zugangsbohrung
16 schneidet die Innenausnehmung 20 des Ventilgehäuseteils
4 lediglich mit einem Teil ihres Innenquerschnitts
44, wie am besten in Fig. 3 und Fig. 4 zu erkennen ist. Die
Zugangsbohrung 16 schneidet die Innenausnehmung 20 im Bereich
der zylindermantelförmigen Wand 35 nur mit dem Teil 45
ihres Innenquerschnitts 44, nicht aber mit dem Teil 46 des
Innenquerschnitts 44. Hierdurch verändert sich die Form der
Übergangskante 38 zwischen der Zulaufbohrung 16 und der Innenwandung
35 der Innenausnehmung 20 zu einer länglichen,
schmalen Kontur. Wenn "r" der Radius der Zugangsbohrung 16
ist, "R" der Radius der zylindermantelförmigen Innenwandung
35 der Innenausnehmung 20 und "d" der Abstand der Mittelachse
50 der Zugangsbohrung 16 von der Mittelachse 51 der Innenausnehmung
20, wird dies erreicht, falls die folgenden
beiden geometrischen Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind:
1) r + d > R und 2) d - r < R.Fig. 2 and Fig. 3 each show a cross section through the
Injection valve according to the invention. Same reference numbers as
1a and 1b mean the same parts. 2 is the
Upper part of the
In dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Abstand
d der Mittelachse 50 der Zugangsbohrung 16 von der
Mittelachse 51 der Innenausnehmung 20 gleich dem Radius R
der Innenausnehmung 20 im Bereich der zylindermantelförmigen
Innenwand 35. Der Abstand d kann aber auch größer oder kleiner
als der Radius R der Innenausnehmung 20 sein. Wichtig
ist, daß die Zugangsbohrung die Innenausnehmung lediglich
mit einem Teil ihres Innenquerschnitts 44 schneidet. In the embodiment shown in Fig. 4, the distance is
d the
Wie am besten in Fig. 3 zu erkennen ist, ist die Zugangsbohrung
16 von der Aufnahme 33 des Hochdruckanschlusses 3 aus
soweit in den rohrförmigen Grundkörper 1 eingebracht, daß
sie sich mit einem Abschnitt 36 ein Stück weit über die Innenausnehmung
20 hinaus in den von dem Hochdruckanschluß 3
abgewandten Abschnitt des Ventilkörperteils 4 erstreckt, wo
sie mit der Versorgungsbohrung 8 verbunden ist. In dem hier
gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Zugangsbohrung endseitig
mit der Versorgungsbohrung verbunden. Die Versorgungsbohrung
8 kann aber auch T-förmig von dem Abschnitt 36 der
Zugangsbohrung 16 abzweigen. Die von dem Kraftstoffhochdruckanschluß
3 ausgehende Zugangsbohrung 16 versorgt somit
vorteilhaft die Innenausnehmung 20 und die Versorgungsbohrung
8 mit Hochdruckkraftstoff.As best seen in Figure 3, the access hole is
16 from the
Obwohl die Mittelachse 50 der Zugangsbohrung 16 in dem hier
gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Mittelachse
51 der Innenausnehmung 20 des Ventilkörperteils 4
verläuft, ist es auch möglich, daß die Mittelachse 50 der
Zugangsbohrung 16 unter einem von 90° abweichenden Winkel
zur Mittelachse 51 der Innenausnehmung verläuft.Although the
Um die Festigkeit der Übergangskante 38 im Verschneidungsbereich
der Innenwandung 35 und der Zugangsbohrung 16 zu erhöhen,
ist es vorteilhaft, die Übergangskante 38 zu verrunden
und dabei zu entgraten, was beispielsweise in einem elektrochemischen
Verfahren geschehen kann, bei dem ein materialentfernendes
Werkstück in die Innenausnehmung 20 eingeführt
wird. Aufgrund der guten Zugänglichkeit der Übergangskante
38 können größere Verrundungen hergestellt werden, was sich
wiederum positiv auf die Festigkeit des Einspritzventils im
Verschneidungsbereich von Innenausnehmung und Zulaufbohrung
auswirkt. The strength of the
Die hier dargestellte Erfindung ist keinesfalls auf Einspritzventile für Common-Rail-Systeme beschränkt und kann bei allen Einspritzventilen für Brennkraftmaschinen angewandt werden, bei denen eine Zugangsbohrung für Hochdruckkraftstoff mit einer Innenausnehmung des Ventilkörperteils in Verbindung steht. Dadurch, daß die Innenausnehmung von der Zulaufbohrung nur angeschnitten wird und die Zugangsbohrung nicht vollständig in die Innenausnehmung einmündet, verändert sich die Struktur der Übergangskante vorteilhaft so, daß Kerbspannungen verringert werden und die Hochdruckfestigkeit des Einspritzventils erhöht wird.The invention shown here is in no way based on injection valves limited and can for common rail systems applied to all injectors for internal combustion engines be where an access hole for high pressure fuel with an inner recess of the valve body part communicates. The fact that the inner recess of the inlet hole is only cut and the access hole does not completely open into the inner recess, the structure of the transition edge changes advantageously so that notch stresses are reduced and the high pressure resistance of the injection valve is increased.
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