WO2007076916A1 - Ionisch geschmiertes einspritzventil - Google Patents

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WO2007076916A1
WO2007076916A1 PCT/EP2006/011773 EP2006011773W WO2007076916A1 WO 2007076916 A1 WO2007076916 A1 WO 2007076916A1 EP 2006011773 W EP2006011773 W EP 2006011773W WO 2007076916 A1 WO2007076916 A1 WO 2007076916A1
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combustion engine
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Robert Adler
Georg Siebert
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    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the invention relates to an injection valve for an internal combustion engine, comprising a lubrication.
  • the invention relates to an internal combustion engine, comprising at least one injection valve.
  • Object of the present invention is to provide a generic injection valve for an internal combustion engine, comprising a lubrication, or an internal combustion engine, comprising at least one injection valve indicate that or avoids the aforementioned disadvantages.
  • a permanent lubrication of the injection valve or its valve tappet is to be ensured in order to ensure an increase in the life of the injectors and their reliable function can.
  • an injection valve is proposed, which is characterized in that the lubrication as a lubrication grooves containing a lubricant properties, containing ionic liquid, and / or as at least one sintered coating, is embedded in the at least one lubricant properties, having ionic liquid formed is.
  • the internal combustion engine according to the invention comprising at least one injection valve, is characterized in that it has at least one injection valve according to the invention.
  • Ionic liquids are low melting organic salts with melting points from 100 to -90 0 C, with most of the known ionic liquids already present at room temperature in liquid form, in contrast to conventional molecular liquids, ionic liquids entirely ionically and therefore exhibit novel and unusual properties.
  • Ionic liquids can be adapted comparatively well by varying the structure of anion and / or cation and by varying their combinations in terms of their properties to given technical problems. For this reason, they are often referred to as so-called "Designer Solvents". With conventional molecular liquids, however, only a variation of the structure is possible.
  • ionic liquids In contrast to conventional molecular liquids, ionic liquids also have the advantage that they have no measurable vapor pressure. This means that, as long as their decomposition temperature is not reached, they do not evaporate in the slightest traces, even in a high vacuum. This results in the properties of incombustibility and environmental friendliness, since ionic liquids can not escape into the atmosphere.
  • the melting points of known ionic liquids are by definition below 100 ° C.
  • the so-called liquidus range-this is the range between melting point and thermal decomposition-is generally 400 ° C. or more.
  • ionic liquids have a high thermal stability. Often their decomposition points are above 400 ° C.
  • the density and the mixing behavior with other liquids can be influenced or adjusted in the case of ionic liquids by the choice of the ions.
  • Ionic liquids also have the advantage that they are electrically conductive and thereby can prevent electrical charging - which represent a potential hazard.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the injection valve according to the invention, wherein the lubrication is carried out by means of at least one, but preferably several Schrriiernüten, while in the embodiment of the injection valve according to the invention shown in Figure 2, the lubrication is realized by means of a sintered coating.
  • Both figures show lateral, not to scale sectional views through the aforementioned embodiments of the injection valve according to the invention.
  • valve tappet 2 By means of the valve tappet 2, the valve tappet of the injection valve 1, which sits in a valve guide 3, moves up and down. Via line 4, the fuel chamber to be supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine fuel is supplied to the valve chamber 5 and pressed by means of the injection valve 1 via the opening 6 from the space 5.
  • Injection valve is the permanent lubrication of the injection valve 1 by means of one or more lubrication grooves 7, which contain a lubricating properties, ionic liquid 8; this is distributed along the outside of the injection valve 1 and the valve stem 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil für einen Verbrennungsmotor, aufweisend eine Schmierung. Erfindungsgemäß ist die Schmierung als Schmiernuten (7), die eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit (8) enthalten, und/oder als wenigstens eine Sinterbeschichtung (9), in die wenigstens eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit eingelagert ist, ausgebildet.

Description

Beschreibung
Ionisch qeschmiertes Einspritzventil
Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil für einen Verbrennungsmotor, aufweisend eine Schmierung.
Ferner betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor, aufweisend wenigstens ein Einspritzventil.
Bei gattungsgemäßen Einspritzventilen, die bei Verbrennungsmotoren für herkömmliche Kraftstoffe - wie Benzin, Diesel etc. - zur Anwendung kommen, kann deren Schmierung durch die den Kraftstoffen eigenen SchmiereigeπschaftGr. gewährleistet werden. Werden Verbrennungsmotoren allerdings als sog. Gasmotoren verwendet - bei diesen kommen als Kraftstoffe Erdgas, Flüssiggas, Wasserstoff, etc. zum Einsatz -, wird der Fachmann mit dem Problem konfrontiert, dass diese Kraftstoffe nicht über die für die Einspritzventile erforderlichen Schmiereigenschaften verfügen.
Zur Lösung dieses Problems werden bisher Beschichtungen vorgesehen, die eine ausreichende Schmierung des bzw. der Einspritzventile garantieren. Aufgrund der hohen Schaltfrequenzen derartiger Ventile unterliegen diese Beschichtungen jedoch einem hohen Verschleiß. Die Verminderung der Gleiteigenschaften aufgrund von Verschleiß führen in einer Vielzahl von Fällen zum gänzlichen Versagen der Einspritzventile.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Einspritzventil für einen Verbrennungsmotor, aufweisend eine Schmierung, bzw. einen Verbrennungsmotor, aufweisend wenigstens ein Einspritzventil, anzugeben, das bzw. der die vorgenannten Nachteile vermeidet. Insbesondere soll eine permanente Schmierung des Einspritzventils bzw. dessen Ventilstößels gewährleistet werden, um eine Erhöhung der Lebensdauer der Einspritzventile sowie deren zuverlässige Funktion gewährleisten zu können. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Einspritzventil vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schmierung als Schmiernuten, die eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit enthalten, und/oder als wenigstens eine Sinterbeschichtung, in die wenigstens eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit eingelagert ist, ausgebildet ist.
Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor, aufweisend wenigstens ein EinspritzventÜ, zeichnet sich dadurch aus, dass er wenigstens ein erfindungsgemäßes Einspritzventil aufweist.
Ionische Flüssigkeiten sind niederschmelzende, organische Salze mit Schmelzpunkten zwischen 100 und -90 0C, wobei die meisten der bekannten ionischen Flüssigkeiten bereits bei Raumtemperatur in flüssiger Form vorliegen, im Gegensatz zu herkömmlichen, molekularen Flüssigkeiten sind ionische Flüssigkeiten zur Gänze ionisch und zeigen deshalb neue und ungewöhnliche Eigenschaften. Ionische Flüssigkeiten sind durch die Variation der Struktur von Anion und/oder Kation sowie durch die Variation von deren Kombinationen in ihren Eigenschaften an gegebene technische Problemstellungen vergleichsweise gut anpassbar. Aus diesem Grund werden sie oftmals auch als so genannte "Designer Solvents" bezeichnet. Bei herkömmlichen, molekularen Flüssigkeiten ist hingegen lediglich eine Variation der Struktur möglich.
Im Gegensatz zu konventionellen, molekularen Flüssigkeiten haben ionische Flüssigkeiten darüber hinaus den Vorteil, dass sie keinen messbaren Dampfdruck besitzen. Dies bedeutet, dass sie - solange ihre Zersetzungstemperatur nicht erreicht wird - selbst im Hochvakuum nicht in geringsten Spuren verdampfen. Daraus resultieren die Eigenschaften Unbrennbarkeit und Umweltfreundlichkeit, da ionische Flüssigkeiten folglich nicht in die Atmosphäre gelangen können.
Wie bereits erwähnt, liegen die Schmelzpunkte bekannter ionischer Flüssigkeiten definitionsgemäß unterhalb von 100 0C. Der so genannte Liquidus-Bereich - dies ist der Bereich zwischen Schmelzpunkt und thermischer Zersetzung - beträgt im Regelfall 400 0C oder mehr. Darüber hinaus weisen ionische Flüssigkeiten eine hohe thermische Stabilität auf. Oftmals liegen ihre Zersetzungspunkte oberhalb von 400 0C. Die Dichte und das Mischungsverhalten mit anderen Flüssigkeiten können bei ionischen Flüssigkeiten durch die Wahl der Ionen beeinflusst bzw. eingestellt werden. Ionische Flüssigkeiten haben des Weiteren den Vorteil, dass sie elektrisch leitend sind und dadurch elektrische Aufladungen - die ein Gefahrenpotential darstellen - verhindern können.
Das erfindungsgemäße Einspritzventi! für einen Verbrennungsmotor sowie weitere Ausgestaltungen desselben seien nachfolgend anhand der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Das in der Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Einspritzventils, bei dem die Schmierung mittels mindestens einer, vorzugsweise jedoch mehrerer Schrriiernüten erfolgt, während bei der in der Figur 2 dargestellten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Einspritzventils die Schmierung mittels einer Sinterbeschichtung realisiert wird. Beide Figuren zeigen hierbei seitliche, nicht maßstabsgerechte Schnittdarstellungen durch die vorgenannten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Einspritzventils.
Mittels des Ventilstößels 2 wird der Ventilstößel des Einspritzventiles 1 , das in einer Ventilführung 3 sitzt, auf und ab bewegt. Über Leitung 4 wird dem Ventilraum 5 der dem Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors zuzuführende Kraftstoff zugeführt und mittels des Einspritzventils 1 über die Öffnung 6 aus dem Raum 5 gedrückt.
Bei der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Einspritzventils erfolgt die dauerhafte Schmierung des Einspritzventils 1 mittels einer oder mehrerer Schmiernuten 7, die eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit 8 enthalten; diese verteilt sich entlang der Außenseite des Einspritzventils 1 bzw. des Ventilstößels 2.
Aufgrund des nicht vorhandenen Dampfdruckes ionischer Flüssigkeiten wird sichergestellt, dass sich die verwendeten ionischen Flüssigkeiten nicht mit dem Kraftstoff verbinden bzw. an diesen abgegeben werden kann. Bei der in der Figur 2 dargestellten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Einspritzventils besteht die Permanentschmierung aus einer Sinterbeschichtung 9, in die wenigstens eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit eingelagert ist.
Mittels des erfindungsgemäßen Einspritzventils für einen Verbrennungsmotor wird nunmehr eine zuverlässige dauerhafte Schmierung des Einspritzventils erreicht. Diese erhöht die Lebensdauer sowie die Zuverlässigkeit von Einspritzventiien, insbesondere von Einspritzventilen, die bei den vorerwähnten Gasmotoren zum Einsatz kommen. Die Schmierung erfolgt nunmehr unabhängig von dem jeweils verwendeten Kraftstoff. Eine externe Schmierstoffversorgung ist im Regelfall nicht erforderlich, da die als Schmiermittel verwendeten ionischen Flüssigkeiten nicht verbraucht werden. Auch tritt eine Verunreinigung des verwendeten Kraftstoffs nicht auf, da ionische Flüssigkeiten keinen Dampfdruck aufweisen und daher nicht an den verwendeten Kraftstoff abgegeben werden.

Claims

Patentansprüche
Einspritzventil für einen Verbrennungsmotor, aufweisend eine Schmierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierung als Schmiemuten (7), die eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit (8) enthalten, und/oder als wenigstens eine Sinterbeschichtung (9), in die wenigstens eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit eingelagert ist, ausgebildet ist.
Verbrennungsmotor, aufweisend wenigstens ein Einspritzventil, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Einspritzventile gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist.
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