EP3999735A1 - Kraftstoffinjektor - Google Patents

Kraftstoffinjektor

Info

Publication number
EP3999735A1
EP3999735A1 EP20739328.1A EP20739328A EP3999735A1 EP 3999735 A1 EP3999735 A1 EP 3999735A1 EP 20739328 A EP20739328 A EP 20739328A EP 3999735 A1 EP3999735 A1 EP 3999735A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bore
fuel
nozzle needle
longitudinal axis
needle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20739328.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Lessing
Fabian Wolf
Ferdinand Nicolai
Michael Leukart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3999735A1 publication Critical patent/EP3999735A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • F02M61/1866—Valve seats or member ends having multiple cones
    • 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
    • F02M61/1886—Details of valve seats not covered by groups F02M61/1866 - F02M61/188
    • 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
    • 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
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
    • 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
    • F02M61/1893—Details of valve member ends not covered by groups F02M61/1866 - F02M61/188
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/06—Fuel-injection apparatus having means for preventing coking, e.g. of fuel injector discharge orifices or valve needles

Definitions

  • the invention relates to a fuel! injector, as it is used in particular as part of a common rail injection system for injecting fuel into the combustion chamber of a compression-ignition internal combustion engine.
  • FIG. 2 of DE 102 42 685 A1 of the applicant An injector with the features of the preamble of claim 1 is known from FIG. 2 of DE 102 42 685 A1 of the applicant.
  • the known fuel injector is characterized by a nozzle needle, the needle tip of which is two conical in the direction of a blind hole bottom of a nozzle body
  • the fuel injector according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that, in addition to a simplified manufacture of the nozzle needle Especially with small strokes or during the opening and closing of the nozzle needle, a cavitation tendency due to the formation of bubbles in the fuel is reduced to such an extent that no cavitation damage results in the area below the sealing seat in the area of the blind hole and especially not in the area of the injection openings. Furthermore, the fuel injector has the advantage that the nozzle needle is off-axis when it opens
  • the invention is based on the idea that the described advantages can be achieved either by reducing the flow speed when opening the nozzle needle and thus the tendency to vortex formation with the resulting cavitation phenomena and / or that the flow of the fuel is better with small strokes of the nozzle needle is performed and / or that the fuel is subjected to less pronounced deflections and / or that a changed flow path of the fuel is realized.
  • Claim 1 provides that the nozzle needle has a conical or conical shape from the area of the valve seat surface to an end face facing the blind hole
  • the blind hole in the area of the sealing seat has a first section at a first angle to the longitudinal axis of the nozzle body, at which a second section extends in the direction of a blind hole bottom adjoins at a second angle, the second angle being smaller than the first angle with respect to the longitudinal axis.
  • the bore is designed as a straight bore and is arranged at an oblique angle of the nozzle needle to the longitudinal axis.
  • the arrangement optimizes the flow guidance of the fuel through the bore in that only slight deflections of the flow path for the fuel are realized. In addition, there is such a hole
  • the oblique angle of the at least one bore corresponds to an oblique angle of the at least one
  • Injection opening in the nozzle body is adapted or corresponds.
  • the flow is not or only slightly deflected when flowing out of the bore in the direction of the at least one injection opening, which results in an optimization of the flow guidance and thus a reduction in the formation of eddies.
  • the bore outlet of the at least one bore is arranged at the level of the injection opening or between the injection opening and the bottom of the blind hole when the nozzle needle is in the lowered position.
  • the height offset between the bore outlet of the at least one bore and the at least one injection opening, viewed in the direction of the longitudinal axis of the nozzle needle, is minimized when the nozzle needle is opened.
  • Nozzle body provides that the nozzle needle rotatably with respect to their
  • Longitudinal axis is aligned so that the fuel flows almost directly is made possible from the area of the nozzle needle into the area of the injection opening.
  • the bore outlet of the at least one bore opens in the area of the end face of the needle tip facing the blind hole base.
  • Such a configuration or arrangement of the at least one bore can possibly be implemented even more easily from a manufacturing point of view than the proposals made above, in which the bore outlet is located on one
  • the bore outlet is located in the area of the end face of the needle tip facing the blind hole base, provides that the at least one bore has a plurality of bore sections, one of which is the end face of the needle tip
  • such a bore section can be on the side of the needle tip facing away from the end face in a transverse bore that runs perpendicular to the longitudinal axis and traverses the nozzle needle as the second
  • the first bore section is connected on the side facing away from the end face of the needle tip with at least one bore arranged at an oblique angle to the longitudinal axis, which is in the
  • Valve sealing surface opens.
  • the end face of the needle tip when the nozzle needle is partially open in which the ratio of the annular flow cross-section between the nozzle needle and the nozzle body is less than 1.5 times the total area of the cross-sectional areas of the injection openings, on the side facing the blind hole base is arranged upper injection opening edge of the injection opening.
  • a further embodiment of the invention proposes that the bore inlet of the at least one bore with the sealing seat formed in the transition area between the seat surface arranged at different angles and the one facing it in the direction of
  • Blind hole bottom adjoining section of the nozzle body is arranged.
  • the diameter of the at least one bore in the nozzle needle is smaller than or equal to the diameter of the at least one injection opening.
  • FIG. 5 the fuel! injector according to FIG. 3 with a partially raised
  • the fuel injector 10 has a nozzle body 12, in the wall of which at least one, preferably several, injection openings 14 are formed. Via the at least one injection opening 14, from one
  • High pressure chamber 16 of the nozzle body 12 are injected under high pressure fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • Injection opening 14 extends at an oblique angle a to a longitudinal axis 18 of the nozzle body 12.
  • the nozzle body 12 also has a recess 20 to form the high-pressure chamber 16, which is on the
  • the injection opening 14 extends, for example, from the area of the section
  • the nozzle body 12 interacts with a nozzle needle 25 arranged so as to be liftable in the direction of the longitudinal axis 18 and concentric to the longitudinal axis 18.
  • Magnetic actuator, nozzle needle 25 moved in a manner known per se, is shown in the figures in a lowered position forming a sealing seat 26 with the nozzle body 12 in the area of the seat surface 21.
  • the at least one injection opening 14 is closed at least indirectly, so that no fuel reaches the area of the injection opening 14 from the area of the high-pressure chamber 16.
  • the nozzle needle 25 has a needle tip 28 which has a conical or frustoconical or conical in longitudinal section valve seat surface 29 with an angle g / 2 to the longitudinal axis 18 which corresponds to the angle ßi the Seat surface 21 of the nozzle body 12 is adapted or corresponds to this.
  • the needle tip 28 has a flat end face 30 on the side facing the blind hole base 23.
  • At least one straight bore 34 is formed in the nozzle needle 25, which is arranged at an inclined angle D with respect to the longitudinal axis 18, the angle D preferably being adapted to or corresponding to the angle a of the injection opening 14.
  • the diameter of the at least one bore 34 is at most as large as the diameter of the injection opening 14.
  • the bore 34 has a bore inlet 36 which, when the nozzle needle 25 is lowered, is arranged in the transition region between the seat surface 21 and the section 22 of the nozzle body 12.
  • a longitudinal axis 38 of the bore 34 preferably intersects the transition between the seat surface 21 and the section 22.
  • a bore outlet 40 of the bore 34 opens in the illustrated embodiment at approximately the height of the
  • the nozzle needle 25 is arranged in a rotationally fixed manner in relation to the longitudinal axis 18, the bore outlet 40 of the bore 34 with the mouth of the injection opening 14 in the area of the
  • the nozzle body 12 is aligned with respect to the angular position about the longitudinal axis 18.
  • a nozzle needle 25a is shown in which the straight bore 34a opens with its bore outlet 40 in the area of the end face 30 of the nozzle needle 25a.
  • the bore inlet 36 is arranged in relation to the nozzle body 12 with the nozzle needle 25a lowered, corresponding to the nozzle needle 25.
  • FIG 3 shows a nozzle needle 25b, in which the bore 34b has a first bore section 41 which runs concentrically to the longitudinal axis 18 and opens in the area of the end face 30 of the needle tip 28.
  • the first bore section 41 On the side of the first bore section 41 facing away from the end face 30, the latter opens into (At least) two bores 42, 43, each arranged at an inclined angle to the longitudinal axis 18, which form second bore sections 45.
  • the bore inlets 36 are arranged in relation to the nozzle body 12 with the nozzle needle 25b lowered, corresponding to the nozzle needle 25 and 25a.
  • FIG. 4 shows a nozzle needle 25c which differs from the nozzle needle 25b in that the bore 34c is also the first
  • FIG. 5 shows the fuel injector according to FIG. 3 with the nozzle needle 25b lifted from the sealing seat 26 but not completely lifted.
  • an area ratio between a seat area Asi tz in the area of an annular inlet gap 50 between the nozzle needle 25b and the nozzle body 12 and the total cross-sectional areas Asi of the injection opening (s) 14 is less than 1.5, i.e. Asi tz ⁇ 1 , 5c Asi.
  • the end face 30 of the nozzle needle 25b is located on the side of an upper inlet edge 51 of the at least one injection opening 14 facing the blind hole base 23.
  • the injector 10 can be altered or modified in a wide variety of ways without deviating from the inventive concept.
  • the geometry of the recess 20 in the area of the blind hole 19 can be designed differently. Also can
  • Bore inlet 36 can be arranged just below or above the transition from the seat surface 21 to the section 22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (10), mit einem Düsenkörper (12), in dem ein Sackloch (19) ausgebildet ist, von dem wenigstens eine Einspritzöffnung (14) ausgeht, mit einer entlang einer Längsachse (18) hubbeweglich angeordneten Düsennadel (25; 25a bis 25c),wobei die Düsennadel (25; 25a bis 25c) eine Ventilsitzfläche (29) aufweist, die in einer abgesenkten Stellung der Düsennadel (25; 25a bis 25c) mit einer Sitzfläche (21) im Düsenkörper (12) einen Dichtsitz (26) ausbildet, und mit wenigstens einer Bohrung (34; 34a bis 34c) in der Düsennadel (25; 25a bis 25c), wobei ein Bohrungseinlass (36) der wenigstens einen Bohrung (34; 34a bis 34c) bei ausgebildetem Dichtsitz (26) zumindest bereichsweise im Bereich der Sitzfläche (21) und ein Bohrungsauslass (40) der wenigstens einen Bohrung (34; 34a bis 34c) in Richtung der Längsachse (18) unterhalb der Ventilsitzfläche (29) der Düsennadel (25; 25a bis 25c) angeordnet ist.

Description

Beschreibung Kraftstoff! njektor
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff! njektor, wie er insbesondere als Bestandteil eines Common-Rail-Einspritzsystems zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer selbstzündenden Brennkraftmaschine verwendet wird.
Stand der Technik
Ein Kraftstoff! njektor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der Fig. 2 der DE 102 42 685 A1 der Anmelderin bekannt. Der bekannte Kraftstoffinjektor zeichnet sich durch eine Düsennadel aus, deren Nadelspitze in Richtung eines Sacklochgrunds eines Düsenkörpers zwei kegelförmige
Abschnitte mit unterschiedlich großen Kegelwinkeln aufweist. Im Bereich einer Ventilsitzfläche der Nadelspitze, die im abgesenkten Zustand der Düsennadel mit einer kegelförmig ausgebildeten Fläche im Düsenkörper einen Dichtsitz ausbildet, ist eine radial um eine Längsachse der Düsennadel umlaufende Ringnut ausgebildet. Im Bereich der Ringnut befindet sich ein Bohrungseinlass einer Bohrung, die entweder im Bereich der dem Sacklochgrund zugewandten Stirnseite der Nadelspitze, oder aber seitlich nahe dem Bereich der Stirnseite der Nadelspitze einen Bohrungsauslass aufweist. Die bei dem bekannten
Kraftstoff! njektor vorgesehene Bohrung zielt darauf ab, über die gesamte
Lebensdauer des Kraftstoffinjektors eine möglichst konstante Öffnungsdynamik der Düsennadel zu erzielen.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass er neben einer vereinfachten Herstellung der Düsennadel insbesondere bei kleinen Hüben bzw. während des Öffnens und des Schließens der Düsennadel eine Kavitationsneigung durch Blasenbildung des Kraftstoffs soweit reduziert, dass daraus keine Kavitationsschäden im Bereich unterhalb des Dichtsitzes im Bereich des Sacklochs und insbesondere auch nicht im Bereich der Einspritzöffnungen resultieren. Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor den Vorteil auf, dass einer Desachsierung der Düsennadel beim Öffnen
entgegengewirkt wird.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass die beschriebenen Vorteile dadurch erzielt werden können, dass entweder die Strömungsgeschwindigkeit beim Öffnen der Düsennadel und somit die Neigung zur Wirbelbildung mit daraus resultierenden Kavitationserscheinungen reduziert wird und/oder dass die Strömung des Kraftstoffs bei kleinen Hüben der Düsennadel besser geführt wird und/oder dass der Kraftstoff weniger starken Umlenkungen ausgesetzt wird und/oder aber dass ein geänderter Strömungspfad des Kraftstoffs realisiert wird.
Vor diesem Hintergrund schlägt es die Lehre der Erfindung gemäß des
Anspruchs 1 vor, dass die Düsennadel vom Bereich der Ventilsitzfläche bis zu einer dem Sackloch zugewandten Stirnseite eine kegelförmig oder
kegel stumpfförmig ausgebildete Nadelspitze mit einem konstanten Winkel aufweist, dass der Bohrungseinlass im Bereich der Ventilsitzfläche mündet, und dass das Sackloch im Bereich des Dichtsitzes einen ersten Abschnitt mit einem ersten Winkel zur Längsachse des Düsenkörpers aufweist, an den sich in Richtung eines Sacklochgrunds ein zweiter Abschnitt mit einem zweiten Winkel anschließt, wobei der zweite Winkel in Bezug zur Längsachse kleiner ist als der erste Winkel.
Eine derartige Ausgestaltung der Düsennadel verzichtet somit im Gegensatz zum oben erwähnten Stand der Technik auf eine radial um die Längsachse der Düsennadel umlaufende Längsnut und unterschiedliche große Winkel im Bereich der Nadelspitze der Düsennadel, was deren Herstellung relativ einfach macht.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In einer ersten konstruktiven Ausbildung bzw. Anordnung der wenigstens einen Bohrung in der Düsennadel ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine
Bohrung als gradlinig ausgebildete Bohrung ausgebildet und in einem schrägen Winkel der Düsennadel zur Längsachse angeordnet ist. Eine derartige
Anordnung optimiert die Strömungsführung des Kraftstoffs durch die Bohrung dadurch, dass lediglich geringe Ablenkungen des Strömungspfads für den Kraftstoff realisiert werden. Darüber hinaus ist eine derartige Bohrung
fertigungstechnisch auch relativ einfach herzustellen.
Ganz besonders bevorzugt ist es bei der zuletzt gemachten Ausgestaltung bzw. Anordnung der Bohrung in der Düsennadel, wenn der schräge Winkel der wenigstens einen Bohrung einem schrägen Winkel der wenigstens einen
Einspritzöffnung in dem Düsenkörper angepasst ist bzw. entspricht. Dadurch wird die Strömung beim Ausströmen aus der Bohrung in Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung nicht oder nur gering umgelenkt, was eine Optimierung der Strömungsführung und somit eine Reduzierung der Wirbelbildung zur Folge hat.
Hierzu ist es auch insbesondere von Vorteil, wenn der Bohrungsauslass der wenigstens einen Bohrung bei abgesenkter Stellung der Düsennadel in Höhe der Einspritzöffnung oder zwischen der Einspritzöffnung und dem Sacklochgrund angeordnet ist. Dadurch wird der Höhenversatz zwischen dem Bohrungsauslass der wenigstens einen Bohrung zur wenigstens einen Einspritzöffnung in Richtung der Längsachse der Düsennadel betrachtet beim Öffnen der Düsennadel minimiert.
Eine weitere Optimierung der Ausrichtung des Bohrungsauslasses der wenigstens einen Bohrung mit der wenigstens einen Einspritzöffnung im
Düsenkörper sieht vor, dass die Düsennadel drehfest in Bezug zu deren
Längsachse angeordnet ist, und dass der Bohrungsauslass der wenigstens einen Bohrung mit einem Einlaufbereich der wenigstens einen Einspritzöffnung im Düsenkörper ausgerichtet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass der Bohrungsauslass der Bohrung in der Düsennadel mit dem Einlaufbereich der wenigstens einen Einspritzöffnung in Bezug zur Winkelstellung um die
Längsachse fluchtet, sodass ein nahezu direktes Überströmen des Kraftstoffs aus dem Bereich der Düsennadel in den Bereich der Einspritzöffnung ermöglicht wird.
In einer alternativen Anordnung der wenigstens einen Bohrung kann es vorgesehen sein, dass der Bohrungsauslass der wenigstens einen Bohrung im Bereich der dem Sacklochgrund zugewandten Stirnseite der Nadelspitze mündet. Eine derartige Ausgestaltung bzw. Anordnung der wenigstens einen Bohrung lässt sich ggf. aus fertigungstechnischer Sicht noch einfacher realisieren als die oben gemachten Vorschläge, bei der sich der Bohrungsauslass an einer
Seitenfläche der Nadelspitze befindet.
Insbesondere wenn mehrere Bohrungen in der Düsennadel vorgesehen sind, kann es von Vorteil sein, wenn die Bohrungen die Längsachse der Düsennadel nicht schneiden. Dadurch wird eine unabhängige Strömungsführung des
Kraftstoffs in den einzelnen Bohrungen ermöglicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Bohrung, bei der sich deren
Bohrungsauslass im Bereich der dem Sacklochgrund zugewandten Stirnseite der Nadelspitze befindet, sieht vor, dass die wenigstens eine Bohrung mehrere Bohrungsabschnitte aufweist, wobei ein der Stirnseite der Nadelspitze
zugewandter erster Bohrungsabschnitt konzentrisch zur Längsachse der
Düsennadel verläuft.
Ein derartiger Bohrungsabschnitt kann bei einer ersten Ausgestaltung auf der der Stirnseite abgewandten Seite der Nadelspitze in einer senkrecht zur Längsachse verlaufenden, die Düsennadel durchquerenden Querbohrung als zweitem
Bohrungsabschnitt münden. Eine derartige Anordnung bzw. Ausbildung des zweiten Bohrungsabschnitts lässt sich fertigungstechnisch relativ einfach realisieren. Es kann jedoch zur Optimierung der Strömungsführung alternativ vorgesehen sein, dass der erste Bohrungsabschnitt auf der der Stirnseite der Nadelspitze abgewandten Seite mit wenigstens einer, in einem schrägen Winkel zur Längsachse angeordneten Bohrung verbunden ist, die in der
Ventildichtfläche mündet.
Um es zu ermöglichen, dass bei geringen Öffnungshüben der Düsennadel die Düsennadel von unten bzw. von der Seite des Sacklochgrunds angeströmt wird, ist es vorgesehen, dass die Stirnseite der Nadelspitze bei teilweise geöffneter Düsennadel, bei dem das Verhältnis des ringförmigen Durchflussquerschnitts zwischen der Düsennadel und dem Düsenkörper weniger als das 1 ,5-fache der Gesamtfläche der Querschnittsflächen der Einspritzöffnungen beträgt, auf der dem Sacklochgrund zugewandten Seite einer oberen Einspritzöffnungskante der Einspritzöffnung angeordnet ist.
Zuletzt schlägt es unabhängig von der konkreten Anordnung bzw. Ausbildung der wenigstens einen Bohrung in der Düsennadel eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der Bohrungseinlass der wenigstens einen Bohrung bei ausgebildetem Dichtsitz im Übergangsbereich zwischen der in unterschiedlichen Winkeln angeordneten Sitzfläche und dem sich daran in Richtung des
Sacklochgrunds anschließenden Abschnitt des Düsenkörpers angeordnet ist.
Zuletzt schlägt es eine weitere konstruktiv bevorzugte Ausführungsform vor, dass der Durchmesser der wenigstens einen Bohrung in der Düsennadel kleiner oder gleich dem Durchmesser der wenigstens einen Einspritzöffnung ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1
bis
Fig. 4 zeigen jeweils einen axialen Endabschnitt eines Kraftstoffinjektors mit unterschiedlichen Ausführungsformen von Bohrungen in einer
Düsennadel im Längsschnitt und
Fig. 5 den Kraftstoff! njektor gemäß Fig. 3 bei einer teilweise angehobenen
Stellung seiner Düsennadel. Ausführungsformen der Erfindung
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In der Fig. 1 ist der einem nicht gezeigten Brennraum einer selbstzündenden Brennkraftmaschine zugewandte axiale Endbereich eines Kraftstoffinjektors 10 dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 10 weist einen Düsenkörper 12 auf, in dessen Wand wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Einspritzöffnungen 14 ausgebildet sind. Über die wenigstens eine Einspritzöffnung 14 kann aus einem
Hochdruckraum 16 des Düsenkörpers 12 unter Hochdruck stehender Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden. Die
Einspritzöffnung 14 verläuft in einem schrägen Winkel a zu einer Längsachse 18 des Düsenkörpers 12. Der Düsenkörper 12 weist darüber hinaus zur Ausbildung des Hochdruckraums 16 eine Ausnehmung 20 auf, die auf der der
Einspritzöffnung 14 zugewandten Seite eine kegelförmig ausgebildete Sitzfläche
21 mit einem in Bezug zur Längsachse 18 ausgebildeten ersten Winkel ßi aufweist, die in Richtung eines Sacklochgrunds 23 eines Sacklochs 19 der Ausnehmung 20 in einen kegelförmigen Abschnitt 22 mit einem zweiten Winkel ß2 übergeht. Dabei ist der zweite Winkel ß2 kleiner ist als der erste Winkel ßi. Weiterhin geht die Einspritzöffnung 14 beispielhaft vom Bereich des Abschnitts
22 aus.
Der Düsenkörper 12 wirkt mit einer in Richtung der Längsachse 18 hubbeweglich und konzentrisch zur Längsachse 18 angeordneten Düsennadel 25 zusammen. Die mittels eines nicht dargestellten Aktuators, beispielweise eines
Magnetaktuators, in an sich bekannter Art und Weise bewegte Düsennadel 25 ist in den Figuren in einer abgesenkten, einen Dichtsitz 26 mit dem Düsenkörper 12 im Bereich der Sitzfläche 21 ausbildenden Stellung dargestellt. In dieser Stellung wird die wenigstens eine Einspritzöffnung 14 zumindest mittelbar verschlossen, sodass kein Kraftstoff aus dem Bereich des Hochdruckraums 16 in den Bereich der Einspritzöffnung 14 gelangt.
Die Düsennadel 25 weist eine Nadelspitze 28 auf, die eine kegelförmig oder kegelstumpfförmig bzw. im Längsschnitt konisch ausgebildete Ventilsitzfläche 29 mit einem Winkel g/2 zur Längsachse 18 aufweist, der dem Winkel ßi der Sitzfläche 21 des Düsenkörpers 12 angepasst ist bzw. diesem entspricht. Die Nadelspitze 28 weist auf der dem Sacklochgrund 23 zugewandten Seite eine ebene Stirnseite 30 auf.
Im Bereich der Nadelspitze 28 ist in der Düsennadel 25 wenigstens eine geradlinige Bohrung 34 ausgebildet, die in Bezug zur Längsachse 18 in einem schrägen Winkel D angeordnet ist, wobei der Winkel D vorzugsweise dem Winkel a der Einspritzöffnung 14 angepasst ist bzw. diesem entspricht. Der
Durchmesser der wenigstens einen Bohrung 34 ist höchstens so groß wie der Durchmesser der Einspritzöffnung 14.
Die Bohrung 34 weist einen Bohrungseinlass 36 auf, der bei abgesenkter Düsennadel 25 im Übergangsbereich zwischen der Sitzfläche 21 und dem Abschnitt 22 des Düsenkörpers 12 angeordnet ist. Weiterhin geht der
Bohrungseinlass 36 von der kegelförmigen Ventilsitzfläche 29 aus. Vorzugsweise schneidet eine Längsachse 38 der Bohrung 34 den Übergang zwischen der Sitzfläche 21 und dem Abschnitt 22. Ein Bohrungsauslass 40 der Bohrung 34 mündet bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa Höhe der
Einspritzöffnung 14 auf der dem Sackloch 19 zugewandten Seite des
Düsenkörpers 12.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Düsennadel 25 in Bezug zur Längsachse 18 drehfest angeordnet ist, wobei dann der Bohrungsauslass 40 der Bohrung 34 mit der Mündung der Einspritzöffnung 14 im Bereich des
Düsenkörpers 12 hinsichtlich der Winkelposition um die Längsachse 18 ausgerichtet ist.
In der Fig. 2 ist eine Düsennadel 25a dargestellt, bei der die geradlinige Bohrung 34a im Bereich der Stirnseite 30 der Düsennadel 25a mit ihrem Bohrungsauslass 40 mündet. Der Bohrungseinlass 36 ist in Bezug zum Düsenkörper 12 bei abgesenkter Düsennadel 25a entsprechend der Düsennadel 25 angeordnet.
Die Fig. 3 zeigt eine Düsennadel 25b, bei der die Bohrung 34b einen ersten Bohrungsabschnitt 41 aufweist, der konzentrisch zur Längsachse 18 verläuft und im Bereich der Stirnseite 30 der Nadelspitze 28 mündet. Auf der der Stirnseite 30 abgewandten Seite des ersten Bohrungsabschnitts 41 mündet diese in (mindestens) zwei, jeweils in einem schrägen Winkel zur Längsachse 18 angeordneten Bohrungen 42, 43, die zweite Bohrungsabschnitte 45 ausbilden. Die Bohrungseinlässe 36 sind in Bezug zum Düsenkörper 12 bei abgesenkter Düsennadel 25b entsprechend der Düsennadel 25 und 25a angeordnet.
In der Fig. 4 ist eine Düsennadel 25c gezeigt, die sich von der Düsennadel 25b dadurch unterscheidet, dass die Bohrung 34c ebenfalls den ersten
Bohrungsabschnitt 41 aufweist, dieser jedoch in einer die Nadelspitze 28 durchquerenden, senkrecht zur Längsachse 18 angeordneten Querbohrung 48 als zweiter Bohrungsabschnitt 45 mündet. Auch hier sind die Bohrungseinlässe 36 in Bezug zum Düsenkörper 12 bei abgesenkter Düsennadel 25c
entsprechend der Düsennadel 25, 25a und 25b angeordnet.
Zuletzt ist in der Fig. 5 der Kraftstoffinjektor gemäß Fig. 3 bei von dem Dichtsitz 26 abgehobener, jedoch nicht vollständig angehobener Düsennadel 25b gezeigt. In dieser Position der Düsennadel 25b beträgt ein Flächenverhältnis zwischen einer Sitzfläche Asitz im Bereich eines ringförmigen Zulaufspalts 50 zwischen der Düsennadel 25b und dem Düsenkörper 12 und den Gesamtquerschnittsflächen Asi der Einspritzöffnung(en) 14 weniger als 1 ,5, das heißt Asitz < 1,5 c Asi. Dabei befindet sich die Stirnseite 30 der Düsennadel 25b auf der dem Sacklochgrund 23 zugewandten Seite einer oberen Einlaufkante 51 der wenigstens einen Einspritzöffnung 14.
Der soweit beschriebene Kraftstoff! njektor 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Beispielsweise kann die Geometrie der Ausnehmung 20 im Bereich des Sacklochs 19 anders ausgebildet sein. Auch kann der
Bohrungseinlass 36 knapp unter- bzw. oberhalb des Übergangs von der Sitzfläche 21 in den Abschnitt 22 angeordnet sein.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoff! njektor (10), mit einem Düsenkörper (12), in dem ein Sackloch (19) ausgebildet ist, von dem wenigstens eine Einspritzöffnung (14) ausgeht, mit einer entlang einer Längsachse (18) hubbeweglich angeordneten
Düsennadel (25; 25a bis 25c), wobei die Düsennadel (25; 25a bis 25c) eine Ventilsitzfläche (29) aufweist, die in einer abgesenkten Stellung der
Düsennadel (25; 25a bis 25c) mit einer Sitzfläche (21) im Düsenkörper (12) einen Dichtsitz (26) ausbildet, und mit wenigstens einer Bohrung (34; 34a bis 34c) in der Düsennadel (25; 25a bis 25c), wobei ein Bohrungseinlass (36) der wenigstens einen Bohrung (34; 34a bis 34c) bei ausgebildetem Dichtsitz (26) zumindest bereichsweise im Bereich der Sitzfläche (21) und ein
Bohrungsauslass (40) der wenigstens einen Bohrung (34; 34a bis 34c) in Richtung der Längsachse (18) unterhalb der Ventilsitzfläche (29) der Düsennadel (25; 25a bis 25c) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (25; 25a bis 25c) vom Bereich der Ventilsitzfläche (29) bis zu einer dem Sackloch (19) zugewandten Stirnseite (30) eine kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildete Nadelspitze (28) mit einem konstanten Winkel (g) aufweist, dass der Bohrungseinlass (36) im Bereich der
Ventilsitzfläche (29) mündet, und dass das Sackloch (19) im Bereich des Dichtsitzes (26) einen ersten Winkel (ßi) zur Längsachse (18) aufweist, an den sich in Richtung eines Sacklochgrunds (23) ein Abschnitt (22) mit einem zweiten Winkel (ß2) anschließt, wobei der zweite Winkel (ß2) in Bezug zur Längsachse (18) kleiner ist als der erste Winkel (ßi).
2. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Bohrung (34) als geradlinig ausgebildete Bohrung (34; 34a) ausgebildet und in einem schrägen Winkel (D) zur Längsachse (18) angeordnet ist.
3. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der schräge Winkel (D) der wenigstens einen Bohrung (34) einem schrägen Winkel (a) der wenigstens einen Einspritzöffnung (14) in dem Düsenkörper (12) entspricht.
4. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bohrungsauslass (40) der wenigstens einen Bohrung (34) bei abgesenkter Stellung der Düsenadel (25) in Höhe der Einspritzöffnung (14) oder zwischen der Einspritzöffnung (14) und dem Sacklochgrund (23) angeordnet ist.
5. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsennadel (25) drehfest in Bezug zur Richtung der Längsachse (18) angeordnet ist, und dass sich der Bohrungsauslass (40) der wenigstens einen Bohrung (34) bei abgesenkter Düsennadel (25) in Höhe der wenigstens einen Einspritzöffnung (14) im Düsenkörper (12) auf der dem Sackloch (19) zugewandten Seite befindet.
6. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bohrungsauslass (40) der wenigstens einen Bohrung (34a; 34b; 34c) im Bereich der dem Sacklochgrund (23) zugewandten Stirnseite (30) der Nadelspitze (28) mündet.
7. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Bohrung (34) die Längsachse (18) nicht schneidet.
8. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Bohrung (34b; 34c) mehrere Bohrungsabschnitte (41 ; 45) aufweist, wobei ein der Stirnseite (30) der Nadelspitze (28) zugewandter erster Bohrungsabschnitt (41) konzentrisch zur Längsachse (18) verläuft.
9. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bohrungsabschnitt (41) auf der der Stirnseite (30) abgewandten Seite der Nadelspitze (28) in einer senkrecht zur Längsachse (18) verlaufenden, die Düsennadel (25c) durchquerenden Querbohrung (48) als zweiter Bohrungsabschnitt (45) mündet.
10. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bohrungsabschnitt (41) auf der der Stirnseite (30) der Nadelspitze (28) abgewandten Seite mit wenigstens einer, in einem schrägen Winkel zur Längsachse (18) angeordneten Bohrung (42, 43) als zweiter Bohrungsabschnitt (45) verbunden ist.
11. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stirnseite (30) der Nadelspitze (28) bei teilweiser geöffneter Düsennadel (25b; 25c), bei dem das Verhältnis Asitz < 1.5 x Asi beträgt, auf der dem Sacklochgrund (23) zugewandten Seite einer oberen Eintrittskante (51) der Einspritzöffnung (14) angeordnet ist, wobei Asitz ein ringförmiger Durchflussquerschnitts zwischen der Düsennadel und dem Düsenkörper ist und Asi die Gesamtfläche der Querschnittsflächen der Einspritzöffnung (14) bzw. der Einspritzöffnungen (14) ist.
12. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bohrungseinlass (36) der wenigstens einen Bohrung (34; 34a bis 34c) bei ausgebildetem Dichtsitz (26) im Übergangsbereich zwischen der Sitzfläche (21) und dem Abschnitt (22) des Düsenkörpers (12) angeordnet ist.
13. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der wenigstens einen Bohrung (34; 34a bis 34c) in der Düsennadel (25; 25a bis 25c) kleiner oder gleich dem Durchmesser der wenigstens einen Einspritzöffnung (14) ist.
EP20739328.1A 2019-07-17 2020-07-08 Kraftstoffinjektor Pending EP3999735A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019210551.3A DE102019210551A1 (de) 2019-07-17 2019-07-17 Kraftstoffinjektor
PCT/EP2020/069222 WO2021008961A1 (de) 2019-07-17 2020-07-08 Kraftstoffinjektor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3999735A1 true EP3999735A1 (de) 2022-05-25

Family

ID=71575379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20739328.1A Pending EP3999735A1 (de) 2019-07-17 2020-07-08 Kraftstoffinjektor

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220298999A1 (de)
EP (1) EP3999735A1 (de)
CN (1) CN114402134B (de)
DE (1) DE102019210551A1 (de)
WO (1) WO2021008961A1 (de)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09195892A (ja) * 1996-01-17 1997-07-29 Denso Corp 燃料噴射ノズル
EP1380750B1 (de) * 1999-06-25 2005-11-23 Delphi Technologies, Inc. Brennstoffeinspritzventil
DE10000574A1 (de) * 2000-01-10 2001-07-19 Bosch Gmbh Robert Kraftstoff-Einspritzdüse
DE10115216A1 (de) * 2001-03-28 2002-10-10 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE50305850D1 (de) * 2002-05-18 2007-01-11 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
DE10242685A1 (de) 2002-09-13 2004-03-25 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
US6851408B2 (en) * 2002-12-25 2005-02-08 Nissan Motor Co., Ltd. Direct fuel injection engine
DE102010040401A1 (de) * 2010-09-08 2012-03-08 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102012211160A1 (de) * 2012-06-28 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
CN108533432A (zh) * 2018-01-23 2018-09-14 中国第汽车股份有限公司 一种提高各孔喷油均匀性的喷油嘴

Also Published As

Publication number Publication date
CN114402134B (zh) 2023-07-18
US20220298999A1 (en) 2022-09-22
CN114402134A (zh) 2022-04-26
WO2021008961A1 (de) 2021-01-21
DE102019210551A1 (de) 2021-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4039520B4 (de) Kraftstoff-Einspritzventil
DE10303859B4 (de) Düsenbaugruppe zur Einspritzung und Verwirbelung von Kraftstoff
EP0980474B1 (de) Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende brennkraftmaschinen
EP2129903B1 (de) Kraftstoffinjektor mit einer zusätzlichen ablaufdrossel oder mit einer verbesserten anordnung derselben im steuerventil
WO1999058844A1 (de) Kraftstoffeinspritzdüse für eine brennkraftmaschine
DE19931891A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine
EP2470771B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil
DE19623713B4 (de) Einspritzventil, insbesondere zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors
DE19958126B4 (de) Kraftstoffeinspritzdüse
EP1034371B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für eine brennkraftmaschine
EP1432909B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil
DE102016224084B4 (de) Kraftstoffinjektor
WO2011160991A1 (de) Injektor, insbesondere common-rail-injektor, sowie kraftstoffeinspritzsystem mit einem injektor
DE19507188C1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE102009041028A1 (de) Düsenbaugruppe für ein Einspritzventil und Einspritzventil
WO2021008961A1 (de) Kraftstoffinjektor
EP2478211A1 (de) Düsenbaugruppe für ein einspritzventil und einspritzventil
WO2012084515A1 (de) Düsenkörper mit einem einspritzloch mit mindestens zwei eintrittsöffnungen
DE60314226T2 (de) Sprühmusterelement und Kraftstoffeinspritzventil mit demselben
DE3105687A1 (de) &#34;leckoellose kraftstoffeinspritzduese&#34;
EP1655483B1 (de) Ventil zum Einspritzen von Brennstoff
DE102005057748A1 (de) Düsenbaugruppe für ein Einspritzventil
WO2016102239A1 (de) Düsenkörper und fluid-einspritzventil
WO2020043496A1 (de) Kraftstoffinjektor
DE10157463A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220217

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20240122