EP1570174A1 - Fuel-injection valve - Google Patents

Fuel-injection valve

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Publication number
EP1570174A1
EP1570174A1 EP03812119A EP03812119A EP1570174A1 EP 1570174 A1 EP1570174 A1 EP 1570174A1 EP 03812119 A EP03812119 A EP 03812119A EP 03812119 A EP03812119 A EP 03812119A EP 1570174 A1 EP1570174 A1 EP 1570174A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
fuel
fuel injection
closing body
injection valve
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.)
Withdrawn
Application number
EP03812119A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Guenter Dantes
Detlef Nowak
Joerg Heyse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1570174A1 publication Critical patent/EP1570174A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/188Spherical or partly spherical shaped valve member ends
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injection system for a mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engine which comprises a fuel injection valve, which injects fuel into a combustion chamber formed by a piston / cylinder construction, and is provided with a spark plug projecting into the combustion chamber.
  • the fuel injector is provided with at least one row of injection holes distributed over the circumference of the fuel injector. Through a targeted injection of fuel through the injection holes, a jet-guided combustion process is implemented by forming a mixture cloud with at least one jet.
  • a disadvantage of the fuel injector known from the abovementioned publication is, in particular, the coking of the spray orifices, which thereby block and inadmissibly reduce the flow through the fuel injector. This leads to malfunctions of the internal combustion engine.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a conically tapering in the outflow direction of the fuel guide area in the valve seat body when the fuel injector is closed enables hydraulic self-centering of the valve closing body on the sealing seat, thereby avoiding splashes and thus deposits in the area of the spray openings and an impermissible flow reduction can be prevented.
  • spherical valve closing bodies can be used, which are simple and inexpensive to manufacture and assemble.
  • valve closing body and the valve seat body in the open and closed state of the fuel injector are of different sizes, which forms a slight back pressure which leads to self-centering of the valve closing body.
  • sealing seat and the guide area are drilled and ground in one operation with the same axis of symmetry in a common setting.
  • Fig. 1 shows a schematic section through an embodiment of a fuel injector designed according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic section through the exemplary embodiment of the fuel injection valve according to the invention in area II in FIG. 1.
  • FIG. 1 of a fuel injector 1 is in the form of a fuel injector 1 for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines.
  • the fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
  • the fuel injection valve 1 consists of a nozzle body 2, in which a valve needle 3 is arranged.
  • the valve needle 3 is operatively connected to a valve closing body 4, which cooperates with a valve seat surface 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat.
  • the fuel injection valve 1 is an inward opening one Fuel fine injection valve 1, which has at least one, in the exemplary embodiment two spray orifices 7.
  • the valve closing body 4 is cardanically guided in the valve seat body 5. According to the invention, a guide region 37 of the valve seat body 5 is conically tapered in the spray direction. Grindings 38 on the valve closing body 4 ensure the supply of the fuel flowing through the fuel injection valve 1 to the sealing seat and to the spray openings 7. A detailed description of the measures according to the invention can be found in FIG. 2 and in the description.
  • the nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against an outer pole 9 of a solenoid 10.
  • Solenoid 10 is present.
  • the inner pole 13 and the outer pole 9 are separated from one another by a constriction 26 and from one another by a non-ferromagnetic one
  • the solenoid 10 is connected via a line 19 from an electrical
  • Plug contact 17 energized electrical current.
  • Plug contact 17 is surrounded by a plastic sheath 18, which can be molded onto the inner pole 13.
  • valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14, which is disc-shaped.
  • a paired adjusting disk 15 is used for stroke adjustment.
  • the armature 20 is located on the other side of the adjusting disk 15. This armature is non-positively connected via a first flange 21 to the valve needle 3, which is connected to the first flange 21 by a weld seam 22.
  • a restoring spring 23 is supported on the first flange 21 and, in the present design of the fuel injector 1, is preloaded by a sleeve 24.
  • fuel channels 30, 31 and 32 run.
  • the fuel is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25.
  • the fuel injector 1 is sealed by a seal 28 against a fuel rail, not shown, and by a further seal 37, against a cylinder head, not shown.
  • An annular damping element 33 which consists of an elastomer material, is arranged on the spray-side side of the armature 20. It rests on a second flange 34, which is non-positively connected to the valve needle 3 via a weld seam 35.
  • the armature 20 In the idle state of the fuel injector 1, the armature 20 is acted upon by the return spring 23 against its stroke direction so that the valve closing body 4 is held on the valve seat surface 6 in sealing contact.
  • the magnetic coil 10 When the magnetic coil 10 is excited, it builds up a magnetic field which moves the armature 20 against the spring force of the return spring 23 in the stroke direction, the stroke being predetermined by a working gap 27 which is in the rest position between the inner pole 12 and the armature 20.
  • the armature 20 also takes the first flange 21, which is welded to the valve needle 3, in the lifting direction.
  • the valve closing body 4 in connection with the valve needle 3 lifts off from the valve seat surface 6, and the fuel passed through the fuel channels 30 to 32 is sprayed through the spray opening 7.
  • FIG. 2 shows a section of the section of the fuel injector 1 designed according to the invention, designated II in FIG. 1.
  • valve closing body 4 is cardanically guided in the valve seat body 5.
  • the valve needle 3 does not immediately completely close the fuel injector 1 after its impact in the sealing seat.
  • a certain amount of fuel is undesirably injected. Since this happens during the combustion phase of the fuel-air mixture in the combustion chamber, the flame front strikes up to the spray openings 7.
  • deposits of combustion products increasingly arise in the area of the spray openings 7, which lead to the spray openings 7 being added and thus the flow rate through the fuel injector 1 being reduced to an unacceptably high level.
  • the guide play between the valve closing body 4 and the valve seat body 5 is different in size depending on the stroke of the valve needle 3.
  • the guide play is the smallest and is in the order of magnitude of approximately 4 ⁇ m.
  • the guide play is significantly larger and is, for example, 8 ⁇ m.
  • the opening angle of the conical guide region 37 is preferably between 4 ° and 15 °.
  • valve closing body 4 displaces fuel which is present in the guide region 37 during its axial movement in the flow direction.
  • the fuel builds up because the guide region 37 narrows in the direction of flow.
  • a pressure cushion is accordingly built up in the guide area 37, which hydraulically centers the valve closing body 4 within the guide area 37.
  • the valve closing body 4 thus seals immediately after the closing process over its entire sealing circumference on the valve seat surface 6 against the sealing seat. Without this measure, the valve closing body 4 would impact eccentrically on the valve seat surface 6 and only be centered after a certain time by the closing force acting on it, which is exerted by the return spring 23 via the valve needle 3.
  • valve seat surface 6 and the guide area 37 must preferably be drilled and ground together in one setting on a machine tool with a common axis of symmetry.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiments shown and can be used for any other construction of fuel injection valves 1.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a fuel-injection valve (1) for fuel-injection systems of internal combustion engines. Said valve comprises an actuator (10) that can be excited and a valve needle (3) that co-operates with the actuator (10) and is impinged in a closing direction by a restoring spring (23). Said valve needle is designed to actuate a valve closing body (4), which together with a valve seat surface (6) that is configured on a valve seat body (5) forms a seal seat. The fuel-injection valve also comprises at least one injection orifice (7) that is configured in the valve seat body (5). A guide region (37), which is configured in the valve seat body (5) and in which the valve closing body (4) is guided, tapers conically in the flow direction of the fuel.

Description

Brennstoffeinspritz entil Fuel injection entil
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .The invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
Beispielsweise ist aus der DE 198 04 463 AI ein Brennstoffeinspritzsystem für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine bekannt, welches ein Brennstoffeinspritzventil umfaßt, das Brennstoff in einen von einer Kolben-/Zylinderkonstruktion gebildeten Brennraum einspritzt, und mit einer in den Brennraum ragenden Zündkerze versehen ist. Das Brennstoffeinspritzventil ist mit mindestens einer Reihe über den Umfang des Brennstoffeinspritzventils verteilt angeordneten Einspritzlöchern versehen. Durch eine gezielte Einspritzung von Brennstoff über die Einspritzlöcher wird eine strahlgeführtes Brennverfahren durch Bildung einer Gemischwolke mit mindestens einem Strahl realisiert.For example, from DE 198 04 463 AI a fuel injection system for a mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engine is known, which comprises a fuel injection valve, which injects fuel into a combustion chamber formed by a piston / cylinder construction, and is provided with a spark plug projecting into the combustion chamber. The fuel injector is provided with at least one row of injection holes distributed over the circumference of the fuel injector. Through a targeted injection of fuel through the injection holes, a jet-guided combustion process is implemented by forming a mixture cloud with at least one jet.
Nachteilig an dem aus der obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere die Verkokung der Abspritzöffnungen, welche dadurch verstopfen und den Durchfluß durch das Brennstoffeinspritzventil unzulässig stark vermindern. Dies führt zu Fehlfunktionen der Brennkraftmaschine. Vorteile der ErfindungA disadvantage of the fuel injector known from the abovementioned publication is, in particular, the coking of the spray orifices, which thereby block and inadmissibly reduce the flow through the fuel injector. This leads to malfunctions of the internal combustion engine. Advantages of the invention
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein sich konisch in Abströmrichtung des Brennstoffes verjüngender Führungsbereich im Ventilsitzkorper beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils eine hydraulische Selbstzentrierung des Ventilschließkörpers auf den Dichtsitz ermöglicht, wodurch Nachspritzer und damit Ablagerungen i Bereich der Abspritzöffnungen vermieden und eine unzulässige Durchflußreduzierung unterbunden werden kann.The fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a conically tapering in the outflow direction of the fuel guide area in the valve seat body when the fuel injector is closed enables hydraulic self-centering of the valve closing body on the sealing seat, thereby avoiding splashes and thus deposits in the area of the spray openings and an impermissible flow reduction can be prevented.
Durch die in den Unter nsprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.The measures listed in the subclaims make advantageous further developments of the fuel injector specified in the main claim possible.
Vorteilhafterweise können bei einem Winkel des Führungsbereichs zur Senkrechten von 2° bis 7,5° kugelförmige Ventilschließkörper verwendet werden, welche einfach und kostengünstig herstellbar und montierbar sind.Advantageously, at an angle of the guide area to the vertical of 2 ° to 7.5 °, spherical valve closing bodies can be used, which are simple and inexpensive to manufacture and assemble.
Von Vorteil ist außerdem, daß ein zwischen dem Ventilschließkörper und dem Ventilsitzkorper vorhandenes Führungsspiel im geöffneten und geschlossenen Zustand des Brennstoffeinspritzventils unterschiedlich groß ausgebildet sind, wodurch sich ein geringfügiger Staudruck ausbildet, der zur Selbstzentrierung des Ventilschließkörpers führt.It is also advantageous that an existing guide play between the valve closing body and the valve seat body in the open and closed state of the fuel injector are of different sizes, which forms a slight back pressure which leads to self-centering of the valve closing body.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Dichtsitz und der Führungsbereich in einem Arbeitsgang mit der gleichen Symmetrieachse in einer gemeinsamen Aufspannung eingebohrt und -geschliffen werden. ZeichnungFurthermore, it is advantageous if the sealing seat and the guide area are drilled and ground in one operation with the same axis of symmetry in a common setting. drawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils, undFig. 1 shows a schematic section through an embodiment of a fuel injector designed according to the invention, and
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich II in Fig. 1.FIG. 2 shows a schematic section through the exemplary embodiment of the fuel injection valve according to the invention in area II in FIG. 1.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Nachfolgend wird ein Aus ührungsbeispiel der Erfindung beispielhaft beschrieben. Übereinstimmende Bauteile sind dabei in allen Figuren mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.An exemplary embodiment of the invention is described below by way of example. Matching components are provided with matching reference numerals in all figures.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstof einspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.An embodiment shown in Fig. 1 of a fuel injector 1 according to the invention is in the form of a fuel injector 1 for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines. The fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
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 Ventilsitzkorper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennsto feinspritzventil 1, welches über zumindest eine, im Ausführungsbeispiel zwei Abspritzöffnungen 7 verfügt.The fuel injection valve 1 consists of a nozzle body 2, in which a valve needle 3 is arranged. The valve needle 3 is operatively connected to a valve closing body 4, which cooperates with a valve seat surface 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat. In the exemplary embodiment, the fuel injection valve 1 is an inward opening one Fuel fine injection valve 1, which has at least one, in the exemplary embodiment two spray orifices 7.
Der Ventilschließkörper 4 ist kardanisch im Ventilsitzkorper 5 geführt. Erfindungsgemäß ist dabei ein Führungsbereich 37 des Ventilsitzkörpers 5 konisch in Abspritzrichtung verjüngt ausgebildet. Anschliffe 38 am Ventilschließkörper 4 sorgen für die Zuleitung des das Brennstoffeinspritzventil 1 durchströmenden Brennstoffs zum Dichtsitz und zu den Abspritzöffnungen 7. Eine detaillierte Beschreibung der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist Fig. 2 sowie der Beschreibung zu entnehmen.The valve closing body 4 is cardanically guided in the valve seat body 5. According to the invention, a guide region 37 of the valve seat body 5 is conically tapered in the spray direction. Grindings 38 on the valve closing body 4 ensure the supply of the fuel flowing through the fuel injection valve 1 to the sealing seat and to the spray openings 7. A detailed description of the measures according to the invention can be found in FIG. 2 and in the description.
Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen einen Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die MagnetspuleThe nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against an outer pole 9 of a solenoid 10. The solenoid
10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen10 is encapsulated in a coil housing 11 and on one
Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 derCoil carrier 12 wound, which on an inner pole 13 of the
Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch eine Verengung 26 voneinander getrennt und miteinander durch ein nicht ferromagnetischesSolenoid 10 is present. The inner pole 13 and the outer pole 9 are separated from one another by a constriction 26 and from one another by a non-ferromagnetic one
Verbindungsbauteil 29 verbunden. Die Magnetspule 10 wird über eine Leitung 19 von einem über einen elektrischenConnecting component 29 connected. The solenoid 10 is connected via a line 19 from an electrical
Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt . DerPlug contact 17 energized electrical current. The
Steckkontakt 17 ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann.Plug contact 17 is surrounded by a plastic sheath 18, which can be molded onto the inner pole 13.
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 der 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. In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und an einem Führungselement 36 verlaufen Brennstoff anäle 30, 31 und 32. Der Brennstoff wird über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffverteilerleitung und durch eine weitere Dichtung 37 gegen einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf abgedichtet.The valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14, which is disc-shaped. A paired adjusting disk 15 is used for stroke adjustment. The armature 20 is located on the other side of the adjusting disk 15. This armature is non-positively connected via a first flange 21 to the valve needle 3, which is connected to the first flange 21 by a weld seam 22. A restoring spring 23 is supported on the first flange 21 and, in the present design of the fuel injector 1, is preloaded by a sleeve 24. In the valve needle guide 14, in the armature 20 and on a guide element 36, fuel channels 30, 31 and 32 run. The fuel is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25. The fuel injector 1 is sealed by a seal 28 against a fuel rail, not shown, and by a further seal 37, against a cylinder head, not shown.
An der abspritzseitigen Seite des Ankers 20 ist ein ringförmiges Dämpfungselement 33, welches aus einem Elastomerwerkstoff besteht, angeordnet. Es liegt auf einem zweiten Flansch 34 auf, welcher über eine Schweißnaht 35 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 verbunden ist.An annular damping element 33, which consists of an elastomer material, is arranged on the spray-side side of the armature 20. It rests on a second flange 34, which is non-positively connected to the valve needle 3 via a weld seam 35.
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, daß der VentilSchließkörper 4 an der Ventilsitz läche 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 ersten Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab, und der über die Brennstoffkanäle 30 bis 32 geführte Brennstoff wird durch die Abspritzö fnung 7 abgespritzt.In the idle state of the fuel injector 1, the armature 20 is acted upon by the return spring 23 against its stroke direction so that the valve closing body 4 is held on the valve seat surface 6 in sealing contact. When the magnetic coil 10 is excited, it builds up a magnetic field which moves the armature 20 against the spring force of the return spring 23 in the stroke direction, the stroke being predetermined by a working gap 27 which is in the rest position between the inner pole 12 and the armature 20. The armature 20 also takes the first flange 21, which is welded to the valve needle 3, in the lifting direction. The valve closing body 4 in connection with the valve needle 3 lifts off from the valve seat surface 6, and the fuel passed through the fuel channels 30 to 32 is sprayed through the spray opening 7.
Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende erste Flansch 21 entgegen der Hubrichtung bewegt. Die Ventilnadel 3 wird dadurch in die gleiche Richtung bewegt, wodurch der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird. Fig. 2 zeigt in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt aus dem erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventil 1.If the coil current is switched off, the armature 20 drops from the inner pole 13 after the magnetic field has been sufficiently reduced by the pressure of the return spring 23, as a result of which the first flange 21, which is connected to the valve needle 3, moves counter to the stroke direction. The valve needle 3 is thereby moved in the same direction, as a result of which the valve-closure member 4 is seated on the valve seat surface 6 and the fuel injector 1 is closed. FIG. 2 shows a section of the section of the fuel injector 1 designed according to the invention, designated II in FIG. 1.
Wie bereits weiter oben angesprochen, ist der Ventilschließkörper 4 kardanisch im Ventilsitzk rper 5 geführt . Generell besteht bei nach innen öffnenden Brennstoffeinspritzventilen 1 insbesondere in Verbindung mit großen Sitzwinkeln der Mangel, daß die Ventilnadel 3 nach ihrem Aufprall im Dichtsitz das Brennstoffeinspritzventil 1 nicht sofort vollständig verschließt. Dadurch wird eine gewisse Brennstoff enge unerwünschterweise nachgespritzt. Da dies noch während der Brennphase des Brennstoff-Luf - Gemischs im Brennraum geschieht, schlägt die Flammfront bis zu den Abspritzöffnungen 7 durch. Dadurch entstehen im Bereich der Abspritzöffnungen 7 vermehrt Ablagerungen von Verbrennungsprodukten, welche dazu führen, daß die Abspritzöffnungen 7 zugesetzt werden und damit die Durchflußmenge durch das Brennstoffeinspritzventil 1 unzulässig stark reduziert wird.As already mentioned above, the valve closing body 4 is cardanically guided in the valve seat body 5. In general, in the case of fuel injectors 1 opening inwards, in particular in connection with large seat angles, there is a lack that the valve needle 3 does not immediately completely close the fuel injector 1 after its impact in the sealing seat. As a result, a certain amount of fuel is undesirably injected. Since this happens during the combustion phase of the fuel-air mixture in the combustion chamber, the flame front strikes up to the spray openings 7. As a result, deposits of combustion products increasingly arise in the area of the spray openings 7, which lead to the spray openings 7 being added and thus the flow rate through the fuel injector 1 being reduced to an unacceptably high level.
Um dem entgegenzuwirken, ist erfindungsgemäß vorgesehen, einen Führungsbereich 37 des Ventilsitzkörpers 5, in welchem der Ventilschließkörper 4 geführt ist, konisch in Abströmrichtung zu verjüngen. Dadurch ist das Führungsspiel zwischen dem Ventilschließkörper 4 und dem Ventilsitzkorper 5 abhängig vom Hub der Ventilnadel 3 unterschiedlich groß. Bei geschlossenem Brennstoffeinspritzventil 1 ist das Führungsspiel am geringsten und liegt dabei in einer Größenordnung von ca. 4 μm. Bei maximalem Hub der Ventilnadel 3 im geöffneten Zustand des Brennstoffeinspritzventils 1 ist das Führungsspiel deutlich größer und liegt beispielsweise bei 8 μm. Der Öffnungswinkel des konischen Führungsbereichs 37 beträgt dabei vorzugsweise zwischen 4° und 15°.To counteract this, it is provided according to the invention to taper a guide region 37 of the valve seat body 5, in which the valve closing body 4 is guided, in the outflow direction. As a result, the guide play between the valve closing body 4 and the valve seat body 5 is different in size depending on the stroke of the valve needle 3. When the fuel injection valve 1 is closed, the guide play is the smallest and is in the order of magnitude of approximately 4 μm. At maximum stroke of the valve needle 3 in the open state of the fuel injection valve 1, the guide play is significantly larger and is, for example, 8 μm. The opening angle of the conical guide region 37 is preferably between 4 ° and 15 °.
Wird das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen, findet bedingt durch die Konizität des Führungsbereiches 37 eine hydraulische Selbstzentrierung des Ventilschließkörpers 4 statt. Der Ventilschließkörper 4 verdrängt während seiner axialen Bewegung in Strömungsrichtung Brennstoff, welcher im Führungsbereich 37 vorhanden ist. Der Brennstoff staut sich dadurch auf, da der Führungsbereich 37 in Strömungsrichtung enger wird. Im Bereich des Ventilschließkörpers baut sich demnach im Führungsbereich 37 ein Druckpolster auf, welches den Ventilschließkörper 4 hydraulisch innerhalb des Führungsbereiches 37 zentriert. Der Ventilschließkörper 4 dichtet damit sofort nach dem Schließvorgang über ihren gesamten Dichtumfang an der Ventilsitzfl che 6 gegen den Dichtsitz ab. Ohne diese Maßnahme würde der Ventilschließkörper 4 exzentrisch auf der Ventilsitzfläche 6 aufprallen und erst nach einer gewissen Zeit durch die auf ihm lastende Schließkraft, welche über die Ventilnadel 3 durch die Rückstellfeder 23 ausgeübt wird, zentriert werden.If the fuel injection valve 1 is closed, one takes place due to the conicity of the guide region 37 hydraulic self-centering of the valve closing body 4 instead. The valve closing body 4 displaces fuel which is present in the guide region 37 during its axial movement in the flow direction. The fuel builds up because the guide region 37 narrows in the direction of flow. In the area of the valve closing body, a pressure cushion is accordingly built up in the guide area 37, which hydraulically centers the valve closing body 4 within the guide area 37. The valve closing body 4 thus seals immediately after the closing process over its entire sealing circumference on the valve seat surface 6 against the sealing seat. Without this measure, the valve closing body 4 would impact eccentrically on the valve seat surface 6 and only be centered after a certain time by the closing force acting on it, which is exerted by the return spring 23 via the valve needle 3.
Zur genauen Zentrierung des Führungsbereiches 37 müssen Ventilsitzfläche 6 und Führungsbereich 37 vorzugsweise gemeinsam in einer Aufspannung auf einer Werkzeugmaschine mit einer gemeinsamen Symmetrieachse gebohrt und geschliffen werde .For exact centering of the guide area 37, the valve seat surface 6 and the guide area 37 must preferably be drilled and ground together in one setting on a machine tool with a common axis of symmetry.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und für beliebige andere Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar. The invention is not restricted to the exemplary embodiments shown and can be used for any other construction of fuel injection valves 1.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Brennstoffeinspritzventil (1) für1. Fuel injector (1) for
Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem erregbaren Aktuator (10) , einer mit dem Aktuator (10) in Wirkverbindung stehenden und in einer Schließrichtung von einer Rückstellfeder (23) beaufschlagten Ventilnadel (3) zur Betätigung eines Ventilschließkörpers (4) , der zusammen mit einer an einem Ventilsitzkorper (5) ausgebildeten Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, und zumindest einer Abspritzöffnung (7) , die stromabwärts des Dichtsitzes ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungsbereich (37) , der in dem Ventilsitzkorper (5) ausgebildet ist und in welchem der Ventilschließkörper (4) geführt ist, in einer Strömungsrichtung des Brennstoffs konisch verjüngt ausgebildet ist.Fuel injection systems of internal combustion engines with an excitable actuator (10), a valve needle (3), which is operatively connected to the actuator (10) and acted upon in a closing direction by a return spring (23), for actuating a valve closing body (4) which, together with one on a Valve seat body (5) formed valve seat surface (6) forms a sealing seat, and at least one spray opening (7) which is formed downstream of the sealing seat, characterized in that a guide area (37) which is formed in the valve seat body (5) and in which the valve closing body (4) is guided and is conically tapered in a flow direction of the fuel.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbereich (37) zuströmseitig des Dichtsitzes ausgebildet ist.2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the guide region (37) is formed on the inflow side of the sealing seat.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in dem Führungsbereich (37) vorhandenen Brennstoff durch die Konizität ein Staudruck herrscht. 3. Fuel injection valve according to claim 1 or 2, characterized in that there is a back pressure in the fuel in the guide region (37) due to the conicity.
4. Brennsto feinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Staudruck im Führungsbereich (37) zu einer hydraulischen Selbstzentrierung des Ventilschließkörpers (4) im Führungsbereich (37) führt.4. Fuel fine injection valve according to claim 3, characterized in that the dynamic pressure in the guide area (37) leads to a hydraulic self-centering of the valve closing body (4) in the guide area (37).
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kegelöffnungswinkel des Fuhrungsbereich.es (37) zwischen 4° und 15° beträgt.5. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that a cone opening angle of the Fuhrungsbereich.es (37) is between 4 ° and 15 °.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem Ventilschließkörper (4) und dem Ventilsitzk rper (5) vorhandenes Führungsspiel im geschlossenen Zustand des Brennstoffeinspritzventils (1) ca. 4 μm beträgt .6. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that an existing between the valve closing body (4) and the Ventilsitzk body (5) guide play in the closed state of the fuel injector (1) is approximately 4 microns.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis7. Fuel injection valve according to one of claims 1 to
6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem Ventilschließkörper (4) und dem Ventilsitzkorper (5) vorhandenes Fuhrungsspiel im geöffneten Zustand des Brennstoffeinspritzventils (1) ca. 8 μm beträgt.6, characterized in that an existing between the valve closing body (4) and the valve seat body (5) guide play in the open state of the fuel injector (1) is approximately 8 microns.
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (4) kugelförmig ausgebildet ist.8. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the valve closing body (4) is spherical.
9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (4) mit der Ventilnadel (3) durch Schweißen oder Löten verbunden ist. 9. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the valve closing body (4) with the valve needle (3) is connected by welding or soldering.
10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis10. Fuel injection valve according to one of claims 1 to
9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (4) im Führungsbereich (37) Anschliffe (38) aufweist.9, characterized in that the valve closing body (4) in the guide area (37) has grindings (38).
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbereich (37) und der Dichtsitz mit einer gemeinsamen Symmetrieachse gemeinsam in einer Aufspannung gebohrt und geschliffen sind. 11. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that the guide region (37) and the sealing seat with a common axis of symmetry are drilled and ground together in one setting.
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