EP1799997B1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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EP1799997B1
EP1799997B1 EP05804894A EP05804894A EP1799997B1 EP 1799997 B1 EP1799997 B1 EP 1799997B1 EP 05804894 A EP05804894 A EP 05804894A EP 05804894 A EP05804894 A EP 05804894A EP 1799997 B1 EP1799997 B1 EP 1799997B1
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EP
European Patent Office
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outlet opening
opening
fuel injection
valve seat
injection valve
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EP05804894A
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EP1799997A1 (de
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Markus Gesk
Guenter Dantes
Joerg Heyse
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1853—Orifice plates

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injector is already known in which a perforated disc is provided with a plurality of outlet openings downstream of the valve seat.
  • an inlet opening with a larger diameter is formed between an outlet opening in the valve seat body and the perforated disk, which forms an annular inflow cavity for the outlet openings.
  • the outlet openings of the perforated disc are in direct contact with the inflow opening and the annular inflow cavity Flow connection and are covered by the upper boundary of the inflow opening. In other words, there is a complete offset from the outlet opening and the outlet openings defining the inlet of the inflow opening.
  • the inflow opening defining the S-shaped course of the flow has a continuously constant height.
  • the fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that in a simple manner uniform atomization of the fuel is achieved, with a particularly high quality of preparation and Zerstäubungsgüte is achieved with very small fuel droplets.
  • This is achieved in an advantageous manner by providing in the valve seat body upstream of the outlet openings an inflow opening with an annular inflow cavity which is larger than an outlet opening downstream of the valve seat. In this way, the valve seat body already assumes the function of influencing the flow in the perforated disc.
  • an S-impact in the flow for atomization improvement of the fuel is achieved by the formation of the inflow opening, since the valve seat body covers the outlet openings of the perforated disk with the upper boundary of the inflow opening To the outlet openings in the perforated disk, the flow in the inflow opening is advantageously accelerated to promote atomization.
  • an inflatable passage area above the at least one outlet opening in the upstream of the perforated disk Anströmlohlraum is smaller than the surface of the inlet plane of the outlet, wherein the passage area calculated as the product of the circumference of the outlet opening in the area its inlet level and the free height in the inflow cavity of the inflow opening.
  • the horizontal velocity components of the flow entering the entry plane are not obstructed by the wall of the respective outlet opening at the entry plane, so that the fuel jet has the full intensity of the horizontal components generated in the onflow cavity when exiting the exit opening and therefore fanning with maximum atomization.
  • perforated disks By means of electrodeposition, perforated disks can be produced in a reproducible manner in an extremely precise and cost-effective manner in very large numbers simultaneously. In addition, this production allows an extremely large design freedom, since the contours of the openings in the perforated disc can be selected freely.
  • FIG. 1 a partially illustrated injection valve
  • FIG. 2 the section II in FIG. 1 with the inventively designed Anströmhohlraum in an enlarged view
  • FIG. 3 the same section II with a second embodiment.
  • FIG. 1 For example, as an embodiment, a valve in the form of an injector for fuel injection systems of mixture-compression spark-ignition internal combustion engines is partially shown.
  • the injection valve has a tubular valve seat carrier 1, which only schematically indicates a part of a valve housing and in which a longitudinal opening 3 is formed concentrically to a valve longitudinal axis 2.
  • a longitudinal opening 3 In the longitudinal opening 3 is a z.
  • tubular valve needle 5 which at its downstream end 6 with a z.
  • the actuation of the injection valve takes place in a known manner, for example electromagnetically.
  • a schematically indicated electromagnetic circuit with a solenoid 10, an armature 11 and a core 12.
  • the armature 11 is connected to the valve closing body. 7 opposite end of the valve needle 5 by eg a trained by a laser weld and aligned with the core 12.
  • valve seat body 16 In the downstream end of the valve seat carrier 1 is a valve seat body 16, e.g. tightly assembled by welding. At its lower end face 17 facing away from the valve closing body 7, the valve seat body 16 is stepped, with a recess 20 being provided in a central area around the valve longitudinal axis 2, in which a flat, e.g. single-layer perforated disc 23 is introduced.
  • the perforated disc 23 has at least one, but ideally two to forty outlet openings 24.
  • an inflow opening 19 Upstream of the recess 20 and thus of the outlet openings 24 of the perforated disc 23, an inflow opening 19 is provided in the valve seat body 16, via which the individual outlet openings 24 are flowed.
  • the inflow opening 19 has a diameter which is greater than the opening width of an outlet opening 27 in the valve seat body 16, from which the fuel flows into the inflow opening 19 and ultimately into the outlet openings 24.
  • the inflow opening 19 is designed in particular in the direct inflow region of the outlet openings 24 with a special geometry.
  • the opposite of the outlet opening 27 larger diameter annular region of the inflow opening 19 is in the FIGS. 2 and 3 shown enlarged, explained in more detail with reference to these figures and is hereinafter referred to as Anströmhohlraum 26.
  • valve seat body 16 and perforated disc 23 are effected for example by a circumferential and dense, formed by a laser weld 25, which is placed outside of the inflow opening 19. After attachment of the perforated disc 23, this is sunk in the recess 20 opposite the end face 17th
  • the insertion depth of the valve seat body 16 with the perforated disc 23 in the longitudinal opening 3 determines the size of the stroke of the valve needle 5, since the one end position of the valve needle 5 at non-energized solenoid 10 by the system of the valve closing body 7 at a downstream conically tapered valve seat surface 29 of the valve seat body 16 is set.
  • the other end position of the valve needle 5 is fixed in the excited magnet coil 10, for example, by the system of the armature 11 to the core 12. The path between these two end positions of the valve needle 5 thus represents the hub.
  • the perforated disc 23 may be constructed, for example, two layers with two levels of function one above the other.
  • the outlet openings 24 of the perforated disc 23 are in direct flow communication with the inflow opening 19 and the annular inflow cavity 26 and are thereby covered by the upper boundary of the inflow opening 19. In other words, there is a complete offset of the outlet opening 27 and the outlet openings 24 defining the inlet of the inflow opening 19. Due to the radial offset of the outlet openings 24 with respect to the outlet opening 27 results in an S-shaped flow pattern of the medium, here the fuel.
  • the perforated disk 23 is produced, for example, by means of galvanic metal deposition, wherein the production of a single-layer perforated disk 23 is advantageous, in particular with the technique of lateral overgrowth.
  • a punching technical production of the perforated disc 23 is just as conceivable.
  • the outlet openings 24 ideally have a trumpet-shaped or lavallous-like contour. From the cross-section, the outlet openings 24 may have, for example, a circular, oval or also polygonal shape.
  • FIG. 2 shows an enlarged section II in FIG. 1 to clarify the geometry of the inflow opening 19 and the Anströmhohlraums 26 between the boundary surface 30 of the valve seat body 16 and the perforated disc 23.
  • the valve seat body 16 is configured such that the boundary surface 30 of the outlet opening 27 (diameter D1) starting in the direction of the perforated disc 23 in a first portion 30a radially outwardly sloping continuously inclined to a diameter D2.
  • a step or a bend is provided in the boundary surface 30, from which a second section 30b of the inflow opening 19 follows radially outwards, which is bounded largely perpendicular to the valve longitudinal axis 2 by the boundary surface 30.
  • the second section 30b thus has a substantially constant height.
  • the transition from the first to the second section of the boundary surface 30 lies directly in front of the outlet openings 24, directly at the boundary edges of the outlet openings 24 or above the outlet openings 24. This leads to the fact that above a perpendicular to the valve longitudinal axis 2 extending entrance plane 31 of At least one outlet opening 24 is present only a small amount of Anströmhohlraums 26 and the flow on the way from the outlet opening 27, starting to the outlet openings 24 is accelerated steadily Zerstäubungsfördemd.
  • the diameter of the entire inflow opening 19 including a relative to the outlet openings 24 radially outward back space R is denoted by D3.
  • An imaginary flowable vertical passage area above the outlet opening 24 in the onflow cavity 26 calculated as the product of the circumference of the outlet opening 24 in the region of its inlet plane 31 and the free height in the onflow cavity 26 is smaller than the area of the inlet plane 31 of the outlet opening 24. The highest atomization quality is achieved if this ratio is maintained at all outlet openings 24 of the perforated disc 23
  • the imaginary passage area is the smallest, volume-measuring cross-section in the flow path.
  • the entry level 31 of the outlet opening 24, the flow entering it provides more cross-sectional area than is needed for the flow rate predated by the passage area 32.
  • the flow is thus completely detached from the wall of the outlet opening 24 in the entry plane 31.
  • the horizontal velocity components of the flow entering the inlet plane 31 are thus not hindered by the wall of the outlet opening 24 at the entry plane 31, so that the fuel jet when leaving the outlet opening 24 has the full intensity of the horizontal components generated in the onflow cavity 26 and therefore with maximum atomization fan out.
  • FIG. 3 is a further invention inventively designed Anströmhohlraum 26 as an annular region of the inflow opening 19 in an enlarged view in one with FIG. 2 shown comparable section.
  • the boundary surface 30 of the valve seat body 16 extends from the outlet opening 27 parabolic, convex, said first portion 30a of the boundary surface 30 above the at least one outlet opening 24 flowing in the second substantially perpendicular to the valve longitudinal axis 2 extending, a constant height portion 30b passes

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Bekannt ist bereits aus der DE 42 21 185 A1 ein Brennstoffeinspritzventil, das stromabwärts eines festen Ventilsitzes eine Lochscheibe mit mehreren Auslassöffnungen aufweist. Die Lochscheibe wird zunächst mit zumindest einer Auslassöffnung durch Stanzen versehen, die parallel zur Ventillängsachse verläuft. Dann wird die Lochscheibe in ihrem mittleren Bereich, der die Auslassöffnungen aufweist, durch Tiefziehen plastisch verformt, so dass die Auslassöffnungen geneigt gegenüber der Ventillängsachse verlaufen und sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig bzw. konisch erweitern. Auf diese Weise werden gegenüber bis dahin bekannten Einspritzventilen eine gute Aufbereitung und eine gute Strahlstabilität des durch die Auslassöffnungen abgegebenen Mediums erzielt, jedoch ist der Herstellungsprozess der Lochscheibe mit ihren Auslassöffnungen sehr aufwändig. Die Auslassöffnungen sind unmittelbar stromabwärts einer Austrittsöfnung im Ventilsitzkörper vorgesehen und werden insofern direkt angeströmt, wobei die Auslassöffnungen selbst den engsten Strömungsquerschnitt festlegen.
  • Aus der JP 2001-046919 A ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem stromabwärts des Ventilsitzes eine Lochscheibe mit mehreren Auslassöffnungen vorgesehen ist. Dabei ist zwischen einer Austrittsöffnung im Ventilsitzkörper und der Lochscheibe eine Zuströmöffnung mit größerem Durchmesser ausgebildet, die einen ringförmigen Anströmhohlraum für die Auslassöffnungen bildet. Die Auslassöffnungen der Lochscheibe stehen mit der Zuströmöffnung und dem ringförmigen Anströmhohlraum in unmittelbarer Strömungsverbindung und werden dabei von der oberen Begrenzung der Zuströmöffnung überdeckt. Mit anderen Worten ausgedrückt liegt ein vollständiger Versatz von der den Einlass der Zuströmöfnung festlegenden Austrittsöffnung und den Auslassöffnungen vor. Aufgrund des radialen Versatzes der Auslassöffnungen gegenüber der Austrittsöffnung im Ventilsitzkörper ergibt sich ein S-förmiger Strömungsverlauf des Brennstoffs, der eine zerstäubungsfördernde Maßnahme darstellt, wobei jedoch die Auslassöffnungen in nachteiliger Weise den engsten Strömungsquerschnitt bilden und die Zerstäubungsqualität mindern. Die den S-förmigen Verlauf der Strömung bestimmende Zuströmöffnung weist eine durchgehend konstante Höhe auf.
  • Ein anderes Beispiel ist aus der Druckschrift US 2003/057300 A1 bekannt.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise eine gleichmäßige Feinstzerstäubung des Brennstoffs erreicht wird, wobei eine besonders hohe Aufbereitungsqualität und Zerstäubungsgüte mit sehr kleinen Brennstofftröpfchen erzielt wird. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, dass im Ventilsitzkörper stromaufwärts der Auslassöffnungen eine Zuströmöffnung mit einem ringförmigen Anströmhohlraum vorgesehen ist, die größer ist als eine Austittsöffnung stromabwärts des Ventilsitzes. Auf diese Weise übernimmt der Ventilsitzkörper bereits die Funktion einer Strömungsbeeinflussung in der Lochscheibe. In besonders vorteilhafter Weise wird durch die Ausbildung der Zuströmöffnung ein S-Schlag in der Strömung zur Zerstäubungsverbesserung des Brennstoffs erreicht, da der Ventilsitzkörper mit der oberen Begrenzung der Zuströmöffnung die Auslassöffnungen der Lochscheibe überdeckt Durch die stetige Verringerung der Höhe der Zuströmöffnung von der Austrittsöffnung ausgehend bis zu den Auslassöffnungen in der Lochscheibe wird die Strömung in der Zuströmöffnung vorteilhafterweise zerstäubungsfördernd beschleunigt.
  • Von besonderem Vorteil ist es, dass stromabwärts eines Ventilsitzes eine anströmbare Durchtrittsfläche oberhalb der wenigstens einen Auslassöffnung in dem stromaufwärts der Lochscheibe vorgesehenen Anströmhohlraum kleiner ist als die Fläche der Eintrittsebene der Auslassöffnung, wobei sich die Durchtrittsfläche berechnet als das Produkt aus dem Umfang der Auslassöffnung im Bereich ihrer Eintrittsebene und der freien Höhe im Anströmhohlraum der Zuströmöffnung.
  • Die horizontalen Geschwindigkeitskomponenten der in die Eintrittsebene einmündenden Strömung werden durch die Wandung der jeweiligen Auslassöffnung an der Eintrittsebene nicht behindert, so dass der Brennstoffstrahl beim Verlassen der Auslassöffnung die volle Intensität der in dem Anströmhohlraum generierten Horizontalkomponenten besitzt und deshalb mit maximaler Zerstäubung auffächert.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
  • Mittels galvanischer Metallabscheidung lassen sich in vorteilhafter Weise Lochscheiben in reproduzierbarer Weise äußerst präzise und kostengünstig in sehr großen Stückzahlen gleichzeitig herstellen. Außerdem erlaubt diese Herstellungsweise eine extrem große Gestaltungsfreiheit, da die Konturen der Öffnungen in der Lochscheibe frei wählbar sind.
    • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein teilweise dargestelltes Einspritzventil, Figur 2 den Ausschnitt II in Figur 1 mit dem erfindungsgemäß ausgestalteten Anströmhohlraum in einer vergrößerten Darstellung und Figur 3 den gleichen Ausschnitt II mit einer zweiten Ausführungsform.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In der Figur 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen teilweise dargestellt. Das Einspritzventil hat einen nur schematisch angedeuteten, einen Teil eines Ventilgehäuses bildenden, rohrförmigen Ventilsitzträger 1, in dem konzentrisch zu einer Ventillängsachse 2 eine Längsöffnung 3 ausgebildet ist. In der Längsöffnung 3 ist eine z. B. rohrförmige Ventilnadel 5 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen Ende 6 mit einem z. B. kugelförmigen Ventilschließkörper 7, an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 8 zum Vorbeiströmen des Brennstoffs vorgesehen sind, fest verbunden ist.
  • Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 5 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder bzw. Schließen des Einspritzventils dient ein schematisch angedeuteter elektromagnetischer Kreis mit einer Magnetspule 10, einem Anker 11 und einem Kern 12. Der Anker 11 ist mit dem dem Ventilschließkörper 7 abgewandten Ende der Ventilnadel 5 durch z.B. eine mittels eines Lasers ausgebildete Schweißnaht verbunden und auf den Kern 12 ausgerichtet.
  • In dem stromabwärts liegenden Ende des Ventilsitzträgers 1 ist ein Ventilsitzkörper 16 z.B. durch Schweißen dicht montiert. An seiner dem Ventilschließkörper 7 abgewandten, unteren Stirnseite 17 ist der Ventilsitzkörper 16 gestuft ausgeführt, wobei in einem mittleren Bereich rund um die Ventillängsachse 2 eine Vertiefung 20 vorgesehen ist, in der eine flache, z.B. einlagige Lochscheibe 23 eingebracht ist. Die Lochscheibe 23 weist wenigstens eine, idealerweise jedoch zwei bis vierzig Auslassöffnungen 24 auf. Stromaufwärts der Vertiefung 20 und damit der Auslassöffnungen 24 der Lochscheibe 23 ist im Ventilsitzkörper 16 eine Zuströmöffnung 19 vorgesehen, über die die einzelnen Auslassöffnungen 24 angeströmt werden. Die Zuströmöffnung 19 besitzt dabei einen Durchmesser, der größer ist als die Öffnungsweite einer Austrittsöffnung 27 im Ventilsitzkörper 16, aus der der Brennstoff kommend in die Zuströmöffnung 19 und letztlich in die Auslassöffnungen 24 einströmt.
  • Die Zuströmöffnung 19 ist erfindungsgemäß insbesondere im unmittelbaren Anströmbereich der Auslassöfinungen 24 mit einer besonderen Geometrie ausgeführt. Der gegenüber der Austrittsöffnung 27 durchmessergrößere Ringbereich der Zuströmöffnung 19 ist in den Figuren 2 und 3 vergrößert dargestellt, anhand dieser Figuren näher erläutert und wird im Folgenden als Anströmhohlraum 26 bezeichnet.
  • Die Verbindung von Ventilsitzkörper 16 und Lochscheibe 23 erfolgt beispielsweise durch eine umlaufende und dichte, mittels eines Lasers ausgebildete Schweißnaht 25, die außerhalb der Zuströmöffnung 19 platziert ist. Nach der Befestigung der Lochscheibe 23 liegt diese in der Vertiefung 20 versenkt gegenüber der Stirnseite 17.
  • Die Einschubtiefe des Ventilsitzkörpers 16 mit der Lochscheibe 23 in der Längsöffnung 3 bestimmt die Größe des Hubs der Ventilnadel 5, da die eine Endstellung der Ventilnadel 5 bei nicht erregter Magnetspule 10 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 7 an einer sich stromabwärts konisch verjüngenden Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 16 festgelegt ist. Die andere Endstellung der Ventilnadel 5 wird bei erregter Magnetspule 10 beispielsweise durch die Anlage des Ankers 11 an dem Kern 12 festgelegt. Der Weg zwischen diesen beiden Endstellungen der Ventilnadel 5 stellt somit den Hub dar.
  • Alternativ zu dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Lochscheibe 23 z.B. auch zweilagig mit zwei Funktionsebenen übereinander aufgebaut sein.
  • Die Auslassöffnungen 24 der Lochscheibe 23 stehen mit der Zuströmöffnung 19 und dem ringförmigen Anströmhohlraum 26 in unmittelbarer Strömungsverbindung und werden dabei von der oberen Begrenzung der Zuströmöffnung 19 überdeckt. Mit anderen Worten ausgedrückt liegt ein vollständiger Versatz von der den Einlass der Zuströmöffnung 19 festlegenden Austrittsöffnung 27 und den Auslassöffnungen 24 vor. Aufgrund des radialen Versatzes der Auslassöffnungen 24 gegenüber der Austrittsöffnung 27 ergibt sich ein S-förmiger Strömungsverlauf des Mediums, hier des Brennstoffs.
  • Durch den sogenannten S-Schlag vor und innerhalb der Lochscheibe 23 mit mehreren starken Strömungsumlenkungen wird der Strömung eine starke, zerstäubungsfördernde Turbulenz aufgeprägt. Der Geschwindigkeitsgradient quer zur Strömung ist dadurch besonders stark ausgeprägt. Er ist ein Ausdruck für die Änderung der Geschwindigkeit quer zur Strömung, wobei die Geschwindigkeit in der Mitte der Strömung deutlich größer ist als in der Nähe der Wandungen. Die aus den Geschwindigkeitsunterschieden resultierenden erhöhten Scherspannungen im Fluid begünstigen den Zerfall in feine Tröpfchen nahe der Auslassöffnungen 24. Erfindungsgemäß wird durch die spezifische Geometrie der Zuströmöffnung 19 bzw. des Anströmhohlraums 26 das Fluid durch seine permanente Beschleunigung noch zusätzlich in seiner Zerstäubung positiv beeinflusst, so dass ein noch weiter verbesserter Zerfall in feinste Tröpfchen erzielbar ist.
  • Die Lochscheibe 23 ist beispielsweise mittels galvanischer Metallabscheidung hergestellt, wobei die Herstellung einer einlagigen Lochscheibe 23 insbesondere mit der Technik des lateralen Überwachsens vorteilhaft ist. Eine stanztechnische Herstellung der Lochscheibe 23 ist ebenso denkbar. Die Auslassöffnungen 24 besitzen in idealer Weise eine trompetenförmige oder lavaldüsenartige Kontur. Vom Querschnitt her können die Auslassöffnungen 24 z.B. eine kreisförmige, ovale oder auch mehreckige Form aufweisen.
  • Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt II in Figur 1 zur Verdeutlichung der Geometrie der Zuströmöffnung 19 bzw. des Anströmhohlraums 26 zwischen der Begrenzungsfläche 30 des Ventilsitzkörpers 16 und der Lochscheibe 23. Der Ventilsitzkörper 16 ist derart ausgestaltet, dass die Begrenzungsfläche 30 von der Austrittsöffnung 27 (Durchmesser D1) ausgehend in Richtung zur Lochscheibe 23 in einem ersten Abschnitt 30a radial nach außen hin stetig schräg geneigt bis zu einem Durchmesser D2 abfällt. Im Bereich des Durchmessers D2 ist eine Stufe bzw. ein Knick in der Begrenzungsfläche 30 vorgesehen, von dem an ein zweiter Abschnitt 30b der Zuströmöffnung 19 radial nach außen folgt, der weitgehend senkrecht zur Ventillängsachse 2 durch die Begrenzungsfläche 30 begrenzt ist. Während in dem ersten Abschnitt 30a in Strömungsrichtung gesehen die Höhe der Zuströmöffnung 19 stetig geringer wird, besitzt der zweite Abschnitt 30b also eine weitgehend konstante Höhe. Der Übergang vom ersten zum zweiten Abschnitt der Begrenzungsfläche 30 (Durchmesser D2) liegt dabei unmittelbar vor den Auslassöffnungen 24, direkt an den Begrenzungskanten der Auslassöffnungen 24 oder oberhalb der Auslassöffnungen 24. Dies führt dazu, dass über einer senkrecht zur Ventillängsachse 2 verlaufenden Eintrittsebene 31 der wenigstens einen Auslassöffnung 24 nur noch eine geringe Höhe des Anströmhohlraums 26 vorliegt und die Strömung auf dem Weg von der Austrittsöffnung 27 ausgehend zu den Auslassöffnungen 24 stetig zerstäubungsfördemd beschleunigt wird. Der Durchmesser der gesamten Zuströmöffnung 19 einschließlich eines gegenüber den Auslassöffnungen 24 radial auswärtigen Rückraums R ist mit D3 gekennzeichnet.
  • Eine gedachte anströmbare senkrechte Durchtrittsfläche über der Auslassöffnung 24 im Anströmhohlraum 26, die sich berechnet als das Produkt aus dem Umfang der Auslassöffnung 24 im Bereich ihrer Eintrittsebene 31 und der freien Höhe im Anströmhohlraum 26, ist kleiner als die Fläche der Eintrittsebene 31 der Auslassöffnung 24. Die höchste Zerstäubungsgüte wird erzielt, wenn dieses Verhältnis an allen Auslassöffnungen 24 der Lochscheibe 23 eingehalten ist
  • Bei den vorbeschriebenen Größenverhältnissen ist die gedachte Durchtrittsfläche der kleinste, mengenzumessende Querschnitt im Strömungspfad. Die Eintrittsebene 31 der Auslassöffnung 24 bietet der in sie eintretenden Strömung mehr Querschnittsfläche, als für die durch die Durchtrittsfläche 32 vordosierte Durchflussmenge benötigt wird. Die Strömung ist insofern in der Eintrittsebene 31 vollständig von der Wandung der Auslassöffnung 24 abgelöst. Die horizontalen Geschwindigkeitskomponenten der in die Eintrittsebene 31 einmündenden Strömung werden also durch die Wandung der Auslassöffnung 24 an der Eintrittsebene 31 nicht behindert, so dass der Brennstoffstrahl beim Verlassen der Auslassöffnung 24 die volle Intensität der in dem Anströmhohlraum 26 generierten Horizontalkomponenten besitzt und deshalb mit maximaler Zerstäubung auffächert.
  • In Figur 3 ist ein weiterer erfindungsgemäß ausgestalteter Anströmhohlraum 26 als Ringbereich der Zuströmöffnung 19 in einer vergrößerten Darstellung in einem mit Figur 2 vergleichbaren Ausschnitt gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel verläuft die Begrenzungsfläche 30 des Ventilsitzkörpers 16 von der Austrittsöffnung 27 parabelförmig, konvex gewölbt, wobei dieser erste Abschnitt 30a der Begrenzungsfläche 30 oberhalb der wenigstens einen Auslassöffnung 24 fließend in den zweiten weitgehend senkrecht zur Ventillängsachse 2 verlaufenden, eine konstante Höhe aufweisenden Abschnitt 30b übergeht

Claims (7)

  1. Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse (2), mit einem einen festen Ventilsitz (29) aufweisenden Ventilsitzkörper (16), mit einem mit dem Ventilsitz (29) zusammenwirkenden Ventilschließkörper (7), der entlang der Ventillängsachse (2) axial bewegbar ist, und mit einer stromabwärts des Ventilsitzes (29) angeordneten Lochscheibe (23), die wenigstens eine Auslassöffnung (24) besitzt, und mit einer Zuströmöffnung (19) zwischen einer durchmesserkleineren Austrittsöffnung (27) des Ventilsitzkörpers (16) und der wenigstens einen Auslassöffnung (24), wobei eine der Lochscheibe (23) gegenüberliegende Begrenzungsfläche (30) des Ventilsitzkörpers (16) derart ausgebildet ist, dass sich ausgehend von der Austrittsöffnung (27) die Höhe der Zuströmöffnung (19) in einem ersten Abschnitt (30a) bis zu der wenigstens einen Auslassöffnung (24) stetig verringert, während die Höhe der Zuströmöffnung (19) in einem zweiten radial äußeren Abschnitt (30b) weitgehend konstant ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine gedachte anströmbare Durchtrittsfläche über der wenigstens einen Auslassöffnung (24) in der stromaufwärts der Lochscheibe (23) vorgesehenen Zuströmöffnung (19), die sich berechnet als das Produkt aus dem Umfang der Auslassöffnung (24) im Bereich ihrer Eintrittsebene (31) und der freien Höhe in der Zuströmöffnung (19), kleiner ist als die Fläche der Eintrittsebene (31) der Auslassöffnung (24).
  2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (30a) durch eine ebene, schräg geneigte Begrenzungsfläche (30) begrenzt ist.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (30a) durch eine parabelförmig gewölbte Begrenzungsfläche (30) begrenzt ist.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang vom ersten (30a) zum zweiten Abschnitt (30b) unmittelbar vor der wenigstens einen Auslassöffnung (24), direkt an der Begrenzungskante der wenigstens einen Auslassöffnung (24) oder oberhalb der wenigstens einen Auslassöffnung (24) liegt.
  5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Auslassöffnung (24) eine trompetenförmige oder lavaldüsenartige Kontur aufweist.
  6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochscheibe (23) mittels galvanischer Metallabscheidung oder stanztechnisch herstellbar ist.
  7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lochscheibe (23) zwischen zwei und vierzig Auslassöffnungen (24) vorgesehen sind und die anströmbare Durchtrittsfläche über jeder Auslassöffnung (24) in der Zuströmöffnung (19) kleiner ist als die Fläche der Eintrittsebene (31) der jeweiligen Auslassöffnung (24).
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