WO1992003651A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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WO1992003651A1
WO1992003651A1 PCT/DE1991/000583 DE9100583W WO9203651A1 WO 1992003651 A1 WO1992003651 A1 WO 1992003651A1 DE 9100583 W DE9100583 W DE 9100583W WO 9203651 A1 WO9203651 A1 WO 9203651A1
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WO
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fuel
valve
openings
metering openings
disk
Prior art date
Application number
PCT/DE1991/000583
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Maier
Jürgen Buchholz
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 WO1992003651A1 publication Critical patent/WO1992003651A1/de

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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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
    • F02M51/0675—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the valve body having cylindrical guiding or metering portions, e.g. with fuel passages
    • F02M51/0678—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the valve body having cylindrical guiding or metering portions, e.g. with fuel passages all portions having fuel passages, e.g. flats, grooves, diameter reductions
    • 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 injector according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injector is already known from DE-OS 37 10 467, in which a perforated disk with a plurality of directed metering openings is arranged downstream of the valve seat, through which the metering and atomization of the fuel takes place.
  • the metering openings produce so-called cord jets with a relatively poor atomization, so that there is a risk of the formation of an insufficiently homogeneous fuel-air mixture.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage of particularly good atomization of the fuel.
  • the fuel flowing through the flow channel in the open state of the fuel injection valve is set into strong turbulence by the flow edges located immediately upstream of the metering openings due to the partial covering of the individual metering openings of the perforated disk and is torn open. brings, so that the fuel emerges from the metering openings in a particularly fine atomized form. This ensures the formation of a largely homogeneous fuel-air mixture in a simple manner.
  • the invention is also suitable for retrofitting fuel injection valves that have already been manufactured.
  • an atomizing disk provided with at least one passage opening is arranged directly upstream of the perforated disk in such a way that the atomizing disk partially covers the metering openings of the perforated disk with one end face.
  • the atomizing disk has the same number of passage openings as the perforated disk metering openings and the metering openings of the perforated disk and the passage openings of the atomizing disk are circular, have the same diameter, have the same distance from one another and on one same pitch circle diameter.
  • the perforated disk and the atomizing disk are produced as identical parts, as a result of which, in addition to the simple and more cost-effective manufacture, assembly simplifications also result.
  • the perforated disk and / or atomizing disk are made of monocrystalline silicon, so that particularly good fuel atomization results.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a partially illustrated fuel injection valve
  • FIG. 2 shows a greatly enlarged section of FIG. 1
  • FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 2
  • FIG. 4 shows a greatly enlarged section of a fuel injection valve ⁇ tils according to a second embodiment
  • Figure 5 shows a section along the line V - V in Figure 4.
  • FIG. 1 An electromagnetically actuated fuel injection valve for fuel injection systems of mixture-compressing spark-ignition internal combustion engines according to a first exemplary embodiment of the invention, for example shown in FIG .
  • the valve housing 1 With its lower housing end 4, the valve housing 1 partially encloses a nozzle body 5 in the axial direction.
  • a cylindrical hollow armature 8 interacts with the magnet coil 3 and projects through a magnetic line guide shoulder 9 of the valve housing 1 in the axial direction.
  • the armature 8 has a stepped longitudinal bore 10. With an area 12 facing away from the magnetic coil 3, the armature 8 engages around a holding part 14 of a valve needle 15 and is firmly connected to the valve needle 15.
  • the nozzle body 5 has a stepped, continuous flow channel 19 concentric with a valve longitudinal axis 16.
  • a conical valve seat surface 20 is formed in the flow channel 19, as the greatly enlarged section of the fuel injection valve according to the invention in FIG.
  • Two guide sections 22 of the valve needle 15, for example designed as a square, are guided through the guide area 21 of the flow channel 19, but they also leave an axial passage for the fuel.
  • a return spring 24 rests with one end on a system shoulder 23 of the longitudinal bore 10 of the armature 8 facing the solenoid coil 3. With its other end, the return spring 24 is supported on a fixed adjusting bush, not shown. The return spring 24 strives to move the armature 8 and valve needle 15 in the direction of the valve seat surface 20.
  • the valve needle 15 penetrates at a radial distance through a through opening 26 in a stop plate 27, which is arranged between an end face 28 of the nozzle body 5 facing the armature 8 and a holding shoulder 29 of the valve housing 1.
  • a stop plate 27 In the stop plate 27 there is a recess 30 leading from the through opening 26 to the circumference of the stop plate 27, the clear width of which is larger than the diameter of the valve needle 15 in this area.
  • the valve needle 15 has a z. B. conical section 33, which cooperates with the conical valve seat surface 20 of the nozzle body 5 and the opening or Closes the fuel injector.
  • a pin 36 of the valve needle 15 connects to the conical section 33 in the direction of flow.
  • the flow channel 19 sits, for example, in the armature 8 facing away from the conical valve seat surface 20 in a z.
  • FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 2.
  • the perforated disk 42 has at least two, for example four, circularly shaped metering openings 43, the longitudinal axes 44 of which have the same direction as the valve longitudinal axis 16 or are inclined relative to the latter.
  • the metering openings 43 may all have the same diameter or a differently sized diameter. However, it is also possible that the metering openings 43 deviate from the circular cross-sectional shape, for. B. oval or angular or similar cross-section. All four metering openings 43 are formed, for example, on the same pitch circle diameter 45 with the same distance from one another.
  • the bolt circle diameter 45 is selected such that the individual metering openings 43 are partially covered by the end face 40 of the nozzle body 5, as shown in dashed lines in FIG. 3, and only the free flow cross sections 46 of the individual metering openings 43 flow through them allow the fuel.
  • the partial covering of a metering opening 43 has the effect that a flow edge 47 is formed immediately upstream of the metering opening 43 through the flow opening 39 of the flow channel 19 and the cross section widens immediately downstream of the flow edges 47 in the metering openings 43.
  • the fuel flowing through the flow channel 19 dissolves directly at the flow edges 47 upstream of the individual metering openings 43, becomes extremely turbulent and atomizes particularly fine.
  • the good atomization of the fuel has a positive effect on the formation of a largely homogeneous fuel-air mixture.
  • the atomization quality of the fuel can be influenced.
  • the size of the free flow cross sections 46 of the individual metering openings 43 covered by the cross section of the flow opening 39 of the flow channel 19 determines the amount of fuel metered per unit of time which flows through the metering openings 43 due to their narrow free flow cross sections 46 under a high pressure drop.
  • the attachment of the perforated disk 42 to the end face 40 of the nozzle body 5 is ensured, for example, by a processing sleeve 50.
  • the perforated disc 42 is pressed with a first surface 51 of the perforated disc 42 facing the valve seat surface 20 against the end face 40 of the nozzle body 5 by a bottom 52 of a coaxial blind bore 53 of the processing sleeve 50 on the perforated disc 42 in an outer area on one the second surface 54 facing away from the valve seat surface 20.
  • the centering of the perforated disk 42 clamped between the bottom 52 of the processing sleeve 50 and the end face 40 of the nozzle body 5 is achieved by an edge 56 of the perforated disk 42 formed, for example, by deep-drawing resting against a conical region 57 of the nozzle body 5, the perforated disk 42 thus no longer has radial play.
  • the clamping of the perforated disk 42 between the nozzle body 5 and the preparation sleeve 50 is done e.g. B. by screwing on the preparation tion sleeve 50 realized with an internal thread 58 on an external thread 59 formed on the circumference of the nozzle body 5.
  • a processing bore 60 extends coaxially from the bottom 52 of the processing sleeve 50 and ends on its other side at a downstream end face 61 of the processing sleeve 50 facing away from the internal thread 58.
  • the fuel is discharged through the metering openings 43 into the processing bore 60 of the processing sleeve 50.
  • FIGS. 4 and 5 A second exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the invention is shown in FIGS. 4 and 5, the same and equivalent parts being identified with essentially the same reference numerals as in FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 5 shows a section along the line V - V in FIG. 4.
  • the perforated disk 42 and the atomizing disk 70 are shown in FIG. 4 according to a section along the line IV-IV in FIG. 5.
  • An end section 68 of the valve needle 15 cooperating with the conical valve seat surface 20 is, for example, spherical cap-shaped and causes the fuel injection valve to open and close.
  • the flow channel 19 ends, for. B. directly at the downstream end of the conical valve seat surface 20 in the flow opening 39 on the end face 40 of the nozzle body 5.
  • a flat atomizing disk 70 is arranged approximately coaxially with its upper surface 71 and is fixedly connected to the nozzle body 5, for example by means of laser welding.
  • the atomizing disc 70 has, for example, four circular passage openings 75.
  • the four passage openings 75 are connected to the flow opening 39 of the flow channel 19, for example all have the same diameter and, as can be seen from FIG. 5, are for example the same Distance to each other formed on the same bolt circle diameter 76.
  • the passage openings 75 of the atomizing disk 70 can also have a cross-section which deviates from the circular shape, for example oval, rectangular or the like.
  • the atomizing disk 70 as indicated by dashed lines in FIG. 5, could have only a single passage opening 75, which has an approximately circular, oval, rectangular or similar cross-section.
  • the flat perforated disk 42 rests with its first surface 51 on an end face 72 of the atomizing disk 70 facing away from the nozzle body 5.
  • the perforated disk 42 has, for example, four circular metering openings 43. All four metering openings 43 are, for example, formed on the same pitch circle diameter 45 and have, for example, the same diameter.
  • the at least one passage opening 75 of the atomizing disk 70 and the metering openings 43 of the perforated disk 42 are not covered in the radial direction by the flow opening 39 of the flow channel 19, since both the hole circle diameter 45 of the perforated disk 42 and the hole circle diameter 76 of the atomizing disk 70 are at least half the diameter of the metering openings 43 or the passage openings 75 smaller than the diameter of the z. B.
  • the passage opening 75 or passage openings 75 of the atomizing disk 70 covers or at least partially cover the metering openings 43 of the perforated disk 42 to form free flow cross sections 46 at the metering openings 43 in the area of the overlap, so that when the fuel injector is open, the fuel reaches along the valve seat surface 20 through the flow opening 39, the passage opening 75 or passage openings 75 and the adjoining metering openings 43 into the treatment bore 60 of the treatment sleeve 50.
  • the perforated disk 42 and the atomizing disk 70 are completely identical, that is to say the metering openings 43 and the passage openings 75 are in the same number on the same bolt circle diameter 45, 76 and the same have circular cross-section.
  • the perforated disk 42 is pressed against the atomizing disk 70, which is firmly connected to the nozzle body 5, in that the bottom 52 of the coaxial blind bore 53 of the processing sleeve 50 on the perforated disk 42 in an outer region on its second surface 54 facing away from the atomizing disk 70 attacks.
  • the centering of the perforated disk 42 between the bottom 52 of the processing sleeve 50 and the atomizing disk 70 is achieved by a centering shoulder 73, for example, formed in the stepped blind bore 53.
  • the centering shoulder 73 at least partially radially surrounds the circumference of the perforated disk 42 without play, so that the perforated disk 42 can only be rotated relative to the valve housing 1 or the atomizing disk 70 connected to the nozzle body 5.
  • the processing bore 60 extends concentrically to the longitudinal valve axis 16 from the bottom 52 of the processing sleeve 50 and ends at the end face 61 of the processing sleeve 50 facing away from the internal thread 58.
  • the perforated disk 42 is rotated relative to the atomizing disk 70 fixedly connected to the nozzle body 5, for example around the longitudinal valve axis 16, so that the at least one passage opening 75 of the atomizing disk 70 only partially covers the metering openings 43 of the perforated disk 42.
  • the longitudinal axes 44 of the metering openings 43 and / or the longitudinal axes 77 of the passage openings 75 are inclined to the longitudinal valve axis 16 and thus influence the atomization quality of the fuel.
  • the ratio of free flow cross section 46 to covered cross section of the individual metering openings 43 which can be varied, for example, by rotating the perforated disk 42 relative to the nozzle body 5, not only influences the atomization quality of the fuel.
  • the size of the free cross section 46 of the individual metering openings 43 determines the amount of fuel metered per unit of time.
  • the fuel is discharged downstream through the flow opening 39 of the flow anal 19, the at least one passage opening 75 of the atomizing disk 70 and the metering openings 43 of the perforated disk 42 into the processing bore 60 of the processing sleeve 50.
  • the perforated disk 42 or the atomizing disk 70 can be produced by embossing, grinding, turning, Elysier or a similar method, the formation of the metering openings 43 or the passage openings 75 by eroding, punching or drilling (also laser boring, electron beam drilling).
  • the atomizing disc 70 it is also possible for the atomizing disc 70 to be designed as a component of the nozzle body 5, for example as the bottom in the nozzle body 5.
  • the perforated disk 42 and / or the atomizing disk 70 from a monocrystalline silicon and to form the metering openings 43 or the passage openings 75 by isotropic or anisotropic etching.
  • isotropic or anisotropic etching As a result, particularly sharp edges of the metering openings 43 and the passage openings 75 can be achieved in a simple manner, which bring about a good fuel atomization.
  • the fuel jet in the fuel injection valve according to the invention is set in strong turbulence and made to tear, so that the fuel is atomized particularly finely and the formation of a largely homogeneous fuel-air Mixture is guaranteed.

Abstract

Bei bekannten Brennstoffeinspritzventilen ist stromabwärts des Ventilsitzes eine Lochscheibe mit mehreren gerichteten Zumeßöffnungen angeordnet, durch die die Zumessung und die Zerstäubung des Brennstoffs erfolgt. Durch die Zumeßöffnungen werden sogenannte Schnurstrahlen mit einer relativ schlechten Zerstäubung erzeugt, so daß die Bildung eines weitestgehend homogenen Brennstoff-Luft-Gemisches nicht gewährleistet ist. Bei der Erfindung werden die einzelnen Zumeßöffnungen (43) der Lochscheibe (42) teilweise beispielsweise durch die Stirnseite (40) des Düsenkörpers (5) abgedeckt. Die dadurch entstehenden Strömungskanten (47) bringen den Brennstoff zum Aufreißen, so daß der Brennstoff besonders fein zerstäubt wird und eine gute Gemischbildung gewährleistet ist. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.

Description

Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 37 10 467 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem stromabwärts des Ventil¬ sitzes eine Lochscheibe mit mehreren gerichteten Zumeßöffnungen an¬ geordnet ist, durch die die Zumessung und die Zerstäubung des Brenn¬ stoffs erfolgt. Die Zumeßöffnungen erzeugen sogenannte Schnurstrah¬ len mit einer relativ schlechten Zerstäubung, so daß die Gefahr der Bildung eines nur ungenügend homogenen Brennstoff-Luf -Gemisches be¬ steht.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnen¬ den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer besonders guten Zerstäubung des Brennstoffs. Der im Öffnungszustand des Brennstoffeinspritzventils durch den Strömungskanal strömende Brennstoff wird durch die sich aufgrund der teilweisen Abdeckung der einzelnen Zumeßöffnungen der Lochscheibe unmittelbar stromaufwärts der Zumeßöffnungen befindenden Strömungskanten stromabwärts der Strömungskanten in starke Turbulenz versetzt und zum Aufreißen ge- bracht, so daß der Brennstoff besonders fein zerstäubt aus den Zumeßöffnungen austritt. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise die Bildung eines weitestgehend homogenen Brennstoff-Luft-Gemisches gewährleistet.
Die Erfindung eignet sich auch für die Umrüstung bereits hergestell¬ ter Brennstoffeinspritzventile.
Durch die in' den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ventils möglich.
Für eine besonders einfache und kostengünstige Ausbildung des erfin¬ dungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils ist es von Vorteil, wenn die einzelnen Zumeßöffnungen der Lochscheibe durch eine Stirnseite eines Düsenkörpers teilweise abgedeckt sind.
Aus dem gleichen Grund ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn unmittel¬ bar stromaufwärts der Lochscheibe eine mit wenigstens einer Durch¬ laßöffnung versehene Zerstäubungsscheibe so angeordnet ist, daß die Zerstäubungsscheibe mit einer Stirnseite die Zumeßöffnungen der Lochscheibe teilweise abdeckt.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Zerstäubungsscheibe die gleiche Anzahl von Durchlaßöffnungen hat wie die Lochscheibe Zu¬ meßöffnungen und die Zumeßöffnungen der Lochscheibe und die Durch¬ laßöffnungen der Zerstäubungsscheibe kreisförmig ausgebildet sind, den gleichen Durchmesser aufweisen, den gleichen Abstand zueinander haben und auf einem gleichen Lochkreisdurchmesser liegen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn Lochscheibe und Zerstaubungs¬ scheibe als identische Teile hergestellt sind, wodurch sich neben der einfachen und kostengünstigeren Herstellung auch Montageerleich¬ terungen ergeben. Für die besonders scharfkantige Ausbildung der Zumeßöffnungen der Lochscheibe und der Durchlaßöffnungen der Zwischenscheibe ist es von Vorteil, wenn Lochscheibe und/oder Zerstäubungsscheibe aus mono¬ kristallinem Silizium ausgebildet sind, so daß sich eine besonders gute BrennstoffZerstäubung ergibt.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur _- ein erstes Ausführungsbeispiel eines teilweise dargestellten, erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritz¬ ventils, Figur 2 einen stark vergrößerten Ausschnitt der Figur 1, Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III - III in Figur 2, Figur 4 einen stark vergrößerten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzven¬ tils gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels sowie Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie V - V in Figur 4.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein in Figur 1 beispielsweise dargestelltes elektromagnetisch betä¬ tigbares Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung hat ein rohrför- miges, beispielsweise abgestuftes Ventilgehäuse 1 aus ferromagneti- schem Material, in dem auf einem Spulenkörper 2 eine Magnetspule 3 angeordnet ist. Mit seinem unteren Gehäuseende 4 umschließt das Ven¬ tilgehäuse 1 in axialer Richtung zum Teil einen Düsenkörper 5. Ein zylindrischer hohler Anker 8 wirkt mit der Magnetspule 3 zusammen und ragt durch einen Magnetlinienleitabsatz 9 des Ventilgehäuses 1 in axialer Richtung. Der Anker 8 weist eine abgestufte Längsbohrung 10 auf. Mit einem der Magnetspule 3 abgewandten Bereich 12 umgreift der Anker 8 ein Halteteil 14 einer Ventilnadel 15 und ist mit der Ventilnadel 15 fest verbunden. Der Düsenkörper 5 hat konzentrisch zu einer Ventillängsachse 16 einen gestuften, durchgehenden Strömungskanal 19. An seinem dem Ventilgehäuse 1 abgewandten Ende ist in dem Strömungskanal 19, wie der stark vergrößerte Ausschnitt des erfindungsgemäßen Brennstoff¬ einspritzventils in Figur 2 zeigt, eine kegelige Ventilsitzfläche 20 ausgebildet. Zwei beispielsweise als Vierkante ausgebildete Füh¬ rungsabschnitte 22 der Ventilnadel 15 werden durch den Führungs¬ bereich 21 des Strömungskanals 19 geführt, sie lassen aber auch einen axialen Durchgang für den Brennstoff frei.
An einem der Magnetspule 3 zugewandten Anlageabsatz 23 der Längsboh¬ rung 10 des Ankers 8 liegt eine Rückstellfeder 24 mit ihrem einen Ende an. Mit ihrem anderen Ende stützt sich die Rückstellfeder 24 an einer nicht dargestellten festen Einstellbuchse ab. Die Rückstell¬ feder 24 ist bestrebt, Anker 8 und Ventilnadel 15 in Richtung der Ventilsitzfläche 20 zu bewegen.
Die Ventilnadel 15 durchdringt mit radialem Abstand eine Durch¬ gangsöffnung 26 in einer Anschlagplatte 27, die zwischen einer dem Anker 8 zugewandten Stirnseite 28 des Düsenkörpers 5 und einem Hal¬ teabsatz 29 des Ventilgehäuses 1 angeordnet ist. In der Anschlag¬ platte 27 ist eine von der Durchgangsöffnung 26 zum Umfang der An¬ schlagplatte 27 führende Aussparung 30 vorgesehen, deren lichte Weite größer ist als der Durchmesser der Ventilnadel 15 in diesem Bereich.
Mit der Anschlagplatte 27 wirkt ein zwischen dem Halteteil 14 und dem dem Halteteil 14 zugewandten Führungsabschnitt 22 ausgebildeter Anschlagflansch 32 der Ventilnadel 15 derart zusammen, daß der Öff¬ nungshub der Ventilnadel 15 begrenzt wird. Dem Halteteil 14 abge- wandt weist die Ventilnadel 15 einen als Ventilschließteil dienenden z. B. kegeligen Abschnitt 33 auf, der mit der kegeligen Ventilsitz- fl che 20 des Düsenkörpers 5 zusammenwirkt und das Öffnen bzw. Schließen des Brennstoffeinspritzventils bewirkt. An den kegeligen Abschnitt 33 schließt sich in Strömungsrichtung ein Zapfen 36 der Ventilnadel 15 an. Der Strömungskanal 19 setzt sich beispielsweise in dem Anker 8 abgewandter Richtung anschließend an die kegelige Ventilsitzfläche 20 in einem z. B. zylindrischen Durchflußabschnitt 35 fort und endet in einer Strömungsöffnung 39 an einer Stirnseite 40 des Düsenkörpers 5.
An der Stirnseite 40 des Düsenkörpers 5 ist eine Lochscheibe 42 an¬ geordnet, die eben ausgebildet ist. In der Figur 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III - III in Figur 2 dargestellt. Die Lochscheibe 42 hat wenigstens zwei, beispielsweise vier kreisförmig ausgeformte Zumeßöffnungen 43, deren Längsachsen 44 die gleiche Richtung wie die Ventillängsachse 16 aufweisen oder gegenüber dieser geneigt sind. Die Zumeßöffnungen 43 können alle den gleichen Durchmesser aufweisen oder aber einen unterschiedlich großen Durchmesser. Es ist aber auch möglich, daß die Zumeßöffnungen 43 einen von der kreisrunden Quer¬ schnittsform abweichenden, z. B. ovalen oder eckigen o. ä. Quer¬ schnitt haben. Alle vier Zumeßöffnungen 43 sind beispielsweise auf dem gleichen Lochkreisdurchmesser 45 mit gleichem Abstand zueinander ausgebildet.
Der Lochkreisdurchmessers 45 ist so gewählt, daß die einzelnen Zu¬ meßöffnungen 43 teilweise, wie in der Figur 3 gestrichelt darge¬ stellt, durch die Stirnseite 40 des Düsenkörpers 5 abgedeckt werden und nur noch die freien Strömungsguerschnitte 46 der einzelnen Zu¬ meßöffnungen 43 das Durchströmen des Brennstoffs erlauben. Die teil¬ weise Abdeckung einer Zumeßöffnung 43 bewirkt, daß unmittelbar stromaufwärts der Zumeßöffnung 43 durch die Strömungsöffnung 39 des Strömungskanals 19 eine Strömungskante 47 gebildet ist und unmittel¬ bar stromabwärts der Strömungskantεn 47 in den Zumeßöffnungen 43 sich der Querschnitt erweitert. Der durch den Strömungskanal 19 strömende Brennstoff löst sich an den Strömungskanten 47 unmittelbar stromaufwärts der einzelnen Zumeßöffnungen 43 ab, wird dadurch stark turbulent und zerstäubt besonders fein. Die gute Zerstäubung des Brennstoffs wirkt sich positiv auf die Bildung eines weitestgehend homogenen Brennstoff-Luft-Gemisches aus.
Durch die Variation des Verhältnisses des freien Strömungsquer¬ schnitts 46 zu dem abgedeckten Querschnitt der einzelnen Zumeßöff¬ nungen 43, aber auch durch den Winkel, um den die Längsachsen 44 der Zumeßöffnungen 43 in nicht dargestellter Weise gegenüber der Ventil¬ längsachse 16 geneigt verlaufen können, ist die Zerstäubungsgüte des Brennstoffs beeinflußbar. Die Größe der durch den Querschnitt der Strömungsöffnung 39 des Strömungskanals 19 überdeckten freien Strö¬ mungsquerschnitte 46 der einzelnen Zumeßöffnungen 43 bestimmt die Menge des je Zeiteinheit zugemessenen Brennstoffs, der die Zumeßöff¬ nungen 43 aufgrund ihrer engen freien Strömungsquerschnitte 46 unter hohem Druckeibfall durchströmt.
Die Befestigung der Lochscheibe 42 an der Stirnseite 40 des Düsen¬ körpers 5 wird beispielsweise durch eine Aufbereitungshülse 50 ge¬ währleistet. Die Lochscheibe 42 wird mit einer der Ventilsitzfläche 20 zugewandten ersten Fläche 51 der Lochscheibe 42 gegen die Stirn¬ seite 40 des Düsenkörpers 5 gedrückt, indem ein Boden 52 einer koaxialen Sackbohrung 53 der Aufbereitungshülse 50 an der Loch¬ scheibe 42 in einem äußeren Bereich an einer der Ventilsitzfläche 20 abgewandten zweiten Fläche 54 angreift. Die Zentrierung der zwischen dem Boden 52 der Aufbereitungshülse 50 und der Stirnseite 40 des Düsenkörpers 5 eingespannten Lochscheibe 42 wird erreicht, indem ein beispielsweise durch Tiefziehen ausgebildeter Rand 56 der Loch¬ scheibe 42 an einen konischen Bereich 57 des Düsenkörpers 5 anliegt, die Lochscheibe 42 somit kein radiales Spiel mehr aufweist.
Die Einspannung der Lochscheibe 42 zwischen Düsenkörper 5 und Auf¬ bereitungshülse 50 wird z. B. durch ein Aufschrauben der Aufberei- tungshulse 50 mit einem Innengewinde 58 auf ein am Umfang des Düsen¬ körpers 5 ausgebildetes Außengewinde 59 realisiert. Möglich ist es aber auch, die Lochscheibe 42 beispielsweise durch Schweißen unmit¬ telbar an der Stirnseite 40 des Düsenkörpers 5 zu befestigen. Ko¬ axial vom Boden 52 der Aufbereitungshülse 50 geht eine Aufberei¬ tungsbohrung 60 aus, die auf ihrer anderen Seite an einer dem Innen¬ gewinde 58 abgewandten stromabwärtigen Stirnseite 61 der Aufberei¬ tungshülse 50 endet. Der Brennstoff wird durch die Zumeßöffnungen 43 in die Aufbereitungsbohrung 60 der Aufbereitungshülse 50 abgegeben.
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoff¬ einspritzventils ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt, wobei gleiche und gleichwirkende Teile mit im wesentlichen den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind wie in den Figuren 1 bis 3. Die Figur 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie V - V in Figur 4. Die Lochscheibe 42 und die Zerstäubungsscheibe 70 sind in Figur 4 gemäß eines Schnitts entlang der Linie IV - IV in Figur 5 dargestellt.
Ein mit der kegeligen Ventilsitzfläche 20 zusammenwirkender Endab¬ schnitt 68 der Ventilnadel 15 ist beispielsweise kugelkalottenf rmig ausgebildet und bewirkt das Öffnen und Schließen des Brennstoffein¬ spritzventils. Der Strömungskanal 19 endet z. B. unmittelbar an dem stromabwärtigen Ende der kegligen Ventilsitzfläche 20 in der Strö¬ mungsöffnung 39 an der Stirnseite 40 des Düsenkörpers 5.
An der Stirnseite 40 des Düsenkörpers 5 ist etwa koaxial eine ebene Zerstäubungsscheibe 70 mit ihrer oberen Fläche 71 angeordnet und beispielsweise mittels Laserschweißen mit dem Düsenkörper 5 fest verbunden. Die Zerstäubungsscheibe 70 weist beispielsweise vier kreisrunde Durchlaßöffnungen 75 auf. Die vier Durchlaßöffnungen 75 stehen mit der Strömungsöffnung 39 des Strömungskanals 19 in Ver¬ bindung, weisen beispielsweise alle den gleichen Durchmesser auf und sind, wie aus der Figur 5 ersichtlich, beispielsweise mit gleichem Abstand zueinander auf dem gleichen Lochkreisdurchmesser 76 aus¬ gebildet. Die Durchlaßöffnungen 75 der Zerstäubungsscheibe 70 können auch einen von der kreisrunden Form abweichenden, beispielsweise ovalen, rechteckförmigen o. ä. Querschnitt haben. Weiterhin könnte die Zerstäubungsscheibe 70, wie in der Figur 5 gestrichelt ange¬ deutet, nur eine einzige Durchlaßöffnung 75 aufweisen, die etwa einen kreisrunden, ovalen, rechteckförmigen o. a. Querschnitt hat.
An einer dem Düsenkörper 5 abgewandten Stirnseite 72 der Zerstau¬ bungsscheibe 70 liegt die ebene Lochscheibe 42 mit ihrer ersten Flä¬ che 51 an. Die Lochscheibe 42 hat beispielsweise vier kreisrunde Zu¬ meßöffnungen 43. Alle vier Zumeßöffnungen 43 sind beispielsweise auf dem gleichen Lochkreisdruchmesser 45 ausgebildet und weisen bei¬ spielsweise den gleichen Durchmesser auf. Die wenigstens eine Durch¬ laßöffnung 75 der ZerstäubungsScheibe 70 und die Zumeßöffnungen 43 der Lochscheibe 42 werden in radialer Richtung durch die Strömungs¬ öffnung 39 des Strömungskanals 19 nicht verdeckt, da sowohl der Lochkreisdurchmesser 45 der Lochscheibe 42 als auch der Lochkreis- durchmesser 76 der Zerstäubungsscheibe 70 wenigstens um den halben Durchmesser der Zumeßöffnungen 43 bzw. der Durchlaßöffnungen 75 kleiner sind als der Durchmesser der z. B. einen kreisförmigen Quer¬ schnitt aufweisenden Strömungsöffnung 39. Die Durchlaßöffnung 75 bzw. Durchlaßöffnungen 75 der Zerstäubungsscheibe 70 überdeckt bzw. überdecken mindestens teilweise die Zumeßöffnungen 43 der Loch¬ scheibe 42 unter Bildung von freien Strömungsquerschnitten 46 an den Zumeßöffnungen 43 im Bereich der Überdeckung, so daß der Brennstoff bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil entlang der Ventilsitzfla¬ che 20 durch die Strömungsöffnung 39, die Durchlaßöffnung 75 bzw. Durchlaßöffnungen 75 und die sich daran anschließenden Zumeßöffnun¬ gen 43 in die Aufbereitungsbohrung 60 der Aufbereitungshülse 50 ge¬ langt. Zur Senkung der Herstellkosten und zum Vereinfachen der Montage ist es zweckmäßig, wenn Lochscheibe 42 und Zerstäubungsscheibe 70 voll¬ kommen identisch ausgebildet sind, also die Zumeßöffnungen 43 und die Durchlaßöffnungen 75 in gleicher Anzahl auf dem gleichen Loch¬ kreisdurchmesser 45, 76 liegen und den gleichen kreisrunden Quer¬ schnitt aufweisen.
Die Lochscheibe 42 wird gegen die mit dem Düsenkörper 5 fest verbun¬ dene Zerstäubungsscheibe 70 gedrückt, indem der Boden 52 der koaxia¬ len Sackbohrung 53 der Aufbereitungshülse 50 an der Lochscheibe 42 in einem äußeren Bereich an ihrer der Zerstäubungsscheibe 70 abge¬ wandten zweiten Fläche 54 angreift. Die Zentrierung der Lochscheibe 42 zwischen dem Boden 52 der Aufbereitungshülse 50 und der Zerstäu¬ bungsscheibe 70 wird durch einen in der abgestuften Sackbohrung 53 ausgebildeten beispielsweise umlaufenden Zentrierabsatz 73 erreicht. Der Zentrierabsatz 73 umgibt zumindest teilweise radial den Umfang der Lochscheibe 42 ohne Spiel, so daß die Lochscheibe 42 lediglich gegenüber dem Ventilgehäuse 1 bzw. der mit dem Düsenkörper 5 verbun¬ denen ZerstäubungsScheibe 70 verdreht werden kann. Die Lochscheibe
42 wird zwischen der Zerstäubungsscheibe 70 und der Aufbereitungs¬ hülse 50 eingespannt, indem z. B. die Aufbereitungshülse 50 mit ih¬ rem Innengewinde 58 auf das am Umfang des Düsenkörpers 5 ausgebilde¬ te Außengewinde 59 aufgeschraubt wird. Die Aufbereitungsbohrung 60 geht konzentrisch zu der Ventillängsachse 16 von dem Boden 52 der Aufbereitungshülse 50 aus und endet an der dem Innengewinde 58 abge¬ wandten Stirnseite 61 der Aufbereitungshülse 50.
Die Lochscheibe 42 ist gegenüber der fest mit dem Düsenkörper 5 ver¬ bundenen Zerstäubungsscheibe 70 beispielsweise um die Ventillängs¬ achse 16 verdreht angeordnet, so daß die wenigstens eine Durchla߬ öffnung 75 der Zerstäubungsscheibe 70 die Zumeßöffnungen 43 der Lochscheibe 42 nur teilweise überdeckt. Die einzelnen Zumeßöffnungen
43 werden somit teilweise durch die Stirnseite 72 der Zerstäubungs- Scheibe 70 abgedeckt, so daß zwischen der Durchlaßöffnung 75 bzw. den Durchlaßöffnungen 75 und den jeweils mit ihr bzw. ihnen in Ver¬ bindung stehenden Zumeßöffnungen 43 Strömungskanten 47 gebildet sind. Der durch die einzelnen Zumeßöffnungen 43 strömende Brenn¬ stoffstrahl löst sich an den Strömungskanten 47 unmittelbar stromab¬ wärts der jeweiligen Durchlaßöffnung 75 ab, wird dadurch stark tur¬ bulent und zerstäubt besonders fein. Die gute Zerstäubung des Brenn¬ stoffs bewirkt die Bildung eines weitestgehend homogenen Brenn¬ stoff-Luft-Gemisches.
Es ist auch möglich, daß die Längsachsen 44 der Zumeßöffnungen 43 und/oder die Längsachsen 77 der Durchlaßöffnungen 75 geneigt zu der Ventillängsachse 16 verlaufen und so die Zerstäubungsgüte des Brenn¬ stoffs beeinflussen. Das Verhältnis von freiem Strömungsquerschnitt 46 zu abgedecktem Querschnitt der einzelnen Zumeßöffnungen 43, das beispielsweise durch Verdrehen der Lochscheibe 42 gegenüber dem Düsenkörper 5 variiert werden kann, beeinflußt nicht nur die Zer¬ stäubungsgüte des Brennstoffs. Die Größe des freien Querschnittes 46 der einzelnen Zumeßöffnungen 43 bestimmt die Menge des je Zeitein¬ heit zugemessenen Brennstoffs.
Der Brennstoff wird stromabwärts durch die Strömungsöffnung 39 des Strömungs anals 19, die wenigstens eine Durchlaßöffnung 75 der Zerstäubungsscheibe 70 und die Zumeßöffnungen 43 der Lochscheibe 42 in die Aufbereitungsbohrung 60 der Aufbereitungshülse 50 abgegeben.
Die Herstellung der Lochscheibe 42 bzw. der Zerstäubungsscheibe 70 kann durch Prägen, Schleifen, Drehen, Elysieren oder ein ähnliches Verfahren vorgenommen werden, die Ausbildung der Zumeßöffnungen 43 bzw. der Durchlaßöffnungen 75 durch Erodieren, Stanzen oder Bohren (auch Laserbchren, Ξlektronenstrahlbohren) . Als Werkstoff für die Lochscheibe 42 und die ZerstäubungsScheibe 70 kommen verschiedene Arten von Metallen, insbesondere Sintermetalle sowie Kunststoffe und Keramikwerkstoffe in Frage. In Abweichung von dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, daß die Zerstäubungsscheibe 70 als Bestandteil des Düsenkörpers 5 ausgebildet ist, beispielsweise als Boden im Dü¬ senkörper 5.
Es ist möglich, die Lochscheibe 42 und/oder die Zerstäubungsscheibe 70 aus einem monokristallinen Silizium herzustellen und die Zume߬ öffnungen 43 bzw. die Durchlaßöffnungen 75 durch isotropes oder anisotropes Ätzen auszubilden. Hierdurch lassen sich auf einfache Art und Weise besonders scharfe Kanten der Zumeßöffnungen 43 und der Durchlaßöffnungen 75 erzielen, die eine gute BrennstoffZerstäubung bewirken.
Durch die teilweise Abdeckung der einzelnen Zumeßöffnungen 43 und die dadurch entstehenden Strömungskanten 47 wird bei dem erfin¬ dungsgemäßen Brennstoffeinspritzventil der Brennstoffstrahl in starke Turbulenz versetzt und zum Aufreißen gebracht, so daß der Brennstoff besonders fein zerstäubt wird und die Bildung eines weitestgehend homogenen Brennstoff-Luft-Gemisches gewährleistet ist.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse, einem mit einer festen, in einem Strömungskanal liegenden Ventilsitzfläche zusammenwirkenden Ventilschließteil und einer Lochscheibe, die stromabwärts der Ven¬ tilsitzfläche angeordnet ist und wenigstens zwei Zumeßöffnungen auf¬ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zumeßöffnungen (43) teilweise abgedeckt sind.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zumeßöffnungen (43) durch eine Stirnseite (40, 72) teilweise abge¬ deckt sind.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zumeßöffnungen (43) durch die Stirnseite (40) eines Düsenkörpers (5) teilweise abgedeckt sind.
4. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung unmittelbar stromaufwärts der Lochscheibe (42) eine we¬ nigstens eine Durchlaßöffnung (75) aufweisende Zerstäubungsscheibe (70) angeordnet ist, die mit ihrer Stirnseite (72) die einzelnen Zu¬ meßöffnungen (43) teilweise abdeckt.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zer¬ stäubungsscheibe (70) mehrere Durchlaßöffnungen (75) vorgesehen sind und die Zumeßöffnungen (43) der Lochscheibe (42) und die Durchla߬ öffnungen (75) kreisrund ausgebildet sind, den gleichen Durchmesser aufweisen und auf einem gleichen Lochkreisdurchmesser (45, 76) liegen.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßöffnungen (43) der Lochscheibe (42) gegenüber der Ven¬ tillängsachse (16) geneigt verlaufen.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen (75) der Zerstäubungsscheibe (70) gegen¬ über der Ventillängsachse (16) geneigt verlaufen.
8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Lochscheibe (42) und/oder die Zerstäubungsscheibe (70) aus einem monokristallinen Silizium ausgebildet sind.
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