WO2005019641A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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WO2005019641A1 PCT/DE2004/001451 DE2004001451W WO2005019641A1 WO 2005019641 A1 WO2005019641 A1 WO 2005019641A1 DE 2004001451 W DE2004001451 W DE 2004001451W WO 2005019641 A1 WO2005019641 A1 WO 2005019641A1
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    • F02M61/1853—Orifice plates

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of the main claim, the z. B. is known from DE 195 27 049 AI.
  • the valve seat is manufactured in high quality by grinding and subsequent honing.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the valve seat body is held in the valve sleeve by a clamping sleeve without press fits with the resulting surface deterioration being required. This enables thermal decoupling and, at the same time, simple assembly with reliable tightness.
  • the clamping sleeve ' is advantageously elastic both in the radial and in the axial direction, as a result of which it remains in position itself on the one hand and on the other hand correctly positions the valve seat body and the spray orifice plate.
  • valve seat body is sealed against the valve sleeve in a simple and cost-effective manner by a sealing ring.
  • clamping sleeve can be produced in a simple manner by punching and bending.
  • FIG. 2A shows a schematic, excerpted section through the spray-side end of an exemplary embodiment of a fuel injector designed according to the invention
  • FIG. 2B shows a schematic perspective illustration of the clamping sleeve from the exemplary embodiment of a fuel injector designed according to the invention shown in FIG. 2A.
  • FIG. 1 first shows a longitudinal section through the part of a fuel injector 1 according to the prior art, which is particularly suitable for injecting fuel into an intake manifold (not shown) of an internal combustion engine, in a schematic sectional view.
  • the fuel injection valve 1 comprises an actuator in the exemplary embodiment in the form of a solenoid coil 2, which is wound on a coil carrier 3.
  • the coil carrier 3 is encapsulated in a valve housing 4.
  • the coil carrier 3 is penetrated by a valve sleeve 5, which is tubular and comprises a support tube 6, spread or welded therein, which serves as the inner pole of the magnet coil 2.
  • the valve housing 4 can serve, for example, as the outer pole of the magnetic coil 2.
  • An armature 7 is arranged on the outflow side of the support tube 6 and is integral with a valve needle 8 is trained .
  • through-flow openings 9 are provided which direct the fuel flowing through the fuel injection valve 1 to a sealing seat.
  • An annular filter 10 for filtering the fuel can be arranged in the area of the throughflow openings 9.
  • the valve needle 8 is preferably operatively connected by welding to a spherical valve closing body 11, which forms a sealing seat z with a valve seat body 12. Downstream of the sealing seat at least one Absprit zöf opening 14 is formed in a spray orifice plate 13, from which fuel is injected into the intake manifold not shown.
  • the armature 7 is acted upon by a return spring 15 in the idle state of the fuel injector 1 so that the fuel injector 1 is kept closed by the pressure of the valve closing body 11 on the valve seat body 12.
  • the return spring 15 is arranged in a recess 16 of the armature 7 or the support tube 6 and is preloaded by an adjusting sleeve (not shown).
  • the fuel injector 1 is closed as soon as the current exciting the magnet coil 2 is switched off and that Magnetic field has been reduced so far that the return spring 15 presses the armature 7 off the support tube 6, as a result of which the valve needle 8 moves in the outflow direction and the valve closing body 11 touches the valve seat body 12.
  • the fuel injection valve 1 shown in FIG. 1 is sealed off from the intake manifold of the internal combustion engine (not shown in more detail) by means of a preferably annular seal 18 which is pushed over a projecting edge 19 of the valve housing 4 and is secured against slipping off by means of a plastic extrusion coating 20.
  • Fuel injector 1 may be poor.
  • valve closing body 12 with the sealing seat formed thereon by grinding and honing achieves a high surface quality with a good seal associated therewith, this is achieved by the subsequent machining processes such as this
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of a fuel injection valve 1 designed according to the invention shown in FIG. 1
  • the individual components are assembled in a simple manner.
  • the spray hole disk 13 is inserted into the valve sleeve 5 with a clearance fit.
  • the Valve seat body 12 mounted, which is sealed against the valve sleeve 5 via a sealing ring 24.
  • the valve seat body 12 also has a clearance fit with the valve sleeve 5.
  • the spray hole plate 13 is centered by a chamfer 25 on the side of the valve seat body 12 facing the spray hole plate 13.
  • the valve seat body 12 is fixed and, as a result, the fuel injector 1 is sealed by pressing the clamping sleeve 23 into the valve sleeve 5, which is supported on the valve seat body 12.
  • valve sleeve 5 deterioration in the surface quality of the valve sleeve 5 can be avoided on the one hand and the work steps of welding the valve seat body 12, the spray disk 13 and the valve sleeve 5 can also be saved. None of the components have to be manufactured with high precision, since only a clearance fit and no press fit is required.
  • valve seat body 12 This also achieves thermal decoupling of the valve seat body 12 from the valve sleeve 5, which enables improved hot behavior with respect to the fuel.
  • the clamping sleeve 23 is both radially and axially elastic and thus ensures its own correct position in the valve sleeve 5 as well as the positioning of the valve seat body 12 in the valve sleeve 5.
  • FIG. 2B The elasticity in two directions can be seen from FIG. 2B, in which the clamping sleeve 23 is shown in a perspective view in the unassembled state.
  • the clamping sleeve 23 has an axial slot 26, which determines the elasticity in the circumferential direction, as well as elastic tongues 27, which are formed on a side of the clamping sleeve 23 facing the valve seat body 12 and enable elastic support of the clamping sleeve 23 on the valve seat body 12.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiment and for any construction of fuel fine injection valves 1 suitable, for. B. for fuel injection valves 1 with piezoelectric actuators. In particular, any combination of the individual features is possible.

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen umfaßt eine Magnetspule (2) und einen durch die Magnetspule (2) erregbaren Anker (7), der mit einem Ventilschließkörper (11) in Wirkverbindung steht, welcher mit einem in einer Ventilhülse (5) angeordneten Ventilsitzkörper (12) einen Dichtsitz bildet. Der Ventilsitzkörper (12) ist mittels einer Klemmhülse (23) in der Ventilhülse (5) fixiert.

Description

Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinsprit zventil nach der Gattung des Hauptanspruchs, das z. B. aus der DE 195 27 049 AI bekannt ist.
Zur Abdichtung eines Brennstoffeinsprit zventils gegenüber seiner Umgebung sind Herstellungsprozesse erforderlich, welche eine hohe Oberflächenqualität und -geometrie gewährleisten. Der Ventilsitz wird dabei durch Schleifen und nachfolgendes Honen in hoher Qualität hergestellt.
Alle anschließenden Prozesse, wie z. B. das Einpressen des Ventilsitzes ins Ventilgehäuse oder das Verbinden des Ventilsitzes mit dem Ventilgehäuse durch eine Schweißnaht, verschlechtern die Qualität der Oberflächen und damit die Dichtigkeit des Brennstoffeinspritzventils . Insbesondere die für die Dichtigkeit wichtigen Rundheitswerte am Dichtdurchmesser verschlechtern sich. Dies wirkt sich nachteilig auf die Abgaswerte aus, da Brennstoff am Dichtsitz vorbei in das Saugrohr oder den Brennraum gelangen kann und dadurch ein zu fettes Gemisch mit resultierender schlechter Verbrennung und hoher Emission entsteht. Weiterhin ist bei den bekannten Brennstoffeinspritzventilen von Nachteil, daß eine großflächige thermische Anbindung des Ventilsitzes an die Ventilhülse vorliegt, wodurch sich das Heißverhalten gegenüber Brennstoff verschlechtert .
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Ventilsitzkorper durch eine Klemmhülse in der Ventilhülse gehalten wird, ohne daß Preßpassungen mit resultierender Oberflächenverschlechterung benötigt werden. Dadurch wird eine thermische Entkoppelung und gleichzeitig eine einfache Montage mit zuverlässiger Dichtigkeit ermöglicht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Vorteilhafterweise ist die Klemmhülse' sowohl in radialer als auch in axialer Richtung elastisch, wodurch sie einerseits selbst in Position bleibt und andererseits den Ventilsitzkorper und die Spritzlochscheibe korrekt positioniert .
Weiterhin ist von Vorteil, daß der Ventilsitzkorper in einfacher und kostengünstiger Weise durch einen Dichtring gegen die Ventilhülse abgedichtet ist.
Ebenso ist von Vorteil, daß die Klemmhülse in einfacher Weise durch Stanzen und Biegen herstellbar ist .
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen, auszugsweisen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2A einen schematischen, auszugsweisen Schnitt durch das abspritzseitige Ende eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils, und
Fig. 2B eine schematische perspektivische Darstellung der Klemmhülse aus dem in Fig. 2A dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt zur besseren Verständlichkeit der erfindungsgemäßen Maßnahmen zunächst in einer ausschnittsweisen, schematisierten Schnittdarstellung einen Längsschnitt durch den abspritzseitigen Teil eines Brennstoffeinspritzventils 1 gemäß dem Stand der Technik, welches insbesondere zum Einspritzen von Brennstoff in ein nicht näher dargestelltes Saugrohr einer Brennkraftmaschine geeignet ist.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfaßt einen Aktuator im Ausführungsbeispiel in Form einer Magnetspule 2, die auf einen Spulenträger 3 gewickelt ist. Der Spulenträger 3 ist in einem Ventilgehäuse 4 gekapselt .
Der Spulenträger 3 wird von einer Ventilhülse 5 durchgriffen, die rohrförmig ausgestaltet ist und ein darin eingespreiztes oder verschweißtes Stützrohr 6 umfaßt, welches als Innenpol der Magnetspule 2 dient. Als Außenpol der Magnetspule 2 kann beispielsweise das Ventilgehäuse 4 dienen. Abströmseitig des Stützrohres 6 ist ein Anker 7 angeordnet, der einstückig mit einer Ventilnadel 8 ausgebildet ist . In der Ventilnadel 8 sind Durchströmöf fnungen 9 vorgesehen, die den das Brennstof f einsprit zventil 1 durchströmenden Brennstoff zu einem Dichtsit z leiten .
Im Bereich der Durchströmöf fnungen 9 kann ein Ringf ilter 10 zur Filterung des Brennstof fs angeordnet sein . Die Ventilnadel 8 steht vorzugsweise durch Schweißen in Wirkverbindung mit einem im Ausführungsbeispiel kugelförmigen Vent il schl ießkörper 11 , der mit einem Ventilsit zkorper 12 einen Dichtsit z bildet . Stromabwärts des Dichtsitzes ist in einer Spritzlochscheibe 13 wenigstens eine Absprit zöf nung 14 ausgebildet , aus der Brennstoff in das nicht weiter dargestel lte Saugrohr eingespritzt wird .
Der Anker 7 ist im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 von einer Rückstellfeder 15 so beaufschlagt, daß das Brennstoffeinspritzventil 1 durch den Andruck des Ventilschließkörpers 11 auf den Ventilsitzkorper 12 geschlossen gehalten wird. Die Rückstellfeder 15 ist in einer Ausnehmung 16 des Ankers 7 bzw. des Stützrohres 6 angeordnet und wird durch eine nicht weiter dargestellte Einstellhülse auf Vorspannung gebracht.
Wird der Magnetspule 2 über eine nicht weiter dargestellte elektrische Leitung ein elektrischer Strom zugeführt, baut sich ein magnetisches Feld auf, das bei ausreichender Stärke den Anker 7 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 15 entgegen der Strömungsrichtung des Brennstoffs in die Magnetspule 2 hineinzieht. Dadurch wird ein zwischen dem Anker 7 und dem Stützrohr 6 ausgebildeter Arbeitsspalt 17 geschlossen. Durch die Bewegung des Ankers 7 wird auch die mit dem Anker 7 einstückig ausgebildete Ventilnadel 8 in Hubrichtung mitgenommen, so daß der Ventilschließkörper 11 vom Ventilsitzkorper 12 abhebt und Brennstoff zur Abspritzöffnung 14 geleitet wird.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 wird geschlossen, sobald der die Magnetspule 2 erregende Strom abgeschaltet und das Magnetfeld soweit abgebaut ist, daß die Rückstellfeder 15 den Anker 7 vom Stützrohr 6 abdrückt, wodurch sich die Ventilnadel 8 in Abströmrichtung bewegt und der Ventilschließkörper 11 auf dem Ventilsitzkorper 12 aufsetzt.
Die Abdichtung des in Fig. 1 dargestellten Brennstoffeinspritzventils 1 gegen das nicht näher dargestellte Saugrohr der Brennkraftmaschine erfolgt mittels einer vorzugsweise ringförmigen Dichtung 18, welche über einen vorkragenden Rand 19 des Ventilgehauses 4 geschoben und mittels einer Kunststoffumspritzung 20 gegen Abrutschen gesichert ist.
Die innere Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 gegenüber dem Saugrohr ist bedingt durch die
Bearbeitungsprozesse bei der Herstellung des
Brennstoffeinspritzventils 1 unter Umständen nur mangelhaft.
Zwar wird durch die Fertigung des Ventilschließkörpers 12 mit dem daran ausgebildeten Dichtsitz durch Schleifen und Honen eine hohe Oberflächenqualität mit einer damit verbundenen guten Dichtigkeit erzielt, dies wird jedoch durch die nachfolgenden Bearbeitungsprozesse wie das
Einpressen des Ventilsitzkörpers 12 in die Ventilhülse 5 sowie das Verbinden der genannten Bauteile mittels einer ersten Schweißnaht 21 sowie die Verbindung des
Ventilsitzkörpers 12 mit der Spritzlochscheibe 13 durch eine zweite Schweißnaht 22 wieder relativiert.
Demgegenüber weist ein in Fig. 2A dargestelltes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1 eine Klemmhülse 23 auf, welche anstelle der Schweißnähte 21 und 22 für den korrekten Sitz des Ventilsitzkörpers 12 in der Ventilhülse 5 sowie der Spritzlochscheibe 13 zwischen Ventilsitzkorper 12 und Ventilhülse 5 sorgt.
Die Montage der einzelnen Bauteile erfolgt dabei auf einfache Weise. Zunächst wird die Spritzlochscheibe 13 in Spielpassung in die Ventilhülse 5 eingelegt. Danach wird der Ventilsitzkorper 12 montiert, welcher über einen Dichtring 24 gegen die Ventilhülse 5 abgedichtet ist. Der Ventilsitzkorper 12 hat zur Ventilhülse 5 ebenfalls Spielpassung. Durch eine Fase 25 an dem der Spritzlochscheibe 13 zugewandten Seite des Ventilsitzkörpers 12 wird die Spritzlochscheibe 13 zentriert. Die Fixierung des Ventilsitzkörpers 12 sowie daraus resultierend die Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 erfolgt durch das Einpressen der Klemmhülse 23 in die Ventilhülse 5, die sich am Ventilsitzkorper 12 abstützt. Dadurch können einerseits Verschlechterungen der Oberflächenqualität der Ventilhülse 5 vermieden und zudem die Arbeitsschritte des Verschweißens von Ventilsitzkorper 12, Spritzlochscheibe 13 und Ventilhülse 5 eingespart werden. Keines der Bauteile muß hochpräzise hergestellt sein, da lediglich eine Spielpassung und keine Preßpassung erforderlich ist.
Dadurch wird zudem eine thermische Entkoppelung des Ventilsitzkörpers 12 von der Ventilhülse 5 erreicht, welche ein verbessertes Heißverhalten gegenüber dem Brennstoff ermöglicht .
Die Klemmhülse 23 ist sowohl radial als auch axial elastisch und sorgt somit einerseits für ihre eigene korrekte Position in der Ventilhülse 5 als auch für die Positionierung des Ventilsitzkörpers 12 in der Ventilhülse 5.
Die Elastizität in zwei Richtungen ist aus Fig. 2B ersichtlich, in welcher die Klemmhülse 23 in einer perspektivischen Darstellung in unmontierten Zustand gezeigt ist. Die Klemmhülse 23 weist einen axialen Schlitz 26 auf, welcher die Elastizität in Umfangsrichtung bedingt, sowie elastische Zungen 27, welche an einer dem Ventilsitzkorper 12 zugewandten Seite der Klemmhülse 23 ausgebildet sind und eine elastische Abstützung der Klemmhülse 23 auf dem Ventilsitzkorper 12 ermöglichen.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und für beliebige Bauweisen von Brennstof feinspritzventilen 1 geeignet, z. B. für Brennstoffeinspritzventile 1 mit piezoelektrischen Aktoren. Insbesondere sind beliebige Kombinationen der einzelnen Merkmale möglich.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1) für
Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem
Aktuator (2), der mit einem Ventilschließkörper (11) in
Wirkverbindung steht, welcher mit einem in einer Ventilhülse (5) angeordneten Ventilsitzkorper (12) einen Dichtsitz bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzkorper (12) mittels einer Klemmhülse (23) in der Ventilhülse (5) fixiert ist.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzkorper (12) mittels eines Dichtrings (24) gegenüber der Ventilhülse (5) abgedichtet ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spritzlochscheibe (13) in Spielpassung mit einer Anfasung (25) des Ventilsitzkörpers (12) gehalten ist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzlochscheibe (13) durch den Ventilsitzkorper (12) in der Ventilhülse (5) zentriert ist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (23) in die Ventilhülse (5) eingepreßt ist .
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (23) einen axialen Schlitz (26) aufweist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (23) elastische Zungen (27) aufweist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Zungen (27) in Anlage an dem Ventilsitzkorper (12) sind.
9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (23) radial und axial elastisch ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (23) durch Stanzen und Biegen herstellbar ist .
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