WO2002033248A2 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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WO2002033248A2
WO2002033248A2 PCT/DE2001/003946 DE0103946W WO0233248A2 WO 2002033248 A2 WO2002033248 A2 WO 2002033248A2 DE 0103946 W DE0103946 W DE 0103946W WO 0233248 A2 WO0233248 A2 WO 0233248A2
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WO
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fuel injection
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injection valve
fuel
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Norbert Keim
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • 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
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    • F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the type of the main claim.
  • Inward opening fuel injection valves with swirl generation are known for example from DE 198 15 800 AI.
  • a 'tzMech in a Ventilsi befindliches component of the formed by valve closing body and the valve seat body sealing seat is generated downstream in the fuel flow open, fuel injection valve, a swirl, which results in a fanning out of the ejected fuel jet.
  • the fuel already flows through a swirl disk during the opening process, so that a swirl is formed during the entire injection process.
  • a " peripheral speed " is applied to the fuel immediately when the fuel is sprayed off.
  • Both fuel injectors move the valve needle and the valve closing body connected to it between two stroke-limiting stops.
  • the solenoid coil When the solenoid coil is not energized, the valve seat surface forms the downstream stroke limitation in the idle state of the fuel injector.
  • the valve needle When the fuel injection valve is open, the valve needle, together with the valve closing body, is lifted from the valve seat surface until the movement of the armature is limited on an upstream contact surface.
  • the gap between the armature and the associated contact surface must be observed exactly.
  • the component tolerances add up to the armature. Added to this are the component tolerances summed up from the opposite side of the valve up to the contact surface.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the stroke limitation of the valve closing body for both end positions is realized in one component. Both contact surfaces serve as counter bearings for the valve closing body and are arranged in the valve seat body.
  • the stroke setting can therefore be determined solely by the length of an extension on the valve closing body, which determines the limitation of the stroke when the solenoid coil is energized.
  • the extension is mounted when the valve closing body is in contact with the valve seat surface. This makes it very easy to check the set stroke.
  • Two flow paths are formed when the fuel injector is opened. For one thing, the fuel is already flowing. through the fuel channels into the central spray opening of the extension. In addition, some of the fuel flows outside the extension without causing swirl formation. This can be used to generate a pre-jet ⁇ which deviates from the main beam of his Abspritztruckes fully open fuel injector terms. Fuel injection valves that are able to implement a partial stroke can also specifically change the geometry of the injected fuel jet during the entire injection process by enabling the second flow path. Furthermore, the dead volume is very low. After the fuel injector is closed, there is no dripping. A swirl is formed immediately before the fuel is sprayed off. The lack of flow diversion leads to a reduction in the sample spread.
  • Fig. 1 shows a schematic partial section through an embodiment of an inventive
  • Fig. 2 is a schematic partial section in section II of Fig. 1 through the first embodiment of an inventive
  • FIG. 3 shows a schematic partial section in section II of FIG. 1 through a second exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the invention
  • Fig. 4 is a schematic section in section II of Fig. 1 through a third embodiment of a fuel injector according to the invention.
  • FIG. 5 shows a schematic section in section II of FIG. 1 through a fourth embodiment of a fuel injection valve according to the invention.
  • the fuel injection valve 1 is designed in the form of a fuel injection valve 1 for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines.
  • Fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
  • the fuel injector 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 surface 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat.
  • the fuel injector 1 in the exemplary embodiment is an electromagnetically actuated fuel injection valve 1, which has a spray opening 7.
  • the nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against the outer pole 9 of a magnetic circuit.
  • a magnet coil 10 is wound on a coil support 12 and encapsulated by a coil housing 11.
  • the coil carrier 12 itself rests on an inner pole 13 of the magnet coil 10.
  • the inner pole 13 and the outer pole 9 are separated from one another by a gap 26 and are supported on a connecting component 29.
  • the magnet coil 10 is excited via a line 19 by an electrical current that can be supplied via an electrical plug contact 17.
  • the plug contact 17 is surrounded by a plastic sheath 18, which can be molded onto the inner pole 13.
  • the valve needle 3 is in a valve needle guide 14, which is disc-shaped and guided in a guide disc 31.
  • An anchor 20 is located on the downstream side of a disk 15.
  • This armature stands over a flange 21 non-positively connected to the valve needle 3, which is connected to the flange 21 by a weld 22.
  • a restoring spring 23 is supported on the flange 21 and, in the present design of the fuel injector 1, is preloaded by a sleeve 24.
  • Fuel channels 30a to 30c run in the valve needle guide 14, in the armature 20 and in the guide disk 31, which guide the fuel, which is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25, to the sealing seat.
  • the fuel injector 1 is sealed by a seal 28 against a distribution line, not shown.
  • the armature 20 in the idle state of the fuel injector 1, the armature 20 is acted upon by the return spring 23 against the stroke direction via the flange 21 on the valve needle 3 in such a way that the valve closing body 4 is held in sealing contact with the valve seat surface 6 and the valve closing body 4 is in its downstream stroke-limiting end position.
  • the magnet coil 10 When the magnet coil 10 is excited, it builds up a magnetic field which moves the armature 20 in the stroke direction counter to the spring force of the return spring 23, the stroke being predetermined by a working gap 27 in the rest position between an extension 34 and the valve seat body 5.
  • the armature 20 takes the flange 21, which is welded to the valve needle 3, and thus also the valve needle 3 in the lifting direction.
  • valve closing body 4 which is operatively connected to the valve needle 3, lifts off the valve seat surface 6 and the fuel which reaches the sealing seat via the fuel channels 30a to 30c flows past the valve closing body 4 through swirl channels 33 into the spray opening 7 and is sprayed off.
  • FIG. 2 An embodiment of a fuel injector 1 according to the invention is shown enlarged in FIG. 2 in area II of FIG. 1.
  • the valve seat body 5 forms a first stroke limitation by the valve closing body 4 resting on the valve seat surface 6.
  • the valve seat body 5 is penetrated by an extension 34, which has a downstream radial extension 35, which forms a second stroke limitation with the valve seat body 5 when the solenoid 10 is excited.
  • a through opening in the valve seat body 5 Downstream of the valve seat surface 6, there is a through opening in the valve seat body 5, which has a contact surface 32 designed as a radial extension to the downstream side of the valve seat body 5.
  • the extension 34 ⁇ penetrates the through opening and is connected to the Ventilsch Strukturk ⁇ rper 4, for example by welding or brazing, force-fitting manner.
  • a spray opening 7 is introduced, which is connected by one or more swirl channels 33 to the gap formed between the valve closing body 4 and the valve seat surface 6 when the fuel injection valve 1 is open.
  • the swirl channels 33 preferably have a tangential component.
  • penetrating extension 34 has a sleeve-shaped portion 36 which is sized in length so that the protrusion 34 is formed between the abutment surface 32 of the Ventilsitzkorpers 5 • and the radial extension in the resting state of fuel injector 1, a working gap 27th
  • the axial extension of the working gap 27 defines the maximum stroke of the valve closing body 4 in relation to the valve seat surface 6.
  • the radial extent of the through hole 37 is greater than the radial expansion of the sleeve-shaped portion 36 of the projection 34 upstream of its radial enlargement 35. 'energizing the solenoid 10 of the valve closure member 4 lifts off from valve seat surface 6, and the flow path for the fuel-free.
  • the fuel flows both through the swirl channels 33 and through the gap 38 formed between the valve seat body 5 and the extension 34 and is sprayed out of the spray opening 7 or the working gap 27.
  • the working gap 27 between the radial extension 35 of the extension 34 and the contact surface 32 of the valve seat body 5 is increasingly reduced and the fuel flow through the working gap 27 is reduced.
  • the radial extension 35 is in contact with the contact surface 32.
  • the contact surface 32 and the radial extension 5 preferably have corresponding geometries, so that the radial extension 35 interacts with the contact surface 32 to form a sealing seat.
  • the flow path of the fuel through the working gap 27 is now closed and, when fully opened, the entire sprayed fuel is swirled.
  • the spray pattern can be influenced over the entire injection process.
  • the valve closing body 4 can be raised over only a part of the maximum possible stroke. Accordingly, the working gap 27 between the radial extension 35 and the contact surface 32 opened to different degrees and changes the amount of fuel sprayed without swirl, which leads to a change in the spray pattern.
  • FIG. 3 Another embodiment of a fuel injector 1 according to the invention is shown in FIG. 3.
  • the passage opening 37 is dimensioned relative to the sleeve-shaped section 36 of the extension 34 so that the gap 38 formed between the components is hydraulically sealed.
  • the amount of fuel sprayed off is determined by the changing coverage of the swirl channels 33 by the valve seat body .5 in the region of the passage opening 37.
  • the swirl channels 33 are to be selected according to the desired behavior during opening. They can be introduced as bores or as slots with variable geometry. Different positioning of the individual swirl channels 33 in the flow direction is also conceivable. The complete flow cross section is thus released successively with the stroke of the valve closing body 4 and the associated extension 34.
  • FIG. 4 shows an embodiment with a one-piece design of valve needle 3 and extension 35 on a fuel injection valve 1 without forming a second flow path.
  • the spherical valve closing body 4 has a central recess 40 which is penetrated by the valve needle 3.
  • the spray opening 7 is introduced, for example, as a bore in the downstream end of the valve needle 3 in the region of the extension 34. By designing the spray opening 7 as a blind hole, the dead volume is limited and dripping of fuel after the spraying process has ended prevented.
  • the position of the valve closing body 4 is preferably fixed by welding to the valve needle 3.
  • the welded connection 39 can be realized by welding points, which are distributed over the circumference of the valve needle 3, as well as a circumferential weld seam.
  • FIG. 5 shows a variant of the exemplary embodiment from FIG. 4 with a hollow valve needle 3.
  • the valve closing body 4 is in turn pushed onto the valve needle 3 and welded.
  • the valve needle 3 is designed as a hollow needle to reduce the moving mass.
  • the valve needle 3 is closed upstream. This can e.g. at their upstream end by welding. Due to the tubular geometry of the valve needle 3, there is no need to introduce the spray opening 7 in a separate manufacturing step.

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Abstract

Ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil (1) mit Hubbegrenzung für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen umfasst einen Ventilschliesskörper (4), der mit einer Ventilnadel (3) in Wirkverbindung steht und der mit einer Ventilsitzfläche (6) eines Ventilsitzkörpers (5) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Stromabwärts des Dichtsitzes ist an dem Ventilschliesskörper (4) ein Fortsatz (34) angeordnet ist, der einen hülsenförmigen Abschnitt (36) aufweist, der sich durch eine Durchgangsöffnung (37) in dem Ventilsitzkörper (5) erstreckt. Der Fortsatz (34) weist an seinem stromabwärtigen Ende eine radiale Erweiterung (35) auf, die im Ruhezustand einen axialen Abstand von einer Anlagefläche (32) in dem Ventilsitzkörper (5) hat und grösser ist als die kleinste radiale Ausdehnung der Durchgangsöffnung (37).

Description

Brexmstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Haupt nspruchs .
Nach innen öffnende Brennstoffeinspritzventile mit Drallerzeugung sind z.B. aus der DE 198 15 800 AI bekannt. Über ein in einem Ventilsi'tzkörper befindliches Bauteil wird stromabwärts des von Ventilschließkörper und Ventilsitzkörper ausgebildeten Dichtsitzes in der BrennstoffStrömung bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil ein Drall erzeugt, der zu einer Auffächerung des abgespritzten BrennstoffStrahls führt. Bereits während des Öffnungsvorgangs durchströmt der Brennstoff eine Drallscheibe, so daß es während des gesamten Einspritzvorgangs zu einer Ausbildung eines Dralls kommt. Die Beaufschlagung " des Brennstoffs mit einer Umfangsgeschwindigkeit erfolgt unmittelbar beim Abspritzen des Brennstoffs .
Ein weiteres nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil mit einer Drallerzeugung stromabwärts des Ventildichtsitzes ist aus der DE 41 31 499 Cl bekannt. Stromabwärts des Dichtsitzes sind in dem Ventilsitzkδrper Ausnehmungen angeordnet die eine Tangentialkomponente aufweisen und in eine Abspritzöffnung ausmünden. Die Ausnehmungen sind in Form von Nuten in den , Ventilsitzkörper eingebracht und verlaufen in der kegelförmigen stromabwartigen Verlängerung des Ventildichtsitzes. Bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil sind diese zu dem Ventilschließkδrper hin offen und ein Teil der BrennstoffStrömung kann an den drallbildenden Elementen vorbei zu der Abspritzδffnung strömen. Zur Ausbildung eines Dralls trägt somit nur ein Teil des einzuspritzenden Brennstoffs bei, wodurch die Möglichkeiten, die Abspritzgeometrie des Brennstoffs zu beeinflussen, eingeschränkt sind.
Beide Brennstoffeinspritzventile bewegen sich die Ventilnadel und der mit ihr verbundene Ventilschließkörper zwischen zwei hubbegrenzenden Anschlägen. Bei nicht erregter Magnetspule bildet die Ventilsitzfläche die stromabwärtige Hubbegrenzung im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils . Bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil ist die Ventilnadel mitsamt dem Ventilschließkörper soweit von der Ventilsitzfläche abgehoben, bis der Anker an einer stromaufwärts angeordneten Anlagefläche in seiner Bewegung begrenzt wird.
Bei den genannten Brennstoffeinspritzventilen ist es notwendig sowohl den hubbegrenzenden oberen Anschlag wie auch den hubbegrenzenden unteren Anschlag vor Verschleiß zu schützen. Dies geschieht durch z.B. Härten oder Verchromen. Die Behandlung mindestens vier beteiligter Bauteile ist zeit- und kostenintensiv.
Ferner muß zur Einstellung des Hubes das Spaltmaß zwischen Anker und zugeordneter Anlagefläche exakt eingehalten werden. Dabei summieren sich ausgehend von dem Ventildichtsitz des Brennstoffeinspritzventils in Ruhezustand die Bauteiltoleranzen bis hin zum Anker. Hinzu kommen die von der gegenüberliegenden Seite des Ventils aufsummierten Bauteiltoleranzen bis hin zu der Anlagefläche. Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Hubbegrenzung des Ventilschließkörpers für beide Endpositionen in einem Bauteil realisiert ist. Beide Anlageflächen dienen als Gegenlager für den Ventilschließkόrper und sind in dem Ventilsitzkörper angeordnet. Die Hubeinstellung kann daher allein durch die Länge eines Fortsatzes an dem Ventilschließkörper bestimmt werden, der die Begrenzung des Hubes bei erregter Magnetspule bestimmt. Die Montage des Fortsatzes erfolgt, wenn der Ventilschließkörper sich in Anlage mit der Ventilsitzfläche befindet. Dadurch kann sehr leicht eine Überprüfung des eingestellten Hubes vorgenommen werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils möglich.
, Während des Öffnens des Brennstoffeinspritzventils kommt es zur Ausbildung zweier Strόmungswege . Zum einen strömt der Brennstoff bereits . durch die Brennstoffkanäle in die zentrale Abspritzöffnung des Fortsatzes. Zudem strömt ein Teil des Brennstoffes außen an dem Fortsatz vorbei ohne daß es zu einer Drallausbildung kommt. Dies kann genutzt werden, um einen ■Vorstrahl zu erzeugen, der hinsichtlich seines Abspritzbildes von dem Hauptstrahl bei vollständig geöffnetem Brennstoffeinspritzventil abweicht. Brennstoffeinspritzventile, die in der Lage sind einen Teilhub zu realisieren, können außerdem über die Freigabe des zweiten Strömungsweges gezielt die Geometrie des eingespritzten BrennstoffStrahles während des gesamten Einspritzvorgangs verändern. Ferner ist das Totvolumen sehr gering. Nach dem Schließen des Brennstoffeinspritzventils kommt es daher nicht zum Nachtropfen. Die Ausbildung eines Dralls erfolgt unmittelbar vor dem Abspritzen des Brennstoffs. Das Fehlen einer Strömungsumlenkung führt zu einer Reduzierung der Exemplarstreuung .
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils ;
Fig. 2 einen schematischen Teilschnitt im Ausschnitt II der Fig. 1 durch das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils ;
Fig. 3 einen schematischen Teilschnitt im Ausschnitt II der Fig.l durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoff- einspritzventils;
Fig. 4 einen schematischen Schnitt im Ausschnitt II der Fig. 1 durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils, und
Fig. 5 einen schematischen Schnitt im Ausschnitt II der Fig. 1 durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinsprit'zventils .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bevor anhand der Figuren 2 bis 4 Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Brennstoffeinspritzventile 1 näher beschrieben werden, soll zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst anhand von Fig. 1 das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 in einer Gesamtdarstellung bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert werde .
Das 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 elektromagnetisch betätigtes Brennsto einspritzventil 1, welches über eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen den Außenpol 9 eines Magnetkreises abgedichtet. Eine Magnetspule 10 ist auf einen Spulenträger 12 gewickelt und durch ein Spulengehäuse 11 gekapselt. Der Spulenträger 12 selbst liegt an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 an. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch einen Spalt 26 voneinander getrennt und stützen sich auf einem Verbindungsbauteil 29 ab. 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, welche scheibenförmig ausgeführt ist und in einer FührungsScheibe 31 geführt. An der stromabwartigen Seite einer Scheibe 15 befindet sich ein Anker 20. Dieser steht über einen Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit dem Flansch 21 verbunden ist. Auf dem Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.
In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und in der FührungsScheibe 31 verlaufen Brennstoffkanäle 30a bis 30c, die den Brennstoff, welcher über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert wird, bis zu dem Dichtsitz leiten. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht dargestellte Verteilerleitung abgedichtet.
Bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventil 1 wird im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 der Anker 20 über den Flansch 21 an der Ventilnadel 3 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4 an der Ventilsitzfläche 6 in dichtender Anlage gehalten wird und sich der Ventilschließkörper 4 in seiner stromabwärtig hubbegrenzenden Endposition befindet. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt, wobei der Hub durch einen in der Ruhestellung zwischen einem Fortsatz 34 und dem Ventilsitzkörper 5 befindlichen Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der Anker 20 nimmt den Flansch 21, v/elcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, und damit die Ventilnadel 3 ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab und der über die Brennstoffkanäle 30a bis 30c zu dem Dichtsitz gelangende Brennstoff strömt an dem Ventilschließkörper 4 vorbei durch Drallkanäle 33 in die Abspritzöffnung 7 und wird abgespritzt.
Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes-' durch den Druck der Rückstellfeder 23 auf den Flansch 21 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich die Ventilnadel 3 entgegen der Hubrichtung bewegt. Dadurch setzt der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 auf, und das Brennstoffeinspritzventil 1 wird geschlossen.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 ist in Fig. 2 vergrößert im Bereich II der Fig. 1 dargestellt. Der Ventilsitzkörper 5 bildet in Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 4 an der Ventilsitzfläche 6 eine erste Hubbegrenzung. Der Ventilsitzkδrper 5 wird von einem Fortsatz 34 durchdrungen, der eine stromabwärtige radiale Erweiterung 35 aufweist, die mit dem Ventilsitzkörper 5 bei erregter Magnetspule 10 eine zweite Hubbegrenzung bildet .
Stromabwärts der Ventilsitzfläche 6 schließt sich in dem Ventilsitzkörper 5 eine Durchgangsδffnung an, die eine als radiale Erweiterung ausgebildete Anlagefläche 32 zur stromabwartigen Seite des Ventilsitzkorpers 5 hin aufweist. Der Fortsatz 34 ■ durchdringt die Durchgangsöffnung und ist mit dem Ventilschließkδrper 4, beispielsweise durch Schweißen oder Hartlöten, kraftschlüssig verbunden. In dem Fortsatz 34 ist eine Abspritzöffnung 7 eingebracht, die durch einen oder mehrere Drallkanäle 33 mit dem bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil 1 zwischen Ventilschließkörper 4 und Ventilsitzfläche 6 entstehenden Spalt verbunden wird. Zur Erzeugung eines Dralls weisen die Drallkanäle 33 vorzugsweise eine Tangentialkomponente auf.
Der die Durchgangsöffnung 37 durchdringende Fortsatz 34 weist einen hülsenförmigen Abschnitt 36 auf, der in der Länge so bemessen ist, daß zwischen der Anlagefläche 32 des Ventilsitzkorpers 5 • und der radialen Erweiterung des Fortsatzes 34 im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 ein Arbeitsspalt 27 entsteht. Die axiale Ausdehnung des Arbeitsspaltes 27 definiert den maximalen Hub des Ventilschließkörpers 4 gegenüber der Ventilsitzfläche 6. Die radiale Ausdehnung der Durchgangsöffnung 37 ist größer als die radiale Ausdehnung des hülsenförmigen Abschnitts 36 des Fortsatzes 34 stromaufwärts seiner radialen Erweiterung 35. Bei ' Erregen der Magnetspule 10 hebt der Ventilschließkörper 4 von der Ventilsitzfläche 6 ab und gibt den Strömungsweg für den Brennstoff frei. Bis zum Erreichen der oberen hubbegrenzenden Endposition strömt der Brennstoff sowohl durch die Drallkanäle 33 als auch durch den zwischen dem Ventilsitzkörper 5 und dem Fortsatz 34 ausgebildeten Spalt 38 und wird aus der Abspritzöffnung 7 bzw. dem Arbeitsspalt 27 abgespritzt. Gegen Ende des Hubes wird der Arbeitsspalt 27 zwischen der radialen Erweiterung 35 des Fortsatzes 34 und der Anlagefläche 32 des Ventilsitzkorpers 5 zunehmend verkleinert und die BrennstoffStrömung durch den Arbeitsspalt 27 verringert sich. Bei vollständig geöffnetem Brennstoffeinspritzventil 1 befindet sich die radiale Erweiterung 35 in Kontakt mit der Anlagefläche 32. Vorzugsweise weisen die Anlagefläche 32 und die radiale Erweiterung 5 korrespondierende Geometrien auf, so daß die radialen Erweiterung 35 mit der Anlagefläche 32 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Der Strömungsweg des Brennstoffs durch den Arbeitsspalt 27 ist nun verschlossen und bei vollständiger Öffnung ist der gesamte abgespritzte Brennstoff drallbehaftet.
Weiterhin ist die Einbringung von strömungsführenden Elementen in die Anlagefläche 32 oder in die radiale Erweiterung 35 des Fortsatzes 34 denkbar, welche über die gesamte Einspritzdauer einen zweiten Strömungsweg ausbilden. Die gezielte Bildung eines lokal unterschiedlich aufbereiteten BrennstoffStrahls ist so möglich.
Bei Brennstoffeinspritzventilen 1, mit denen ein Teilhubbetrieb möglich ist, kann das Abspritzbild über den gesamten Einspritzvorgang beeinflußt werden. Im Teilhubbetrieb kann der Ventilschließkörper 4 über lediglich einen Teil des maximal möglichen Hubes angehoben werden. Dementsprechend ist der Arbeitsspalt 27 zwischen der radialen Erweiterung 35 und der Anlageflache 32 unterschiedlich weit geöffnet und verändert die ohne Drall abgespritzte Brennstoffmenge, was zu einer Veränderung des Abspritzbildes führt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 ist in Fig. 3 dargestellt. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 wird hierbei die Ausbildung eines zweiten Strömungsweges während des Öffnens des Brennstoffeinspritzventils 1 verhindert. Die Durchgangsδffnung 37 ist gegenüber dem hülsenförmigen Abschnitt 36 des Fortsatzes 34 so bemessen, daß der zwischen den Bauteilen entstehende Spalt 38 hydraulisch dichtend ist. Während des Öffnungsvorgangs wird die abgespritzte Brennstoffmenge durch die sich ändernde Überdeckung der Drallkanäle 33 durch den Ventilsitzkδrper .5 im Bereich der Durchgangsöffnung 37 bestimmt.
Die Drallkanäle 33 sind entsprechend dem gewünschten Verhalten während des Öffnens zu wählen. Sie können als Bohrungen oder als Schlitze mit variabler Geometrie eingebracht sein. Ebenso ist eine unterschiedliche Positionierung der einzelnen Drallkanäle 33 in Strömungsrichtung denkbar. Die Freigabe des vollständigen Strömungsquerschnitts erfolgt somit sukzessive mit dem Hub des Ventilschließkörpers 4 und des damit verbundenen Fortsatzes 34.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel mit einstückiger Ausführung von Ventilnadel 3 und Fortsatz 35 an einem Brennstoffeinspritzventil 1 ohne Ausbildung eines zweiten Strδmungsweges dargestellt. Der kugelförmige Ventilschließkδrper 4 weist eine zentrale Ausnehmung 40 auf, die von der Ventilnadel 3 durchdrungen ist. Die Abspritzöffnung 7 ist z.B. als Bohrung in das stromabwärtige Ende der Ventilnadel 3 im Bereich des Fortsatzes 34 eingebracht. Durch die Ausführung der Abspritzöffnung 7 als Sackloch wird das Totvolumen begrenzt und ein Nachtropfen von Brennstoff nach Abschluß des Abspritzvorgangs verhindert. In axialer Richtung ist die Position des Ventilschließkörpers 4 vorzugsweise durch Verschweißen mit der Ventilnadel 3 fixiert. Die Schweißverbindung 39 kann durch Schweißpunkte, die über den Umfang der Ventilnadel 3 verteilt angebracht sind, ebenso realisiert werden, wie als umlaufende Schweißnaht.
Fig. 5 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels aus Fig. 4. mit einer hohlen Ventilnadel 3. Der Ventilschließkörper 4 ist wiederum auf die Ventilnadel 3 aufgeschoben und verschweißt. Die Ventilnadel 3 ist zur Verringerung der bewegten Masse als Hohlnadel ausgeführt . Um ein Eindringen von Brennstoff stromaufwärts des Dichtsitzes zu verhindern, ist die Ventilnadel 3 stromaufwärts geschlossen. Dies kann z.B. an ihrem stromaufwärtigen Ende durch Zuschweißen erfolgen. Durch die rohrförmige Geometrie der Ventilnadel 3 entfällt das Einbringen der Abspritzöffnung 7 in einem eigenen Fertigungsschritt.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1) für
Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem Ventilschließkörper (4) , der mit einer Ventilsitzfläche (6) eines Ventilsitzkorpers (5) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und mit einer Hubbegrenzung des Ventilschließkörpers (4) , dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts des Dichtsitzes an dem Ventilschließkörper
(4) ein Fortsatz (34) angeordnet ist, der einen hülsenförmigen Abschnitt (36) aufweist, der sich durch eine Durchgangsöffnung (37) in dem Ventilsitzkörper (5) erstreckt, und daß der Fortsatz (34) an seinem stromabwartigen Ende eine radiale Erweiterung (35) aufweist, die im Ruhezustand einen axialen Abstand von einer Anlagefläche (32) in dem Ventilsitzkörper (5) aufweist und größer ist als die kleinste radiale Ausdehnung der Durchgangsöffnung (37) und bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil (1) mit der Anlagefläche (32) zu der Hubbegrenzung zusammenwirkt.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß in den Fortsatz (34) eine Abspritzöffnung (7) eingebracht ist, die zumindest bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil (1) durch mindestens einen Drallkanal (33) mit einem mit Brennstoff bedrückten Volumen verbunden ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der stromabwärtige Seite des Ventilsitzkorpers (5) die als radiale Erweiterung ausgebildete Anlagefläche (32) ausgebildet ist .
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkanäle (33) mit einer Tangentialkomponente in die Abspritzöffnung (7) in dem Fortsatz (34) münden.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erweiterung (35) an dem Fortsatz (34) und die Anlagefläche (32) in dem Ventilsitzkörper (5) bei vollständig geöffnetem Brennstoffeinspritzventil (1) zu einem Dichtsitz zusammenwirken.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (34) mit dem Ventilschließkörper (4) verschweißt ist.
7.- Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (34) durch Hartlöten mit dem
Ventilschließkörper (4) verbunden ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkanäle (33) Bohrungen in dem Fortsatz (34) sind.
9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkanäle (33) in dem Fortsatz (34) schlitzförmig sind.
10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet,
• daß ein zwischen Fortsatz (34) und Ventilsitzkörper (5) ausgebildete Spalt (38) hydraulisch dichtend ist.
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (34) mit einer Ventilnadel (3) einstückig ausgebildet ist.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (3) den Ventilschließkörper (5) durchdringt .
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