EP3034856A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents
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- EP3034856A1 EP3034856A1 EP15191378.7A EP15191378A EP3034856A1 EP 3034856 A1 EP3034856 A1 EP 3034856A1 EP 15191378 A EP15191378 A EP 15191378A EP 3034856 A1 EP3034856 A1 EP 3034856A1
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Definitions
- the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.
- a fuel injector in which a fuel filter is press-fitted into the fuel inlet port at the upstream end of the fuel injector.
- This fuel filter is provided at the periphery, for example, with a brass ring which forms the mating with the wall of the Brennscherinlassstutzens when pressing the fuel filter.
- the brass ring surrounds an annular solid plastic section of the main body of the fuel filter, from which extend, for example, three webs in the longitudinal direction to a common bottom portion, of which the actual screen mesh is encapsulated in these sub-areas.
- An adjusting sleeve downstream of the fuel filter is used to adjust the spring bias of a voltage applied to the adjusting return spring.
- the fuel injection valve according to the invention with the features of the main claim has the advantage that a setting element is used as a combined component in the fuel inlet that combines a high functional integration (adjustment of the spring force of the return spring, filtering the fuel, damping of pressure pulsations) in itself, the adjustment of a Sleeve is formed to the outside, which receives an insert in its interior and this safe and protected encloses and in the wall directly a filter function is integrated.
- the filter region of the adjusting element provided in the sleeve has between 3000 and 17000 passage openings, which are introduced, for example, by means of laser drilling.
- the cross-sectional area of the filter area as the sum of all cross-sections of the passage openings is greater than the cross-sectional area of the throttle bore of the throttle element.
- a spring guide can be integrated in a particularly simple and cost-effective manner in the production of the sleeve of the adjusting element, without the need for additional components.
- the cost of manufacturing the adjustment can be kept low in this way.
- the internal geometries of the inner pole and the connecting sleeve can be made simplified; the tolerance requirements can be lowered.
- the spring guide integrated on the adjusting element according to the invention also has the advantage that the wear in the inner pole bore is markedly reduced compared with spring guides arranged directly in the inner pole.
- FIG. 1 an axial section through a fuel injection valve according to the prior art
- FIG. 2 an enlarged section of the in FIG. 1 shown fuel injection valve in the area II in FIG. 1 with an embodiment of the adjusting element according to the invention
- FIG. 3 the adjustment in an outside view
- FIG. 4 a cut-open adjustment according to FIG. 3
- FIGS. 2 to 4 Embodiments of a fuel injection valve according to the invention will be described in more detail, is to better understand the invention first with reference to FIG. 1 an already known fuel injection valve will be briefly explained with respect to its essential components.
- fuel injection valve 1 is designed in the form of a fuel injection valve 1 for fuel injection systems of mixture-compression, spark-ignition internal combustion engines.
- the fuel injection valve 1 is suitable in particular for the direct injection of fuel 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 body 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat.
- the fuel injection valve 1 in the exemplary embodiment is an inwardly opening fuel injection valve 1, which has at least one injection opening 7.
- the nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against an outer pole 9 of a magnetic coil 10.
- the magnetic coil 10 is encapsulated in a coil housing 11 and wound on a bobbin 12, which rests against an inner pole 13 of the magnetic coil 10.
- the inner pole 13 and the outer pole 9 are separated by a constriction 26 and connected to each other by a non-ferromagnetic connecting member 29.
- the magnetic coil 10 is energized via a line 19 from a via an electrical plug contact 17 can be supplied with electric current.
- the plug contact 17 is surrounded by a plastic casing 18, which may be molded on
- valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14, which is designed disk-shaped. Upstream of the dial 15 is an armature 20. This is a non-positively connected via a first flange 21 with the valve needle 3 in connection, which is connected by a weld 22 with the first flange 21. On the first flange 21, a return spring 23 is supported, which is brought in the present design of the fuel injection valve 1 by an adjusting sleeve 24 to bias.
- Fuel channels 30, 31 and 32 extend in the upper valve needle guide 14, in the armature 20 and on a lower guide element 36.
- the fuel is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25.
- the fuel injection valve 1 is sealed by a seal 28 against a fuel distributor line, not shown, and by a further seal 37 against a cylinder head, not shown.
- a Vorhubfeder 38 is arranged, which holds the armature 20 in the resting state of the fuel injection valve 1 in abutment against the second flange 34.
- the spring constant of the Vorhubfeder 38 is substantially smaller than the spring constant of the return spring 23rd
- the armature 20 In the idle state of the fuel injection valve 1, the armature 20 is acted upon by the return spring 23 and the Vorhubfeder 38 against its stroke direction so that the valve closing body 4 is held on the valve seat surface 6 in sealing engagement. Upon excitation of the magnetic coil 10, this builds up a magnetic field, which initially moves the armature 20 counter to the spring force of the prestroke spring 38 in the stroke direction, wherein an anchor free travel is predetermined by the distance between the first flange 21 and the armature 20. After passing through the armature free passage, the armature 20 takes the first flange 21, which is welded to the valve needle 3, against the spring force of the return spring 23 also in the stroke direction with.
- the armature 20 passes through a total stroke, which corresponds to the height of the working gap 27 between the armature 20 and the inner pole 13.
- the valve closing body 4 communicating with the valve needle 3 lifts off from the valve seat surface 6, and the fuel guided via the fuel channels 30 to 32 is sprayed through the injection opening 7.
- the armature 20 drops after sufficient degradation of the magnetic field by the pressure of the return spring 23 from the inner pole 13, whereby the valve connected to the needle 3 in communication first flange 21 moves against the stroke direction.
- the valve needle 3 is thereby moved in the same direction, whereby the Valve-closing body 4 touches on the valve seat surface 6 and the fuel injection valve 1 is closed.
- the Vorhubfeder 38 then acts on the armature 20 again so that it does not rebound from the second flange 34, but returns to the rest state without Anschlagspreller.
- the inner pole 13 is made sleeve-shaped towards the inlet end of the fuel injection valve 1 and thus forms a connecting sleeve 40 in this area.
- the connecting sleeve 40 can also be formed as a separate component independently of the inner pole 13, into which then e.g. the inner pole 13 is fitted.
- the filter element 25 is introduced, which serves to filter out such particles in the fuel, which could otherwise lead to functional impairments of the relevant valve components such as the sealing seat.
- the electromagnetic circuit may e.g. be replaced by a piezoelectric actuator or a magnetostrictive actuator as an actuator.
- FIG. 2 shows in a partial axial sectional view of the in FIG. 1
- an adjustment 50 which is designed as a combined component and at least the functions of the adjusting sleeve 24 and the filter element 25 combines.
- the adjustment element 50 itself only consists of two parts.
- the outer sheath of the adjusting element 50 forms a metal sleeve 51, which is executed, for example, multi-stepped and manufactured by deep drawing.
- the thin-walled sleeve 51 has a radially enlarged region 61 in an inlet-side section, for example, which represents the diameter-largest region of the adjustment element 50.
- the axially succeeding outflow-side portion is the smallest diameter portion 62 of the adjustment member 50, but is only slightly smaller in outer diameter than the pressing portion 55 and acts as a filter portion 62.
- the filter element is thus integrated directly; an additional screen member as an insert for the adjustment member 50 is not required.
- the filter portion 62 is characterized in that a plurality of through holes 63 are provided in it.
- the filter region 62 in the sleeve 51 of the adjusting element 50 has between 3000 and 17000 through-openings 63.
- the cross-sectional area of the filter region 62 is the sum of all cross sections of the Throughput openings 63 are larger than the cross-sectional area of a throttle bore 54 of a throttle element 56 integrated in the adjustment element 50.
- the passage openings 63 are ideally introduced by means of laser drilling in the wall of the sleeve 51.
- a throttle bore 54 which has an opening cross section which is smaller by a multiple than the opening cross section of the connecting sleeve 40 and the inner pole 13.
- the throttle bore 54 has, for example, a diameter of 0.4 mm to 1.5 mm, depending on the opening width of the connecting sleeve 40.
- the throttle bore 54 is introduced in a separate insert, which is designed as a disk-shaped throttle element 56.
- the throttle element 56 is accommodated at least partially in the radially enlarged region 61 of the thin-walled sleeve 51.
- the sleeve 51 is designed conically projecting above the pressing area 55 with a bulge 60. Since the throttle element 56 is itself provided with a conical lateral surface at least in a partial region, the throttle element 56 can be received in a form-fitting manner in the area of the bulge 60 of the radially enlarged region 61 of the sleeve 51.
- connection region can be secured in that a welded connection 69 in the form of a peripheral seam or several stitching points in the area of the bulge 60 is produced.
- the welded joint 69 can optionally by laser, roll, resistance welding o.ä. Joining methods are produced.
- the edge region of the throttle element 56 is sealed so far that a bypass to the throttle bore 54 is prevented.
- the throttle member 56 has, for example, an upstream side portion 66 smaller in diameter than the portion corresponding to the radially enlarged portion 61 of the sleeve 51 and protruding from the sleeve 51.
- the radially enlarged region 61 of the sleeve 51 can also be cylindrical, so that in this case also the throttle element 56 has a cylindrical insertion region.
- the lower, downstream end of the adjusting element 50 is formed by a pin-like guide means 67, which adjoins the filter portion 62, but has a significantly smaller diameter and the guide of the return spring 23 is used, so that advantageously a further function in the adjustment member 50th is integrated.
- the adjusting element 50 is guided into the inner pole 13, in which case the return spring 23 is finally adjusted to a desired pre-press dimension via the pressing region 55.
- the connecting sleeve 40 is inserted over the protruding upper end of the adjusting element 50.
- FIG. 3 shows the adjustment 50 in an external view.
- the design of the sleeve 51 which seen over its axial length has a plurality of regions 55, 61, 62, which have a different outer diameter.
- the throttle element 56 may ideally be a simple, precisely made in outer and inner diameter disc with parallel end faces.
- FIG. 4 is the adjusting element 50 according to FIG. 3 shown in a sectional view.
- the throttle element 56 is designed disc-shaped and stepped and is the inlet side of the sleeve 51 on the bulge 60 of the sleeve 51 out.
- the protruding pin-like portion 66 has a significantly smaller outer diameter than the outer diameter of which is located within the sleeve 51 portion of the throttle element 56th
- the invention is not limited to the illustrated embodiments and also in a variety of other designs of fuel injection valves compared to those in FIG. 1 shown design of the fuel injection valve feasible.
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Abstract
Description
- Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
- Aus der
DE 40 03 228 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem ein Brennstofffilter am zulaufseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils in den Brennstoffeinlassstutzen eingepresst ist. Dieser Brennstofffilter ist am Umfang beispielsweise mit einem Messingring versehen, der mit der Wandung des Brennstoffeinlassstutzens die Paarung beim Einpressen des Brennstofffilters bildet. Der Messingring umgibt einen ringförmigen Kunststoffmassivabschnitt des Grundkörpers des Brennstofffilters, von dem aus z.B. drei Stege in Längsrichtung bis zu einem gemeinsamen Bodenabschnitt verlaufen, von denen das eigentliche Siebgewebe in diesen Teilbereichen umspritzt ist. Eine Einstellhülse stromabwärts des Brennstofffilters dient zur Einstellung der Federvorspannung einer an der Einstellhülse anliegenden Rückstellfeder. - Bekannt sind desweiteren bereits Brennstoffeinspritzventile, bei denen die Einstellhülse und der Brennstofffilter als ein so genanntes Kombibauteil vorliegen, also die beiden Funktionen der Einstellung der Federvorspannung einer an der Einstellhülse anliegenden Rückstellfeder und die Filterung des einströmenden Brennstoffs in einem Bauteil integriert sind (
US 5,335,863 A ,US 6,434,822 B1 ,EP 1 296 057 B1 ,EP 2 426 351 A1 ,EP 1 377 747 A1 ). Alle bekannten Lösungen zeichnen sich dadurch aus, dass ein Pressbereich im Bereich der Einstellhülse vorgesehen ist, der mit der Wandung des sie umgebenden Anschlussstutzens eine Presspassung eingeht, die so eng gewählt ist, dass über die Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils die Federspannung konstant gehalten bleibt, also ein Verrutschen der Einstellhülse ausgeschlossen ist. - Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass ein Einstellelement als Kombibauteil im Brennstoffzulauf eingesetzt ist, dass eine hohe Funktionsintegration (Einstellung der Federkraft der Rückstellfeder, Filterung des Brennstoffs, Dämpfung von Druckpulsationen) in sich vereint, wobei das Einstellelement von einer Hülse nach außen hin gebildet ist, die ein Einlegeteil in ihrem Inneren aufnimmt und dieses sicher und geschützt umschließt und in deren Wandung unmittelbar eine Filterfunktion integriert ist.
- Mit sehr geringen Zusatzkosten und zudem einfach herstellbar ist durch das Einbringen eines scheibenförmigen Drosselelements mit einer integrierten Drosselbohrung in dem Einstellelement eine erhebliche Geräuschreduzierung gegenüber Brennstoffeinspritzventilen ähnlicher Bauart und vergleichbarer konstruktiver Ausgestaltung erzielbar.
- Da in idealer Weise in dem Einstellelement ein Filterelement integriert ist, ist die höchste denkbare Funktionsintegration an dem erfindungsgemäßen Einstellelement vorgenommen.
- Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
- In vorteilhafter Weise weist der in der Hülse vorgesehene Filterbereich des Einstellelements zwischen 3000 und 17000 Durchgangsöffnungen auf, die beispielsweise mittels Laserbohren eingebracht sind. Dabei ist die Querschnittsfläche des Filterbereichs als Summe aller Querschnitte der Durchgangsöffnungen größer als die Querschnittsfläche der Drosselbohrung des Drosselelements.
- In vorteilhafter Weise kann eine Federführung besonders einfach und kostengünstig bei der Herstellung der Hülse des Einstellelements direkt mit integriert werden, ohne dass zusätzliche Bauteile erforderlich wären. Die Kosten der Herstellung des Einstellelements können auf diese Weise niedrig gehalten werden. Die Innengeometrien des Innenpols und der Anschlusshülse können vereinfacht gefertigt werden; die Toleranzanforderungen können gesenkt werden. Die am Einstellelement erfindungsgemäß integrierte Federführung hat zudem den Vorteil, dass in der Innenpolbohrung der Verschleiß gegenüber direkt im Innenpol angeordneter Federführungen deutlich herabgesetzt ist.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen axialen Schnitt durch ein Brennstoffeinspritzventil gemäß dem Stand der Technik,Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem inFigur 1 dargestellten Brennstoffeinspritzventil im Bereich II inFigur 1 mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Einstellelements,Figur 3 das Einstellelement in einer Außenansicht undFigur 4 ein aufgeschnittenes Einstellelement gemäßFigur 3 . - Bevor anhand der
Figuren 2 bis 4 Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils näher beschrieben werden, soll zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst anhand vonFigur 1 ein bereits bekanntes Brennstoffeinspritzventil bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert werden. - Das in
Figur 1 dargestellte Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine. - Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 steht mit einem Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über wenigstens eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen einen Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch eine Verengung 26 voneinander getrennt und miteinander durch ein nicht ferromagnetisches Verbindungsbauteil 29 verbunden. Die Magnetspule 10 wird über eine Leitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17 ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann.
- Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. Stromaufwärts der Einstellscheibe 15 befindet sich ein Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Flansch 21 verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Einstellhülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.
- In der oberen Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und an einem unteren Führungselement 36 verlaufen Brennstoffkanäle 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. Zwischen dem ersten Flansch 21 und dem Anker 20 ist eine Vorhubfeder 38 angeordnet, welche den Anker 20 im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 in Anlage an dem zweiten Flansch 34 hält. Die Federkonstante der Vorhubfeder 38 ist dabei wesentlich kleiner als die Federkonstante der Rückstellfeder 23.
- Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 und der Vorhubfeder 38 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, dass der Ventilschließkörper 4 an der Ventilsitzfläche 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 zunächst entgegen der Federkraft der Vorhubfeder 38 in Hubrichtung bewegt, wobei ein Ankerfreiweg durch den Abstand zwischen dem ersten Flansch 21 und dem Anker 20 vorgegeben ist. Nach Durchlaufen des Ankerfreiwegs nimmt der Anker 20 den ersten Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 ebenfalls in Hubrichtung mit. Der Anker 20 durchläuft dabei einen Gesamthub, der der Höhe des Arbeitsspaltes 27 zwischen dem Anker 20 und dem Innenpol 13 entspricht. 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 Abspritzöffnung 7 abgespritzt.
- 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. Die Vorhubfeder 38 beaufschlagt den Anker 20 dann wiederum so, dass dieser nicht von dem zweiten Flansch 34 zurückprellt, sondern ohne Anschlagspreller in den Ruhezustand zurückkehrt.
- Der Innenpol 13 ist zum Zulaufende des Brennstoffeinspritzventils 1 hin hülsenförmig ausgeführt und bildet insofern in diesem Bereich eine Anschlusshülse 40. Die Anschlusshülse 40 kann auch als separates Bauteil unabhängig vom Innenpol 13 ausgeformt sein, in die dann z.B. der Innenpol 13 eingepasst ist. Im Bereich der Anschlusshülse 40 ist das Filterelement 25 eingebracht, das der Herausfiltrierung solcher Partikel im Brennstoff dient, die ansonsten zu Funktionsbeeinträchtigungen an den relevanten Ventilbauteilen wie dem Dichtsitz führen könnten.
- Der elektromagnetische Kreis kann z.B. auch durch einen Piezoaktor oder einen magnetostriktiven Aktor als Aktuator ersetzt werden.
-
Figur 2 zeigt in einer auszugsweisen axialen Schnittdarstellung den inFigur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt als ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Einstellelements 50, das als Kombibauteil ausgeführt ist und zumindest die Funktionen der Einstellhülse 24 und des Filterelements 25 vereint. Das Einstellelement 50 besteht dabei selbst nur aus zwei Einzelteilen. So bildet die äußere Ummantelung des Einstellelements 50 eine metallene Hülse 51, die z.B. mehrfach gestuft ausgeführt ist und mittels Tiefziehen hergestellt ist. Die dünnwandige Hülse 51 weist dabei z.B. in einem zulaufseitigen Abschnitt einen radial vergrößerten Bereich 61 auf, der den durchmessergrößten Bereich des Einstellelements 50 darstellt. In axialer Richtung schließt sich daran ein durchmesserkleinerer Bereich an, der als Pressbereich 55 dient. Der axial darauffolgende abströmseitige Abschnitt ist der durchmesserkleinste Bereich 62 des Einstellelements 50, der aber nur geringfügig kleiner im Außendurchmesser ist als der Pressbereich 55 und als Filterbereich 62 fungiert. - In der tiefgezogenen Hülse 51 ist insofern das Filterelement unmittelbar integriert; ein zusätzliches Siebteil als Einsatz für das Einstellelement 50 ist nicht erforderlich. Der Filterbereich 62 zeichnet sich dadurch aus, dass eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 63 in ihm vorgesehen ist. Um einen möglichst großen, nicht drosselnden Durchfluss durch die filternden Durchgangsöffnungen 63 zu ermöglichen, weist der Filterbereich 62 in der Hülse 51 des Einstellelements 50 zwischen 3000 und 17000 Durchgangsöffnungen 63 auf. Die Querschnittsfläche des Filterbereichs 62 ist dabei als Summe aller Querschnitte der Durchgangsöffnungen 63 größer als die Querschnittsfläche einer Drosselbohrung 54 eines im Einstellelement 50 integrierten Drosselelements 56. In konkreten Zahlen ausgedrückt, bedeutet dies, dass die Querschnittsfläche des Filterbereichs 62 als Summe aller Querschnitte der Durchgangsöffnungen 63 je nach Auslegung zwischen 1 mm2 und 10 mm2 beträgt. Die Durchgangsöffnungen 63 werden idealerweise mittels Laserbohren in der Wandung der Hülse 51 eingebracht.
- Insbesondere bei Hochdruckeinspritzventilen, die z.B. mit einem Brennstoffdruck von > 100 bar versorgt werden, hat sich gezeigt, dass es im Betrieb zu einer erheblichen Geräuschentwicklung kommt, die als z.T. störend empfunden werden kann. Eine wirksame Geräuschreduzierung erfolgt dadurch, dass im Zulaufbereich des Einstellelements 50 eine Drosselbohrung 54 vorgesehen ist, die einen Öffnungsquerschnitt besitzt, der um ein Vielfaches kleiner ist als der Öffnungsquerschnitt der Anschlusshülse 40 bzw. des Innenpols 13. Die Drosselbohrung 54 besitzt dabei z.B. einen Durchmesser von 0,4 mm bis 1,5 mm je nach Öffnungsweite der Anschlusshülse 40. Mit Hilfe der Drosselbohrung 54 kann eine gezielte Dämpfung von Druckpulsationen im Inneren des Brennstoffeinspritzventils erfolgen. Die Drosselbohrung 54 ist in einem eigenständigen Einlegeteil eingebracht, das als scheibenförmiges Drosselelement 56 ausgeführt ist. Das Drosselelement 56 ist zumindest teilweise im radial vergrößerten Bereich 61 der dünnwandigen Hülse 51 untergebracht. Zur sicheren Aufnahme des Drosselelements 56 ist die Hülse 51 oberhalb des Pressbereichs 55 konisch auskragend mit einer Auftulpung 60 ausgeführt. Da das Drosselelement 56 zumindest in einem Teilbereich selbst mit einer konischen Mantelfläche versehen ist, kann das Drosselelement 56 formschlüssig im Bereich der Auftulpung 60 des radial vergrößerten Bereichs 61 der Hülse 51 aufgenommen werden. Zusätzlich gesichert kann dieser Verbindungsbereich dadurch sein, dass eine Schweißverbindung 69 in Form einer umlaufenden Naht oder mehrerer Heftpunkte im Bereich der Auftulpung 60 erzeugt wird. Die Schweißverbindung 69 kann wahlweise durch Laser-, Roll-, Widerstandsschweißen o.ä. Fügeverfahren hergestellt werden. Der Randbereich des Drosselelements 56 ist dabei so weit abgedichtet ist, dass ein Bypass zu der Drosselbohrung 54 verhindert ist. Das Drosselelement 56 besitzt beispielsweise einen zulaufseitigen Abschnitt 66, der durchmessserkleiner ist als der Bereich, der mit dem radial vergrößerten Bereich 61 der Hülse 51 korrespondiert, und der aus der Hülse 51 heraussteht. Alternativ zur konisch auskragenden Auftulpung 60 kann der radial vergrößerte Bereich 61 der Hülse 51 auch zylindrisch ausgeführt sein, so dass in diesem Falle auch das Drosselelement 56 einen zylindrischen Einschubbereich aufweist.
- Das untere, abströmseitige Ende des Einstellelements 50 wird von einem zapfenartigen Führungsmittel 67 gebildet, das sich an den Filterbereich 62 anschließt, aber einen deutlich kleineren Durchmesser aufweist und der Führung der Rückstellfeder 23 dient, so dass in vorteilhafter Weise eine weitere Funktion in dem Einstellelement 50 integriert ist.
- Während des Montageprozesses wird das Einstellelement 50 in den Innenpol 13 geführt, wobei dann letztlich über den Pressbereich 55 die Rückstellfeder 23 auf ein gewünschtes Voreinpressmaß eingestellt wird. Bei der Montage der Anschlusshülse 40 wird die Anschlusshülse 40 über das hinausstehende obere Ende des Einstellelements 50 gesteckt. Nach dieser Montage und der Verschweißung der Anschlusshülse 40 am Innenpol 13 können schlussendlich durch Verschieben des Einstellelements 50 die dynamische Abspritzmenge und die Federkraft der Rückstellfeder 23 endgültig fest eingestellt werden.
-
Figur 3 zeigt das Einstellelement 50 in einer Außenansicht. Dabei wir die Ausbildung der Hülse 51 deutlich, die über ihre axiale Länge gesehen mehrere Bereiche 55, 61, 62 aufweist, die einen unterschiedlichen Außendurchmesser haben. Das Drosselelement 56 kann in idealer Weise eine einfache, präzis im Außen- und Innendurchmesser hergestellte Scheibe mit parallel verlaufenden Stirnseiten sein. - In
Figur 4 ist das Einstellelement 50 gemäßFigur 3 in einer Schnittdarstellung gezeigt. Das Drosselelement 56 ist scheibenförmig und gestuft ausgeführt und steht zulaufseitig aus der Hülse 51 über die Auftulpung 60 der Hülse 51 heraus. Der hinausstehende zapfenartige Abschnitt 66 weist einen deutlich geringeren Außendurchmesser auf als den Außendurchmesser des innerhalb der Hülse 51 liegenden Abschnitts des Drosselelements 56. - Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und auch bei einer Vielzahl anderer Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen im Vergleich zu der in
Figur 1 gezeigten Bauform des Brennstoffeinspritzventils realisierbar.
Claims (11)
- Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Aktuator (9, 10, 13, 20), durch dessen Erregung eine Hubbewegung einer Ventilnadel (3) erzielbar ist, wodurch eine Betätigung eines Ventilschließkörpers (4), der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, ermöglicht ist, und mit einer zulaufseitigen Brennstoffzufuhr (16), wobei in dem Brennstoffzulauf ein Einstellelement (50) zur Einstellung der Federkraft einer Rückstellfeder (23) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einstellelement (50) von einer Hülse (51) nach außen begrenzt ist, wobei in der Wandung der Hülse (51) ein Filterbereich (62) mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen (63) vorgesehen ist, und im Inneren der Hülse (51) ein Drosselelement (56) als eigenständiges Einlegeteil eingebracht ist. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hülse (51) ein dünnwandiges tiefgezogenes Bauteil darstellt. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Drosselelement (56) eine Strömungsdrossel in Form einer Drosselbohrung (54) vorgesehen ist, die einen Öffnungsquerschnitt besitzt, der um ein Vielfaches kleiner ist als der Öffnungsquerschnitt der Brennstoffzufuhr (16). - Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Drosselelement (56) scheibenförmig ausgebildet ist. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Drosselelement (56) mit einem Abschnitt (66) aus der Hülse (51) heraussteht. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Drosselelement (56) zulaufseitig in der Hülse (51) des Einstellelements (50) eingebracht ist. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hülse (51) über ihre axiale Länge gesehen mehrere Bereiche (55, 61, 62) aufweist, die einen unterschiedlichen Außendurchmesser haben. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Filterbereich (62) in der Hülse (51) des Einstellelements (50) zwischen 3000 und 17000 Durchgangsöffnungen (63) aufweist. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittsfläche des Filterbereichs (62) als Summe aller Querschnitte der Durchgangsöffnungen (63) größer ist als die Querschnittsfläche der Drosselbohrung (54) des Drosselelements (56). - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittsfläche des Filterbereichs (62) als Summe aller Querschnitte der Durchgangsöffnungen (63) zwischen 1 mm2 und 10 mm2 beträgt. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Hülse (51) Mittel (67) vorgesehen sind, die der Führung der Rückstellfeder (23) dienen.
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