EP1463886B1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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EP1463886B1
EP1463886B1 EP02792620A EP02792620A EP1463886B1 EP 1463886 B1 EP1463886 B1 EP 1463886B1 EP 02792620 A EP02792620 A EP 02792620A EP 02792620 A EP02792620 A EP 02792620A EP 1463886 B1 EP1463886 B1 EP 1463886B1
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coating
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sealing ring
injection system
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Werner Berger
Martin Buehner
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • F02M51/0635—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding
    • F02M51/0642—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto
    • F02M51/0653—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto the valve being an elongated body, e.g. a needle valve
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/85—Mounting of fuel injection apparatus
    • F02M2200/858—Mounting of fuel injection apparatus sealing arrangements between injector and engine

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of claim 1.
  • an electromagnetic fuel injection valve and a fastening structure suitable therefor are known with which the requirements for the sealing effect, the thermal resistance and the pressure resistance are fulfilled for an internal combustion engine having a cylinder injection system. Particular care is taken in the sealing of the area in the immediate vicinity of the cylinder, in which the electromagnetic fuel injection valve is mounted, as well as on an area further away.
  • a first sealing portion with a first sealing ring which is designed as a corrugated washer, is located at a location close to the cylinder and between the fuel injection valve and the cylinder head.
  • a second sealing portion with a second sealing ring which is also designed as a corrugated washer, positioned at a location which is farther from the cylinder than the first sealing portion.
  • a disadvantage of the from the DE 196 00 403 A1 known fuel injection valve is in particular the high coking tendency of the formed between the fuel injection valve and the wall of the cylinder head gap downstream of the sealing ring, resulting in a considerable force and possible damage during disassembly of the fuel injection valve from the cylinder head.
  • nozzle body having a surface which faces the combustion chamber and is provided with an adhesion-reducing coating to prevent fuel deposits known.
  • the coating is applied only on the tip of the nozzle body.
  • the fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that a patch on the tip of the fuel injection valve and the annular gap between the fuel injection valve and the cylinder wall filling coating prevents the penetration and subsequent burning of fuel in the annular gap. As a result, on the one hand, the deposition of coking residues in the annular gap can be avoided and, on the other hand, the thermal load of the sealing ring can be reduced.
  • the coating can be solid or pasty or liquid, depending on the requirements placed on it.
  • the coating fills the entire downstream part of the annular gap, so that any penetration of mixture is prevented.
  • Teflon ® layer may be carried out, which may be integrally formed with the also made of Teflon ® seal.
  • a fuel injection valve 1 is in the form of a fuel injection valve for fuel injection systems of mixture-compression spark-ignition internal combustion engines.
  • the fuel injection valve 1 is suitable for the direct injection of fuel into a combustion chamber 18 of an internal combustion engine.
  • the fuel injection valve 1 comprises a nozzle body 2 and a valve housing 3. On the inflow side, an inlet nozzle 4 is formed, in which an intermediate sleeve 5 is arranged for connection of the fuel injection valve 1 with a fuel distributor line 6.
  • Support members 9 and 10 ensure a correct mounting position of the above components to each other.
  • the fuel injection valve 1 is inserted into a cylinder head 11 of the internal combustion engine and is fixed there by means of a hold-down only 12, which may be formed, for example, as a clamping claw or spring sleeve, fixed and secured against rotation.
  • annular gap 14 is formed, which must have a certain width, so on the one hand, the fuel injector 1 without too much effort, which u. U. could lead to damage to the fuel injection valve 1, is mountable, and on the other hand, a thermal expansion of the components in the heating by the operation of the internal combustion engine allowed.
  • a sealing ring 15 is provided, which is arranged in a recess 16 of the nozzle body 2 of the fuel injection valve 1.
  • the sealing ring 15 is preferably made of Teflon® in order to achieve a reliable sealing effect with high stability.
  • Outflow side of the sealing ring 15 of the annular gap 14 is inventively filled by a coating 17, which prevents the fuel-air mixture penetrates into the annular gap 14 and burns after ignition of the mixture in the combustion chamber 18 mixture cloud under deposition of coking residues.
  • a coating 17 which prevents the fuel-air mixture penetrates into the annular gap 14 and burns after ignition of the mixture in the combustion chamber 18 mixture cloud under deposition of coking residues.
  • the entire room must not be filled, as otherwise installation tolerances can not be compensated (eg tilting of the injection valve).
  • the coating 17 reduces too high a thermal load on the sealing ring 15, which occurs when the internal combustion engine is put into operation.
  • the coating 17 must therefore preferably be temperature-resistant up to 200 ° C. and be resistant to the combustion chamber atmosphere, so that a possible contact between the mixtures present in the combustion chamber 18 and the material of the coating 17 does not have a destructive effect.
  • the coating 17 can either be applied to the nozzle body 2 of the fuel injection valve 1 before assembly, or else it is introduced into the annular gap 14 after installation of the fuel injection valve 1.
  • the coating 17 may thus be either solid or pasty and brushable or liquid. It can for example be injected from a tube or a similar device in the annular gap 14.
  • the coating may consist of a thin Teflon® layer.
  • Teflon® layer may consist of Teflon® layer.
  • Teflon ® sealing ring 15 it is also conceivable to form these integrally with the likewise made of Teflon ® sealing ring 15.
  • the coating 17 is attached to the downstream end of the nozzle body 2 of the fuel injection valve 1 so that it occupies the outflow side of the sealing ring 15 extending part of the annular gap 14 completely on the entire axial length between the sealing ring 15 and the combustion chamber 18. As a result, any penetration of mixture into the annular gap 14 is prevented.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiment and for any construction of fuel injectors 1, for example, for fuel injectors 1 with connection to a common rail system, applicable.

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Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 196 00 403 A1 ist beispielsweise ein elektromagnetisches Brennstoffeinspritzventil und eine dafür geeignete Befestigungsstruktur bekannt, mit denen für eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinder-Einspritzsystem die Anforderungen an die Abdichtwirkung, die thermische Resistenz und die Druckresistenz erfüllt werden. Besondere Sorgfalt wird dabei auf die Abdichtung des Bereichs in unmittelbarer Nachbarschaft zum Zylinder gerichtet, in dem das elektromagnetische Brennstoffeinspritzventil befestigt ist, wie auch auf einen davon weiter entfernten Bereich. Daraus resultiert, daß erfindungsgemäß ein erster Dichtabschnitt mit einem ersten Dichtungsring, der als gewellter Unterlegring ausgeführt ist, an einer Stelle nahe am Zylinder und zwischen dem Brennstoffeinspritzventil und dem Zylinderkopf liegt. Ferner ist ein zweiter Dichtabschnitt mit einem zweiten Dichtungsring, der ebenfalls als gewellter Unterlegring ausgeführt ist, an einer Stelle positioniert, die weiter vom Zylinder entfernt ist als der erste Dichtabschnitt.
  • Nachteilig an dem aus der DE 196 00 403 A1 bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere die hohe Verkokungsneigung des zwischen dem Brennstoffeinspritzventil und der Wandung des Zylinderkopfes ausgebildeten Spalts abströmseitig des Dichtrings, was zu einem erheblichen Kraftaufwand und möglichen Beschädigungen bei der Demontage des Brennstoffeinspritzventils aus dem Zylinderkopf führt.
  • Andererseits ist die thermische Belastung auf den Dichtring über den Ringspalt bei Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine erheblich und kann zur Zerstörung des Dichtrings und nachfolgenden Fehlfunktionen führen.
  • Aus der JP09112392 ist ein Düsenkörper mit einer Oberfläche, die dem Brennraum zugewandet ist und mit einer haftvermindernden Beschichtung zur Vermeidung vom Kraftstoffablagerungen versehen ist, bekannt. Die Beschichtung ist nur auf der Spitze des Düsenkörpers aufgebracht.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß eine auf die Spitze des Brennstoffeinspritzventils aufgesetzte und den Ringspalt zwischen dem Brennstoffeinspritzventil und der Zylinderwandung ausfüllende Beschichtung das Eindringen und nachfolgende Abbrennen von Brennstoff in dem Ringspalt verhindert. Dadurch kann einerseits die Ablagerung von Verkokungsrückständen in dem Ringspalt vermieden und andererseits die thermische Belastung des Dichtrings reduziert werden.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
  • Von Vorteil ist insbesondere, daß die Beschichtung je nach den an sie gestellten Anforderungen fest oder auch pastenartig oder flüssig sein kann.
  • Bei festen Beschichtungen darf nicht der gesamte Raum ausgefüllt werden, da sonst Einbautoleranzen nicht ausgleichbar sind (z. B. Kippen des Einspritzventiles).
  • Vorteilhafterweise füllt die Beschichtung den gesamten abströmseitigen Teil des Ringspalts aus, so daß jegliches Eindringen von Gemisch unterbunden wird.
  • Von Vorteil ist weiterhin, daß die Beschichtung in Form einer dünnen Teflon®-Schicht ausgeführt sein kann, welche einstückig mit dem ebenfalls aus Teflon® bestehenden Dichtring ausgebildet sein kann.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Ein Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum 18 einer Brennkraftmaschine.
  • Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfaßt einen Düsenkörper 2 und ein Ventilgehäuse 3. Zuströmseitig ist ein Zulaufstutzen 4 ausgebildet, in welchem eine Zwischenhülse 5 zur Verbindung des Brennstoffeinspritzventils 1 mit einer Brennstoffverteilerleitung 6 angeordnet ist. Die Abdichtung zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und der Zwischenhülse 5 sowie zwischen der Zwischenhülse 5 und der Brennstoffverteilerleitung 6 erfolgt mittels Dichtringen 7 und 8. Stützbauteile 9 und 10 sorgen für eine korrekte Montageposition der oben genannten Bauteile zueinander.
  • Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in einen Zylinderkopf 11 der Brennkraftmaschine eingesetzt und wird dort mittels eines nur andeutungsweise dargestellten Niederhalters 12, welcher beispielsweise als Spannpratze oder Federhülse ausgebildet sein kann, ortsfest und verdrehsicher fixiert.
  • Zwischen einer Wandung 13 des Zylinderkopfes 11 ist ein Ringspalt 14 ausgebildet, welcher eine gewisse Weite aufweisen muß, damit einerseits das Brennstoffeinspritzventil 1 ohne zu großen Kraftaufwand, welcher u. U. zu Beschädigungen des Brennstoffeinspritzventils 1 führen könnte, montierbar ist, und welcher andererseits eine thermische Ausdehnung der Bauteile bei der Erwärmung durch den Betrieb der Brennkraftmaschine erlaubt.
  • Zur Abdichtung des Zylinderkopfes 11 gegen den Brennraum ist ein Dichtring 15 vorgesehen, welcher in einer Ausnehmung 16 des Düsenkörpers 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 angeordnet ist. Der Dichtring 15 besteht vorzugsweise aus Teflon®, um eine zuverlässige Dichtwirkung bei hoher Stabilität zu erzielen.
  • Abströmseitig des Dichtrings 15 ist der Ringspalt 14 erfindungsgemäß durch eine Beschichtung 17 ausgefüllt, welche verhindert, daß Brennstoff-Luft-Gemisch in den Ringspalt 14 eindringt und nach der Zündung der im Brennraum 18 befindlichen Gemischwolke unter Ablagerung von Verkokungsrückständen abbrennt. Bei festen Beschichtungen darf nicht der gesamte Raum ausgefüllt werden, da sonst Einbautoleranzen nicht ausgleichbar sind (z. B. Kippen des Einspritzventiles). Muß das Brennstoffeinspritzventil 1 aus dem Zylinderkopf 11 ausgebaut werden, wird dies ohne die erfindungsgemäße Beschichtung 17 durch die festgebackenen Verkokungsrückstände erheblich erschwert, wodurch es zu Beschädigungen des Brennstoffeinspritzventils 1 bis hin zur völligen Zerstörung und zu Schäden an der Wandung 13 des Zylinderkopfes 11 kommen kann.
  • Weiterhin vermindert die Beschichtung 17 eine zu hohe thermische Belastung des Dichtrings 15, welche bei der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine auftritt. Die Beschichtung 17 muß somit vorzugsweise bis 200°C temperaturbeständig sein und resistent gegen die Brennraumatmosphäre sein, damit ein möglicher Kontakt zwischen den im Brennraum 18 vorhandenen Gemischen und dem Material der Beschichtung 17 nicht zerstörerisch wirkt.
  • Die Beschichtung 17 kann dabei entweder vor der Montage auf den Düsenkörper 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 aufgebracht werden, oder aber sie wird nach der Montage des Brennstoffeinspritzventils 1 in den Ringspalt 14 eingebracht. Die Beschichtung 17 kann somit entweder fest oder pastenförmig und streichfähig oder flüssig sein. Sie kann beispielsweise aus einer Tube oder einer ähnlichen Vorrichtung in den Ringspalt 14 eingespritzt werden.
  • Beispielsweise kann die Beschichtung aus einer dünnen Teflon®-Schicht bestehen. Weiterhin ist es auch denkbar, diese einstückig mit dem ebenfalls aus Teflon® bestehenden Dichtring 15 auszubilden.
  • Die Beschichtung 17 ist dabei an dem abströmseitigen Ende des Düsenkörpers 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 so angebracht, daß sie den sich abströmseitig des Dichtrings 15 erstreckenden Teil des Ringspalts 14 vollständig auf der gesamten axialen Länge zwischen dem Dichtring 15 und dem Brennraum 18 einnimmt. Dadurch wird jegliches Eindringen von Gemisch in den Ringspalt 14 unterbunden.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und für beliebige Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1, beispielsweise für Brennstoffeinspritzventile 1 mit Anbindung an ein Common-Rail-System, anwendbar.

Claims (8)

  1. Brennstoffeinspritzsystem mit einem in einem Zylinderkopf (11) befestigbaren Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum (18) einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine, mit einem Düsenkörper (2) und einem Dichtring (15), der den Düsenkörper (2) gegen den Zylinderkopf (11) der Brennkraftmaschine abdichtet,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in einem zwischen einer Wandung (13) des Zylinderkopfes (11) und dem Düsenkörper (2) des Brennstoffeinspritzventils (1) ausgebildeten Ringspalt (14) zumindest auf der dem Brennraum (18) zugewandten Seite des Dichtrings (15) auf dem Düsenkörper (2) eine haftvermindernde Beschichtung (17) vorgesehen ist.
  2. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Beschichtung (17) nur abströmseitig des Dichtrings (15) angeordnet ist.
  3. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich die Beschichtung (17) auf die gesamte axiale Länge des Ringspalts (14) zwischen dem Dichtring (15) und dem Brennraum (18) erstreckt.
  4. Brennstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Beschichtung (17) eine feste Konsistenz aufweist.
  5. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Beschichtung (17) aus einer dünnen Teflon®-Schicht besteht.
  6. Brennstoffeinspritzsystem nach Ansprüche 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Beschichtung auch einstückig mit dem Dichtring (15) ausgebildet ist.
  7. Brennstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Beschichtung (17) eine pastenförmige oder flüssige Konsistenz aufweist.
  8. Brennstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Beschichtung (17) bis mindestens 200°C temperaturbeständig ist.
EP02792620A 2002-01-03 2002-11-29 Brennstoffeinspritzventil Expired - Lifetime EP1463886B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10200044A DE10200044A1 (de) 2002-01-03 2002-01-03 Brennstoffeinspritzventil
DE10200044 2002-01-03
PCT/DE2002/004385 WO2003060316A1 (de) 2002-01-03 2002-11-29 Brennstoffeinspritzventil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1463886A1 EP1463886A1 (de) 2004-10-06
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Application Number Title Priority Date Filing Date
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US (1) US20040124276A1 (de)
EP (1) EP1463886B1 (de)
JP (1) JP2005515348A (de)
KR (1) KR20040068608A (de)
DE (2) DE10200044A1 (de)
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