WO2002033249A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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WO2002033249A1
WO2002033249A1 PCT/DE2001/003967 DE0103967W WO0233249A1 WO 2002033249 A1 WO2002033249 A1 WO 2002033249A1 DE 0103967 W DE0103967 W DE 0103967W WO 0233249 A1 WO0233249 A1 WO 0233249A1
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WO
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valve
fuel injection
swirl
fuel
guide
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PCT/DE2001/003967
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English (en)
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Inventor
Guenther Hohl
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • 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
    • F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • Fuel injection valves which have a component for guiding a valve needle, are known from DE 36 43 523 AI. They have a swirl disk which is arranged upstream of the valve sealing seat, with a central guide bore. Swirl channels, which connect the space upstream of the swirl disk, which is pressurized with fuel, with a swirl chamber adjoining in the direction of flow, serve to guide the flow. When the valve is open, the fuel flows out of the swirl channels into the swirl chamber, the speed vector having a component in the circumferential direction. The central bore of the swirl disk takes over the guiding of the valve closing body or the Ven.tiln.adel.
  • the swirl disk is centered by a conical seat in the area of the valve seat, where it is held in a sealing system due to the restriction of the fuel flow.
  • the recess in the swirl disk is closely tolerated with respect to the valve needle or the valve closing body.
  • a fuel injector is also known, in which the guide of the valve needle or the valve closing body is arranged in an assembly upstream of the sealing seat.
  • a secondary flow path is also prevented here by forming the smallest possible gap between the guide bore and the valve needle or valve closing body.
  • a swirl is generated through bores that have a tangential component and open upstream of the valve sealing seat.
  • the valve needle is guided in a sleeve, which in turn is centered in the valve seat by a downstream conical configuration.
  • the valve seat body and the guide are made in one piece.
  • a disadvantage of the fuel injection valves shown is the high precision that is required in the manufacture of the components of the valve.
  • the formation of a swirl essentially depends on the flow through the swirl channels.
  • An existing bypass flow path for the fuel leads to a flow component without peripheral speed and worsens - for example the swirl formation and consequently the atomization of the fuel. Ultimately, this leads to deteriorated combustion.
  • Due to the manufacturing process the dimensions of the components are subject to tolerances. This can lead to an angular error of the valve needle or the valve closing body in the area of the valve seat.
  • the guidance of the valve needle or the valve closing body is taken over by a component which is centered in the nozzle body either in a form-fitting or material-locking manner.
  • the fuel according to the invention ' injection valve according to the characterizing features of claim 1 ' has the advantage that the central axis of the valve needle against the
  • Valve needle or valve seat body and the leading bore is required.
  • a guide compensation can be inclined together with the valve needle.
  • the guide compensation and valve needle remain in the correct position, which improves the sealing fit between the two components.
  • the angle between the valve needle and the central axis of the fuel injector is compensated for by the formation of a sealing seat between the guide compensation and a swirl disk, which is flexible with regard to the angle between the central axes of the swirl disk and the guide compensation.
  • the entire fuel flow reaching the spray opening therefore flows through the swirl channels, as a result of which a defined generation of swirl and an exact metering of a spraying fuel quantity is possible.
  • the possibility of producing the swirl disk together with the guide compensation and a spring in a pre-assembly is advantageous.
  • the entire assembly can be treated as a single component in the further assembly process.
  • Another advantage is the common center of the spherical sealing surface of the guide compensation and the spherical valve closing body in the idle state of the fuel injector.
  • the position of the valve closing body is clearly determined by the valve seat body. An angular error therefore only results in a rotation about the center of the spherical valve closing body.
  • the sealing arrangement of both sealing seats is not affected by rotation around a common center.
  • Fig. 1 shows a schematic partial section through an inventive fuel injector
  • Fig. 2 shows a schematic section in section II of Fig. 1 through the embodiment of a fuel injector according to the invention.
  • the fuel injector 1 is in the form of a fuel injection valve for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited
  • the Fuel injection valve 1 is particularly suitable - for the direct injection of fuel 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 first sealing seat.
  • the fuel injection valve 1 is an inwardly opening, 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 solenoid 10.
  • the magnet coil 10 is encapsulated in a coil housing 11 and wound on a coil carrier 12, which bears against 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.
  • valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14, which is disc-shaped.
  • a paired adjustment disk is used to adjust the lift 15.
  • At the other side of adjustment disk 15 is an armature 20. This is' via a first flange 21 force-locking to valve needle 3, which is connected, for example via a welded seam 22 with the first flange 21 ,
  • a restoring spring 23 is supported on the first flange 21 and, in the present design of the fuel injector 1, is preloaded by a sleeve 24.
  • a second flange 31, which is also connected to the valve needle 3 via a weld 33, serves as the lower anchor stop.
  • An elastic intermediate ring 32 which rests on the second flange 31, prevents bouncing when the fuel injector 1 is closed.
  • fuel channels 30a, 30b or swirl channels 36 run which guide the fuel, which is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25, to the spray opening 7 in the valve seat body 5.
  • 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 injection valve 1, the armature 20 is acted upon by the return spring 23 against the stroke direction via the first 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.
  • the magnet coil 10 When the magnet coil 10 is excited, it builds up a magnetic field which moves the armature 20 against the spring force of the return spring 23 in the stroke direction, the stroke being predetermined by a working gap 27 which is in the rest position between the inner pole 13 and the armature 20.
  • the armature 20 takes the first flange 21, which is welded to the valve needle 3, and thus also the valve needle 3 in the lifting direction.
  • the valve closing body 4, which is operatively connected to the valve needle 3, lifts off the valve seat surface 6 and the fuel reaching the spray opening 7 via the fuel channels 30a, 30b or swirl channels 36 is sprayed off.
  • the armature 20 drops from the inner pole 13 after the magnetic field has been sufficiently reduced by the pressure of the return spring 23 on the first flange 21, as a result of which the valve needle 3 moves counter to the stroke direction. This sets the valve closing body 4 on the Valve seat 6, and the fuel injector 1 is closed.
  • a fuel injector 1 has a swirl disk 35, in the central recess 38 a sealing seat 39 is integrated, which cooperates with a radial extension 40 of a guide compensation 41 at the downstream end to a second sealing seat and a deflection of the central axis of the valve needle 3 opposite the central axis of the fuel injector 1 allowed.
  • the swirl disk 35 has, as shown in FIG. 2, for guiding the fuel streams swirl channels 36, which are introduced, for example, as recesses in the downstream side 43 of the swirl disk 35 and are closed with the upstream side 44 of the valve seat body 5 to form swirl channels 36.
  • the swirl channels 36 open with a tangential component into a swirl chamber 37 upstream of the valve seat surface 6.
  • the swirl disk 35 has a central, continuous recess 38, which has a radial extension 45 downstream and is penetrated by the valve needle 3 and the guide compensation 41 , A downstream sealing seat 39 is arranged in the extension 45.
  • the guide compensation 41 also has a central recess 46 which is tolerated with respect to the radial expansion of the valve needle 3 so that axial movement of the valve needle 3 is easily possible, but a leakage flow which forms along the fit is prevented.
  • the guide compensation 41 has a radial extension 40, the radial dimensions of which are larger than the smallest radial extension of the recess 38 in the swirl disk 35.
  • the guide compensation 41 Upstream of the radial extension 40, the guide compensation 41 is sleeve-shaped and the radial extension of the Guide compensation 41 smaller than the recess 38 of the Swirl disk 35, so that the guide compensation 41 can be introduced into the swirl disk 35 in the countercurrent direction until the sealing seat surface 39 of the swirl disk 35 and the radial extension 40 of the guide compensation 41 are in sealing contact with one another. Between the sleeve-shaped area 52 of the guide compensation 41 and the central recess 38 of the swirl disk 35 there is a gap 47, which enables a deflection of the central axis of the guide compensation 41 against the central axis of the fuel injection valve 1.
  • the valve closing body 4 like the radial extension 40 of the guide compensation 41, is preferably spherical in the area of the respective sealing seat surface.
  • the two centers of the spherical geometries are identical.
  • both the valve closing body 4 and the guide compensation 41 remain in sealing contact due to the spherical geometry.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment with a pressure-loaded spring 48 which is supported on the upstream side 49 of the swirl disk 35.
  • a flange 50 is attached with a collar-shaped counter bearing 51 for the spring 48, which is connected to the guide compensation 41 in a manner not shown.
  • the radial dimension of the collar-shaped counter bearing 51 is smaller than the inside diameter of the nozzle body 2, so that a deflection of the central axis of the guide compensation 41 is not limited by contact between the counter bearing 51 and the nozzle body 2.
  • fuel can pass the counter bearing 51 to the swirl channels 36 in the swirl disk 35 flow without the counter bearing 51 having to be provided with through openings.
  • the guide compensation 41 can be widened in one piece on the upstream side instead of the flange 50.
  • the guide compensation 41 can be designed with the valve closing body 4 instead of the valve needle 3 as a corresponding component.

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Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine, umfasst eine Drallscheibe (35) mit Drallkanälen (36) und einer zentralen Ausnehmung (38) und einen in die Ausnehmung (38) eingesetzten Führungsausgleich (41), dessen Mittelachse bezüglich der Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils 81) neigbar ist und der gegenüber der Ventilnadel (3) eine dichtende Passung besitzt. Von einer in der Drallscheibe (35) angeordneten Dichtsitzfläche (39) und einer radialen Erweiterung (40) des Führungsausgleichs (41) wird ein bezüglich einer Auslenkung der Mittelachse toleranter Dichtsitz gebildet, der das Auftreten einer drallfreien Leckageströmung ebenso verhindert, wie die dichtende Passung zwischen Ventilnadel (3) und Führungsausgleich (41).

Description

Brennstoffeinspritsventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Brennstoffeinspritzventile, welche ein Bauteil zur Führung einer Ventilnadel aufweisen sind aus der DE 36 43 523 AI bekannt. Sie besitzen eine Drallscheibe die stromaufwärts des Ventildichtsitzes angeordnet ist, mit einer zentralen Führungsbohrung. Zur Strömungsführung dienen dabei Drallkanäle, die den -stromaufwärts der Drallscheibe befindlichen, mit Brennstoff bedrückten Raum, mit einer sich in Strömungsrichtung anschließenden Drallkammer verbinden. Bei geöffnetem Ventil strömt der Brennstoff aus den Drallkanälen in die Drallkammer, wobei der Geschwindigkeitsvektor eine Komponente in Umfangsrichtung aufweist. Die zentrale Bohrung der Drallscheibe übernimmt die Führung des Ventilschließkörpers bzw. der Ven.tiln.adel. Die Drallscheibe zentriert sich dabei durch eine konische Sitzfläche in Bereich des Ventilsitzes, an dem sie aufgrund der Drosselung der BrennstoffStrömung in dichtender Anlage gehalten wird. Zur Vermeidung eines Nebenstromweges für den Brennstoff entlang der Führungsbohrung ist die Ausnehmung in der Drallscheibe gegenüber der Ventilnadel bzw. dem Ventilschließkörper eng toleriert. Aus der DE 196 25 059 AI ist ferner ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem die Führung der Ventilnadel bzw. des Ventilschließkörpers in einer Baugruppe stromaufwärts des Dichtsitzes angeordnet ist. Wie bei der DE 36 43 523 AI wird hier ebenfalls ein Nebenstromweg durch die Ausbildung eines möglichst geringen Spaltmaßes zwischen Führungsbohrung und Ventilnadel bzw. Ventilschließkörper verhindert. Die Erzeugung eines Dralls erfolgt durch Bohrungen die eine Tangentialkomponente aufweisen und stromaufwärts des Ventildichtsitzes münden. Die Ventilnadel ist in einer Hülse geführt, die wiederum durch eine stromabwärts konische Ausgestaltung in dem Ventilsitz zentriert ist. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind der Ventilsitzkörper und die Führung einstückig ausgeführt.
Nachteilig bei den gezeigten Brennstoffeinspritzventilen ist die hohe Präzision, die bei der Herstellung der Bauteile des Ventils erforderlich ist. Die Ausbildung eines Dralls hängt wesentlich von der Durchströmung der Drallkanäle ab. Ein vorhandener Nebenstromweg für den Brennstoff führt zu einem Strömungsanteil ohne Umfangsgeschwindigkeit und verschlechtert -so die Drallbildung und demzufolge die Zerstäubung des Brennstoffs . Letztlich führt dies zu einer verschlechterten Verbrennung. Herstellungsbedingt sind die Maße der Bauteile toleranzbehaftet. Dies kann zu einem Winkelfehler der Ventilnadel bzw. des .Ventilschließkörpers im Bereich des Ventilsitzes führen. Bei den oben genannten Brennstoffeinspritzventilen wird die Führung der Ventilnadel bzw. des Ventilschließkörpers durch ein Bauteil übernommen, das in dem Düsenkörper entweder form- oder materialschlüssig zentriert ist. Ein Angleichen der Orientierung der Führungsbohrung an die Lage der Ventilnadel bzw. des Ventilschließkörpers ist somit nicht möglich. Eine Kompensation des Lagefehlers ist nur durch Vergrößern der Führungsbohrung möglich. Als Folge wird der Nebenstromweg ebenfalls vergrößert. Eine Veränderung der zugemessenen Brennstoffmenge sowie eine Veränderung des Abspr-itzbildes sind die Folge. Um die hohen Anforderungen an die Exaktheit des Abspritzbildes und der Zumeßmenge befriedigen zu können, werden kostenintensive Fertigungsverfahren eingesetzt, mit denen eine exakte Bearbeitung und Montage aller betroffenen Einzelteile bezüglich ihrer Lage zur Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils sichergestellt ist.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffe'inspritzventil gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat ' demgegenüber den Vorteil, daß die Mittelachse der Ventilnadel gegen die
Mittelachse .des Brennstoffeinspritzventils geneigt sein
■ kann, ohne daß eine Veränderung der Passung zwischen
Ventilnadel bzw. Ventilsitzkörper und der führenden Bohrung erforderlich ist. Durch die Verwendung von zwei flexibel ineinander gelagerten Bauteilen kann ein Führungsausgleich gemeinsam mit der Ventilnadel geneigt werden. Führungsausgleich und Ventilnadel bleiben dabei lagerichtig positioniert, wodurch eine Verbesserung der dichtenden Passung zwischen beiden Bauteilen erreicht wird. Der Ausgleich des Winkels zwischen Ventilnadel und Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils erfolgt durch die Ausbildung eines Dichtsitzes zwischen dem Führungsausgleich und einer Drallscheibe, der bezüglich des Winkels zwischen den Mittelachsen der Drallscheibe und des Führungsausgleichs flexibel ist. Der gesamte zur Abspritzöffnung gelangende Brennstoffström durchströmt daher die Drallkanäle , wodurch eine definierte Erzeugung eines Dralls und eine exakte Zumessung einer abspritzenden Brennstoffmenge möglich ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des in Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Vorteilhaft ist dabei die Möglichkeit, die Drallscheibe zusammen mit dem Führungsausgleich und einer Feder in einer Vormontage zu fertigen. Die gesamte Baugruppe kann im weiteren Montageprozeß wie ein einziges Bauteil behandelt werden. Weiterhin von Vorteil ist der gemeinsame Mittelpunkt der kugelförmigen Dichtfläche des Führungsausgleiche und des kugelförmigen Ventilschließkörpers im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils . Durch den Ventilsitzkörper ist die Position des Ventilschließkörpers eindeutig bestimmt. Ein Winkelfehler resultiert daher lediglich eine Drehung um den Mittelpunkt des kugelförmigen Ventilschließkörpers . Die dichtende Anlage beider Dichtsitze wird durch Drehung um einen gemeinsamen Mittelpunkt nicht beeinflußt.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil und
Fig. 2 einen schematischen Schnitt im Ausschnitt II der Fig. 1 durch das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Bevor anhand der Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 bzw. einer Drallscheibe 35 mit Führungsausgleich 41 näher beschrieben wird, soll zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst anhand von Fig. 1 das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 in einer Gesamtdarstellung bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert werden.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstof feinspritzventils für Brennstof feinspritzanlagen 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 in Wirkverbindung mit einem Ventilschließkörper 4, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem ersten Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes, elektromagnetisch betätigtes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen den Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch 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 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. An der anderen Seite der Einstellscheibe 15 befindet sich ein Anker 20. Dieser steht' über einen ersten Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche beispielsweise über eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Flansch 21 verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird. Ein zweiter Flansch 31, welcher mit der Ventilnadel 3 ebenfalls über eine Schweißnaht 33 verbunden ist, dient als unterer Ankeranschlag. Ein elastischer Zwischenring 32, welcher auf dem zweiten Flansch 31 aufliegt, vermeidet Prellen beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1.
In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und in der Drallscheibe 35 verlaufen Brennstoffkanäle 30a, 30b bzw. Drallkanäle 36 die den Brennstoff, welcher über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert wird, zur Abspritzöffnung 7 in dem Ventilsitzkörper 5 leiten. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht dargestellte Verteilerleitung abgedichtet.
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 über den ersten 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. 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 dem Innenpol 13 und dem Anker 20 befindlichen Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der Anker 20 nimmt den ersten Flansch 21, welcher 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, 30b bzw. Drallkanäle 36 zur Abspritzöffnung 7 gelangende Brennstoff wird abgespritzt.
Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 23 auf den ersten 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.
Die erfindungsgemäße Ausführung eines Brennstoffeinspritzventils 1 weist eine Drallscheibe 35 auf, in deren zentraler Ausnehmung 38 eine Dichtsitz läche 39 integriert ist, die mit einer radialen Erweiterung 40 eines Führungsausgleichs 41 am stromabwärtigen Ende zu einem zweiten Dichtsitz zusammenwirkt und eine Auslenkung der Mittelachse der Ventilnadel 3 gegenüber der Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils 1 erlaubt.
Die Drallscheibe 35 besitzt, wie in Fig.2 dargestellt, zur Führung der BrennstoffStromes Drallkanäle 36, die beispielsweise als Ausnehmungen in die stromabwärtige Seite 43 der Drallscheibe 35 eingebracht sind und mit der stromaufwärtigen Seite 44 des Ventilsitzkörpers 5 zu Drallkan len 36 geschlossen werden. Zur Ausbildung eines Dralls münden die Drallkanäle 36 mit einer Tangentialkomponente in eine Drallkammer 37 stromaufwärts der Ventilsitzfläche 6. Weiterhin besitzt die Drallscheibe 35 eine zentrale, durchgängige Ausnehmung 38 , welche stromabwärts eine radiale Erweiterung 45 aufweist und von der Ventilnadel 3 und dem Fuhrungsausgleich 41 durchdrungen wird. In der Erweiterung 45 ist eine stromabwärts gerichtete Dichtsitzfläche 39 angeordnet.
Der Führungsausgleich 41 weist ebenfalls eine zentrale Ausnehmung 46 auf, die gegenüber der radialen Ausdehnung der Ventilnadel 3 so toleriert ist, daß eine axiale Bewegung der Ventilnadel 3 leicht möglich ist, eine sich entlang der Passung ausbildende Leckageströmung dagegen verhindert wird. An seinem stromabwärtigen Ende weist der Führungsausgleich 41 eine radiale Erweiterung 40 auf, deren radiale Abmessungen größer sind, als die kleinste radiale Ausdehnung der Ausnehmung 38 in der Drallscheibe 35. Stromauf ärts der radialen Erweiterung 40 ist der Führungsausgleich 41 hülsenförmig ausgebildet und die radiale Ausdehnung des Führungsausgleichs 41 kleiner als die Ausnehmung 38 der Drallscheibe 35, so daß der Führungsausgleich 41 in Gegenstromrichtung soweit in die Drallscheibe 35 einbringbar ist, bis die Dichtsitzflache 39 der Drallscheibe 35 und die radiale Erweiterung 40 des Führungsausgleichs 41 in dichtender Anlage zueinander stehen. Zwischen dem hülsenförmigen Bereich 52 des Führungsausgleichs 41 und der zentralen Ausnehmung 38 der Drallscheibe 35 befindet sich ein Spalt 47, der eine Auslenkung der Mittelachse des Führungsausgleichs 41 gegen die Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils 1 ermöglicht.
Der Ventilschließkörper 4 ist ebenso wie die radiale Erweiterung 40 des Führungsausgleiches 41 im Bereich der jeweiligen Dichtsitzflache vorzugsweise kugelförmig ausgebildet. Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 sind die beiden Mittelpunkte der Kugelgeometrien identisch. Bei . der Ausbildung eines Winkels zwischen den Mittelachsen des Brennstoffeinspritzventils 1 und der Ventilnadel 3 bleiben aufgrund der Kugelgeometrie sowohl der Ventilschließkörper 4 als auch der Führungsausgleich 41 in dichtender Anlage.
Zur Erzeugung einer dichtenden Flächenpressung zwischen der radialen Erweiterung 40 des Führungsausgleiches 41 und der Dichtsitzfläche 39 sind Drallscheibe 35 und Führungsausgleich 41 z.B. mittels einer Feder 48 verspannt. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer druckbelasteten Feder 48, die sich auf der stromaufwärtigen Seite 49 der Drallscheibe 35 abstützt. Am stromaufwärtigen Ende des Führungsausgleichs 41 ist ein Flansch 50 mit einem kragenförmigen Gegenlager 51 für die Feder 48 angebracht, der auf nicht näher dargestellte Weise mit dem Führungsausgleich 41 verbunden ist. Die radiale Abmessung des kragenförmigen Gegenlagers 51 ist kleiner als der Innendurchmesser des Düsenkδrpers 2, so daß eine Auslenkung der Mittelachse des Führungsausgleichs 41 nicht durch eine Berührung von Gegenlager 51 und Düsenkörper 2 begrenzt wird. Darüber hinaus kann Brennstoff so an dem Gegenlager 51 vorbei zu den Drallkanälen 36 in der Drallscheibe 35 strömen, ohne daß das Gegenlager 51 mit Durchgangsöffnungen versehen sein muß. Zur Ausbildung des kragenförmigen Gegenlagers 51 kann anstelle des Flansches 50 der Fuhrungsausgleich 41 an der stromaufwärtigen Seite einstückig aufgeweitet werden.
Zur Verspannung des Führungsausgleichs 41 mit der Drallscheibe 35 ist der Einsatz einer zwischen Führungsausgleich 41 und Düsenkörper 2 angeordneten, zugbeanspruchten Feder ebenso denkbar.
Der Führungsausgleich 41 kann bezüglich seiner Führungs- und Dichtungsaufgaben mit dem Ventilschließkörper 4 anstelle der Ventilnadel 3 als korrespondierendes Bauteil ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste
Brennstoffeinspritzventil
Düsenkörper
Ventilnadel
Ventilschließkörper
Venti1sitzkörper
Ventilsitzfläche ' Abspritzöffnung
Dichtung
Außenpol
Magnetspule
Spulengehäuse
Spulenträger
Innenpol
Ventilnadelführung
Einstellscheibe zentrale Brennstoffzufuhr
Steckkontakt
Kunststoffummantelung elektrische Leitung
Anker
Flansch
Schweißnaht
Rückstellfeder
Hülse 5 Filterelement 6 Spalt 7 Arbeitsspalt 8 Dichtung 9 Verbindungsbauteil 0a, 30b Brennstoffkanal 1 zweiter Flansch 2 elastischer Zwischenring 3 Schweißnaht 4 Zulaufseitige Ankerstirnseite Drallscheibe Drallkanal Drallkammer Ausnehmung in der Drallscheibe 35 Dichtsitzfläche in der Drallscheibe 35 radiale Erweiterung Führungsausgleich Mittelachse des Brennstoffeinspritzventil s stromabwärtige Seite der Drallscheibe 35 stromaufwärtige Seite des Ventilsitzkörpers 5 Erweiterung der Ausnehmung 38 Ausnehmung in dem Führungsausgleich 41 Spalt Feder stromaufwärtige Seite der Drallscheibe 35 Flansch Gegenlager ' hülsenförmiger Bereich des Führungsausgleichs

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1) für
Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem Ventilsitzkörper (5) , der eine Ventilsitzfläche (6) aufweist, die mit einem Ventilschließkörper (4) zu einem ersten Dichtsitz zusammenwirkt, und einer Drallscheibe (35) , die eine zentrale Ausnehmung (38) besitzt, die der Ventilschließkörper (4) , der mit einer Ventilnadel (3) verbunden ist, durchdringt, und in der mindestens ein Drallkanal (36) stromaufwärts der Ventilsitzfläche (6) zur Erzeugung eines Dralls in dem von dem Brennstoffeinspritzventil (1) abzuspritzenden Brennstoff eingebracht ist, dadurc gekennzeichnet, daß in die zentrale Ausnehmung (38) der Drallscheibe (35) ein Führungsausgleich (41) einführbar ist, wobei der Führungsausgleich (41) eine zentrale Ausnehmung (46) zur Führung der Ventilnadel (3) und an seinem stromabwärtigen Ende eine radiale Erweiterung (40) aufweist, die mit einer an der Drallscheibe (35) angeordneten Dichtsitzfläche (39) zu einem zweiten Dichtsitz zusammenwirkt.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erweiterung (40) an dem Führungsausgleich
(41) im Bereich der Dichtsitzfläche (39) eine kugelförmige
Geometrie aufweist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (4) im Bereich der Ventilsitzfläche (6) eine kugelförmige Geometrie aufweist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Ruhestellung des Brennstoffeinspritzventils (1) der Mittelpunkt (M) der kugelförmigen Geometrie der radialen Erweiterung (40) im Bereich der Dichtsitzfläche (39) mit dem Mittelpunkt (M) des kugelförmigen Ventilschließkörpers (4) identisch ist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Ausdehnung der zentralen Ausnehmung (38) der
Drallscheibe (35) größer ist als die radiale Ausdehnung des Führungsausgleichs (41) stromaufwärts seiner radialen
Erweiterung (40) , so daß die Mittelachse des Führungsausgleichs (41) gegen die Mittelachse (42) der Drallscheibe (35) neigbar ist.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erweiterung (40) des Führungsausgleichs (41) und die Dichtsitzfläche (39) durch eine Feder (48) in dichtender Anlage gehalten werden.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (48) auf der stromaufwärtigen Seite (49) der Drallscheibe (35) lagert.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsausgleich (41) einen Flansch (50) mit einem kragenförmigen Gegenlager (51) für die Feder (48) aufweist.
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