EP1328722A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil

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Publication number
EP1328722A1
EP1328722A1 EP01986748A EP01986748A EP1328722A1 EP 1328722 A1 EP1328722 A1 EP 1328722A1 EP 01986748 A EP01986748 A EP 01986748A EP 01986748 A EP01986748 A EP 01986748A EP 1328722 A1 EP1328722 A1 EP 1328722A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
fuel injection
valve seat
seat body
fuel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01986748A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Sebastian
Jens Pohlmann
Martin Maier
Guenter Dantes
Detlef Nowak
Joerg Heyse
Joerg Schlerfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1328722A1 publication Critical patent/EP1328722A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
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    • F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • Fuel injection valves in which swirl-generating elements are incorporated in a valve seat body are known, for example, from DE 41 31 499 Cl.
  • the swirl-generating element is designed in the form of grooves which are introduced into the valve seat body and open at an injection opening.
  • the amount of fuel to be sprayed is metered through the cross section of the spray opening. This is arranged either in the valve seat body or in a perforated disk arranged at the downstream end of the fuel injector.
  • the swirl-generating elements are located upstream of the sealing seat and are introduced as grooves in a central recess in the valve seat body, which serves as a guide for the valve closing body.
  • the swirl grooves open towards the center axis of the fuel injection valve become channels through the valve closing body, which is preferably spherical closed. This defines a cross section within the swirl channels through which the fuel is metered.
  • a disadvantage of the fuel injector known from DE 41 31 499 Cl is the arrangement of the swirl generation downstream of the sealing seat.
  • the robustness of the swirl-generating elements which limits the design options of the component, since e.g. B. Minimum requirements for material thickness must be met.
  • a pre-jet is also formed which has no swirl.
  • the resulting poor atomization leads to poor combustion.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing feature of the main claim has the advantage that the swirling fuel flow reaches the spray opening without a strong deflection.
  • the swirl-generating elements are arranged protected upstream of the sealing seat.
  • the decoupling of the swirl generation from the metering of the fuel to be sprayed is also advantageous for production.
  • the dimensional tolerances of the swirl-generating elements can be selected relatively roughly, which enables the use of inexpensive manufacturing processes.
  • the metering quantity is also set while maintaining the unchanged valve seat body, by changing an annular gap which is generated by a shoulder in the valve closing body.
  • changing the contour of the shoulder can influence the opening and closing behavior.
  • Another advantage of this is that there is no dead volume downstream of the swirl generation. The formation of a swirl in the fuel flow thus already occurs during the opening process of the fuel injector.
  • FIG. 1 is a schematic partial section through an embodiment of a fuel injector according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic partial section in section II of FIG. 1 of the exemplary embodiment of a fuel injector according to the invention.
  • FIG. 3 shows a schematic section along the line III-III in FIG. 2.
  • the fuel injector 1 is in the form of a fuel injector 1 for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited
  • Fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
  • the fuel injection valve 1 comprises 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 fuel injection valve 1 is an electromagnetically actuated fuel injection valve 1, which has an injection opening 7.
  • the nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against the outer pole 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 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 disk-shaped valve needle guide 14. This is one
  • Valve needle stroke serves. On the upstream side of the
  • Adjustment disc 15 is an anchor 20. This is non-positively connected to the valve needle 3 via a flange 21, which is connected to the valve needle by a weld 22
  • Flange 21 is connected. On the flange 21, a return spring 23 is supported, which in the present
  • Inner pole 13 pressed sleeve 24 is brought to bias.
  • Fuel channels 30a, 30b run in the valve needle guide 14 and in the armature 20.
  • a filter element 25 is arranged in a central fuel feed 16.
  • the fuel injection valve 1 is sealed by a seal 28 against a fuel line, not shown.
  • the armature 20 In the idle state of the fuel injection valve 1, the armature 20 is acted upon by the return spring 23 against the stroke direction via the flange 21 on the valve needle 3 in such a way that the valve closing body 4 is held in sealing contact with the valve seat surface 6.
  • the magnet coil 10 When the magnet coil 10 is excited, it 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 predetermined by a working gap 27 which is in the rest position between the inner pole 13 and the armature 20.
  • the armature 20 takes the flange 21, which is welded to the valve needle 2, and thus also the valve needle 3 Stroke direction with.
  • the valve closing body 4, which is operatively connected to the valve needle 3, lifts off the valve seat surface 6, and the fuel reaching the spray opening 7 via swirl channels 36 and a subsequent annular gap 37 is sprayed off.
  • the swirl-generating assembly consists of the valve seat body 5, the valve needle 3 and the valve closing body 4 which is operatively connected to the valve needle 3.
  • valve seat body 5 On its upstream side 33, the valve seat body 5 has a guide recess 38 which serves to guide the valve needle 3 in the axial direction.
  • a preferably conical taper follows on which valve seat surface 6 is arranged.
  • the spray opening 7 follows downstream of the taper.
  • Swirl channels 36 are introduced into the valve seat body 5 on the upstream side 33 of the valve seat body 5. They are open to the upstream surface 33 of the valve seat body 5 and preferably open tangentially into the guide recess 38.
  • the swirl channels are designed as grooves in the valve seat body 5.
  • the bottom 39 of the grooves forms the downstream boundary surface of the swirl channels 36 and is preferably arranged on a conical jacket, the opening angle ⁇ of which is identical to the opening angle ⁇ which the conical valve seat surface 6 encloses with the central axis 35 of the fuel injection valve 1.
  • the valve needle 3 has upstream of the upstream surface 33 of the valve seat body 5 a radial extension 31, so that the upstream open swirl channels 36 are at least partially covered in the radial direction.
  • the axial flow fraction of the fuel can thus be varied when the fuel injection valve 1 is open.
  • the extent of the radial enlargement 31 is smaller than the inside diameter of the nozzle body 2.
  • the changes in the axial component of the fuel flow during the opening and closing of the fuel injection valve 1 can, for. B. can be influenced by a conical or funnel-shaped design of the upstream surface 33 of the valve seat body 5. An influence by the corresponding surface 32 of the radial extension 31 is also possible.
  • the valve closing body 4 connected to the valve needle 3 has a radial extent which is smaller than the guide recess 38 of the valve seat body 5.
  • the cross-sectional area of the annular gap 37 thus formed between the valve closing body 4 and the valve seat body 5 determines the metering of the fuel to be sprayed off.
  • the height of the annular gap 37 defined by the valve needle 3 is to be selected so that at least when the fuel injection valve 1 is open, the swirl channels 36 are connected to the annular gap 37. If the valve needle 3 together with the valve closing body 4 is in its open end position when the magnet coil 10 is excited, the cross-sectional area of the annular gap 37 represents the smallest cross section of the fuel stream to be flowed through on the way to the spray opening 7.
  • FIG. 3 shows an excerpted sectional illustration of the exemplary embodiment of a shown in FIG Fuel injection valve 1 according to the invention.
  • the swirl channels 36 open tangentially into the annular gap 37 which is formed between the valve closing body 4 and the guide recess 38 of the valve seat body 5.
  • the sum of the cross-sectional areas of the opening of the swirl channels 36 is larger than the cross-sectional area of the annular gap 37 formed between the guide recess 38 of the valve seat body 5 and the valve closing body 5 ,

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Abstract

Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen umfasst eine Ventilnadel (3) und einen damit in Wirkverbindung stehenden Ventilschliesskörper (4), der mit einer in einem Ventilsitzkörper (5) angeordneten Ventilsitzfläche (6) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und zumindest ein drallerzeugendes Element, das stromaufwärts des Dichtsitzes in dem Ventilsitzkörper (5) angeordnet ist. Als drallerzeugendes Element sind ein oder mehrere zur stromaufwärtigen Seite (33) des Ventilsitzkörpers (5) hin offene Drallkanäle (36) in die stromaufwärtige Seite (33) des Ventilsitzkörpers (5) eingebracht.

Description

Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Brennstoffeinspritzventile, bei denen drallerzeugende Elemente in einem Ventilsitzkorper eingebracht sind, sind zum Beispiel aus der DE 41 31 499 Cl bekannt. Das drallerzeugende Element ist in Form von Nuten ausgeführt, die in den Ventilsitzkorper eingebracht sind und an einer Abspritzöffnung münden. Die Zumessung der abzuspritzenden Brennstoffmenge erfolgt durch den Querschnitt der Abspritzöffnung. Diese ist entweder in dem Ventilsitzkorper oder in einer an dem stromabwärtigen Ende des Brennstoffeinspritzventils angeordneten Lochscheibe angeordnet .
Ein weiteres Brennstoffeinspritzventil , bei dem die Drallerzeugung durch Nuten erfolgt, ist aus der DE 42 31 448 Cl bekannt. Die drallerzeugenden Elemente befinden sich stromaufwärts des Dichtsitzes und sind als Nuten in eine zentrale Ausnehmung des Ventilsitzkörpers eingebracht, die als Führung für den Ventilschließkörper dient. Die zur Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils hin offenen Drallnuten werden durch den Ventilschließkörper, der vorzugsweise kugelförmig ausgeführt ist, zu Kanälen geschlossen. Hierdurch wird ein Querschnitt innerhalb der Drallkanäle definiert, durch welchen die Zumessung des Brennstoffs erfolgt.
Nachteilig bei dem aus der DE 41 31 499 Cl bekannten Brennstoffeinspritzventil ist die Anordnung der Drallerzeugung stromabwärts des Dichtsitzes. Insbesondere bei direkt einspritzenden Brennstoffeinspritzventilen ist die Gefahr der Verschmutzung durch Verkokung groß. Bei der Konstruktion ist insbesondere auf Robustheit der drallerzeugenden Elemente zu achten, wodurch die Auslegungsmöglichkeiten des Bauelementes eingeschränkt sind, da z. B. Mindestanforderungen an die Materialstärke einzuhalten sind.
Weiterhin nachteilig ist, daß durch die Anordnung stromabwärts des Dichtsitzes ein Totvolumen gebildet wird, aus dem nach Beendigung des Abspritzvorgangs Brennstoff austreten kann. Dieses Nachtropfen führt zu einer unvollständigen und unkontrollierten Verbrennung, welche in hohem Maße Schadstoffe erzeugt. Darüber hinaus erschwert die einstückige Ausführung von Düsenkδrper und Ventilsitzkorper das Einbringen der Nuten. Bei der Fertigung eventuell auftretende Überschreitungen von Bauteiltoleranzen führen somit zum Ausschuß eines teueren Bauteils.
Bei dem aus der DE 42 31 448 Cl bekannten Einspritzventil, ist die Ergänzung der Nuten zu Drallkanälen durch den kugelförmigen Ventilschließkörper von Nachteil. Durch die Kugelgeometrie des Ventilschließkörpers werden die Drallnuten nur an der Umfangslinie des Ventilschließkörpers zu Drallkanälen verschlossen. Hierdurch ist ein Leckagestrom schwierig zu verhindern, da sich die Bauteiltoler-ar-zen mehrerer Teil addieren. Durch . die Ausbildung des Dichtspaltes als Linie macht sich dies besonders kritisch bemerkbar. Als Folge davon ergibt sich eine große Schwankungsbreite der zugemessenen Brennstoffmenge . Weiterhin nächteilig ist die erforderliche starke Umlenkung der BrennstoffStrömung. Diese ergibt sich durch die Anordnung der Drallkanäle auf der Zylinderwand der Ausnehmung, die zur Führung des Ventilschließkörpers dient. Die anschließende Drallkammer ist erforderlich, um eine gleichmäßig drallbehaftete Strömung zu erzeugen. Die damit verbundene Umlenkung der Strömung führt jedoch zu starken Strömungsverlusten, welche sich in einem verschlechterten Abspritzbild bemerkbar machen.
Während des Öffnungsvorgangs des Brennstoffeinspritzventils kommt es zudem zur Ausbildung eines Vorstrahls, der keinen Drall aufweist. Die daraus resultierende schlechte Zerstäubung führt zu einer mangelhaften Verbrennung.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die drallbehaftete BrennstoffStrömung ohne starke Umlenkung zu der Abspritzöffnung gelangt. Gleichzeitig sind die drallerzeugenden Elemente geschützt stromaufwärts des Dichtsitzes angeordnet. Für die Fertigung ist ferner die Entkopplung der Drallerzeugung von der Zumessung des abzuspritzenden Brennstoffs von Vorteil . Die Maßtoleranzen der drallerzeugenden Elemente können relativ grob gewählt werden, wodurch der Einsatz kostengünstiger Fertigungsverfahren ermöglicht wird.
Durch die in den Unteransprüchen ausgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Die Anpassung des .Brennstoffeinspritzventils an Kundenanforderungen im Hinblick auf zuzumessende Brennstoffmenge sowie Abspritzbild ist einfach möglich. Sie erfolgt durch Ändern lediglich eines Bauteils, mit dem sowohl die Drallerzeugung beeinflußt werden kann, als auch die Zumessung der Brennstoffmenge . Durch Beeinflussen des Axialanteils der BrennstoffStrömung kann die Drallerzeugung variiert werden. Dies führt zur Änderung des Kegelmantels, auf dem der Brennstoff abgespritzt wird.
Die Einstellung der Zumeßmenge erfolgt ebenfalls unter Beibehaltung des unveränderten Ventilsitzkörpers, durch Änderung eines Ringspaltes, der durch einen Absatz im Ventilschließkörper erzeugt wird. Neben der Definition einer Zumeßmenge bei vollständig geöffnetem Brennstoffeinspritzventil ist durch Ändern der Kontur des Absatzes eine Beeinflussung des Öffnungs- und Schließverhaltens möglich.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Anordnung der Drallkanäle auf einen Kegelmantel, dessen Winkel identisch ist mit dem Winkel der Ventilsitzfläche. Durch den dadurch bedingten
Entfall starker Strömungsumlenkung abwärts der
Drallerzeugung, kommt es zu keinem Verlust in der
Umfangsgeschwindigkeit des Brennstoffs auf dem Weg zur Abspritzöffnung hin.
Als weiteren Vorteil ergibt sich daraus der Entfall eines Totvolumens stromabwärts der Drallerzeugung. Die Ausbildung eines Dralls in der BrennstoffStrömung entsteht somit bereits während des Öffnungsvorgangs des Brennstoffeinspritzventils . Die verbesserte
Drallaufbereitung während des Öffnens und Schließens sorgt letztlich für eine verbesserte Verbrennung und führt somit zu einem geringeren Schadstoffausstoß.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils ; Fig. 2 einen schematischen Teilschnitt im Ausschnitt II der Fig. 1 des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils ; und
Fig. 3 einen schematische Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Bevor anhand der Fig. 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 näher beschrieben wird, soll zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst anhand von Fig. 1 das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 in einer Gesamtdarstellung bezüglich seiner wesentlichen Bestandteile kurz erläutert werde .
Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten
Brennkraftmaschinen ausgeführt . Das
Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfaßt einen Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist . Die Ventilnadel 3 steht mit einem Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung, der mit einer auf einem Ventilsitzkorper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein elektromagnetisch betätigtes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine Abspritzδffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen den Außenpol einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist 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 scheibenförmig ausgeführten Ventilnadelführung 14 geführt. Dieser ist eine
Einstellscheibe 15 zugepaart, welche zur Einstellung des
Ventilnadelhubes dient. Auf der stromaufwartigen Seite der
Einstellscheibe 15 befindet sich ein Anker 20. Dieser steht über einen Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit dem
Flansch 21 verbunden ist. Auf dem Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden
Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine in den
Innenpol 13 eingepreßte Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.
In der Ventilnadelführung 14 und im Anker 20 verlaufen Brennstoffkanäle 30a, 30b. In einer zentralen Brennstoffzufuhr 16 ist ein Filterelement 25 angeordnet. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht dargestellte Brennstoffleitung abgedichtet.
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 über den Flansch 21 an der Ventilnadel 3 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4 an der Ventilsitzfläche 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 13 und dem Anker 20 befindlichen Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der Anker 20 nimmt den Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 2 verschweißt ist, und damit die Ventilnadel 3 ebenfalls in Hubrichtung mit . Der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab, und der über Drallkanäle 36 und einem sich anschließenden Ringspalt 37 zu der Abspritzöffnung 7 gelangende Brennstoff wird abgespritzt.
Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 23 auf den Flansch 21 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich die Ventilnadel 3 entgegen der Hubrichtung bewegt. Dadurch setzt der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 auf, und das Brennstoffeinspritzventil 1 wird geschlossen.
Fig. 2 zeigt eine auszugsweise Schnittdarstellung der drallerzeugenden Baugruppe eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Die drallerzeugende Baugruppe besteht aus dem Ventilsitzkorper 5, der Ventilnadel 3 und dem mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehenden Ventilschließkörper 4.
An seiner stromaufwartigen Seite 33 weist der Ventilsitzkorper 5 eine Führungsausnehmung 38 auf, welche zur Führung der Ventilnadel 3 in axialer Richtung dient . Stromabwärts schließt sich eine vorzugsweise konusformige Verjüngung an, auf der die Ventilsitzfläche 6 angeordnet ist. Stromabwärts der Verjüngung schließt sich die Abspritzδffnung 7 an. An der stromaufwartigen Seite 33 des Ventilsitzkörpers 5 sind Drallkanäle 36 in den Ventilsitzkorper 5 eingebracht. Sie sind zu der stromaufwartigen Fläche 33 des Ventilsitzkörpers 5 offen und münden vorzugsweise tangential in die Führungsausnehmung 38. Die Drallkanäle sind als Nuten in dem Ventilsitzkorper 5 ausgebildet. Der Boden 39 der Nuten bildet die stromabwärtige Begrenzungsfläche der Drallkanäle 36 und ist vorzugsweise auf einem Kegelmantel angeordnet , dessen Öffnungswinkel α identisch mit dem Öffnungswinkel ß ist, den die kegelförmige Ventilsitzfläche 6 mit der Mittelachse 35 des Brennstoffeinspritzventils 1 einschließt. Die Ventilnadel 3 weist stromaufwärts der stromaufw rtigen Fläche 33 des Ventilsitzkörpers 5 eine radiale Erweiterung 31 auf, so daß die stromaufwärts offenen Drallkanäle 36 zumindest teilweise in radialer Richtung abgedeckt werden. Abhängig von der radialen Ausdehnung der radialen Erweiterung 31 und vom Abstand der stromabwärtigen Fläche 32 der radialen Erweiterung 31 von der stromaufwartigen Fläche 33 des Ventilsitzkörpers 5 kann somit bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil 1 der axiale Strömungsanteil des Brennstoffs variiert werden. Die Ausdehnung der radialen Erweiterung 31 ist dabei kleiner als der Innendurchmesser des Düsenkδrpers 2. Die Änderungen der Axialkomponente der BrennstoffStrömung während des Öffnens und Schließens des Brennstoffeinspritzventils 1 kann z. B. durch eine kegel- oder trichterförmige Ausführung der stromaufwartigen Fläche 33 des Ventilsitzkörpers 5 gezielt beeinflußt werden. Ebenso ist eine Beeinflussung durch die korrespondierende Fläche 32 der radialen Erweiterung 31 möglich.
Der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende Ventilschließkörper 4 weist eine radiale Ausdehnung auf, die kleiner ist als die Führungsausnehmung 38 des Ventilsitzkörpers 5. Die Querschnittsfläche des so zwischen dem Ventilschließkörper 4 und dem Ventilsitzkorper 5 ausgebildeten Ringspalts 37 bestimmt die Zumessung des abzuspritzenden Brennstoffs. Die durch die Ventilnadel 3 festgelegte Höhe des Ringspaltes 37 ist dabei so zu wählen, daß zumindest bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil 1 die Drallkanäle 36 mit dem Ringspalt 37 in Verbindung stehen. Befindet sich die Ventilnadel 3 mitsamt dem Ventilschließkörper 4 bei erregter Magnetspule 10 in ihrer geöffneten Endposition, stellt die Querschnittsflache des Ringspaltes 37 den kleinsten zu durchströmenden Querschnitt des BrennstoffStromes auf dem Weg zu der Abspritzöffnung 7 dar.
Fig. 3 zeigt eine auszugsweise Schnittdarstellung des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Die Drallkanäle 36 münden dabei in den Ringspalt 37, der zwischen dem Ventilschließkörper 4 und der Führungsausnehmung 38 des Ventilsitzkörpers 5 ausgebildet ist, tangential aus. Die Summe der Querschnittsflächen der ausmündungender Drallkanäle 36 ist größer als die Querschnittsfläche des zwischen Führungsausnehmung 38 des Ventilsitzkörpers 5 und Ventilschließkörper 5 ausgebildeten Ringspalts 37. Die Einstellung der Querschnittsflächen der Ausmündungen kann dabei .durch Vergrößern der axialen Ausdehnung des Ventilschließkörpers 4 im Bereich des Ringspaltes 37 erfolgen.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1) für
Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einer Ventilnadel (3) und einem mit der Ventilnadel (3) verbundenen Ventilschließkörper (4) , der mit einer in einem Ventilsitzkorper (5) angeordneten Ventilsitzfläche (6) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und mit zumindest einem drallerzeugenden Element, das stromaufwärts des Dichtsitzes in dem Ventilsitzkorper (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als drallerzeugendes Element ein oder mehrere zur stromaufwartigen Seite (33) des Ventilsitzkδrpers (5) hin offene Drallkanäle (36) in die stromaufwärtige Seite (33) des Ventilsitzkörpers (5) eingebracht sind.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (3) stromaufwärts der stromaufwartigen Seite (33) des Ventilsitzkörpers (5) eine radiale Erweiterung (31) aufweist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erweiterung (31) auf ihrer stromabwärtigen Seite (32) eine mit der stromaufwartigen Seite (33) des Ventilsitzkörpers (5) korrespondierende Geometrie aufweist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (4) eine radiale Ausdehnung aufweist, die kleiner als die radiale Ausdehnung der Ventilnadel (3) ist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Drallkanäle (36) zwischen dem Ventilschließkörper (4) und einer Ausnehmung (40) des Ventilsitzkörpers (5) ein Ringspalt (37) ausgebildet ist, dessen Querschnittsfläche die kleinste von dem Brennstoff zu durchströmende Qüerschnittsflache bildet.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (37) den Dichtsitz von den Drallkanälen (36) trennt.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkanäle (36) in den Ventilsitzkorper (5) eingebrachte, zur stromaufwartigen Seite (33) hin offene Nuten sind.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die der stromaufwartigen Seite (33) abgewandten Böden (39) der als Nuten ausgebildeten Drallkanäle (36) auf einer ersten Kegelfläche (41) liegen.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitzfläche (6) eine zweite Kegelfläche (42) bildet und der Öffnungswinkel (α) der ersten Kegelfläche (41) mit dem Öffnungswinkel (ß) der zweiten Kegelfläche (42) jeweils gegenüber einer Mittelachse (35) des
Brennstoffeinspritzventils (1) im wesentlichen übereinstimmt .
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