EP1350947A2 - Fuel injection valve - Google Patents
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- 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
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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.
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a fuel injector according to the genus of the main claim.
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.DE 197 36 682 A1 describes a fuel injector known which u. a. Swirl channels in a swirl element, a swirl chamber, a guide body to the lower one, fuel downstream valve needle guide and one Has valve closing body. The swirl chamber is downstream of a sealing seat against a spray opening sealed and upstream by a guide body and a guide portion of the valve closing body against the fuel flow upstream of the guide body sealed. This sealing effect is necessary because by the swirl generation in the swirl chamber compared to the upstream fuel flow a negative pressure in the Swirl chamber arises, which causes fuel leakage through the Leadership gap favors. 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.
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.For the arrangement known from DE 197 36 682 A1 themselves disadvantages. To avoid increased wear of the the downstream needle guide becomes the guide game there small in size. This increases the through Amount of fuel passing through the guide gap Fuel injector operating time initially exponential. This is due to the fact that the Flow increase with increasing flow cross-section between the guide body and the guide area of the Valve needle tip rises exponentially at the beginning and first above a certain value no longer exponential increases, but to larger flow cross sections or larger leadership game flattens out again, i.e. the The slope decreases again from this point. The through this The function described has a function Turning point. Will the lead game in manufacturing dimensioned larger, the increase in flow rate can in an area of the described function is relocated, in which the increase in flow decreases. However, this has the Disadvantage of increased wear in the course of the leadership, the from the guide section of the valve closing body and the Guide body is formed.
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.Especially with fuel injectors spherical valve needle tips come the aforementioned Disadvantages to bear, since here the sealing area of the Leadership course only through the spherical equator and Guide body is formed. Here is the flow increase initially with a small guide play in terms of production increases exponentially so that the maximum permissible inflow of unswirled fuel usually even not or only by extremely small and very expensive Manufacturing tolerances can be met.
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.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 constructive features that determine the swirl development, already take this increased leakage into account.
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.By the fuel injector according to the invention Leakage flow of swirled fuel into the swirl chamber already at the beginning of the lifespan of the Fuel injector increased to increase leakage in the Comparison to the total fuel flow rate over the entire service life in a tolerable range hold without the lead game of the bottom Valve needle guide dimensioned larger during manufacture have to. This will make the Management course, which consists of a management section of the Valve closing body and the guide body is formed, avoided.
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.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.
Das erfindungsgemäße Ventil verursacht geringere Herstellungskosten da die Fertigungstoleranzen großzügiger gewählt werden können, ohne eine unzulässige Beeinträchtigung der Drallentwicklung in Kauf nehmen zu müssen.The 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.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the subclaims advantageous developments of the main claim specified fuel injector possible.
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. Preferably, 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. Thus, by 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.
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.By introducing the flow channels in Guide section of the valve closing body and / or the 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.
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.
- Fig. 1
- a schematic section through a first embodiment of a fuel injector according to the invention;
- Fig. 2
- a schematic partial section through the embodiment shown in Figure 1 of a fuel injector according to the invention in the region of the valve seat body;
- Fig. 3
- a schematic partial section through a second embodiment of a fuel injection valve according to the invention in the region of the valve seat body, but with a spherical valve closing body;
- Fig. 4
- a schematic partial section of a third embodiment of a fuel injection valve according to the invention with flow channels, introduced along the inner surface of the guide opening, and
- Fig. 5
- the static flow rate Q stat as a function of the guide play sp.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft beschrieben. Im folgenden sind übereinstimmende Bauteile in den Figuren jeweils mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.The following are exemplary embodiments of the invention described as an example. The following are matching Components in the figures each with matching Provide reference numerals.
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.The first embodiment shown in FIG Fuel injector 1 according to the invention 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.
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.The fuel injector 1 consists of a
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.The
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.The valve needle 3 is in a
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.A second flange 31, which with the valve needle 3 over a weld 33 is connected serves as the lower one Armature stop. An elastic intermediate ring 32, which on rests on the second flange 31, prevents bouncing when Closing the fuel injector 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.Run in the
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.In the idle state of the fuel injector 1
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.If the coil current is switched off, the
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.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
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. The fuel that runs along the course of the
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. 3 shows a schematic sectional view
second embodiment of the invention
Fuel injector 1 similar to the first
Embodiment, but with a spherical
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.Fig. 4 shows a third embodiment of the
fuel injector 1 according to the invention in which
the
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.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 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.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
Claims (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.Fuel injection valve (1), in particular for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, with a valve needle (3), which has a valve closing body (4) at its end on the injection side, which has a valve seat surface (6) connected to a valve seat body (5 ) is designed to cooperate to form a sealing seat, a guide section (38) of the valve closing body (4) serving to guide the valve needle (3) in a guide body (37), a swirl device (42) for generating a swirl in a swirl chamber (35) upstream of the sealing seat and a spray opening (7) provided downstream of the sealing seat,
characterized in that at least one flow channel (36) is introduced into a guide course, which is formed from the guide section (38) of the valve closing body (4) and the guide body (37) and bypasses a partial fuel supply line to the swirl chamber (35) the swirl device (42) causes.
dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform des zumindest einen Strömungskanals (36) halbkreisförmig oder kreissegmentförmig ist. Fuel injection valve according to claim 1,
characterized in that the cross-sectional shape of the at least one flow channel (36) is semicircular or segmental.
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Querschnittsform des zumindest einen Strömungskanals (36) in Strömungsrichtung ändert.Fuel injection valve according to claim 1 or 2,
characterized in that the cross-sectional shape of the at least one flow channel (36) changes in the flow direction.
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.Fuel injection valve according to one of the preceding claims,
characterized in that the flow cross-section of the at least one flow channel (36) is dimensioned at least so large that when the flow cross-section increases due to wear of the guide play, the increase in flow due to the flow channel (36) decreases.
dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Strömungskanal (36) in den Führungskörper (37) und/oder in den Führungsabschnitt (38) des Ventilschließkörpers (4) eingebracht ist.Fuel injection valve according to one of the preceding claims,
characterized in that the at least one flow channel (36) is introduced into the guide body (37) and / or into the guide section (38) of the valve closing body (4).
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.Fuel injection valve according to one of the preceding claims,
characterized in that the at least one flow channel (36) is extended beyond the guide course, which is formed from the guide section (38) of the valve closing body (4) and the guide body (37).
dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Strömungskanal (36) nicht parallel zur axialen Bewegungsrichtung des Ventilschließkörpers (4) verläuft.Fuel injection valve according to one of the preceding claims,
characterized in that the at least one flow channel (36) does not run parallel to the axial direction of movement of the valve closing body (4).
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