WO2002042635A1 - Fuel injection valve - Google Patents

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WO2002042635A1
WO2002042635A1 PCT/DE2001/004298 DE0104298W WO0242635A1 WO 2002042635 A1 WO2002042635 A1 WO 2002042635A1 DE 0104298 W DE0104298 W DE 0104298W WO 0242635 A1 WO0242635 A1 WO 0242635A1
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WO
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valve
swirl
fuel injection
needle
control
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PCT/DE2001/004298
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Fevzi Yildirim
Guenter Hohl
Michael Huebel
Norbert Keim
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F02M51/0653—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto the valve being an elongated body, e.g. a needle valve

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injector which has a valve closing body which forms a sealing seat with a valve seat body. Upstream of the sealing seat, a swirl element is arranged on the valve seat body in the fuel inlet. The swirl element is disc-shaped.
  • the valve closing body which is formed in one piece with a valve needle, is passed through its center. Channels are excluded from the disk-shaped swirl element in a radially spiral manner and are covered on the side facing away from the valve seat body by a guide element for the valve needle. Radially outward, the end regions of the channels are released from the guide element with respect to a fuel chamber which surrounds the valve needle.
  • a fuel injector which has a first valve needle and a second valve needle.
  • the second valve needle is designed as a hollow needle which coaxially surrounds the first valve needle. Both valve needles are separated by a sleeve arranged between the first valve needle and the second valve needle. Via the first valve needle and a first sealing seat formed by the latter with a first valve seat surface, a first circle of holes is closed from spray openings. Via the hollow needle and a second sealing seat formed by the latter with a second valve seat surface, a second bolt circle is closed from spray openings. The flow rate of the fuel can be controlled by operating the valve needles separately.
  • a disadvantage of this prior art is that a plurality of spray openings which are to be produced exactly are required. A fine atomization of the fuel by a swirl is also not possible.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a control of the flow and thus also the injection quantity of the fuel is possible with only one spray orifice and at the same time a favorable formation of the fuel jet is achieved by swirling. Together with the regulation of the flow, the jet angle can also can be varied depending on the operating point. In particular, the switching times and reaction times of the fuel injector are not adversely affected, since the second valve needle can be actuated during the time in which the fuel injector is closed. When the first valve needle is lifted out of its sealing seat and the fuel injection valve opens, fuel is supplied, depending on whether the second valve needle opens or covers the control inlet openings of the control swirl channels, unthrottled or throttled. Through different designs of the covered and the free swirl channels, the jet angle of the valve can be changed during operation.
  • the second valve needle is advantageously designed as a hollow needle and coaxially surrounds the first valve needle.
  • the construction volume is advantageously kept small and the fuel injector is advantageously designed symmetrically about a central axis for production.
  • the second valve needle advantageously has at least one flat valve body section which interacts with a valve seat surface of the swirl element to form a flat sealing seat.
  • Guide sections of the second valve needle favorably engage in the control inlet openings of the control swirl channels.
  • the control swirl ducts advantageously have opening angles into a swirl chamber that deviate from the swirl ducts.
  • swirl channels and control swirl channels can be designed such that, if only the swirl channels are released, a different jet angle is formed than if swirl channels and control swirl channels interact and form a total jet angle from both designs.
  • the second valve needle can advantageously be pushed by an actuator against the pressure of a spring onto the control inlet openings of the control swirl channels.
  • the actuator can be designed to be less powerful and therefore small in size.
  • FIG. 1 shows a schematic section through an embodiment of a fuel injector according to the invention
  • FIG. 1 shows a schematic section through an exemplary embodiment of a fuel injection valve 1 according to the invention.
  • the lower section of a fuel injection valve 1 is shown, which faces a combustion chamber (not shown here) of an internal combustion engine.
  • the fuel injector 1 consists of a valve body 2, in which a first valve needle 3 is arranged.
  • the first valve needle 3 is formed in one piece with a first valve closing body 4, which cooperates with a first valve seat surface 5 on a valve seat body 6 to form a sealing seat 7.
  • the valve seat body 6 has at least one spray opening 8.
  • a first magnet coil 11 is wound on a magnet coil carrier 9, connected to the valve body 2 via a weld seam 10, and enveloped by a first outer pole 12.
  • An inner pole 13 is welded to the magnet coil support 9 by a weld seam 14.
  • the first valve needle 3 is loaded via a first armature 15, which is non-positively connected to the first valve needle 3 via a weld 16, with the biasing force of a first spring 17, which presses the first valve closing body 4 into the sealing seat 7 via the first valve needle 3 ' ,
  • the first armature 15 has at least one passage bore 18 for the fuel, which flows from a fuel inlet 19 to the sealing seat 7.
  • a second valve needle 20 is designed as a hollow needle 21, which coaxially surrounds the first valve needle 3.
  • the hollow needle 21 is connected via a weld seam 22 to a second armature 23, which is biased by a second spring 24 against a flange 25.
  • a second magnet coil 26 is associated with the second armature 23 and is wound on the magnet coil carrier 9.
  • the second solenoid 26 is surrounded by a second outer pole 27.
  • the second armature 23 has passage bores 27a for the fuel.
  • a swirl element 28 is arranged on the valve seat body 6 in the feed path of the fuel.
  • the swirl element 28 has control inlet openings 29 through which the fuel can reach control swirl channels 30. Guide sections 31 of the hollow needle 21 engage in the control inlet openings 29.
  • the hollow sections 21 are secured against twisting by the guide sections 31.
  • the hollow needle 21 is formed in the areas of a control inlet opening 29 as a flat valve body section 32. This area of a fuel injection valve 1 according to the invention is to be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3, which show sectional planes along the lines II-II and III-III in FIG. 1.
  • FIG. 2 shows a top view of the sectional plane II in FIG. 1.
  • the sectional plane lies at the level of the upper edge of the swirl element 28 and shows in the middle the first valve needle 3 shown in section and two inlet openings 33 to swirl channels not visible in this sectional plane.
  • the swirl element 28 is surrounded by the valve body 2.
  • the flat valve body sections 32 cover the control inlet openings 29, which are illustrated by a dashed line, to the control swirl channels 30 which are not visible in this sectional plane.
  • FIG. 3 shows a top view of the sectional plane III in FIG. 1, which corresponds to a section through the swirl element 28 at the level of the control swirl channels 30.
  • swirl channels 34 are provided, which the hollow needle 21 cannot seal against the fuel inlet 19.
  • the inlet openings 33 are arranged between the valve body 2 and the swirl channels 34.
  • control inlet openings 29 are connected to the control swirl channels 30.
  • Both the control swirl channels 30 and the swirl channels 34 open tangentially at an angle into an annular swirl chamber 35 through which the valve needle 3 and the valve closing body 4 are guided.
  • the swirl channels 34 open into the swirl chamber 35 at an angle smaller than the tangent than the control swirl channels 30.
  • angles of swirl and control swirl channels can also be reversed.
  • the hollow needle 21 is actuated by the second solenoid coil 26, the fuel, when the valve needle 3 is lifted out of the sealing seat 7, cannot via the control swirl channels 30, but only via the swirl channels 34 Spray opening 8 close. Due to the smaller total cross-section, the flow of the fuel is throttled and the injection quantity is reduced. Due to the strong rotation in the swirl chamber 35 due to the opening angle of the swirl channels 34, a large jet angle is formed in the embodiment described. If the control swirl channels 30 are also released, a large amount of fuel can flow to the spray opening 8. A smaller opening angle of the control swirl channels 30 results in less rotation overall, which leads to a smaller jet angle.
  • the hollow needle 21 can be preset during the closing time of the fuel injector 1 and thus has no influence on the opening behavior of the fuel injector 1.
  • the hollow needle 21 only has to close the control inlet openings 29 largely tightly, since the sealing seat 7 closes the spray opening 8 as a whole from the fuel inlet 19. For the same reason, the hollow needle 21 does not have to work against the fuel pressure.
  • the second solenoid 26 can therefore be designed to be weaker.

Abstract

The invention relates to a fuel injection valve (1), especially a fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, comprising a first valve needle (3) co-operating with a first valve closing body (4). The first valve closing body (4) co-operates with a first valve seat surface (5) in a valve seat body (6), forming a tight seat (7). The fuel injection valve (1) has at least one injection opening (8) arranged downstream from the tight seat (7). A turbulence element (28) is arranged upstream from the tight seat (7) in the fuel feed. Said element comprises at least one turbulence channel (34) and at least one controlling turbulence channel (30) which lead into a turbulence chamber (35). A second valve needle (20) can cover the controlling feed openings (29) to the controlling turbulence channels (30).

Description

Brennstoffeinspritzventil Fuel injector
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .The invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
Aus der DE 197 36 682 AI ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen Ventilschließkörper aufweist, der mit einem Ventilsitzkörper einen Dichtsitz bildet. Stromaufwärts des Dichtsitzes ist an dem Ventilsitzkörper ein Drallelement im Zulauf des Brennstoffes angeordnet. Das Drallelement ist scheibenförmig ausgeführt. Durch sein Zentrum ist der Ventilschließkörper durchgeführt, der mit einer Ventilnadel einstückig ausgebildet ist. Radial spiralförmig sind Kanäle aus dem scheibenförmigen Drallelement ausgenommen, die auf der dem Ventilsitzkörper abgewandten Seite von einem Führungselement für die Ventilnadel überdeckt werden. Radial auswärts werden die Endbereiche der Kanäle gegenüber einem Brennstoffräum, der die Ventilnadel umgibt, von dem Führungselement freigegeben. Wenn der Ventilschließkörper aus dem Dichtsitz angehoben wird, strömt Brennstoff durch die Kanäle des Drallelements und wird in Bezug auf eine Achse der Ventilnadel in Rotation versetzt. Wenn der Brennstoff durch eine sich an den Dichtsitz anschließende Abspritzöffnung austritt, wird der Brennstoff durch die Fliehkraft fein zerstäubt. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, daß der Durchfluß des Ventils konstant ist und kleine Einspritzmengen durch sehr kurze Schaltzeiten realisiert werden müssen. Weiterhin bildet sich der Drall und damit der Strahlwinkel α geometriebedingt konstant aus und kann im Betrieb nicht variiert werden.From DE 197 36 682 AI a fuel injector is known which has a valve closing body which forms a sealing seat with a valve seat body. Upstream of the sealing seat, a swirl element is arranged on the valve seat body in the fuel inlet. The swirl element is disc-shaped. The valve closing body, which is formed in one piece with a valve needle, is passed through its center. Channels are excluded from the disk-shaped swirl element in a radially spiral manner and are covered on the side facing away from the valve seat body by a guide element for the valve needle. Radially outward, the end regions of the channels are released from the guide element with respect to a fuel chamber which surrounds the valve needle. When the valve closing body is lifted out of the sealing seat, fuel flows through the channels of the swirl element and is set in rotation with respect to an axis of the valve needle. If the fuel exits through an injection opening adjoining the sealing seat, the fuel is atomized finely by centrifugal force. A disadvantage of this prior art is that the flow through the valve is constant and small injection quantities have to be realized by very short switching times. Furthermore, the swirl and thus the beam angle α are constant due to the geometry and cannot be varied during operation.
Aus der DE 40 23 223 AI ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das eine erste Ventilnadel und eine zweite Ventilnadel aufweist. Die zweite Ventilnadel ist als Hohlnadel ausgebildet, die die erste Ventilnadel koaxial umschließt. Beide Ventilnadeln sind durch eine zwischen erster Ventilnadel und zweiter Ventilnadel angeordnete Hülse getrennt. Über die erste Ventilnadel und einen von dieser mit einer ersten Ventilsitzfläche gebildeten ersten Dichtsitz wird ein erster Lochkreis aus Abspritzöffnungen verschlossen. Über die Hohlnadel und einen von dieser mit einer zweiten Ventilsitzfläche gebildeten zweiten Dichtsitz wird ein zweiter Lochkreis aus Abspritzöffnungen verschlossen. Durch getrenntes Betätigen der Ventilnadeln kann die Durchflußmenge des Brennstoffes gesteuert werden.From DE 40 23 223 AI a fuel injector is known which has a first valve needle and a second valve needle. The second valve needle is designed as a hollow needle which coaxially surrounds the first valve needle. Both valve needles are separated by a sleeve arranged between the first valve needle and the second valve needle. Via the first valve needle and a first sealing seat formed by the latter with a first valve seat surface, a first circle of holes is closed from spray openings. Via the hollow needle and a second sealing seat formed by the latter with a second valve seat surface, a second bolt circle is closed from spray openings. The flow rate of the fuel can be controlled by operating the valve needles separately.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, daß eine Mehrzahl exakt zu fertigender Abspritzöffnungen erforderlich ist. Auch ist eine feine Zerstäubung des Brennstoffes durch einen Drall nicht möglich.A disadvantage of this prior art, however, is that a plurality of spray openings which are to be produced exactly are required. A fine atomization of the fuel by a swirl is also not possible.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch mit nur einer Abspritzöffnung eine Regelung des Durchflusses und damit auch der Einspritzmenge des Brennstoffes möglich ist und gleichzeitig durch eine Verwirbelung eine günstige Ausbildung des BrennstoffStrahls erreicht wird. Zusammen mit der Regelung des Durchflusses kann auch der Strahlwinkel betriebspunktabhängig variiert werden. Insbesondere werden die Schaltzeiten und Reaktionszeiten des Brennstoffeinspritzventils nicht ungünstig beeinflußt, da die zweite Ventilnadel während der Zeit, in der das Brennstoffeinspritzventil geschlossen ist, betätigt werden kann. Wenn die erste Ventilnadel aus ihrem Dichtsitz angehoben wird und das Brennstoffeinspritzventil öffnet, erfolgt der Zulauf an Brennstoff, je nachdem, ob die zweite Ventilnadel die Steuerzulauföffnungen der Steuerdrallkanäle freigibt oder überdeckt, ungedrosselt oder gedrosselt. Durch unterschiedliche Auslegung der abgedeckten und der freien Drallkanäle kann gleichzeitig der Strahlwinkel des Ventils im Betrieb geändert werden.The fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a control of the flow and thus also the injection quantity of the fuel is possible with only one spray orifice and at the same time a favorable formation of the fuel jet is achieved by swirling. Together with the regulation of the flow, the jet angle can also can be varied depending on the operating point. In particular, the switching times and reaction times of the fuel injector are not adversely affected, since the second valve needle can be actuated during the time in which the fuel injector is closed. When the first valve needle is lifted out of its sealing seat and the fuel injection valve opens, fuel is supplied, depending on whether the second valve needle opens or covers the control inlet openings of the control swirl channels, unthrottled or throttled. Through different designs of the covered and the free swirl channels, the jet angle of the valve can be changed during operation.
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.The measures specified in the subclaims allow advantageous developments and improvements of the fuel injector specified in the main claim.
Günstig ist die zweite Ventilnadel als eine Hohlnadel ausgebildet und umschließt koaxial die erste Ventilnadel.The second valve needle is advantageously designed as a hollow needle and coaxially surrounds the first valve needle.
Dadurch wird das Bauvolumen vorteilhaft klein gehalten und das Brennstoffeinspritzventil ist für die Fertigung günstig symmetrisch um eine Mittelachse ausgebildet.As a result, the construction volume is advantageously kept small and the fuel injector is advantageously designed symmetrically about a central axis for production.
Die zweite Ventilnadel weist vorteilhaft zumindest einen flachen Ventilkörperabschnitt auf, der mit einer Ventilsitzfläche des Drallelements zu einem Flachdichtsitz zusammenwirkt.The second valve needle advantageously has at least one flat valve body section which interacts with a valve seat surface of the swirl element to form a flat sealing seat.
Günstig greifen Führungsabschnitte der zweiten Ventilnadel in die SteuerzulaufÖffnungen der Steuerdrallkanäle ein.Guide sections of the second valve needle favorably engage in the control inlet openings of the control swirl channels.
Dadurch wird die zweite Ventilnadel geführt und kann sich nicht verdrehen. Die Ventilkörperabschnitte der zweiten Ventilnadel kommen stets auf den Flachdichtsitzen zu liegen. Günstig weisen die Steuerdrallkanäle von den Drallkanälen abweichende Einmündewinkel in eine Drallkammer auf.As a result, the second valve needle is guided and cannot twist. The valve body sections of the second valve needle always come to rest on the flat sealing seats. The control swirl ducts advantageously have opening angles into a swirl chamber that deviate from the swirl ducts.
Dadurch können Drallkanäle und Steuerdrallkanäle so ausgelegt werden, daß, wenn nur die Drallkanäle freigegeben sind, sich ein anderer Strahlwinkel ausbildet, als wenn Drallkanäle und Steuerdrallkanäle zusammenwirken und einen Summenstrahlwinkel aus beiden Auslegungen bilden.As a result, swirl channels and control swirl channels can be designed such that, if only the swirl channels are released, a different jet angle is formed than if swirl channels and control swirl channels interact and form a total jet angle from both designs.
Die zweite Ventilnadel kann vorteilhaft von einem Aktor gegen den Druck einer Feder auf die Steuerzulauföffnungen der Steuerdrallkanäle geschoben werden.The second valve needle can advantageously be pushed by an actuator against the pressure of a spring onto the control inlet openings of the control swirl channels.
Da die zweite Ventilnadel während der Zeit des geschlossenen Brennstoffeinspritzventils betätigt werden kann und da die zweite Ventilnadel nicht gegen den Brennstoffdruck betätigt werden muß, kann der Aktor leistungsschwächer und somit im Bauvolumen klein ausgelegt werden.Since the second valve needle can be actuated during the time of the closed fuel injector and since the second valve needle does not have to be actuated against the fuel pressure, the actuator can be designed to be less powerful and therefore small in size.
Zeichnungdrawing
Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:An exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the invention is shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils,1 shows a schematic section through an embodiment of a fuel injector according to the invention,
Fig. 2 ■ in Aufsicht die Schnittebene II in der Fig. 1, undFig. 2 ■ in supervision the sectional plane II in Fig. 1, and
Fig. 3 in Aufsicht die Schnittebene III in Fig. 1. Beschreibung des Ausführungsbeispiels3 shows the sectional plane III in FIG. 1 in supervision. Description of the embodiment
Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinpritzventils 1. Dargestellt ist der untere Abschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1, der einem hier nicht eingezeichneten Brennraum einer Brennkraftmaschine zugewandt ist.1 shows a schematic section through an exemplary embodiment of a fuel injection valve 1 according to the invention. The lower section of a fuel injection valve 1 is shown, which faces a combustion chamber (not shown here) of an internal combustion engine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Ventilkörper 2, in dem eine erste Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die erste Ventilnadel 3 ist einstückig mit einem ersten Ventilschließkörper 4 ausgebildet, der mit einer ersten Ventilsitzfläche 5 an einem Ventilsitzkörper 6 zu einem Dichtsitz 7 zusammenwirkt. Der Ventilsitzkörper 6 verfügt über wenigstens eine Abspritzöffnung 8. Auf einem Magnetspulenträger 9 ist, über eine Schweißnaht 10 mit dem Ventilkörper 2 verbunden, eine erste Magnetspule 11 gewickelt und von einem ersten Außenpol 12 umhüllt. Ein Innenpol 13 ist mit dem Magnetspulenträger 9 durch eine Schweißnaht 14 verschweißt. Die erste Ventilnadel 3 ist über einen ersten Anker 15, der mit der ersten Ventilnadel 3 über eine Schweißnaht 16 kraftschlüssig verbunden ist, mit der Vorspannkraft einer ersten Feder 17 belastet, die über die erste Ventilnadel 3 ' den ersten Ventilschließkörper 4 in den Dichtsitz 7 drückt. Der erste Anker 15 weist wenigstens eine Durchlaßbohrung 18 für den Brennstoff auf, der von einem BrennstoffZulauf 19 zu dem Dichtsitz 7 fließt.The fuel injector 1 consists of a valve body 2, in which a first valve needle 3 is arranged. The first valve needle 3 is formed in one piece with a first valve closing body 4, which cooperates with a first valve seat surface 5 on a valve seat body 6 to form a sealing seat 7. The valve seat body 6 has at least one spray opening 8. A first magnet coil 11 is wound on a magnet coil carrier 9, connected to the valve body 2 via a weld seam 10, and enveloped by a first outer pole 12. An inner pole 13 is welded to the magnet coil support 9 by a weld seam 14. The first valve needle 3 is loaded via a first armature 15, which is non-positively connected to the first valve needle 3 via a weld 16, with the biasing force of a first spring 17, which presses the first valve closing body 4 into the sealing seat 7 via the first valve needle 3 ' , The first armature 15 has at least one passage bore 18 for the fuel, which flows from a fuel inlet 19 to the sealing seat 7.
Eine zweite Ventilnadel 20 ist als Hohlnadel 21 ausgebildet, die die erste Ventilnadel 3 koaxial umgibt. Die Hohlnadel 21 ist über eine Schweißnaht 22 mit einem zweiten Anker 23 verbunden, der von einer zweiten Feder 24 gegen einen Ansc lagring 25 vorgespannt wird. Dem zweiten Anker 23 ist eine zweite Magnetspule 26 zugeordnet, die auf den Magnetspulenträger 9 gewickelt ist. Die zweite Magnetspule 26 ist von einem zweiten Außenpol 27 umfaßt. Der zweite Anker 23 weist Durchlaßbohrungen 27a für den Brennstoff auf. An dem Ventilsitzkörper 6 ist im Zulaufweg des Brennstoffes ein Drallelement 28 angeordnet. Das Drallelement 28 weist Steuerzulauföffnungen 29 auf, über die der Brennstoff in Steuerdrallkanäle 30 gelangen kann. In die Steuerzulauföffnungen 29 greifen Führungsabschnitte 31 der Hohlnadel 21 ein. Durch die Führungsabschnitte 31 wird die Hohlnadel 21 gegen ein Verdrehen gesichert. Die Hohlnadel 21 ist in den Bereichen einer Steuerzulauföffnung 29 als flächiger Ventilkörperabschnitt 32 ausgebildet. Dieser Bereich eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 soll detaillierter anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben werden, die Schnittebenen entlang der Linien II-II und III- III in Fig. 1 zeigen.A second valve needle 20 is designed as a hollow needle 21, which coaxially surrounds the first valve needle 3. The hollow needle 21 is connected via a weld seam 22 to a second armature 23, which is biased by a second spring 24 against a flange 25. A second magnet coil 26 is associated with the second armature 23 and is wound on the magnet coil carrier 9. The second solenoid 26 is surrounded by a second outer pole 27. The second armature 23 has passage bores 27a for the fuel. A swirl element 28 is arranged on the valve seat body 6 in the feed path of the fuel. The swirl element 28 has control inlet openings 29 through which the fuel can reach control swirl channels 30. Guide sections 31 of the hollow needle 21 engage in the control inlet openings 29. The hollow sections 21 are secured against twisting by the guide sections 31. The hollow needle 21 is formed in the areas of a control inlet opening 29 as a flat valve body section 32. This area of a fuel injection valve 1 according to the invention is to be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3, which show sectional planes along the lines II-II and III-III in FIG. 1.
Fig. 2 zeigt in Aufsicht die Schnittebene II in der Fig. 1. Die Schnittebene liegt in Höhe der Oberkante des Drallelements 28 und zeigt mittig die geschnitten dargestellte erste Ventilnadel 3 sowie zwei Zulauföffnungen 33 zu in dieser Schnittebene nicht sichtbaren Drallkanälen. Das Drallelement 28 ist von dem Ventilkörper 2 umgeben. Die flächigen Ventilkörperabschnitte 32 überdecken die Steuerzulauföffnungen 29, die durch eine gestrichelte Linie verdeutlicht sind, zu den in dieser Schnittebene nicht sichtbaren Steuerdrallkanälen 30.2 shows a top view of the sectional plane II in FIG. 1. The sectional plane lies at the level of the upper edge of the swirl element 28 and shows in the middle the first valve needle 3 shown in section and two inlet openings 33 to swirl channels not visible in this sectional plane. The swirl element 28 is surrounded by the valve body 2. The flat valve body sections 32 cover the control inlet openings 29, which are illustrated by a dashed line, to the control swirl channels 30 which are not visible in this sectional plane.
Zusammen mit der Oberfläche des Drallelements 28 bilden die flächigen Ventilkörperabschnitte 32 einen Flächensitz und dichten die Steuerzulauföffnungen 29 ab, wie dargestellt in Fig. 1, wenn die zweite Magnetspule 26 mit Strom beaufschlagt wird. Dann wird der zweite Anker 23 von dem Anschlagring 25 weggezogen und die Hohlnadel 21 mit den flächigen Ventilkörperabschnitten 32 gegen das Drallelement 28 auf die Steuerzulauföffnungen 29 für die Steuerdrallkanäle 30 gedrückt. Fig. 3 zeigt in Aufsicht die Schnittebene III in Fig. 1, die einem Schnitt durch das Drallelement 28 auf Höhe der Steuerdrallkanäle 30 entspricht. Neben den Steuerdrallkanälen 30 sind Drallkanäle 34 vorhanden, die von der Hohlnadel 21 nicht gegenüber dem BrennstoffZulauf 19 abgedichtet werden können. Zwischen Ventilkörper 2 und den Drallkanälen 34 sind die ZulaufÖffnungen 33 angeordnet. Die Steuerzulauföffnungen 29 sind mit den Steuerdrallkanälen 30 verbunden. Sowohl die Steuerdrallkanäle 30 als auch die Drallkanäle 34 münden unter einem Winkel tangential in eine ringförmige Drallkammer 35 ein, durch die die Ventilnadel 3 bzw. der Ventilschließkörper 4 hindurchgeführt ist. Die Drallkanäle 34 münden in der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung unter einem zur Tangente kleineren Winkel in die Drallkammer 35 ein als die Steuerdrallkanäle 30.Together with the surface of the swirl element 28, the flat valve body sections 32 form a flat seat and seal the control inlet openings 29, as shown in FIG. 1, when the second magnet coil 26 is supplied with current. Then the second armature 23 is pulled away from the stop ring 25 and the hollow needle 21 with the flat valve body sections 32 is pressed against the swirl element 28 onto the control inlet openings 29 for the control swirl channels 30. FIG. 3 shows a top view of the sectional plane III in FIG. 1, which corresponds to a section through the swirl element 28 at the level of the control swirl channels 30. In addition to the control swirl channels 30, swirl channels 34 are provided, which the hollow needle 21 cannot seal against the fuel inlet 19. The inlet openings 33 are arranged between the valve body 2 and the swirl channels 34. The control inlet openings 29 are connected to the control swirl channels 30. Both the control swirl channels 30 and the swirl channels 34 open tangentially at an angle into an annular swirl chamber 35 through which the valve needle 3 and the valve closing body 4 are guided. In the described embodiment of the invention, the swirl channels 34 open into the swirl chamber 35 at an angle smaller than the tangent than the control swirl channels 30.
Abhängig vom gewünschten Strahlwinkel in Verbindung mit dem reduzierten Durchfluß, können die Winkel von Drall- und Steuerdrallkanälen auch umgekehrt gewählt werden.Depending on the desired jet angle in connection with the reduced flow, the angles of swirl and control swirl channels can also be reversed.
Wenn, wie in der Fig.l dargestellt, die Hohlnadel 21 durch die zweite Magnetspule 26 betätigt wird, so kann der Brennstoff, wenn die Ventilnadel 3 aus dem Dichtsitz 7 angehoben wird, nicht über die Steuerdrallkanäle 30, sondern nur über die Drallkanäle 34 zur Abspritzöffnung 8 zulaufen. Durch den geringeren Summen-Querschnitt wird der Durchfluß des Brennstoffes gedrosselt und die Einspritzmenge verringert. Durch die starke Rotation in der Drallkammer 35 aufgrund des Einmündewinkels der Drallkanäle 34 bildet sich in der beschriebenen Ausführungs orm ein großer Strahlwinkel aus. Wenn auch die Steuerdrallkanäle 30 freigegeben sind, kann eine große Brennstoffmenge zur Abspritzöffnung 8 strömen. Durch einen geringeren Einmündewinkel der Steuerdrallkanäle 30 wird in Summe eine geringere Rotation erreicht, was zu einem geringeren Strahlwinkel führt.If, as shown in FIG. 1, the hollow needle 21 is actuated by the second solenoid coil 26, the fuel, when the valve needle 3 is lifted out of the sealing seat 7, cannot via the control swirl channels 30, but only via the swirl channels 34 Spray opening 8 close. Due to the smaller total cross-section, the flow of the fuel is throttled and the injection quantity is reduced. Due to the strong rotation in the swirl chamber 35 due to the opening angle of the swirl channels 34, a large jet angle is formed in the embodiment described. If the control swirl channels 30 are also released, a large amount of fuel can flow to the spray opening 8. A smaller opening angle of the control swirl channels 30 results in less rotation overall, which leads to a smaller jet angle.
Die Wechselwirkung von Durchfluß und Strahlwinkel wurde im Sinne einer vereinfachten Darstellung nicht ausgeführt. Vorteilhaft ist, daß die Hohlnadel 21 während der Schließzeit des Brennstoffeinspritzventils 1 voreingestellt werden kann und somit keinen Einfluß auf das Öffnungsverhalten des Brennstoffeinspritzventils 1 hat. Die Hohlnadel 21 muß die SteuerzulaufÖffnungen 29 nur weitgehend dicht verschließen, da der Dichtsitz 7 die Abspritzöffnung 8 insgesamt gegenüber dem Brennstoffzulauf 19 verschließt. Aus demselben Grund muß die Hohlnadel 21 nicht gegen den Brennstoffdruck arbeiten. Insgesamt kann die zweite Magnetspule 26 daher schwächer ausgelegt werden. The interaction of flow and jet angle was not carried out in the sense of a simplified representation. It is advantageous that the hollow needle 21 can be preset during the closing time of the fuel injector 1 and thus has no influence on the opening behavior of the fuel injector 1. The hollow needle 21 only has to close the control inlet openings 29 largely tightly, since the sealing seat 7 closes the spray opening 8 as a whole from the fuel inlet 19. For the same reason, the hollow needle 21 does not have to work against the fuel pressure. Overall, the second solenoid 26 can therefore be designed to be weaker.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer ersten Ventilnadel (3), die mit einem ersten Ventilschließkörper (4) in Wirkverbindung steht, wobei der erste Ventilschließkörper (4) mit einer ersten Ventilsitzfläche (5) in einem Ventilsitzkörper (6) zu einem Dichtsitz (7) zusammenwirkt und wobei stromaufwärts des Dichtsitzes (7) im Zulauf des Brennstoffes ein Drallelement (28) angeordnet ist, das zumindest einen Drallkanal (34) und zumindest einen Steuerdrallkanal (30) aufweist, die in eine Drallkammer (35) münden, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Ventilnadel (20) eine SteuerzulaufÖffnung (29) zu jedem Steuerdrallkanal (30) bei Betätigung überdeckt.1. Fuel injection valve (1), in particular injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, with a first valve needle (3), which is operatively connected to a first valve closing body (4), the first valve closing body (4) having a first valve seat surface (5) in one Valve seat body (6) cooperates to form a sealing seat (7) and a swirl element (28) is arranged upstream of the sealing seat (7) in the fuel inlet, said swirl element (28) having at least one swirl channel (34) and at least one control swirl channel (30) Swirl chamber (35) open, characterized in that a second valve needle (20) covers a control inlet opening (29) for each control swirl channel (30) when actuated.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventilnadel (20) als eine Hohlnadel (21) ausgebildet ist und koaxial die erste Ventilnadel (3) umschließt.2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the second valve needle (20) is designed as a hollow needle (21) and coaxially encloses the first valve needle (3).
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlnadel (21) je Steuerzulauföffnung (29) einen flächigen Ventilkörperabschnitt (32) aufweist, der mit jeweils einer Ventilsitzfläche des Drallelements (28) zu jeweils einem Flachdichtsitz zusammenwirkt.3. Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that that the hollow needle (21) has a flat valve body section (32) for each control inlet opening (29), which cooperates with a valve seat surface of the swirl element (28) to form a flat sealing seat.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsabschnitte (31) der Hohlnadel (21) in die Steuerzulauföffnungen (29) der Steuerdrallkanäle (30) eingreifen.4. Fuel injection valve according to claim 3, characterized in that guide sections (31) of the hollow needle (21) engage in the control inlet openings (29) of the control swirl channels (30).
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdrallkanäle (30) von den Drallkanälen (34) abweichende Durchlaßquerschnitte aufweisen.5. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control swirl channels (30) from the swirl channels (34) have different passage cross sections.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdrallkanäle (30) von den Drallkanälen (34) abweichende Einmündewinkel in eine Drallkammer (35) aufweisen.6. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control swirl channels (30) from the swirl channels (34) have different opening angles in a swirl chamber (35).
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis7. Fuel injection valve according to one of claims 1 to
6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ventilnadel (3) durch einen ersten Aktor (11) betätigbar ist.6, characterized in that the first valve needle (3) can be actuated by a first actuator (11).
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis8. Fuel injection valve according to one of claims 1 to
7 dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventilnadel (20) durch einen zweiten Aktor (26) betätigbar ist. 7 characterized in that the second valve needle (20) can be actuated by a second actuator (26).
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventilnadel (20) von dem zweiten Aktor (26) gegen den Druck einer Feder (24) auf die Steuerzulauföffnungen (29) der Steuerdrallkanäle (30) geschoben wird. 9. Fuel injection valve according to claim 8, characterized in that the second valve needle (20) is pushed by the second actuator (26) against the pressure of a spring (24) on the control inlet openings (29) of the control swirl channels (30).
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