EP1709321B1 - Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen - Google Patents

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EP1709321B1
EP1709321B1 EP04798204A EP04798204A EP1709321B1 EP 1709321 B1 EP1709321 B1 EP 1709321B1 EP 04798204 A EP04798204 A EP 04798204A EP 04798204 A EP04798204 A EP 04798204A EP 1709321 B1 EP1709321 B1 EP 1709321B1
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EP
European Patent Office
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valve
fuel
valve needle
needle
section
Prior art date
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Application number
EP04798204A
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English (en)
French (fr)
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EP1709321A1 (de
Inventor
Patrick Mattes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/042—The valves being provided with fuel passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1873—Valve seats or member ends having circumferential grooves or ridges, e.g. toroidal

Definitions

  • the present invention is based on a fuel injection valve according to the preamble of patent claim 1.
  • a fuel injection valve as for example from the published patent application DE 198 18 200 A1 is known, a bore is formed in a valve body, in which a piston-shaped valve needle is arranged The valve needle cooperates with a valve seat, so that the opening of at least one injection port is controlled by the longitudinal movement of the valve needle.
  • a throttle collar is formed, which is immersed in the opening of the valve needle valve seat in a corresponding throttle section During the opening stroke of the valve needle of the throttle collar emerges from the throttle section, whereby a flow cross-section is opened, is fed through the fuel to the injection ports
  • the flow cross-section in this case designed as an annular channel which is formed between the valve needle and the wall of the bore.
  • the fuel injection valve in this case has the disadvantage that not enough fuel can be supplied to the injection openings through the flow cross-section, in particular at full load of the corresponding internal combustion engine.
  • the flow cross-section controlled between the valve needle and the wall of the bore by the dewatering of the throttle collar from the throttle section has a still high flow resistance, so that the large amount of fuel, which is necessary at full load operation, can not be supplied in the time available.
  • An injection valve which has a longitudinally displaceable valve needle which cooperates with a valve seat for controlling an injection opening.
  • a throttle collar is formed so that when the injection valve is closed, fuel only flows through a throttle gap of the injection port. Only when a larger flow cross-section is released in the course of the opening stroke of the valve needle, the injection rate increases, so that a Einspritzverlaufsformung is achieved.
  • the fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage over that after the withdrawal of the throttle collar from the throttle section a lot of fuel at a high rate the injection ports flows, so that a very large amount of fuel can be injected in a very short time.
  • a fuel channel is formed in the valve needle, the inlet opening is arranged downstream of the throttle collar and extending in the valve needle that in addition to the fuel passage fuel injection ports is fed, in addition to the annular channel formed between the valve needle and the wall of the bore is. This is particularly advantageous if the flow cross-section of the annular channel can not be increased arbitrarily, since the space in a fuel injection valve is very limited and this must withstand the development of diesel injection systems ever higher pressures.
  • the throttle section is formed by a central opening in a dial, which is arranged in the bore of the valve body.
  • a dial which is arranged in the bore of the valve body.
  • the fuel channel opens at the valve seat side end of the valve needle.
  • the valve sealing surface which is formed substantially conically, has two sealing regions. Due to the two sealing regions, the injection openings are sealed both upstream and downstream, so that when the valve needle rests on the valve seat there is no hydraulic connection between the fuel channel and the injection openings. As a result, there can be no leakage and thus increased cow hydrogen emissions of the internal combustion engine.
  • the fuel channel is formed by at least one transverse bore and a transverse bore intersecting longitudinal bore.
  • the longitudinal bore extends advantageously centrally in the axial direction of the valve needle. Such configured holes can be easily and inexpensively formed in the valve needle.
  • FIG. 1 an embodiment of the fuel injection valve according to the invention is shown in longitudinal section.
  • the fuel injection valve has a valve body 1, in which a bore 3 is formed.
  • the bore 3 is bounded at its combustion-chamber-side end by a substantially conical valve seat 7, from which a plurality of injection openings 11 depart.
  • the injection openings 11 open into the installation position of the fuel injection valve in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the bore 3 extends away from the valve seat 7 facing away from a spring chamber 8, wherein between the spring chamber 8 and the valve seat 7 in a central portion of a guide portion 103 of the bore 3 is formed.
  • a valve needle 5 is arranged longitudinally displaceable, which is substantially piston-shaped and has a longitudinal axis 6.
  • valve needle 5 is guided with a central portion 30 in the guide portion 103 of the bore 3 and has at its valve seat-side end a substantially conical valve sealing surface 9.
  • a flow cross-section 14 is formed, which has the shape of an annular channel between the central portion 30 and the valve seat 7.
  • the flow cross section 14 continues away from the valve seat and continues via recesses 32, which are formed on the middle section 30 of the valve needle 5.
  • the valve seat 7 facing a pressure shoulder 12 is formed, which is directed away from the valve seat 7.
  • Valve seat facing away from the central portion 30, the valve needle 5 is in a piston portion 105, which is arranged in the spring chamber 8.
  • the piston portion 105 is guided in a sleeve 20 which is arranged in the spring chamber 8.
  • the sleeve 20 and the valve seat facing away from the end face of the valve needle 5 define a control chamber 17 which is filled with fuel and in which a variable pressure is adjustable between the sleeve 20 and a spring plate 24, the piston portion 105 surrounding a closing spring 22 in the spring chamber 8 is arranged has a compressive bias and thereby pushes the valve needle 5 in the direction of the valve seat 7.
  • the sleeve 20 always remains stationary, since it is pressed by the closing spring 22 against a voltage applied to the valve body 1 and not shown in the drawing further body of the fuel injection valve
  • valve sealing surface 9 The interaction of the valve sealing surface 9 with the valve seat 7 is in FIG. 2 by an enlarged view of the designated II section of the FIG. 1 shown in more detail.
  • the valve sealing surface 9 has a first sealing region 109 and a second sealing region 209, which are separated from one another by an annular groove 50.
  • first sealing region 109 abuts the valve seat 7 upstream of the injection openings 11, while the second sealing region 209 comes to rest downstream.
  • planting the valve needle 5 on the valve seat 7 thus results in a sealing of the injection openings 11 both upstream and downstream.
  • a throttle collar 34 is disposed on the valve needle.
  • the throttle collar 34 dips into a throttle section 36, which is formed by a central opening 28 of a dial 26.
  • the shim 26 is in this case arranged in the bore 3, and its central opening 28 is formed, that between the throttle collar 34 and the throttle portion 26 formed by the central opening 28, a gap remains, can flow through the fuel from the spring chamber 8 via the recesses 32 to the injection ports 11, but only throttled.
  • an annular groove 38 is formed, in which a transverse bore 44 or a plurality of transverse bores 44 are formed, which intersect in the case of a plurality of transverse bores 44 in the longitudinal axis 6 of the valve needle 5.
  • a longitudinal bore 46 is formed in the valve needle 5, which intersects the one or more transverse bores 44.
  • the fuel injection valve works as follows: In the spring chamber 8 and thus also in the throttle cross section 14 is always a high fuel pressure, wherein the fuel is supplied to the valve seat facing away from the end of the bore 3. If the valve needle 5 is to remain in its closed position, a high fuel pressure is provided in the control chamber 17, via whose hydraulic force the valve needle 5 is held in contact with the valve seat 7. At the beginning of the injection, the fuel pressure in the control chamber 17 is lowered, which also reduces the corresponding hydraulic force. The hydraulic force, which is generated by acting on the pressure shoulder 12 on the valve needle 5, now results in a resultant force on the valve needle 5, which is directed away from the valve seat 7. Then lifts the valve needle 5 from the valve seat 7, so that the injection openings 11 are released.
  • the throttle section 36 in the shim 26 may also be provided to form the throttle section 36 directly in the bore 3.
  • the shim 26 would be omitted in this case, but it is possible on the shim 26 and its thickness to adjust the stroke h very accurately, the valve needle 5 passes through before the throttle collar 34 emerges from the throttle section 36

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Description

    Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aus. Bei einem solchen Kraftstoffeinspritzventil, wie es beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 198 18 200 A1 bekannt ist, ist in einem Ventilkörper eine Bohrung ausgebildet, in der eine kolbenförmige Ventilnadel angeordnet ist Die Ventilnadel wirkt mit einem Ventilsitz zusammen, so, dass durch die Längsbewegung der Ventilnadel die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung gesteuert wird. An der Ventilnadel ist ein Drosselbund ausgebildet, der bei Anlage der Ventilnadel am Ventilsitz in einen entsprechenden Drosselabschnitt eingetaucht ist Bei der Öffnungshubbewegung der Ventilnadel taucht der Drosselbund aus dem Drosselabschnitt aus, wodurch ein Strömungsquerschnitt aufgesteuert wird, durch den Kraftstoff den Einspritzöffnungen zugeführt wird Der Strömungsquerschnitt ist hierbei als Ringkanal ausgebildet, der zwischen der Ventilnadel und der Wand der Bohrung ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine Einspritzverlaufsformung erreichen, bei der zu Beginn der Öfmungshubbewegung nur wenig Kraftstoff den Einspritzöffnungen zugeführt wird, während nach dem Austauchen des Drosselbunds aus dem Drosselabschnitt mit großem Druck viel Kraftstoff den Einspritzöffnungen durch den Strömungsquerschnitt zugeführt wird.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil weist hierbei jedoch den Nachteil auf, dass durch den Strömungsquerschnitt, insbesondere bei Volllast der entsprechenden Brennkraftmaschine, nicht genug Kraftstoff den Einspritzöffnungen zugeführt werden kann. Der zwischen der Ventilnadel und der Wand der Bohrung durch das Austauchen des Drosselbunds aus dem Drosselabschnitt aufgesteuerte Strömungsquerschnitt weist einen immer noch hohen Strömungswiderstand auf, so dass die große Menge an Kraftstoff, die bei Volllastbetrieb notwendig ist, nicht in der zur Verfügung stehenden Zeit zugeführt werden kann.
  • Aus der JP 59-96475 ist ein Einspritzventil bekannt, das eine längsverschiebbare Ventilnadel aufweist, die mit einem Ventilsitz zur Steuerung einer Einspritzöffnung zusammenwirkt. An der Ventilnadel ist ein Drosselbund ausgebildet, so dass bei geschlossenem Einspritzventil Kraftstoff nur durch einen Drosselspalt der Einspritzöffnung zufließt. Erst wenn im Verlauf der Öffnungshubbewegung der Ventilnadel ein größerer Strömungsquerschnitt freigegeben wird, erhöht sich die Einspritzrate, so dass eine Einspritzverlaufsformung erreicht wird.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass nach dem Austauchen des Drosselbunds aus dem Drosselabschnitt sehr viel Kraftstoff mit einer hohen Rate den Einspritzöffnungen zuströmt, so dass eine sehr große Kraftstoffmenge in kürzester Zeit eingespritzt werden kann. Hierzu ist in der Ventilnadel ein Kraftstoffkanal ausgebildet, dessen Eintrittsöffnung stromabwärts des Drosselbunds angeordnet ist und der so in der Ventilnadel verläuft, dass über den Kraftstoffkanal zusätzlich Kraftstoff den Einspritzöffnungen zuführbar ist, zusätzlich zu dem Ringkanal, der zwischen der Ventilnadel und der Wand der Bohrung ausgebildet ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Strömungsquerschnitt des Ringkanals nicht beliebig vergrößert werden kann, da der Bauraum in einem Kraftstoffeinspritzventil sehr beschränkt ist und dieser im Zuge der Entwicklung von Dieseleinspritzsystemen immer höheren Drücken standhalten muss.
  • Durch die Unteransprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung möglich. In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung wird der Drosselabschnitt durch eine zentrale Öffnung in einer Einstellscheibe gebildet, die in der Bohrung des Ventilkörpers angeordnet ist. Über die Dicke der Einstellscheibe lässt sich der Zeitpunkt, zu dem der Drosselbund aus dem Drosselabschnitt austauscht, exakt einstellen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung mündet der Kraftstoffkanal am ventilsitzseitigen Ende der Ventilnadel. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Ventildichtfläche, die im wesentlichen konisch ausgebildet ist, zwei Dichtbereiche aufweist. Durch die beiden Dichtbereiche werden die Einspritzöffnungen sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts abgedichtet, so dass bei Anlage der Ventilnadel auf dem Ventilsitz keine hydraulische Verbindung zwischen dem Kraftstoffkanal und den Einspritzöffnungen besteht. Dadurch kann es zu keiner Leckage kommen und damit zu erhöhten Kuhienwasserstoffemissionen der Brennkraftmaschine.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kraftstoffkanal durch wenigstens eine Querbohrung und eine die Querbohrung schneidende Längsbohrung gebildet. Die Längsbohrung verläuft hierbei vorteilhafter Weise mittig in axialer Richtung der Ventilnadel. Derart ausgestaltete Bohrungen können einfach und mit geringem Kostenaufwand in der Ventilnadel ausgebildet werden.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind der Beschreibung und der Zeichnung entnehmbar.
    • Zeichnung
  • In der Zeichnung ist ein Ausfihrungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils dargestellt. Es zeigt
    • Figur 1
    einen Längsschnitt durch ein Kraftstoffeinspritzventil und
    Figur 2
    eine vergrößerte Darstellung des mit II bezeichneten Ausschnitts der Figur 1.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils im Längsschnitt dargestellt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist einen Ventilkörper 1 auf, in dem eine Bohrung 3 ausgebildet ist. Die Bohrung 3 wird an ihrem brennraumseitigen Ende von einem im wesentlichen konischen Ventilsitz 7 begrenzt, von dem mehrere Einspritzöffnungen 11 abgehen. Die Einspritzöffnungen 11 münden in Einbaulage des Kraftstoffeinspritzventils in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Die Bohrung 3 erweitert sich dem Ventilsitz 7 abgewandt zu einem Federraum 8, wobei zwischen dem Federraum 8 und dem Ventilsitz 7 in einem mittleren Abschnitt ein Führungsabschnitt 103 der Bohrung 3 ausgebildet ist. In der Bohrung 3 ist eine Ventilnadel 5 längsverschiebbar angeordnet, die im wesentlichen kolbenförmig ausgebildet ist und eine Längsachse 6 aufweist. Die Ventilnadel 5 wird mit einem mittleren Abschnitt 30 im Führungsabschnitt 103 der Bohrung 3 geführt und weist an ihrem ventilsitzseitigen Ende eine im wesentlichen konische Ventildichtfläche 9 auf. Im Bereich zwischen dem Federraum 8 und dem Ventilsitz 7 ist zwischen der Ventilnadel 5 und der Wand der Bohrung 3 ein Strömungsquerschnitt 14 ausgebildet, der zwischen dem mittleren Abschnitt 30 und dem Ventilsitz 7 die Form eines Ringkanals aufweist. Der Strömungsquerschnitt 14 setzt sich ventilsitzabgewandt über Ausnehmungen 32 fort, die am mittleren Abschnitt 30 der Ventilnadel 5 ausgebildet sind. Am mittleren Abschnitt 30 ist dem Ventilsitz 7 zugewandt eine Druckschulter 12 ausgebildet, die vom Ventilsitz 7 weggerichtet ist.
  • Ventilsitzabgewandt zum mittleren Abschnitt 30 geht die Ventilnadel 5 in einen Kolbenabschnitt 105 über, der im Federraum 8 angeordnet ist. Der Kolbenabschnitt 105 ist in einer Hülse 20 geführt, die im Federraum 8 angeordnet ist. Die Hülse 20 und die ventilsitzabgewandte Stirnseite der Ventilnadel 5 begrenzen einen Steuerraum 17, der mit Kraftstoff gefüllt ist und in dem ein variabler Druck einstellbar ist Zwischen der Hülse 20 und einem Federteller 24 ist den Kolbenabschnitt 105 umgebend eine Schließfeder 22 im Federraum 8 angeordnet, die eine Druckvorspannung aufweist und dadurch die Ventilnadel 5 in Richtung des Ventilsitzes 7 drückt. Die Hülse 20 bleibt hierbei stets ortsfest, da sie durch die Schließfeder 22 gegen einen am Ventilkörper 1 anliegenden und in der Zeichnung nicht dargestellten weiteren Körper des Kraftstoffeinspritzventils gedrückt wird
  • Das Zusammenwirken der Ventildichtfläche 9 mit dem Ventilsitz 7 ist in Figur 2 durch eine vergrößerte Darstellung des mit II bezeichneten Ausschnitts der Figur 1 näher dargestellt. Die Ventildichtfläche 9 weist einen ersten Dichtbereich 109 und einen zweiten Dichtbereich 209 auf, die durch eine Ringnut 50 voneinander getrennt sind. Bei Anlage der Ventildichtfläche 9 am Ventilsitz 7 liegt der erste Dichtbereich 109 stromaufwärts der Einspritzöffnungen 11 am Ventilsitz 7 an, während der zweite Dichtbereich 209 stromabwärts zur Anlage kommt. Bei Anlage der Ventilnadel 5 auf dem Ventilsitz 7 ergibt sich somit eine Abdichtung der Einspritzöffnungen 11 sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts.
  • Zwischen dem mittleren Abschnitt 30 der Ventilnadel 5 und dem Kolbenabschnitt 105 ist an der Ventilnadel ein Drosselbund 34 angeordnet. In Schließstellung der Ventilnadel 5, also wenn die Ventildichtfläche 9 am Ventilsitz 7 anliegt, taucht der Drosselbund 34 in einen Drosselabschnitt 36 ein, der durch eine zentrale Öffnung 28 einer Einstellscheibe 26 gebildet wird. Die Einstellscheibe 26 ist hierbei in der Bohrung 3 angeordnet, und deren zentrale Öffnung 28 ist so ausgebildet, dass zwischen dem Drosselbund 34 und dem durch die zentrale Öffnung 28 gebildeten Drosselabschnitt 26 ein Spalt verbleibt, durch den Kraftstoff aus dem Federraum 8 über die Ausnehmungen 32 zu den Einspritzöffnungen 11 fließen kann, jedoch nur gedrosselt.
  • Zwischen dem Drosselbund 34 und dem mittleren Abschnitt 30 der Ventilnadel 5 ist eine Ringnut 38 ausgebildet, in der eine Querbohrung 44 oder mehrere Querbohrungen 44 ausgebildet sind, wobei sich diese im Falle mehrerer Querbohrungen 44 in der Längsachse 6 der Ventilnadel 5 schneiden. Darüber hinaus ist in der Ventilnadel 5 eine Längsbohrung 46 ausgebildet, die die eine oder mehrere Querbohrungen 44 schneidet. Hierdurch wird über die Querbohrung 44 und die Längsbohrung 46 ein Kraftstoffkanal 42 gebildet, dessen Eintrittsöffnung 43 durch die Querbohrung 44 gebildet wird und dessen Austrittsöffnung 48 am ventilsitzseitigen Ende der Ventilnadel 5 ausgebildet ist. Über den Kraftstoffkanal 42 wird somit ein zusätzlicher Kraftstoffstrom ermöglicht, der durch die Querbohrung 44 und die Längsbohrung 46 Kraftstoff stromabwärts der Einspritzöffnungen 11 aus der Ventilnadel 5 austreten lässt, so dass die Einspritzöffnungen 11 sowohl über den Strömungsquerschnitt 14 als auch über den Kraftstoffkanal 42 mit Kraftstoff versorgt werden.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil funktioniert wie folgt: Im Federraum 8 und damit auch im Drosselquerschnitt 14 liegt stets ein hoher Kraftstoffdruck an, wobei der Kraftstoff am ventilsitzabgewandten Ende der Bohrung 3 zugeführt wird. Wenn die Ventilnadel 5 in ihrer Schließstellung bleiben soll, ist im Steuerraum 17 ein hoher Kraftstoffdruck vorgesehen, über dessen hydraulische Kraft die Ventilnadel 5 in Anlage am Ventilsitz 7 gehalten wird. Zu Beginn der Einspritzung wird der Kraftstoffdruck im Steuerraum 17 erniedrigt, wodurch sich auch die entsprechende hydraulische Kraft verringert. Die hydraulische Kraft, die durch Beaufschlagung der Druckschulter 12 an der Ventilnadel 5 erzeugt wird, ergibt jetzt eine resultierende Kraft auf die Ventilnadel 5, die vom Ventilsitz 7 weggerichtet ist. Daraufhin hebt die Ventilnadel 5 vom Ventilsitz 7 ab, so dass die Einspritzöffnungen 11 freigegeben werden. Da zu Beginn der Öffnungshubbewegung der Drosselbund 34 noch im Drosselabschnitt 36 eingetaucht ist, kann Kraftstoff nur über den engen Spalt, der zwischen dem Drosselbund 34 und dem Drosselabschnitt 36 verbleibt, den Einspritzöffnungen 11 zufließen. Dadurch ist die Bewegung der Ventilnadel 5 zu Beginn relativ langsam und die Einspritzrate entsprechend gering. Nachdem die Ventilnadel 5 den Hub h durchfahren hat, taucht der Drosselbund 34 aus dem Drosselabschnitt 36 aus. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt 14 aufgesteuert, so dass nunmehr eine große Menge Kraftstoff durch die Ausnehmungen 32 und den Strömungsquerschnitt 14 hindurch zu den Einspritzöffnungen 11 fließen kann. Zusätzlich fließt Kraftstoff durch den Kraftstoffkanal 42, also durch die Querbohrung 44 und die Längsbohrung 46 und tritt am ventilsitzseitigen Ende durch die Austrittsöffnung 48 der Ventilnadel 5 aus. Dadurch strömt Kraftstoff von zwei Dichtungen den Einspritzöffnungen 11 zu. Durch den zusätzlichen Kraftstoffkanal kann mehr Kraftstoff den Einspritzöffnungen zugeführt werden, da eine Vergrößerung des Strömungsquerschnitts 14 auf Grund der engen Abmessungen und des begrenzten Bauraums in der Brennkraftmaschine nur begrenzt möglich ist. Zur Beendigung der Einspritzung wird der Druck im Steuerraum 17 wieder erhöht, so dass sich eine resultierende, auf den Ventilsitz 7 gerichtete Schließkraft auf die Ventilnadel 5 ergibt, die diese zurück in ihre Schließstellung drückt.
  • Neben der Ausbildung des Drosselabschnitts 36 in der Einstellscheibe 26 kann es auch vorgesehen sein, den Drosselabschnitt 36 direkt in der Bohrung 3 auszubilden. Die Einstellscheibe 26 würde in diesem Fall entfallen, jedoch ist es über die Einstellscheibe 26 und deren Dicke möglich, den Hub h sehr exakt einzustellen, den die Ventilnadel 5 durchfährt, ehe der Drosselbund 34 aus dem Drosselabschnitt 36 austaucht

Claims (10)

  1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilkörper (1), in dem in einer Bohrung (3) eine kolbenförmige Ventilnadel (5) angeordnet ist, die mit einem Ventilsitz (7) zusammenwirkt und durch ihre Längsbewegung die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung (11) steuert, und mit einem an der Ventilnadel (5) ausgebildeten Drosselbund (34), der bei Anlage der Ventilnadel (5) am Ventilsitz (7) in einem entsprechenden Drosselabschnitt (36) angeordnet ist und bei einer Öffnungshubbewegung der Ventilnadel (5) aus dem Drosselabschnitt (36) austaucht, so dass ein Strömungsquerschnitt (14) aufgesteuert wird, durch den Kraftstoff zwischen der Ventilnadel (5) und der Wand der Bohrung (3) hindurch der wenigstens einen Einspritzöffnung (11) zuströmt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilnadel (5) ein Kraftstoffkanal (42) ausgebildet ist, der wenigstens eine Eintrittsöffnung (43) und eine Austrittsöffnung (48) aufweist, wobei die Eintrittsöffnung (43) stromabwärts des Drosselbunds (34) angeordnet ist und die Austrittsöffnung (48) so angeordnet ist, dass über den Kraftstoffkanal (42) zusätzlich Kraftstoff der wenigstens einen Einspritzöffnung (11) zuführbar ist.
  2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselabschnitt (36) durch eine zentrale Öffnung (28) einer Einstellscheibe (26) gebildet wird, die in der Bohrung (3) angeordnet ist und die die Ventilnadel (5) umgibt.
  3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Einspritzöffnung (11) vom Ventilsitz (7) ausgeht, wobei der Ventilsitz (7) im wesentlichen konisch geformt ist.
  4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am ventilsitzseitigen Ende der Ventilnadel (5) eine im wesentlichen konische Ventildichtfläche (9) ausgebildet ist, die einen ersten Dichtbereich (109) und einen zweiten Dichtbereich (209) aufweist und mit der die Ventilnadel (5) in ihrer Schließstellung so auf dem Ventilsitz (7) aufliegt, dass die wenigstens eine Einspritzöffnung (11) durch den ersten Dichtbereich (109) stromaufwärts und durch den zweiten Dichtbereich (209) stromabwärts abgedichtet wird.
  5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffkanal (42) am ventilsitzseitigen Ende der Ventilnadel (5) mündet, so dass der aus dem Kraftstoffkanal (42) austretende Kraftstoff stromabwärts des zweiten Dichtbereichs (209) austritt.
  6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffkanal (42) durch eine Querbohrung (44) und eine die Querbohrung (44) schneidende Längsbohrung (46) gebildet ist.
  7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung (46) mittig in axialer Richtung der Ventilnadel (5) verläuft und am ventilsitzseitigen Ende der Ventilnadel (5) mündet.
  8. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (5) stromabwärts des Drosselabschnitts (36) einen mittleren Abschnitt (30) aufweist, mit dem sie in einem Führungsabschnitt (103) der Bohrung (3) geführt ist und an dem seitliche Ausnehmungen (32) ausgebildet sind, die in diesem Bereich den Strömungsquerschnitt (14) für den Kraftstoff bilden.
  9. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ventilnadel (5) eine Druckschulter (12) ausgebildet ist, die stromabwärts des Drosselabschnitts (36) ausgebildet ist und durch die bei Druckbeaufschlagung eine vom Ventilsitz (7) weggerichtete Öffnungskraft auf die Ventilnadel (5) wirkt.
  10. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (5) mit ihrer ventilsitzabgewandten Stirnseite einen Steuerraum (17) begrenzt, der mit Kraftstoff unter einstellbarem Druck befüllbar ist, so dass eine entsprechend variable, auf den Ventilsitz (7) gerichtete Schließkraft auf die Ventilnadel (5) ausübbar ist
EP04798204A 2004-01-15 2004-11-15 Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen Not-in-force EP1709321B1 (de)

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