EP1350947A2 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil Download PDF

Info

Publication number
EP1350947A2
EP1350947A2 EP20030001838 EP03001838A EP1350947A2 EP 1350947 A2 EP1350947 A2 EP 1350947A2 EP 20030001838 EP20030001838 EP 20030001838 EP 03001838 A EP03001838 A EP 03001838A EP 1350947 A2 EP1350947 A2 EP 1350947A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide
fuel
fuel injection
valve
flow
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP20030001838
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1350947A3 (de
EP1350947B1 (de
Inventor
Joerg A. 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 EP1350947A2 publication Critical patent/EP1350947A2/de
Publication of EP1350947A3 publication Critical patent/EP1350947A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1350947B1 publication Critical patent/EP1350947B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • 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
    • 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
    • F02M51/0675—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 the valve body having cylindrical guiding or metering portions, e.g. with fuel passages
    • F02M51/0678—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 the valve body having cylindrical guiding or metering portions, e.g. with fuel passages all portions having fuel passages, e.g. flats, grooves, diameter reductions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size

Definitions

  • the invention is based on a fuel injector according to the genus of the main claim.
  • the sealing effect of the Guide body in interaction with the valve closing body should last for the entire life of the Make sure that the fuel injection valve Swirl development in the swirl chamber is not permitted large inflow of swirled fuel from the Lead gap between the guide body and Valve closing body is significantly affected as otherwise the spray pattern or the spray angle in the Heated fuel cloud impermissible changed. Because wear and manufacturing tolerances differ from Do not let guide body and valve needle tip be avoided, they have to be considered. Because the swirl development or the twist intensity due to the design features of the fuel injector is fixed and a certain fuel leakage from swirled fuel taken into account, the increase in leakage from unswirled fuel due to wear and tear of the Leadership gap only move within certain narrow limits.
  • the fuel injector according to the invention with the characteristic features of the main claim has the Advantage that it causes lower manufacturing costs because the leadership game of leadership, which consists of a Guide section of the valve closing body and the Guide body is formed, a larger one May have manufacturing tolerance without a impermissibly large spread of leakage from unswirled Fuel in the swirl chamber develops during operation and / or due to manufacturing tolerances. This will achieved by the flow channels according to the invention, the increase the leakage flow and cause changes in the Leakage due to manufacturing tolerances and / or increases in Leakage due to wear in the course of the guide compared to Total fuel flow is less significant and thus less impact on swirl development.
  • the invention can be particularly advantageous in Spherical fuel injectors Valve closing bodies are used. With such valves is the hydraulic seal, due to the short Guide section of the valve closing body through the Sphere equator is formed, and the resulting short Sealing length of the guide course, increased depending on Guide play. With such valves the increase in flow is without the inventive measure with initially small Leading game due to the expansion of the game Wear increases exponentially. Also a leadership game widened by manufacturing tolerances causes an increased exponentially increased flow through the guide gap.
  • valve according to the invention causes less Manufacturing costs because the manufacturing tolerances are more generous can be chosen without an impermissible Impairment of the swirl development are accepted have to.
  • the cross section of the or Flow channels dimensioned so large that the turning point, from the increase in flow of the leakage current over the Leadership game no longer rises, but falls, already at the beginning of the life of the fuel injector has been reached or exceeded.
  • the flattening function the influence of manufacturing tolerances and wear in the area of the management course that from a guide portion of the valve closing body and the Guide body is formed, further reduced.
  • the guide body can be especially the manufacture easier to adapt to manufacturing conditions.
  • Circular segmental flow channels so-called surface grinding, can be particularly advantageous on spherical Realize valve closing bodies.
  • the first embodiment shown in FIG Fuel injector 1 is in the Form of a fuel injector 1 for Fuel injection systems from mixture-compressing, spark-ignition internal combustion engines.
  • the Fuel injection valve 1 is particularly suitable for not directly injecting fuel into one Shown combustion chamber 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 stands with a valve closing body 4 in Active connection with one on a valve seat body 5 arranged valve seat surface 6 to a sealing seat interacts.
  • the fuel injector 1 is acting it is an inward opening in the exemplary embodiment Fuel injector 1.
  • the nozzle body 2 is against the by a seal 8 Sealed outer pole 9 of a magnetic coil 10.
  • the solenoid 10 is encapsulated in a coil housing 11 and on one Coil carrier 12 wound, which on an inner pole 13 of the Solenoid 10 is present.
  • the inner pole 13 and the outer pole 9 are separated from each other by a gap 26 and support itself on a connecting component 29.
  • the solenoid 10 is via a line 19 from an electrical Plug contact 17 energized electrical current.
  • the Plug contact 17 is from a plastic sheath 18 surrounded, which may be molded onto the inner pole 13.
  • the valve needle 3 is in a valve needle guide 14 led, which is disc-shaped.
  • a paired shim 15 is used for stroke adjustment the other side of the shim 15 is a Anchor 20.
  • This stands over a first flange 21 non-positively in connection with the valve needle 3, which through a weld seam 22 with the first flange 21 connected is.
  • One is supported on the first flange 21 Return spring 23, which in the present design of the Fuel injector 1 through a sleeve 24 Bias is brought.
  • a second flange 31, which with the valve needle 3 over a weld 33 is connected serves as the lower one Armature stop.
  • Fuel channels 30a and 30b Run in the valve needle guide 14 and in the armature 20 Fuel channels 30a and 30b.
  • the fuel is about one central fuel supply 16 and supplied by a Filter element 25 filtered.
  • a swirl device 42 forming swirl disk 43 are swirl channels 34 both for Fuel line and also provided for swirl generation.
  • the fuel injector 1 is through a seal 28 against a fuel supply not shown and a seal 41 against a not shown Sealed cylinder head.
  • valve needle 3 If the coil current is switched off, the armature 20 falls sufficient degradation of the magnetic field by the force of the Return spring 23 from the inner pole 13, whereby the valve needle 3 is in operative connection with the flange 21 moved against the stroke direction. The valve needle 3 will thereby moving in the same direction, causing the Valve closing body 4 is placed on the valve seat 6 and the fuel injector 1 is closed.
  • the part shown enlarged in Fig. 2 spray-side end of the fuel injector according to the invention 1 from FIG. 1 includes in particular a Valve seat body 5, swirl channels 34, a swirl chamber 35, the Guide body 37 and a cylindrical Valve closing body 4 with flow channels 36
  • Inflow of the fuel into the swirl chamber 35 forms a circumferentially directed swirl flow. simultaneously causes the negative pressure created in the swirl chamber 35, that through the leadership course that comes from the leadership section 38 of the valve closing body 4 and the guide body 37 is formed, fuel is sucked in in small quantities which is located upstream of the guide body 37.
  • the flow channel extends 36 beyond the course of the management to increase the flow ensure the untwisted flow portion.
  • the Valve closing body 4 is in this embodiment cylindrical, and the flow channels 36 are introduced in the valve closing body 4, axially extending Grooves.
  • Fig. 3 shows a schematic sectional view second embodiment of the invention Fuel injector 1 similar to the first Embodiment, but with a spherical Valve closing body 4.
  • Fuel injector 1 similar to the first Embodiment, but with a spherical Valve closing body 4.
  • Fuel injector 1 similar to the first Embodiment, but with a spherical Valve closing body 4.
  • Fuel into swirl chamber 35 through swirl channels 34 a negative pressure
  • the fuel flows through the Leading gap 40, which results from the leading game between Guide body 37 and the guide portion 38 of the Valve closing body 4 results, and also by the shown flow channels 36.
  • the flow channels 36 are the flow channels 36 as Surface grinding on the spherical valve closing body 4 introduced.
  • Fig. 4 shows a third embodiment of the fuel injector 1 according to the invention in which the flow channels 36 along the inner surface of the Guide opening 39 introduced into the guide body 37 are.
  • the invention is not shown on the Embodiments limited and z. B. for any Designs of fuel injection valves 1, in particular also for outward opening fuel injection valves 1, applicable.
  • Fig. 5 shows the static flow rate Q Stat through the guide area as a function of the guide clearance sp for fuel injection valves 1.
  • Fuel injection valves 1 without the flow channels 36 according to the invention are located in area I of FIG. 5, ie below the turning point sp w , so that an increase in the Guide play sp leads to an increase in the increase in the static flow rate dQ Stat / dsp.
  • the flow channels 36 according to the invention shift into region II above the inflection point sp w .
  • a wear-related increase in the play sp is associated with a decrease in the increase in the static flow rate dQ Stat / dsp, so that the wear has a less serious effect.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, hat eine Ventilnadel (3), die an ihrem abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkörper (4) aufweist, der mit einer Ventilsitzfläche (6), die an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Ein Führungsabschnitt (38) des Ventilschließkörpers (4) dient zur Führung der Ventilnadel (3) in einem Führungskörper (37). Eine Dralleinrichtung (42) dient zur Erzeugung eines Dralls in einer Drallkammer (35) stromaufwärts des Dichtsitzes. Im Ventilsitzkörper (5) ist eine Abspritzöffnung (7) vorgesehen. Im Führungsabschnitt (38) des Ventilschließkörpers (4) ist zumindest ein Strömungskanal (36) vorgesehen, der als Bypass für die Brennstoffzuleitung zur Drallkammer (35) dient. <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Aus der DE 197 36 682 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, welches u. a. Drallkanäle in einem Drallelement, eine Drallkammer, einen Führungskörper zur unteren, brennstoffstromabwärtigen Ventilnadelführung und einen Ventilschließkörper aufweist. Die Drallkammer ist stromabwärtig von einem Dichtsitz gegen eine Abspritzöffung abgedichtet und stromaufwärtig durch einen Führungskörper und einen Führungsabschnitt des Ventilschließköpers gegen den Brennstoffstrom stromaufwärtig des Führungskörpers abgedichtet. Diese abdichtende Wirkung ist notwendig, da durch die Drallerzeugung in der Drallkammer gegenüber dem stromaufwärtigen Brennstoffstrom ein Unterdruck in der Drallkammer entsteht, der eine Brennstoffleckage durch den Führungsspalt begünstigt. Die abdichtende Wirkung des Führungskörpers im Zusammenspiel mit dem Ventilschließkörper soll über die gesamte Lebensdauer des Brennstoffeinspitzventils sicherstellen, daß die Drallentwicklung in der Drallkammer nicht durch unzulässig großen Zufluß von unverdralltem Brennstoff aus dem Führungsspalt zwischen Führungskörper und Ventilschließkörper wesentlich beeinträchtigt wird, da sich sonst das Strahlbild bzw. der Strahlwinkel der in den Brennraum abgespritzten Brennstoffwolke unzulässig verändert. Da sich Verschleiß und Fertigungstoleranzen von Führungskörper und Ventilnadelspitze nicht vermeiden lassen, müssen sie berücksichtigt werden. Da die Drallentwicklung bzw. die Drallintensität durch die konstruktiven Merkmale des Brennstoffeinspritzventils fest vorgegeben ist und eine bestimmte Brennstoffleckage von unverdralltem Brennstoff berücksichtigt, darf die Zunahme der Leckage von unverdralltem Brennstoff durch den Verschleiß des Führungsspalts sich nur in bestimmten engen Grenzen bewegen.
Für die aus der DE 197 36 682 A1 bekannte Anordnung ergeben sich Nachteile. Zur Vermeidung erhöhtem Verschleißes der stromabwärtigen Nadelführung wird das dortige Führungsspiel klein dimensioniert. Dadurch steigt die durch den Führungsspalt hindurchtretende Brennstoffmenge über die Betriebszeit des Brennstoffeinspritzventils anfänglich exponential an. Dies beruht auf der Tatsache, daß die Druchflußzunahme bei Vergrößerung des Strömungsquerschnittes zwischen Führungskörper und dem Führungsbereich der Ventilnadelspitze zu Anfang exponential ansteigt und erst oberhalb eines gewissen Wertes nicht mehr exponential zunimmt, sondern zu größeren Strömungsquerschnitten bzw. zu größerem Führungsspiel hin wieder abflacht, d.h. die Steigung nimmt ab diesem Punkt wieder ab. Die durch diesen Sachverhalt beschriebene Funktion hat somit einen Wendepunkt. Wird das Führungsspiel bei der Herstellung größer bemessen, kann die Druchflußzunahme dadurch zwar in einen Bereich der beschriebenen Funktion verlagert werden, in dem die Durchflußzunahme abnimmt. Dies hat jedoch den Nachteil eines erhöhten Verschleißes im Führungsverlauf, der aus dem Führungsabschnitt des Ventilschließkörpers und dem Führungskörper gebildet wird.
Insbesondere bei Brennstoffeinspritzventilen mit kugelförmigen Ventilnadelspitzen kommen die zuvor genannten Nachteile zum Tragen, da hier der abdichtende Bereich des Führungsverlaufs nur durch den Kugeläquator und den Führungskörper gebildet ist. Hier ist die Durchflußzunahme bei herstellungsmäßig kleinem Führunsspiel anfänglich verstärkt exponentiell ansteigend, so daß der maximal zulässige Zustrom von unverdralltem Brennstoff meist gar nicht oder nur durch extrem kleine und sehr teuere Fertigungstoleranzen eingehalten werden kann.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß es geringere Herstellungskosten verursacht, da das Führungsspiel des Führungsverlaufs, das aus einem Führungsabschnitt des Ventilschließkörpers und dem Führungskörper gebildet ist, eine größere Herstellungstoleranz aufweisen darf, ohne daß eine unzulässig große Streuung der Leckage von unverdralltem Brennstoff in die Drallkammer sich beim Betrieb entwickelt und/oder durch Herstellungstoleranzen- auftritt. Dies wird erreicht durch die erfindungsgemäßen Strömungskanäle, die den Leckagestrom erhöhen und so bewirken, daß Änderungen der Leckage durch Fertigungstoleranzen und/oder Erhöhungen der Leckage durch Verschleiß im Führungsverlauf im Vergleich zum Brennstoffgesamtdurchfluß weniger ins Gewicht fallen und somit auch die Drallentwicklung weniger beeinträchtigen. Die konstruktiven Merkmale, die die Drallentwicklung bestimmen, tragen dieser erhöhten Leckage bereits Rechnung.
Durch das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil ist der Leckagestrom von unverdralltem Brennstoff in die Drallkammer schon zu Beginn der Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils erhöht, um die Leckagezunahme im Vergleich zur Brennstoffgesamtdurchflußmenge über die gesamte Lebensdauer in einem tolerierbaren Bereich zu halten, ohne das Führungsspiel der unteren Ventilnadelführung bei der Herstellung größer bemessen zu müssen. Dadurch wird eine erhöhte Verschleißanfälligkeit des Führungsverlaufs, der aus einem Führungsabschnitt des Ventilschließkörpers und dem Führungskörper gebildet ist, vermieden.
Besonders vorteilhaft kann die Erfindung bei Brennstoffeinspritzventilen mit kugelförmigem Ventilschließkörper angewandt werden. Bei solchen Ventilen ist die hydraulische Abdichtung, infolge des kurzen Führungsabschnitts des Venilschließkörpers, der durch den Kugeläquator gebildet ist, und der daraus folgenden kurzen Dichtlänge des Führungsverlaufs, erhöht abhängig vom Führungsspiel. Bei solchen Ventilen ist die Durchflußzunahme ohne die erfinderische Maßnahme bei anfänglich kleinem Führungsspiel infolge der Aufweitung des Spiels durch Verschleiß in verstärktem Maße exponentiell ansteigend. Auch ein durch Fertigungstoleranzen aufgeweitetes Führungsspiel bewirkt einen verstärkt exponentiell gesteigerten Durchfluß durch den Führungsspalt.
Das erfindungsgemäße Ventil verursacht geringere Herstellungskosten da die Fertigungstoleranzen großzügiger gewählt werden können, ohne eine unzulässige Beeinträchtigung der Drallentwicklung in Kauf nehmen zu müssen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Vorzugsweise wird der Querschnitt des oder der Strömungskanäle so groß bemessen, daß der Wendepunkt, ab dem die Durchflußzunahme des Leckagestroms über dem Führungsspiel nicht mehr ansteigt, sondern abfällt, bereits zu Beginn der Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils erreicht ist oder überschritten wird. Somit wird durch die abflachende Funktion der Einfluß von Fertigungstoleranzen und Verschleiß im Bereich des Führungsverlaufs, der aus einem Führungsabschnitt des Ventilschließkörpers und dem Führungskörper gebildet ist, noch weiter vermindert.
Durch die Einbringung der Strömungskanäle im Führungsabschnitt des Ventilschließkörpers und/oder dem Führungskörpers lässt sich insbesondere die Herstellung leichter fertigungstechnischen Gegebenheiten anpassen. Kreissegmentförmige Strömungskanäle, sog. Flächenanschliffe, lassen sich besonders vorteilhaft auf kugelförmigen Ventilschließkörpern realisieren.
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 Teilschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich des Ventilsitzkörpers;
Fig. 3
einen schematischen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich des Ventilsitzkörpers, jedoch mit kugelförmigem Ventilschließkörper;
Fig. 4
einen schematischen Teilschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils mit Strömungskanälen, eingebracht entlang der Innenfläche der Führungsöffnung, und
Fig. 5
die statische Durchflußmenge Qstat als Funktion des Führungsspiels sp.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft beschrieben. Im folgenden sind übereinstimmende Bauteile in den Figuren jeweils mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
Das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 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 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 Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1.
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. Der Brennstoff wird über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert. In einer eine Dralleinrichtung 42 bildenden Drallscheibe 43 sind Drallkanäle 34 sowohl zur Brennstoffleitung als auch zur Drallerzeugung vorgesehen. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffzuleitung und eine Dichtung 41 gegen einen nicht dargestellten Zylinderkopf abgedichtet.
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 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 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 Drallkanäle 34 im Ventilsitzkörper 5 zugeführte Brennstoff wird abgespritzt.
Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch die Kraft 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.
Das in Fig. 2 ausschnittsweise vergrößert dargestellte abspritzseitige Ende des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 aus Fig. 1 umfaßt insbesondere einen Ventilsitzkörper 5, Drallkanäle 34, eine Drallkammer 35, den Führungskörper 37 und einen zylinderförmigen Ventilschließkörper 4 mit Strömungskanälen 36. Bei Einströmen des Brennstoffs in die Drallkammer 35 bildet sich eine umfänglich gerichtete Drallströmung aus. Gleichzeitig bewirkt der in der Drallkammer 35 entstehende Unterdruck, daß durch den Führungsverlauf, der aus dem Führungsabschnitt 38 des Ventilschließkörpers 4 und dem Führungskörper 37 gebildet ist, Brennstoff in geringen Mengen angesaugt wird der sich stromaufwärts des Führungskörpers 37 befindet.
Der Brennstoff der entlang des Führungsverlaufs durch die Strömungskanäle 36 und durch den Führungsspalt 40 in die Drallkammer 35 gelangt, ist weitgehend unverdrallt da er die Dralleinrichtung 42 mit den Drallkanälen 34 umgeht. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Strömungkanal 36 über den Führungsverlauf hinaus, um die Durchflußerhöhung des unverdrallten Strömungsanteils sicherzustellen. Der Ventilschließkörper 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgebildet, und die Strömungskanäle 36 sind in den Ventilschließkörper 4 eingebrachte, axial verlaufende Rillen.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 ähnlich des ersten Ausführungsbeispiels, jedoch mit kugelförmigem Ventilschließkörper 4. Auch hier entsteht bei Eintritt von Brennstoff in die Drallkammer 35 durch die Drallkanäle 34 ein Unterdruck, der Brennstoff durch den Führungsverlauf ansaugt. Der Brennstoff strömt unverdrallt durch den Führungsspalt 40, der sich aus dem Führungsspiel zwischen Führungskörper 37 und dem Führungsabschnitt 38 des Ventilschließkörpers 4 ergibt, und außerdem durch die abgebildeten Strömungskanäle 36. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Strömungskanäle 36 als Flächenanschliffe auf dem kugelförmigen Ventilschließkörper 4 eingebracht.
Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 in welchem die Strömungskanäle 36 entlang der Innenfläche der Führungsöffnung 39 in den Führungskörper 37 eingebracht sind.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und z. B. für beliebige Bauformen von Brennstoffeinspritzventilen 1, insbesondere auch für nach außen öffnende Brennstoffeinspritzventile 1, anwendbar.
Fig. 5 zeigt die statische Durchflußmenge QStat durch den Führungsbereich als Funktion des Führungsspiels sp für Brennstoffeinspritzventile 1. Brennstoffeinspritzventile 1 ohne die erfindungsgemäßen Strömungskanäle 36 befinden sich im Bereich I von Fig. 5, d. h. unterhalb des Wendepunktes spw, so daß eine Vergrößerung des Führungsspiels sp zu einer Vergrößerung der Zunahme der statischen Druchflußmenge dQStat /dsp führt. Durch die erfindungsgemäßen Strömungskanäle 36 erfolgt infolge der Zusatzströmung eine Verlagerung in den Bereich II oberhalb des Wendepunktes spw. In diesem Bereich II ist eine verschleißbedingte Zunahme des Spiels sp mit einer Verringerung der Zunahme der statischen Durchflußmenge dQStat/dsp verbunden, so daß sich der Verschleiß weniger gravierend auswirkt.

Claims (7)

  1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer Ventilnadel (3), die an ihrem abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkörper (4) aufweist, der mit einer Ventilsitzfläche (6), die an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, wobei ein Führungsabschnitt (38) des Ventilschließkörpers (4) zur Führung der Ventilnadel (3) in einem Führungskörper (37) dient, einer Dralleinrichtung (42) zur Erzeugung eines Dralls in einer Drallkammer (35) stromaufwärts des Dichtsitzes und einer stromabwärts des Dichtsitzes vorgesehenen Abspritzöffnung (7),
    dadurch gekennzeichnet, daß in einen Führungsverlauf, der aus dem Führungsabschnitt (38) des Ventilschließkörpers (4) und dem Führungskörper (37) gebildet ist, mindestens ein Strömungskanal (36) eingebracht ist, welcher eine partielle Brennstoffzuleitung zu der Drallkammer (35) unter Umgehung der Dralleinrichtung (42) bewirkt.
  2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform des zumindest einen Strömungskanals (36) halbkreisförmig oder kreissegmentförmig ist.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß sich die Querschnittsform des zumindest einen Strömungskanals (36) in Strömungsrichtung ändert.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt des zumindest einen Strömungskanals (36) mindestens so groß bemessen ist, daß bei einer Zunahme des Strömungsquerschnitts durch Verschleiß des Führungsspiels die Durchflußzunahme aufgrund des Strömungskanals (36) abnimmt.
  5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Strömungskanal (36) in den Führungskörper (37) und/oder in den Führungsabschnitt (38) des Ventilschließkörpers (4) eingebracht ist.
  6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Strömungskanal (36) über den Führungsverlauf, der aus dem Führungsabschnitt (38) des Ventilschließkörpers (4) und dem Führungskörper (37) gebildet ist, hinaus verlängert ist.
  7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Strömungskanal (36) nicht parallel zur axialen Bewegungsrichtung des Ventilschließkörpers (4) verläuft.
EP20030001838 2002-04-04 2003-01-29 Brennstoffeinspritzventil Expired - Lifetime EP1350947B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10214904 2002-04-04
DE2002114904 DE10214904A1 (de) 2002-04-04 2002-04-04 Brennstoffeinspritzventil

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP1350947A2 true EP1350947A2 (de) 2003-10-08
EP1350947A3 EP1350947A3 (de) 2004-05-12
EP1350947B1 EP1350947B1 (de) 2006-01-11

Family

ID=27816140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20030001838 Expired - Lifetime EP1350947B1 (de) 2002-04-04 2003-01-29 Brennstoffeinspritzventil

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1350947B1 (de)
DE (2) DE10214904A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1541862A1 (de) * 2003-12-10 2005-06-15 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60142051A (ja) * 1983-12-28 1985-07-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射弁
US5163621A (en) * 1989-12-12 1992-11-17 Nippondenso Co., Ltd. Fuel injection valve having different fuel injection angles at different opening amounts
WO2002044550A1 (de) * 2000-11-28 2002-06-06 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzanlage
WO2002050428A1 (de) * 2000-12-19 2002-06-27 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60142051A (ja) * 1983-12-28 1985-07-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射弁
US5163621A (en) * 1989-12-12 1992-11-17 Nippondenso Co., Ltd. Fuel injection valve having different fuel injection angles at different opening amounts
WO2002044550A1 (de) * 2000-11-28 2002-06-06 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzanlage
WO2002050428A1 (de) * 2000-12-19 2002-06-27 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 307 (M-435), 4. Dezember 1985 (1985-12-04) & JP 60 142051 A (TOYOTA JIDOSHA KK), 27. Juli 1985 (1985-07-27) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1541862A1 (de) * 2003-12-10 2005-06-15 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil

Also Published As

Publication number Publication date
EP1350947A3 (de) 2004-05-12
DE10214904A1 (de) 2003-10-16
EP1350947B1 (de) 2006-01-11
DE50302146D1 (de) 2006-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2087228B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102006052817A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1370765B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1155231B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1350025B1 (de) Verbindung zwischen einem anker und einer ventilnadel eines brennstoffeinspritzventils
EP2891788B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10061571B4 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10256661A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10046305A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1350947B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1702156B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10063261B4 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1327070B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1328723A2 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1598550B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1195516B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10052146A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102018221086A1 (de) Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil
WO2003081022A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10214906A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP4077908B1 (de) Einspritzdüse zur einspritzung von kraftstoff unter hohem druck
DE10055484B4 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102005024067A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1309790A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102019219019A1 (de) Ventil zum Zumessen eines Fluids

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: 7F 02M 61/04 B

Ipc: 7F 02M 61/18 B

Ipc: 7F 02M 51/06 B

Ipc: 7F 02M 61/12 B

Ipc: 7F 02M 61/16 A

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO

17P Request for examination filed

Effective date: 20041112

17Q First examination report despatched

Effective date: 20041214

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR GB IT

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060111

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20060119

Year of fee payment: 4

REF Corresponds to:

Ref document number: 50302146

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20060406

Kind code of ref document: P

GBV Gb: ep patent (uk) treated as always having been void in accordance with gb section 77(7)/1977 [no translation filed]

Effective date: 20060111

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20061012

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20070930

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070131

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20100123

Year of fee payment: 8

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110129

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20160322

Year of fee payment: 14

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50302146

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20170801