WO2008028786A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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WO2008028786A1
WO2008028786A1 PCT/EP2007/058553 EP2007058553W WO2008028786A1 WO 2008028786 A1 WO2008028786 A1 WO 2008028786A1 EP 2007058553 W EP2007058553 W EP 2007058553W WO 2008028786 A1 WO2008028786 A1 WO 2008028786A1
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WO
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ejection openings
fuel injection
spray
injection valve
valve seat
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PCT/EP2007/058553
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English (en)
French (fr)
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Wolfgang Samenfink
Joerg Heyse
Michael Frank
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to JP2009526042A priority patent/JP5222294B2/ja
Priority to US12/308,185 priority patent/US20090321540A1/en
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    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injection valve is already known in which a perforated disk with a plurality of outlet openings is provided downstream of the valve seat.
  • an inlet opening with a larger diameter is formed between an outlet opening in the valve seat body and the perforated disk, which forms an annular inflow cavity for the outlet openings.
  • the outlet openings of the perforated disc are in direct flow communication with the inflow opening and the annular inflow cavity and are thereby separated from the Covered upper limit of the inflow opening. In other words, there is a complete offset from the outlet opening defining the inlet of the inflow opening and the outlet openings.
  • outlet openings Due to the radial offset of the outlet openings relative to the outlet opening in the valve seat body results in an S-shaped flow pattern of the fuel, which represents a zers täubung sf ordering measure.
  • the outlet openings have a round or elliptical cross section.
  • the fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that in a simple manner on the one hand a super atomization of the fuel is achieved and on the other hand, the exhaust emissions of an internal combustion engine are effectively reduced significantly.
  • fuel sprays are sprayed from the fuel injection valve, which are equipped with regions of different droplet size, larger droplets form a Mantelumhüllende in an outer region and smaller droplets fill the inner region of a hollow or full cone lamella. This is achieved by the specific geometry and orientation of the ejection openings in conjunction with the horizontal flow.
  • an inflow opening with an inflow cavity which is larger than an exit opening downstream of the valve seat, is provided in the valve seat body upstream of the ejection openings.
  • the valve seat body already assumes the function of influencing the flow in the perforated disc.
  • an S-blow is achieved in the flow for atomization improvement of the fuel, since the valve seat body with the upper boundary of the inflow opening covers the ejection openings of the perforated disk.
  • the ejection openings are oriented so that they taper radially outward from an inlet edge for the flow.
  • the spray orifices are characterized in that by maximizing the effective separation edge, whereby a desired increased separation effect of the flow in the spray orifices and thus the desired droplet distribution is achieved.
  • FIG. 1 shows a partially illustrated injection valve
  • Figure 2 shows the perforated disc enlarged in a section with a schematic clarification of the droplet distribution to form a Hohllamellensprays
  • Figure 3 shows a first embodiment of a perforated disc in a plan view
  • Figure 4 shows the detail IV in Figure 3 as a first 6 shows a third embodiment of a spray-discharge opening
  • FIG. 7 shows a fourth exemplary embodiment of a spray-discharge opening
  • FIG. 8 shows a fifth exemplary embodiment of a spray-discharge opening
  • FIG. 9 shows a sixth exemplary embodiment of a spray-discharge opening
  • a valve in the form of an injection valve for fuel injection systems of mixture-compression spark-ignition internal combustion engines partially.
  • the injection valve has a tubular valve seat carrier 1, which only schematically indicates a part of a valve housing and in which a longitudinal opening 3 is formed concentrically to a valve longitudinal axis 2.
  • a longitudinal opening 3 is a z.
  • the actuation of the injection valve takes place in a known manner, for example electromagnetically.
  • Injector is a schematically indicated electromagnetic circuit with a magnetic coil 10, an armature 11 and a core 12.
  • the armature 11 is connected to the valve closing body 7 facing away from the end of the valve needle 5 by e.g. a trained by a laser weld and aligned with the core 12.
  • valve seat carrier 1 In the downstream end of the valve seat carrier 1 is a valve seat body 16, e.g. tightly assembled by welding. At its lower end face 17 facing away from the valve closing body 7, the valve seat body 16 is stepped, with a flat, e.g. single-layer perforated disc 23 is fixed to the end face 17.
  • the perforated disc 23 has at least four, but ideally eight to forty
  • Spray openings 25 As an extension of a downstream of a valve seat surface 29 formed outlet opening 27, an inflow opening 28 is provided in the valve seat body 16, via which the individual ejection openings 25 are flown.
  • the inflow opening 28 in this case has a diameter which is greater than the opening width of the outlet opening 27 in the valve seat body 16, from which the fuel flows into the inflow opening 28 and ultimately into the ejection openings 25.
  • the inflow opening 28 is designed in the immediate inflow region of the spray-discharge openings 25 so that the flow reaches the spray-discharge openings 25 substantially at right angles to the longitudinal extension of the spray-discharge openings 25, ie horizontally in FIG.
  • the connection of valve seat body 16 and perforated disc 23 is effected, for example, by a circumferential and dense, formed by a laser weld 26, which is placed outside of the inflow opening 28.
  • the depth of insertion of the valve seat body 16 with the perforated disc 23 in the longitudinal opening 3 determines the size of the stroke of the valve needle 5, since the one end position of the valve needle 5 at non-energized magnetic coil 10 by the system of
  • Valve closing body 7 is fixed to the downstream conically tapered valve seat surface 29 of the valve seat body 16.
  • the other end position of the valve needle 5 is fixed in the excited magnet coil 10, for example, by the system of the armature 11 to the core 12.
  • the path between these two end positions of the valve needle 5 thus represents the hub.
  • the ejection openings 25 of the perforated disc 23 are in direct flow communication with the inflow opening 28 and are covered by the upper boundary of the inflow opening 28. In other words, there is a complete offset of the inlet opening 27 and the ejection openings 25 defining the inlet of the inflow opening 28. Due to the radial offset of the spray openings 25 with respect to the outlet opening 27 results in an S-shaped flow s course of the medium, here the fuel.
  • the fluid is additionally positively influenced in its atomization by the specific geometry of the ejection openings 25 in connection with the horizontally inflatable inflow opening 28, wherein a hollow lamellar spray with areas of different droplet size is achievable, with larger droplets forming a sheath envelope in an outer area 35 and smaller Droplets fill the inner portion 36 of the Hohlkegellamelle.
  • FIG 2 is again schematically the S-shaped curve in the area of the perforated disc 23 is shown enlarged in a section, said means of this Anströmungsart in conjunction with a special design and alignment of the ejection openings 25 according to the invention a special droplet distribution within a hollow disc spray is possible.
  • FIG 3 shows a first embodiment of a perforated disc 23 in a plan view.
  • twelve ejection openings 25 are provided, which are arranged annularly on the perforated disc 23.
  • the contour of the ejection openings 25 is triangular.
  • each ejection opening 25 is in the shape of an equilateral triangle.
  • All triangular spray-discharge openings 25 are aligned in such a way that the horizontal flow, which flows radially outward from the center of the perforated disc 23, meets the spray-discharge openings 25 at a relatively large leading edge 38. Starting from this leading edge 38, the ejection openings 25 taper radially outward or are constricted in the radial direction.
  • the arrows 37 are intended on the one hand indicate that the flow of the ejection openings 25 is horizontal to their entry or substantially perpendicular to the longitudinal water extension of the spray openings 25 and on the other hand show how the spray opening 25 is aligned with its large leading edge 38 to the valve longitudinal axis 2.
  • the ejection openings 25 are distinguished insofar by maximizing the effective detachment edge, whereby a desired increased separation effect of the flow in the ejection openings 25 and thus the desired droplet distribution is achieved.
  • Spray openings 25 are shown, wherein in Figure 4, the detail IV of Figure 3 is shown.
  • the ejection openings 25 are contoured such that there is always a taper of the ejection openings 25 on the side facing away from the inflow side, that is, radially outward. Due to the horizontal flow of the ejection openings 25, the flow in the ejection openings 25 is directional diffusely, ie the exiting fluid jet fanning out immediately after leaving the ejection opening 25, but is constricted again by the particular contouring of the ejection openings 25 in the radially outer region 35. By the instant fanning becomes that the liquid surface tension contracts the emergent jet into a cylindrical, smaller, free surface jet.
  • the increased free radiation surface in the interior favors the further disintegration into smaller droplets, while in relation thereto comparatively large droplets remain in the outer region 35 of the hollow cone lamella as sheath enveloping.
  • the contours of the ejection openings 25 may be triangular ( Figure 4), truncated triangular ( Figure 5), semicircular ( Figure 6) or semi-elliptic, truncated semicircular ( Figure 7) or truncated semi-elliptic, rounded truncated triangular (Figure 8), semicircular or semi-elliptic with rounded Be the leading edge 38 ( Figure 9) or similar.
  • FIG. 10 a valve end with a perforated disc 23 for forming a two-jet spray consisting of two full-disk sprays is shown very schematically.
  • the inflow and spray orifice geometries described in FIGS. 1 to 7 must be introduced into the perforated disc 23 in a doubly distributed manner, independently of each other.
  • corresponding flow channels are necessary in the region of the valve seat body 16, which transport the fluid from the outset into the two desired spray areas, from where the flow can reach the spray openings 25 by way of the previously described principle via inlet edges 38.
  • two hollow disk sprays can also be generated by doubling the example according to FIG. 2 with a corresponding design of the spray-discharge openings 25.
  • Such a fuel injection valve is particularly suitable for the spraying of fuel in the direction of two intake valves.
  • the perforated disc 23 can be manufactured by microgalvanic, laser cutting, etching or punching technology.
  • the cross-section of the ejection openings 25 is constant or increasing in the flow direction over the entire length of the ejection openings 25, depending on the production method or desired use.

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Abstract

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil zeichnet sich dadurch aus, dass stromabwärts eines einen festen Ventilsitz (29) aufweisenden Ventilsitzkörpers (16) eine Lochscheibe (23) angeordnet ist, die mehrere Abspritzöffnungen (25) besitzt. Unmittelbar stromaufwärts der Abspritzöffnungen (25) ist eine Zuströmöffnung (28) als Anströmhohlraum vorgesehen. Die Zuströmöffnung (28) ist so ausgelegt, dass eine Anströmung der Abspritzöffnungen (25) weitgehend im rechten Winkel zur Längserstreckung der Abspritzöffnungen (25) erfolgt. Die Abspritzöffnungen (25) sind derart angeordnet und ausgerichtet, dass wenigstens ein Brennstoffspray in Form einer Hohlkegellamelle oder Vollkegellamelle abspritzbar ist, in dem ein radial äußerer Bereich (35) aus größeren Tröpfchen besteht als ein radial innerer Bereich (36) des Sprays, wodurch die Abgasemissionswerte insbesondere beim Kaltstart einer Brennkraftmaschine reduziert werden können. Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.

Description

Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Bekannt ist bereits aus der DE 42 21 185 Al ein Brennstoffeinspritzventil, das stromabwärts eines festen Ventilsitzes eine Lochscheibe mit mehreren Auslassöffnungen aufweist. Die Lochscheibe wird zunächst mit zumindest einer Auslassöffnung durch Stanzen versehen, die parallel zur Ventillängsachse verläuft. Dann wird die Lochscheibe in ihrem mittleren Bereich, der die Auslassöffnungen aufweist, durch Tiefziehen plastisch verformt, so dass die Auslassöffnungen geneigt gegenüber der Ventillängsachse verlaufen und sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig bzw. konisch erweitern. Auf diese Weise werden gegenüber bis dahin bekannten Einspritzventilen eine gute Aufbereitung und eine gute Strahlstabilität des durch die Auslassöffnungen abgegebenen Mediums erzielt, jedoch ist der Herstellungsprozess der Lochscheibe mit ihren Auslassöffnungen sehr aufwändig. Die Auslassöffnungen sind unmittelbar stromabwärts einer Austrittsöffnung im Ventilsitzkörper vorgesehen und werden insofern direkt angeströmt, wobei die Auslassöffnungen selbst den engsten Strömungsquerschnitt festlegen.
Aus der US 6,405,946 Bl ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem stromabwärts des Ventilsitzes eine Lochscheibe mit mehreren Auslassöffnungen vorgesehen ist. Dabei ist zwischen einer Austrittsöffnung im Ventilsitzkörper und der Lochscheibe eine Zuströmöffnung mit größerem Durchmesser ausgebildet, die einen ringförmigen Anströmhohlraum für die Auslassöffnungen bildet. Die Auslassöffnungen der Lochscheibe stehen mit der Zuströmöffnung und dem ringförmigen Anströmhohlraum in unmittelbarer Strömungsverbindung und werden dabei von der oberen Begrenzung der Zuströmöffnung überdeckt. Mit anderen Worten ausgedrückt liegt ein vollständiger Versatz von der den Einlass der Zuströmöffnung festlegenden Austrittsöffnung und den Auslassöffnungen vor. Aufgrund des radialen Versatzes der Auslassöffnungen gegenüber der Austrittsöffnung im Ventilsitzkörper ergibt sich ein S- förmiger Strömungsverlauf des Brennstoffs, der eine zers täubung sf ordernde Maßnahme darstellt. Die Auslassöffnungen besitzen einen runden bzw. elliptischen Querschnitt.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise einerseits eine Feinstzerstäubung des Brennstoffs erreicht wird und andererseits die Abgaswerte einer Brennkraftmaschine wirkungsvoll deutlich reduziert werden. Erfindungsgemäß werden von dem Brennstoffeinspritzventil Brennstoffsprays abgespritzt, die mit Bereichen unterschiedlicher Tropfengröße ausgestattet sind, wobei größere Tröpfchen in einem äußeren Bereich eine Mantelumhüllende bilden und kleinere Tröpfchen den inneren Bereich einer Hohl- oder Vollkegellamelle ausfüllen. Dies wird durch die spezifische Geometrie und Ausrichtung der Abspritzöffnungen in Verbindung mit der horizontalen Anströmung erreicht. In den ersten Startzyklen (Kaltstart) einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine schlagen sich die äußeren Tröpfchen der abgespritzten Brennstoffsprays als Wandfilm an den Saugrohrwandungen nieder. Nur die im Strahlzentrum existierenden Tröpfchen und ein entsprechend hoher Brennstoffdampfanteil gelangen in den ersten Startzyklen direkt in den Brennraum. Erst einige Zyklen später läuft der Wandfilm aus dem Saugrohr über die Einlassventile in den Brennraum nach. Im Gegensatz zum Stand der Technik werden in idealer Weise erfindungsgemäß die größeren Tröpfchen diese Wandfilmbildung übernehmen. Dieser schlechter aufbereitete Gemischanteil wird dem Brennraum also erst verspätet zugeführt, so dass gerade im Startzyklus der bestaufbereitete Gemischanteil in den Brennraum eingebracht wird und die Abgasemissionen während dieser Zeit deutlich reduziert sind. Das erfindungsge- mäße Brennstoffeinspritzventil ist insofern besonders für die Saugrohreinspritzung zur Erzielung extrem niedriger Kaltstart- Abgasemissionswerte geeignet. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
In vorteilhafter Weise ist im Ventilsitzkörper stromaufwärts der Abspritzöffnungen eine Zuströmöffnung mit einem Anströmhohlraum vorgesehen, die größer ist als eine Austrittsöffnung stromabwärts des Ventilsitzes. Auf diese Weise übernimmt der Ventilsitzkörper bereits die Funktion einer Strömungsbeeinflussung in der Lochscheibe. In besonders vorteilhafter Weise wird durch die Ausbildung der Zuströmöffnung ein S- Schlag in der Strömung zur Zerstäubungsverbesserung des Brennstoffs erreicht, da der Ventilsitzkörper mit der oberen Begrenzung der Zuströmöffnung die Abspritzöffnungen der Lochscheibe überdeckt. Die Abspritzöffnungen sind so ausgerichtet, dass sie sich von einer Eintrittskante für die Strömung ausgehend radial nach außen verjüngen. Die Abspritzöffnungen zeichnen sich insofern durch eine Maximierung der wirksamen Ablösekante aus, wodurch ein gewollter erhöhter Ablöseeffekt der Strömung in den Abspritzöffnungen und somit die gewünschte Tröpfchenverteilung erreicht wird.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein teilweise dargestelltes Einspritzventil, Figur 2 die Lochscheibe vergrößert in einem Schnitt mit einer schematischen Verdeutlichung der Tröpfchenverteilung zur Bildung eines Hohllamellensprays, Figur 3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lochscheibe in einer Draufsicht, Figur 4 das Detail IV in Figur 3 als eine erste Abspritzöffnung, Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Abspritzöffnung, Figur 6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Abspritzöffnung, Figur 7 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Abspritzöffnung, Figur 8 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Abspritzöffnung, Figur 9 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Abspritzöffnung und Figur 10 ein Ventilende mit einer Lochscheibe zur Bildung eines zweistrahligen Sprays bestehend aus zwei Volllamellensprays. - A -
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Figur 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen teilweise dargestellt. Das Einspritzventil hat einen nur schematisch angedeuteten, einen Teil eines Ventilgehäuses bildenden, rohrförmigen Ventilsitzträger 1, in dem konzentrisch zu einer Ventillängsachse 2 eine Längsöffnung 3 ausgebildet ist. In der Längsöffnung 3 ist eine z. B. rohrförmige Ventilnadel 5 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen Ende 6 mit einem z. B. kugelförmigen Ventilschließkörper 7, an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 8 zum Vorbeiströmen des Brennstoffs vorgesehen sind, fest verbunden ist.
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 5 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder bzw. Schließen des
Einspritzventils dient ein schematisch angedeuteter elektromagnetischer Kreis mit einer Magnetspule 10, einem Anker 11 und einem Kern 12. Der Anker 11 ist mit dem dem Ventilschließkörper 7 abgewandten Ende der Ventilnadel 5 durch z.B. eine mittels eines Lasers ausgebildete Schweißnaht verbunden und auf den Kern 12 ausgerichtet.
In dem stromabwärts liegenden Ende des Ventilsitzträgers 1 ist ein Ventilsitzkörper 16 z.B. durch Schweißen dicht montiert. An seiner dem Ventilschließkörper 7 abgewandten, unteren Stirnseite 17 ist der Ventilsitzkörper 16 gestuft ausgeführt, wobei eine flache, z.B. einlagige Lochscheibe 23 an der Stirnseite 17 befestigt ist. Die Lochscheibe 23 weist mindestens vier, idealerweise jedoch acht bis vierzig
Abspritzöffnungen 25 auf. Als Verlängerung einer stromabwärts einer Ventilsitzfläche 29 ausgebildeten Austrittsöffnung 27 ist im Ventilsitzkörper 16 eine Zuströmöffnung 28 vorgesehen, über die die einzelnen Abspritzöffnungen 25 angeströmt werden. Die Zuströmöffnung 28 besitzt dabei einen Durchmesser, der größer ist als die Öffnungsweite der Austrittsöffnung 27 im Ventilsitzkörper 16, aus der der Brennstoff kommend in die Zuströmöffnung 28 und letztlich in die Abspritzöffnungen 25 einströmt. Die Zuströmöffnung 28 ist im unmittelbaren Anströmbereich der Abspritzöffnungen 25 so ausgeführt, dass die Strömung weitgehend im rechten Winkel zur Läng ser Streckung der Abspritzöffnungen 25, in der Figur 1 also entsprechend horizontal, zu den Abspritzöffnungen 25 gelangt. Die Verbindung von Ventilsitzkörper 16 und Lochscheibe 23 erfolgt beispielsweise durch eine umlaufende und dichte, mittels eines Lasers ausgebildete Schweißnaht 26, die außerhalb der Zuströmöffnung 28 platziert ist.
Die Einschubtiefe des Ventilsitzkörpers 16 mit der Lochscheibe 23 in der Längsöffnung 3 bestimmt die Größe des Hubs der Ventilnadel 5, da die eine Endstellung der Ventilnadel 5 bei nicht erregter Magnetspule 10 durch die Anlage des
Ventilschließkörpers 7 an der sich stromabwärts konisch verjüngenden Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 16 festgelegt ist. Die andere Endstellung der Ventilnadel 5 wird bei erregter Magnetspule 10 beispielsweise durch die Anlage des Ankers 11 an dem Kern 12 festgelegt. Der Weg zwischen diesen beiden Endstellungen der Ventilnadel 5 stellt somit den Hub dar.
Die Abspritzöffnungen 25 der Lochscheibe 23 stehen mit der Zuströmöffnung 28 in unmittelbarer Strömungsverbindung und werden dabei von der oberen Begrenzung der Zuströmöffnung 28 überdeckt. Mit anderen Worten ausgedrückt liegt ein vollständiger Versatz von der den Einlass der Zuströmöffnung 28 festlegenden Austrittsöffnung 27 und den Abspritzöffnungen 25 vor. Aufgrund des radialen Versatzes der Abspritzöffnungen 25 gegenüber der Austrittsöffnung 27 ergibt sich ein S-förmiger Strömung s verlauf des Mediums, hier des Brennstoffs.
Durch den so genannten S-Schlag vor und innerhalb der Lochscheibe 23 mit mehreren starken Strömung sumlenkungen wird der Strömung eine starke, zer stäubung sf ordernde Turbulenz aufgeprägt. Erfindungsgemäß wird durch die spezifische Geometrie der Abspritzöffnungen 25 in Verbindung mit der horizontal anströmbaren Zuströmöffnung 28 das Fluid noch zusätzlich in seiner Zerstäubung positiv beeinflusst, wobei ein Hohllamellenspray mit Bereichen unterschiedlicher Tropfengröße erzielbar ist, wobei größere Tröpfchen in einem äußeren Bereich 35 eine Mantelumhüllende bilden und kleinere Tröpfchen den inneren Bereich 36 der Hohlkegellamelle ausfüllen. Anhand von Figur 2 soll nochmals schematisch der S-förmige Verlauf im Bereich der Lochscheibe 23 vergrößert in einem Schnitt gezeigt werden, wobei mittels dieser Anströmungsart in Verbindung mit einer speziellen Ausbildung und Ausrichtung der Abspritzöffnungen 25 erfindungsgemäß eine besondere Tröpfchenverteilung innerhalb eines Hohllamellensprays ermöglicht ist.
Figur 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lochscheibe 23 in einer Draufsicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwölf Abspritzöffnungen 25 vorgesehen, die ringförmig auf der Lochscheibe 23 angeordnet sind. Die Kontur der Abspritzöffnungen 25 ist dreieckförmig. Im Querschnitt besitzt z.B. jede Abspritzöffnung 25 die Form eines gleichseitigen Dreiecks. Alle dreieckförmigen Abspritzöffnungen 25 sind dabei derart ausgerichtet, dass die horizontale Strömung, die radial vom Zentrum der Lochscheibe 23 kommend nach außen strömend die Abspritzöffnungen 25 an einer relativ großen Eintrittskante 38 trifft. Von dieser Eintrittskante 38 ausgehend verjüngen sich die Abspritzöffnungen 25 radial nach außen bzw. sind in radialer Richtung eingeschnürt. Die Pfeile 37 sollen einerseits andeuten, dass die Anströmung der Abspritzöffnungen 25 horizontal zu ihrem Eintritt bzw. weitgehend im rechten Winkel zur Läng ser Streckung der Abspritzöffnungen 25 erfolgt und andererseits anzeigen, wie die Abspritzöffnung 25 mit ihrer großen Eintrittskante 38 zur Ventillängsachse 2 ausgerichtet ist. Die Abspritzöffnungen 25 zeichnen sich insofern durch eine Maximierung der wirksamen Ablösekante aus, wodurch ein gewollter erhöhter Ablöseeffekt der Strömung in den Abspritzöffnungen 25 und somit die gewünschte Tröpfchenverteilung erreicht wird.
In den Figuren 4 bis 9 sind sechs Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen
Abspritzöffnungen 25 gezeigt, wobei in Figur 4 das Detail IV aus Figur 3 dargestellt ist. In vorteilhafter Weise sind die Abspritzöffnungen 25 so konturiert, dass stets eine Verjüngung der Abspritzöffnungen 25 auf der gegenüber der Anströmseite abgewandten Seite, also nach radial außen, vorliegt. Durch die horizontale Anströmung der Abspritzöffnungen 25 ist die Strömung in den Abspritzöffnungen 25 richtungsdiffus, d.h. der austretende Fluidstrahl fächert unmittelbar nach Verlassen der Abspritzöffnung 25 auf, wird aber durch die besondere Konturgebung der Abspritzöffnungen 25 im radial äußeren Bereich 35 wieder eingeschnürt. Durch das sofortige Auffächern wird veraiieden, dass die Flüssigkeitsoberflächenspannung den austretenden Strahl zu einem zylindrischen Strahl kleinerer freier Oberfläche zusammenzieht. Die vergrößerte freie Strahloberfläche im Inneren begünstigt den weiteren Zerfall in kleinere Tröpfchen, während in Relation dazu vergleichsweise große Tröpfchen im äußeren Bereich 35 der Hohlkegellamelle als Mantelumhüllende verbleiben. Die Konturen der Abspritzöffnungen 25 können dreieckförmig (Figur 4), abgeschnitten dreieckförmig (Figur 5), halbrund (Figur 6) oder halbelliptisch, abgeschnitten halbrund (Figur 7) oder abgeschnitten halbelliptisch, gerundet abgeschnitten dreieckförmig (Figur 8), halbrund oder halbelliptisch mit gerundeter Eintrittskante 38 (Figur 9) oder ähnlich ausgeführt sein.
In Figur 10 ist ein Ventilende mit einer Lochscheibe 23 zur Bildung eines zweistrahligen Sprays bestehend aus zwei Volllamellensprays stark schematisch dargestellt. Um ein solches Spraymuster zu erzeugen, müssen die gemäß Figuren 1 bis 7 beschriebenen Anström- und Abspritzöffnungsgeometrien zweifach verteilt unabhängig voneinander auf der Lochscheibe 23 eingebracht sein. Dazu sind im Bereich des Ventilsitzkörpers 16 entsprechende Anströmkanäle notwendig, die das Fluid von vornherein in die zwei gewünschten Abspritzbereiche transportieren, von wo aus die Strömung nach dem zuvor beschriebenen Prinzip über Eintrittskanten 38 in die Abspritzöffnungen 25 gelangen kann. Anstelle der symbolhaft gezeigten Volllamellensprays können bei entsprechender Auslegung der Abspritzöffnungen 25 auch zwei Hohllamellensprays in Verdopplung des Beispiels gemäß Figur 2 erzeugt werden. Ein solches Brennstoffeinspritzventil ist für das Abspritzen von Brennstoff in Richtung zweier Einlassventile besonders geeignet.
Die Lochscheibe 23 kann mikrogalvanisch, laserschneidtechnisch, ätztechnisch oder stanztechnisch hergestellt werden. Der Querschnitt der Abspritzöffnungen 25 ist je nach Herstellungsverfahren bzw. Einsatzwunsch über die gesamte Länge der Abspritzöffnungen 25 konstant oder in Strömungsrichtung zunehmend.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse (2), mit einem einen festen Ventilsitz (29) aufweisenden Ventilsitzkörper (16), mit einem mit dem Ventilsitz (29) zusammenwirkenden Ventilschließkörper (7), der entlang der Ventillängsachse (2) axial bewegbar ist, und mit einer stromabwärts des Ventilsitzes (29) angeordneten Lochscheibe (23), die mehrere Abspritzöffnungen (25) besitzt, wobei eine Zuströmöffnung (28) unmittelbar stromaufwärts der Abspritzöffnungen (25) so ausgelegt ist, dass eine Anströmung der Abspritzöffnungen (25) weitgehend im rechten Winkel zur Läng ser Streckung der Abspritzöffnungen (25) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspritzöffnungen (25) derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass wenigstens ein Brennstoffspray abspritzbar ist, in dem ein radial äußerer Bereich (35) aus größeren Tröpfchen besteht als ein radial innerer Bereich (36) des Sprays.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspritzöffnungen (25) so ausgerichtet sind, dass sie sich von einer Eintrittskante (38) für die Strömung ausgehend radial nach außen verjüngen.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass acht bis vierzig Abspritzöffnungen (25) zur Bildung eines Brennstoffsprays vorgesehen sind.
4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen der Abspritzöffnungen (25) dreieckförmig, abgeschnitten dreieckförmig, halbrund, halbelliptisch, abgeschnitten halbrund, abgeschnitten halbelliptisch, gerundet abgeschnitten dreieckförmig, halbrund oder halbelliptisch mit gerundeter Eintrittskante (38) sind.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuströmöffnung (28) an der unteren Stirnseite (17) des Ventilsitzkörpers (16) vorgesehen ist.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspritzöffnungen (25) derart angelegt sind, dass ein oder mehrere Hohllamellensprays oder Volllamellensprays abspritzbar sind.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochscheibe (23) mittels galvanischer
Metallab Scheidung, laserschneidtechnisch oder stanztechnisch herstellbar ist.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008042116B4 (de) 2008-09-15 2019-12-24 Robert Bosch Gmbh Ventil, zum Zerstäuben von Fluid
JP5295311B2 (ja) * 2011-06-09 2013-09-18 三菱電機株式会社 燃料噴射弁
CN102410121A (zh) * 2011-09-08 2012-04-11 何林霏 S型雾化喷嘴
JP5959892B2 (ja) 2012-03-26 2016-08-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 火花点火式燃料噴射弁
US20150014448A1 (en) * 2013-07-12 2015-01-15 Delphi Technologies, Inc. Valve seat for gaseous fuel injector
EP3184799A1 (de) * 2015-12-22 2017-06-28 Continental Automotive GmbH Düsenkörper für flüssigkeitseinspritzventil und flüssigkeitsinjektor
JP6339628B2 (ja) * 2016-06-22 2018-06-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
CN113153595B (zh) * 2021-03-28 2022-02-25 南岳电控（衡阳）工业技术股份有限公司 低液压旋流喷射器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4409848A1 (de) * 1994-03-22 1995-10-19 Siemens Ag Vorrichtung zur Zumessung und Zerstäubung von Fluiden
EP1128062A2 (de) * 2000-02-25 2001-08-29 Denso Corporation Fluid-Einspritzdüse
DE10108541A1 (de) * 2000-02-22 2001-09-06 Hitachi Ltd Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung für Brennkraftmaschinen
US6308684B1 (en) * 1999-02-16 2001-10-30 Denso Corporation Fuel injection valve having a plurality of injection holes
WO2005042968A1 (de) * 2003-10-29 2005-05-12 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
WO2005124147A1 (ja) * 2004-06-21 2005-12-29 Keihin Corporation 燃料噴射弁
US20060097079A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 Visteon Global Technologies, Inc. Low pressure fuel injector nozzle

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001046919A (ja) * 1999-08-06 2001-02-20 Denso Corp 流体噴射ノズル
JP2001317434A (ja) * 2000-02-22 2001-11-16 Hitachi Ltd 内燃機関の燃料噴射方法および燃料噴射装置
JP2001317431A (ja) * 2000-02-25 2001-11-16 Denso Corp 流体噴射ノズル
JP2001263206A (ja) * 2000-03-17 2001-09-26 Denso Corp 燃料噴射弁
US6817545B2 (en) * 2002-01-09 2004-11-16 Visteon Global Technologies, Inc. Fuel injector nozzle assembly
JP3751264B2 (ja) * 2002-06-19 2006-03-01 株式会社ケーヒン 燃料噴射弁
US6966505B2 (en) * 2002-06-28 2005-11-22 Siemens Vdo Automotive Corporation Spray control with non-angled orifices in fuel injection metering disc and methods
US6929197B2 (en) * 2002-09-25 2005-08-16 Siemens Vdo Automotive Corporation Generally circular spray pattern control with non-angled orifices in fuel injection metering disc and method
JP4134966B2 (ja) * 2004-08-17 2008-08-20 株式会社デンソー 噴孔部材、燃料噴射弁、および噴孔部材の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4409848A1 (de) * 1994-03-22 1995-10-19 Siemens Ag Vorrichtung zur Zumessung und Zerstäubung von Fluiden
US6308684B1 (en) * 1999-02-16 2001-10-30 Denso Corporation Fuel injection valve having a plurality of injection holes
DE10108541A1 (de) * 2000-02-22 2001-09-06 Hitachi Ltd Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung für Brennkraftmaschinen
EP1128062A2 (de) * 2000-02-25 2001-08-29 Denso Corporation Fluid-Einspritzdüse
WO2005042968A1 (de) * 2003-10-29 2005-05-12 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
WO2005124147A1 (ja) * 2004-06-21 2005-12-29 Keihin Corporation 燃料噴射弁
EP1760307A1 (de) * 2004-06-21 2007-03-07 Keihin Corporation Kraftstoffeinspritzventil
US20060097079A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 Visteon Global Technologies, Inc. Low pressure fuel injector nozzle

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Publication number Publication date
US20090321540A1 (en) 2009-12-31
JP2010501784A (ja) 2010-01-21
EP2064438A1 (de) 2009-06-03
EP2064438B1 (de) 2012-10-31
DE102006041475A1 (de) 2008-03-06
JP5222294B2 (ja) 2013-06-26

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