EP1327069A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil

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Publication number
EP1327069A1
EP1327069A1 EP01978191A EP01978191A EP1327069A1 EP 1327069 A1 EP1327069 A1 EP 1327069A1 EP 01978191 A EP01978191 A EP 01978191A EP 01978191 A EP01978191 A EP 01978191A EP 1327069 A1 EP1327069 A1 EP 1327069A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
swirl
fuel
fuel injection
injection valve
valve according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01978191A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joerg Heyse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1327069A1 publication Critical patent/EP1327069A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
    • 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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    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
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    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injector which is characterized in that it has a swirl disk downstream of a valve seat, which consists of at least one metallic material, has at least two swirl channels opening into a swirl chamber and in which all layers by means of galvanic metal deposition (Multilayer electroplating) are immediately adhered to each other.
  • the swirl disk is installed in such a way that its surface normal is inclined at an angle to the longitudinal axis of the valve which deviates from 0 °, so that a jet angle ⁇ to the longitudinal axis of the valve is achieved by the alignment of the swirl disk.
  • a disadvantage of the fuel injector known from DE 198 15 789 AI is, in particular, the high manufacturing and thus cost outlay due to the combination of a large number of individual parts which cannot be integrated into standard fuel injectors without considerable outlay.
  • To modify the fuel injector for any application must complex manufacturing and assembly measures are taken.
  • the jet angles and ⁇ cannot be realized or can only be achieved unsatisfactorily with common swirl preparation methods, which is reflected in asymmetries and inhomogeneities in the fuel jet or in the metered amount of fuel.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the swirl module composed of several tubular hollow bodies can be produced inexpensively by extrusion, is very small in size and can be assembled simply and inexpensively. Due to its small size, the swirl module can be easily implemented in standard fuel injection valves.
  • the hollow bodies are preferably arranged in the twist module in a twisted or twisted manner, which is easy to implement in terms of production technology.
  • the swirl module is arranged on the downstream side of the sealing seat, which enables simple assembly.
  • the formation of a swirl chamber is advantageous because the swirl flow generated by the hollow body is homogenized and symmetrized, as a result of which the mixture cloud is designed stoichiometrically.
  • the bundle of hollow bodies can also be designed as a cylindrical solid body into which the fuel channels are introduced by extrusion.
  • the swirl chamber has a taper in the spray direction, which is achieved, for example, by compression and, on the one hand, ensures a further homogenization of the spray pattern and, on the other hand, ensures that the swirl module is in a fixed position in the recess of the valve seat body without complex fastening measures.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a first exemplary embodiment of a fuel injector according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic section from the first exemplary embodiment of the fuel injector according to the invention shown in FIG. 1 in area II in FIG. 1,
  • FIG. 3A shows a schematic section through the swirl module shown in more detail in FIG. 2 along the line
  • FIG. 3B shows a schematic section through the swirl module shown in more detail in FIG. 2 along the line IIIB-IIIB in FIG. 2, and
  • 3C shows a schematic section through a second exemplary embodiment of a swirl module along the line IIIB-IIIB in FIG. 2.
  • a fuel injector 1 shown in FIG. 1 is in the form of a fuel injector 1 for Fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines.
  • the fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
  • the fuel injector 1 consists of a nozzle body 2, in which a valve needle 3 is arranged.
  • the valve needle 3 is operatively connected to a valve closing body 4, which cooperates with a valve seat surface 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat.
  • the valve seat body 5 can be inserted into a recess 50 of the nozzle body 2.
  • fuel injector 1 is a fuel injector 1 that opens inward and has a spray opening 7.
  • the nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against the outer pole 9 of a solenoid 10.
  • the magnet coil 10 is encapsulated in a coil housing 11 and wound on a coil carrier 12, which bears against an inner pole 13 of the magnet coil 10.
  • the inner pole 13 and the outer pole 9 are separated from one another by a gap 26 and are supported on a connecting component 29.
  • the magnet coil 10 is excited via a line 19 by an electrical current that can be supplied via an electrical plug contact 17.
  • the plug contact 17 is surrounded by a plastic sheath 18, which can be molded onto the inner pole 13.
  • valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14, which is disc-shaped.
  • a paired adjusting washer 15 is used for stroke adjustment.
  • An armature 20 is located on the other side of the adjusting washer 15. This armature is non-positively connected via a first flange 21 to the valve needle 3, which is connected to the first flange 21 by a weld seam 22.
  • a return spring 23 is supported, which in the present design of the Fuel injector 1 is biased by a sleeve 24.
  • Fuel channels 30a and 30b run in the valve needle guide 14 and in the armature 20, which channels the fuel, which is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25, to the spray opening 7.
  • the fuel injector 1 is sealed by a seal 28 against a fuel line, not shown.
  • An extruded swirl module is on the discharge side of the sealing seat
  • FIGS. 2 and 3B A detailed illustration of the swirl module 34 can be seen in FIGS. 2 and 3B.
  • Excitation of the magnet coil 10 builds up a magnetic field which moves the armature 20 against the spring force of the return spring 23 in the stroke direction, the stroke being caused by a in the rest position between the inner pole 12 and the
  • Anchor 20 located working gap 27 is predetermined.
  • Armature 20 also carries the flange 21, which is welded to the valve needle 3, in the lifting direction.
  • the valve closing body which is operatively connected to the valve needle 3
  • the armature 20 drops from the inner pole 13 after the magnetic field has been sufficiently reduced by the pressure of the return spring 23, as a result of which the flange 21 which is operatively connected to the valve needle 3 moves counter to the stroke direction.
  • the valve needle 3 is thereby moved in the same direction, as a result of which the valve-closure member 4 is seated on the valve seat surface 6 and the fuel injection valve 1 is closed.
  • FIG. 2 shows an excerpted sectional view of the spray-side end of the first exemplary embodiment of the fuel injector 1 according to the invention shown in FIG. 1.
  • the enlarged area is marked II in FIG. 1.
  • Identical components have been given the same reference numerals.
  • FIG. 2 shows the valve seat body 5, which on the one hand has the valve seat surface 6, which cooperates with the valve closing body 4 to form a sealing seat and on the other hand performs a supporting and guiding function with respect to the valve needle 3 or the valve closing body 4.
  • this is carried out in the form of a valve needle guide 38. This prevents center misalignment or tilting of the valve needle 3 and the valve closing body 4 and thus prevents malfunction of the fuel injector 1.
  • the valve needle guide 38 is described in more detail in FIG. 3A.
  • the swirl module 34 is connected on the spray side of the sealing seat. This is pressed into the downstream recess 35 of the valve seat body 5, for example.
  • the spray opening 7 located on the outflow side of the swirl module 34 which at the same time serves as a swirl chamber 39 in its area directly adjacent to the swirl module 34, be compressed, for example, by a stamping tool, not shown, so that the swirl chamber 39 tapers in an outflow direction.
  • the swirl flow generated in the swirl module 34 is simultaneously homogenized by the swirl chamber 39, which contributes to a uniform mixture cloud during injection into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • FIG. 3A shows in an axial section along the line IIIA-IIIA in FIG. 2 the valve seat body 5 in the region of FIG
  • Valve needle guide 38 To the incoming fuel to
  • valve needle 3 To be able to conduct a sealing seat, the valve needle 3 or
  • Valve closing body 4 at least one, in the preferred
  • Valve seat body 5 fuel channels 42 which form the
  • Fuel channels 42 is the valve needle 3 or
  • Valve closing body 4 on the inner wall 41 of the inlet-side recess 36 of the valve seat body 5, whereby the valve needle guide 38 is ensured.
  • FIG. 3B shows a section through the swirl module 34 of the embodiment according to the invention in a sectional illustration along the line IIIB-IIIB in FIG. 2
  • the swirl module 34 has a plurality of tubular hollow bodies 43, which are combined to form a bundle 44.
  • the hollow bodies 43 preferably have central fuel channels 45 which guide the fuel flowing from the sealing seat to the spray opening 7 into the swirl chamber 39.
  • the hollow bodies 43 are shown in FIG. 3B with an exaggerated diameter and completely fill the cylindrical envelope 47 of the bundle 44.
  • the hollow bodies 43 are preferably produced by extrusion. In this process, melting and subsequent shaping of a material is achieved by pressing it out of an extruder. Through repeated use of the method and subsequent finishing, a body can be provided with any external profile or holes, the diameter of which can reach 100 ⁇ or less. The ratio of the length of the extruded body to the diameter of the holes can be up to 2000.
  • Hollow bodies 43 in the desired shape and number are combined into a bundle 44. So that the fuel flowing through the bundle 44 is twisted, the bundle 44 is twisted or twisted into a cord-like structure, as a result of which the hollow bodies 43 have a helical course in an axial direction. As a result, the fuel flowing through them is also brought to a spiral path, so that the fuel entering the swirl chamber 39 generates a homogeneous swirl flow there, which in turn ensures a homogeneous mixture cloud when injected into the combustion chamber.
  • FIG. 3C shows, in the same representation as FIG. 3B, a second exemplary embodiment of the fuel injector 1 designed according to the invention.
  • the extruded swirl module 34 is not composed of individual hollow bodies 43, but is formed by a cylindrical, preferably metal body 48. This is then again provided with fuel channels 45 by means of extrusion, so that in the exemplary embodiment a honeycomb structure 49 is formed. Instead of a honeycomb structure, a structure with round or differently shaped fuel channels 45 is also conceivable in the same way.
  • the cylindrical body 48 can then also be deformed by twisting so that the previously straight extruded fuel channels 45 are twisted in a helical shape.
  • the radially inner fuel channels 45 are almost parallel to the longitudinal axis 46 of the swirl module and thereby contribute only minimally or not at all to the swirl, while the radially outer fuel channels 45 make the greatest contribution to the swirl.
  • the swirl-free parallel flow can in turn be counteracted, for example, by covering the radially inner fuel channels 45.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments and z. B. can also be used for extruded swirl modules 34 with a larger or smaller number of fuel channels 45 or for extruded swirl modules 34 arranged on the inlet side of the sealing seat and for any designs of fuel injection valves 1.

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Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfasst einen Ventilschliesskörper (4), der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6), die an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, einen Dichtsitz bildet, eine Abspritzöffnung (7) und ein Drallmodul (34). Das Drallmodul (34) umfasst eine Anzahl rohrförmiger Hohlkörper (43), welche in einem Bündel (44) parallel zueinander angeordnet sind und den durch in den Hohlkörpern (43) ausgebildete Brennstoffkanäle (45) zur Abspritzöffnung (7) strömenden Brennstoff mit einem Drall versehen.

Description

Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Aus der DE 198 15 789 AI ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das sich dadurch auszeichnet, daß es eine Drallscheibe stromabwärts eines Ventilsitzes besitzt, die aus wenigstens einem metallischen Material besteht, wenigstens zwei in eine Drallkammer mündende Drallkanäle aufweist und bei der alle Schichten mittels galvanischer Metallabscheidung (Multilayergalvanik) unmittelbar haftfest aufeinander aufgebaut sind. Die Drallscheibe ist -derart im Ventil eingebaut, daß ihre Flächennormale unter einem von 0° abweichenden Winkel zur Ventillängsachse schräg geneigt verläuft, so daß durch die Ausrichtung der Drallscheibe ein Strahlwinkel γ zur Ventillängsachse erzielt wird.
Nachteilig an dem aus der DE 198 15 789 AI bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere der hohe Fertigungs- und damit Kostenaufwand durch die Kombination einer Vielzahl von Einzelteilen, die nicht ohne erheblichen Aufwand in serienmäßige Brennstoffeinspritzventile integriert werden können. Um das Brennstoffeinspritzventil für beliebige Einsatzmöglichkeiten zu modifizieren, müssen aufwendige Fertigungs- und Montagemaßnahmen ergriffen werden. Insbesondere sind die Strahlwinkel und γ mit gängigen Drallaufbereitungsmethoden nicht oder nur unbefriedigend realisierbar, was sich in Asymmetrien und Inhomogenitäten im Brennstoffstrahl bzw. bei der zugemessenen Brennstoffmenge niederschlägt.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das aus mehreren rohrförmigen Hohlkörpern zusammengesetzte Drallmodul durch Extrusion günstig herstellbar, sehr klein dimensionierbar und einfach und kostengünstig montierbar ist. Das Drallmodul kann bedingt durch seine geringe Größe in einfacher Weise in serienmäßige Brennstoffeinspritzventile implementiert werden.
Durch die in den Unteransprächen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Die Hohlkörper sind vorzugsweise verwunden bzw. verdrillt in dem Drallmodul angeordnet, was fertigungstechnisch leicht realisierbar ist.
Von Vorteil ist außerdem, daß das Drallmodul abströmseitig des Dichtsitzes angeordnet ist, was eine einfache Montage ermöglicht.
Die Ausbildung einer Drallkammer ist von Vorteil, da die durch die Hohlkörper erzeugte Drallströmung homogenisiert und symmetrisiert wird, wodurch die Gemischwolke stöchiometrisch gestaltet wird.
Vorteilhafterweise kann das Bündel aus Hohlkörpern auch als zylindrischer Vollkörper ausgebildet sein, in den die Brennstoffkanäle durch Extrusion eingebracht sind. Insbesondere ist von Vorteil, daß die Drallkammer eine Verjüngung in Abspritzrichtung aufweist, die beispielsweise durch Stauchung erzielt wird und zum einen für eine weitere Homogenisierung des Strahlbildes und zum anderen ohne aufwendige Befestigungsmaßnahmen für eine ortsfeste Lage des Drallmoduls in der Ausnehmung des Ventilsitzkörpers sorgt.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils,
Fig. 2 einen schematischen Ausschnitt aus dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich II in Fig. 1,
Fig. 3A einen schematischen Schnitt durch das in Fig. 2 näher dargestellte Drallmodul entlang der Linie
IIIA-IIIA in Fig. 2,
Fig. 3B einen schematischen Schnitt durch das in Fig. 2 näher dargestellte Drallmodul entlang der Linie IIIB-IIIB in Fig. 2 , und
Fig. 3C einen schematischen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Drallmodul entlang der Linie IIIB-IIIB in Fig. 2.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein in Fig. 1 dargestelltes Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, f emdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt . Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 steht mit einem Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfl che 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Der Ventilsitzkörper 5 ist in eine Ausnehmung 50 des Düsenkörpers 2 einsetzbar. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen den Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch einen Spalt 26 voneinander getrennt und stützen sich auf einem Verbindungsbauteil 29 ab. Die Magnetspule 10 wird über eine Leitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17 ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann.
Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. An der anderen Seite der Einstellscheibe 15 befindet sich ein Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Flansch 21 verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.
Ein zweiter Flansch 31, welcher mit der Ventilnadel 3 über eine Schweißnaht 33 verbunden ist, dient als unterer Ankeranschlag. Ein elastischer Zwischenring 32, welcher auf dem zweiten Flansch 31 aufliegt, vermeidet Prellen beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1.
In der Ventilnadelführung 14 und im Anker 20 verlaufen Brennstoffkanäle 30a und 30b, die den Brennstoff, welcher über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert wird, zur Abspritzöffnung 7 leiten. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffleitung abgedichtet.
Ablaufseitig des Dichtsitzes ist ein extrudiertes Drallmodul
34 angeordnet, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel in eine ablaufseitige Ausnehmung 35 des Ventilsitzkörpers 5 eingeschoben ist. Eine detaillierte Darstellung des Drallmoduls 34 ist den Figuren 2 und 3B zu entnehmen.
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner
Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4 am Ventilsitz 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei
Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt, wobei der Hub durch einen in der Ruhestellung zwischen dem Innenpol 12 und dem
Anker 20 befindlichen Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der
Anker 20 nimmt den Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Ventilschließkörper
4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab und der über die Brennstoffkanäle 30a und 30b sowie im Drallmodul 34 ausgebildete Brennstoffkanäle 45 zur Abspritzöffnung 7 geführte Brennstoff wird abgespritzt. Diese ist vorzugsweise unter einem Abspritzwinkel γ gegenüber einer Längsachse 37 des Brennstoffeinspritzventils 1 geneigt.
Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Flansch 21 entgegen der Hubrichtung bewegt. Die Ventilnadel 3 wird dadurch in die gleiche Richtung bewegt, wodurch der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird.
Fig. 2 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung das abspritzseitige Ende des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1. Der vergrößerte Bereich ist in Fig. 1 mit II gekennzeichnet. Gleiche Bauteile wurden mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
Der in Fig. 2 dargestellte Ausschnitt zeigt den Ventilsitzkörper 5, der einerseits die Ventilsitzfläche 6 aufweist, die mit dem Ventilschließkörper 4 zum Dichtsitz zusammenwirkt und andererseits eine Stütz- und Führungsfunktion gegenüber der Ventilnadel 3 bzw. dem Ventilschließkörper 4 ausübt. Dies ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form einer Ventilnadelführung 38 ausgeführt. Dadurch wird Mittenversätzen oder Verkanten der Ventilnadel 3 und des Ventilschließkörpers 4 vorgebeugt und somit Fehlfunktionen des Brennstoffeinspritzventils 1 vermieden. Die Ventilnadelführung 38 ist in Fig. 3A näher beschrieben.
Abspritzseitig des Dichtsitzes schließt sich das Drallmodul 34 an. Dieses ist in die abströmseitige Ausnehmung 35 des Ventilsitzkorpers 5 beispielsweise eingepreßt. Zur Sicherung des Drallmoduls 34 gegen Verrutschen kann die sich abströmseitig des Drallmoduls 34 befindliche Abspritzöffnung 7, die gleichzeitig in ihrem dem Drallmodul 34 direkt benachbarten Bereich als Drallkammer 39 dient, beispielsweise durch ein nicht dargestelltes Stempelwerkzeug gestaucht werden, so daß sich die Drallkammer 39 in einer Abströmrichtung verjüngt. Durch die Drallkammer 39 wird gleichzeitig die im Drallmodul 34 erzeugte Drallstrδmung homogenisiert, was zu einer gleichmäßigen Gemischwolke bei der Einspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine beiträgt .
Fig. 3A zeigt in einem axialen Schnitt entlang der Linie IIIA-IIIA in Fig. 2 den Ventilsitzkörper 5 im Bereich der
Ventilnadelführung 38. Um den zuströmenden Brennstoff zum
Dichtsitz leiten zu können, weist die Ventilnadel 3 bzw. der
Ventilschließkörper 4 mindestens einen, im bevorzugten
Ausführungsbeispiel vier Anschliffe 40 auf, welche mit einer Innenwandung 41 einer Zulaufseitigen Ausnehmung 36 des
Ventilsitzkorpers 5 Brennstoffkanäle 42 bilden, welche den
Brennstoff in Richtung Dichtsitz leiten. Zwischen den
Brennstoffkanälen 42 liegt die Ventilnadel 3 bzw. der
Ventilschließkörper 4 an der Innenwandung 41 der zulaufseitigen Ausnehmung 36 des Ventilsitzkorpers 5 an, wodurch die Ventilnadelführung 38 gewährleistet ist.
Fig. 3B zeigt in einer Schnittdarstellung entlang der Linie IIIB-IIIB in Fig. 2 einen Schnitt durch das Drallmodul 34 des erfindungsgemäß ausgestalteten
Brennstoffeinspritzventils 1.
Das Drallmodul 34 weist dabei eine Vielzahl von rohrförmigen Hohlkörpern 43 auf, die zu einem Bündel 44 zusammengefaßt sind. Im vorliegend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel sind separat gefertigte Hohlkörper 43 vorgesehen. Die Hohlkörper 43 weisen dabei vorzugsweise zentrale Brennstoffkanäle 45 auf, die den vom Dichtsitz zur Abspritzδffnung 7 strömenden Brennstoff in die Drallkammer 39 leiten. Die Hohlkörper 43 sind in Fig. 3B mit übertriebenem Durchmesser dargestellt und füllen die zylindrische Einhüllende 47 des Bündels 44 vollständig aus. Die Hohlkörper 43 werden dabei vorzugsweise mittels Extrusion hergestellt . Bei diesem Verfahren wird eine AufSchmelzung und nachfolgende Formgebung eines Werkstoffes durch Auspressen aus einem Extruder erreicht. Durch mehrmalige Anwendung des Verfahrens und anschließende Nachbearbeitung kann ein Körper mit einem beliebigen Außenprofil bzw. Löchern, deren Durchmesser 100 μ oder weniger erreichen kann, versehen werden. Das Verhältnis der Länge des extrudierten Körpers zum Durchmesser der Löcher kann dabei bis zu 2000 betragen.
Hohlkörper 43 in gewünschter Form und Anzahl werden zu einem Bündel 44 zusammengefaßt. Damit der das Bündel 44 durchfließende Brennstoff einen Drall erhält, wird das Bündel 44 zu einer kordelartigen Struktur verwunden bzw. verdrillt, wodurch die Hohlkörper 43 einen wendelfδrmigen Verlauf in einer axialen Richtung erhalten. Dadurch wird auch der sie durchfließende Brennstoff auf eine Spiralbahn gebracht, so daß der in die Drallkammer 39 eintretende Brennstoff dort eine homogene Drallströmung erzeugt, die wiederum für eine homogene Gemischwolke bei der Einspritzung in den Brennraum sorgt .
Da beim Verwinden bzw. Verdrillen des Bündels 44 die radial außen anliegenden Hohlkörper 43 stärker verdreht werden als die radial inneren, kann eine dadurch auftretende Inhomogenität im Einspritzstrahl beispielsweise durch das teilweise Abdecken der radial inneren Hohlkörper 43 vermieden werden.
Fig. 3C zeigt in gleicher Darstellung wie Fig. 3B ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1.
Dabei setzt sich das extrudierte Drallmodul 34 nicht aus einzelnen Hohlkörpern 43 zusammen, sondern wird durch einen zylindrischen, vorzugsweise metallenen Körper 48 gebildet. Dieser wird dann wiederum mittels Extrusion mit Brennstoffkanälen 45 versehen, so daß im Ausführungsbeispiel eine Wabenstruktur 49 entsteht. Statt einer Wabenstruktur ist auch eine Struktur mit runden oder anders gearteten Brennstoffkanälen 45 in gleicher Weise denkbar.
Der zylindrische Körper 48 kann dann mittels Verwinden ebenfalls so umgeformt werden, daß die vorher geraden extrudierten Brennstoffkanäle 45 wendeiförmig verdreht werden. Wie im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel stehen dabei die radial inneren Brennstoffkanäle 45 nahezu parallel zur Längsachse 46 des Drallmoduls und tragen dabei nur minimal oder gar nicht zum Drall bei, während die radial äußeren Brennstoffkanäle 45 den stärksten Beitrag zum Drall liefern. Dem drallfreien Parallelfluß kann wiederum beispielsweise durch eine Abdeckung der radial inneren Brennstoffkanäle 45 entgegengewirkt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und z. B. auch für extrudierte Drallmodule 34 mit einer größeren oder kleineren Anzahl von Brennstoffkanälen 45 oder für zulaufseitig des Dichtsitzes angeordnete extrudierte Drallmodule 34 sowie für beliebige Bauformen von Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Ventilschließkörper (4) , der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) , die an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, einen Dichtsitz bildet, mit einer Abspritzδffnung (7) und mit einem Drallmodul (34) , dadurch gekennzeichnet, daß das Drallmodul (34) mehrere rohrfδrmige Hohlkörper (43) umfaßt, welche in einem Bündel (44) angeordnet sind und den durch in den Hohlkörpern (43) ausgebildete Brennstoffkanäle (45) zur Abspritzöffnung (7) strömenden Brennstoff mit einem Drall versehen.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel (44) parallel zu einer Längsachse (46) des Drallmoduls (34) angeordnet und um die Längsachse (46) verwunden ist .
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurc gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Hohlkörper (43) durch Extrusion hergestellt sind.
4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einhüllende (47) des Bündels (44) eine zylindrische Form aufweist .
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drallmodul (34) stromabwärts des Dichtsitzes angeordnet ist.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drallmodul (34) in einer abströmseitigen Ausnehmung (35) des Ventilsitzkorpers (5) angeordnet ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß abstromseitig des Drallmoduls (34) eine Drallkammer (39) ausgebildet ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffkanäle (45) des Bündels (44) von Hohlkörpern (43) in die Drallkammer (39) einmünden.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Drallkammer (39) in einer Abströmrichtung abnimmt.
10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Drallkammer (39) durch Stauchen entgegen der Abströmrichtung verringert wird.
11. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Drallmodul (34) durch Stauchen der Drallkammer (39) in dem Ventilsitzkörper (5) arretiert ist.
12. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Drallmodul (34) in Form eines zylindrischen Körpers (48) ausgebildet ist, in den durch Extrusion mehrere Brennstoffkanäle (45) eingebracht sind.
13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper (48) so verwunden ist, daß die Brennstoffkanäle (45) dem sie durchfließenden Brennstoff einen Drall erteilen.
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