WO2012084936A1

WO2012084936A1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: WO2012084936A1
Application number: PCT/EP2011/073391
Authority: WO
Inventors: Dietmar Zeh; Holger Rapp; Thomas Pauer; Andreas Rettich; Hong Zhang
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-06-28
Also published as: DE102010064039A1

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1), das insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dient, umfasst eine Drosselplatte (4), eine Düsennadel (15), eine Hülse (22) und eine Ventilsitzfläche (10). Dabei umfasst die Düsennadel (15) einen Ventilschließkörper (17), der mit der Ventilsitzfläche (10) zu einem Dichtsitz (43) zusammen wirkt. Ferner weist die Düsennadel (15) eine dichtsitzferne Begrenzungsfläche (31) auf, die einer Seite (25) der Drosselplatte (4) zugewandt ist. Ferner umschließt die Hülse (22) die Düsennadel (15) an der dichtsichtfernen Begrenzungsfläche (31) abschnittsweise. Außerdem liegt die Hülse (22) an der Seite (25) der Drosselplatte (4) an. Innerhalb der Hülse (22) ist zwischen der Seite (25) der Drosselplatte (4) und der dichtsitzfernen Begrenzungsfläche (31) der Düsennadel (15) ein Steuerraum (32) gebildet. Hierbei umfasst die Düsennadel (15) außerdem einen Nadelaufsatz (19), wobei die dichtsitzferne Begrenzungsfläche (31) zumindest teilweise an dem Nadelaufsatz (19) ausgestaltet ist und wobei eine axial wirksame Querschnittsfläche (37) der Begrenzungsfläche (31) größer ist als eine axial wirksame Querschnittsfläche (41) des Ventilschließkörpers (17).

Description

Beschreibung

Titel

Brennstoffeinspritzventil Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Injektoren für

Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.

Aus der DE 103 53 169 A1 ist ein Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff in Brennräume von Brennkraftmaschinen bekannt, der insbesondere als piezoaktorgesteuerter Common- Rail-Injektor ausgestaltet sein kann. Der bekannte Injektor umfasst in einem Injektorkörper angeordnete Steuermittel, vornehmlich einen Piezoaktor, die über mindestens einen Übersetzerkolben ein in einer Ventilplatte aufgenommenes Steuerventil betätigen, einen Düsenkörper, an dessen brennraumseitigen, freien Ende ein Düsenaustritt ausgebildet ist, eine Düsennadel, die in einer Längsausnehmung des Düsenkörpers axial beweglich beziehungsweise betätigbar angeordnet ist und eine das rückwärtige, vom Düsenaustritt abgewandte Ende der Längsausnehmung abschließende, zwischen Düsenkörper und Steuerventil angeordnete Drosselscheibe, die einen Öffnungsanschlag für die Düsennadel bildet. Hierbei wirkt diese mit der rückseitigen, vom Düsenaustritt abgewandten Stirnfläche der Düsennadel zusammen und begrenzt damit den Öffnungshub der Düsennadel. Ferner ist ein zwischen der rückwärtigen Düsennadel-Stirnfläche und der Drosselscheibe ausgebildeter Steuerraum vorgesehen, der mit einem der Kraftstoffzuf ü h ru ng dienenden Druckanschluss in hydraulischer Verbindung steht. Der Steuerraum erreicht sein maximales Volumen bei der Schließstellung der Düsennadel, wobei diese mit ihrem Ende den

Düsenaustritt verschließt. In der Schließstellung wird die Düsennadel zum einen durch den im Steuerraum herrschenden Flüssigkeitsdruck und zum anderen durch eine Druckfeder gehalten. Die Düsennadel ist an ihrem oberen Ende von einem Hülsenteil unter Freilassung eines Ringspalts umgeben, das sich mit seinem schneidenförmigen oberen Ende an der Unterseite der Drosselscheibe abstützt. Hierdurch ist der Steuerraum eingeschlossen. Der aus der DE 103 53 169 A1 bekannte Injektor hat den Nachteil, dass sich Variationen beim Öffnen und Schließen der Düsennadel ergeben, so dass Abweichungen im

Einspritzverlauf und/oder einer Einspritzmenge auftreten können. Hierbei wird beim Öffnen der Düsennadel, insbesondere bei kleinem Nadelhub, ein Verlauf der Öffnungskraft als Funktion des Düsennadelhubs durch einen Verschleiß des Düsensitzes beeinflusst. Dies wirkt sich auf den Einspritzverlauf und gegebenenfalls die Einspritzmenge aus.

Offenbarung der Erfindung Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein Öffnungs- und Schließverhalten des Brennstoffeinspritzventils über die Lebensdauer verbessert ist und insbesondere Abweichungen eines Einspritzverlaufs und/oder einer Einspritzmenge durch Verschleiß oder dergleichen reduziert sind. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte

Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

Vorteilhaft ist es, dass ein Düsenkörper vorgesehen ist, an dem die Ventilsitzfiäche ausgestaltet ist, dass eine Zwischenscheibe vorgesehen ist, die zwischen dem

Düsenkörper und der Drosselplatte angeordnet ist, dass die Zwischenscheibe eine durchgehende Ausnehmung aufweist, dass die Hülse zumindest im Wesentlichen innerhalb der Ausnehmung der Zwischenscheibe angeordnet ist und dass ein Öffnungsquerschnitt der Ausnehmung der Zwischenscheibe größer ist als ein Öffnungsquerschnitt eines Innenraums des Düsenkörpers, in dem der Ventilschließkörper der Düsennadel angeordnet ist. Hierdurch wird ein großer Durchmesser des Steuerraums ermöglicht. Somit wirkt auf eine relativ große Begrenzungsfläche der Düsennadel, die den Steuerraum begrenzt, der Druck des Brennstoffs im Steuerraum, was eine entsprechend große Kraft auf die

Düsennadel in Schließrichtung bedingt, wenn der Steuerraum unter hohem Druck steht. Eine öffnende Kraftkomponente, die durch den Brennstoffdruck im Bereich des Dichtsitzes bedingt ist und die speziell bei niedrigem Nadelhub von einem Verschleiß am Dichtsitz abhängt, steht deshalb in einem günstigen Verhältnis zu der momentan wirkenden

Schließkraft.

Vorteilhaft ist es auch, dass der Nadelaufsatz der Düsennadel zumindest im Wesentlichen innerhalb der Ausnehmung der Zwischenscheibe angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere ein relativ großer Außendurchmesser des Nadelaufsatzes im Bereich der Ausnehmung der Zwischenscheibe realisiert werden. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass die Zwischenscheibe als ringförmige Zwischenscheibe ausgestaltet ist. Somit steht insbesondere eine zylinderförmige Ausnehmung zum Aufnehmen des Nadelaufsatzes und der Hülse zur Begrenzung des Steuerraums zur Verfügung. Hierdurch ist eine optimierte Ausgestaltung des Steuerraums mit einem großen Querschnitt, insbesondere großen Durchmesser, möglich.

Vorteilhaft ist es auch, dass die Düsennadel einen nadeiförmigen Grundkörper aufweist und dass der Nadelaufsatz auf ein Ende des Grundkörpers aufgesetzt ist. Hierbei kann der Grundkörper in vorteilhafter Weise durch Kleben und/oder Schweißen und/oder eine Pressverbindung mit dem Nadelaufsatz verbunden sein. Hierdurch ist der Nadelaufsatz fest mit dem nadeiförmigen Grundkörper der Düsennadel verbunden. Die Hülse umschließt hierbei den Verband aus dem Nadelaufsatz und dem nadeiförmigen Grundkörper im Bereich des Nadelaufsatzes. Ebenfalls können der Nadelaufsatz und der nadeiförmige Grundkörper der Düsennadel einstückig ausgeführt sein. Hierbei ist es auch vorteilhaft, dass der Nadelaufsatz als topfförmiger Nadelaufsatz ausgestaltet ist und dass die dichtsitzferne Begrenzungsfläche an dem Nadelaufsatz ausgestaltet ist. Hierdurch werden Abdichtungsprobleme in Bezug auf eine mögliche Schnittstelle zwischen dem nadeiförmigen Grundkörper und dem Nadelaufsatz der

Düsennadel von vornherein vermieden. Möglich ist es allerdings auch, dass der

Nadelaufsatz als hülsenförmiger Nadelaufsatz ausgestaltet ist und dass die dichtsitzferne Begrenzungsfläche teilweise an dem Nadelaufsatz und teilweise an einer Stirnfläche eines nadeiförmigen Grundkörpers der Düsennadel ausgestaltet ist. Dies ermöglicht eine vereinfachte Ausgestaltung der Düsennadel und gegebenenfalls eine axiale Verkürzung der Düsennadel.

In vorteilhafter Weise ist die Hülse an einer Außenfläche des Nadelaufsatzes geführt.

Ferner ist es vorteilhaft, dass ein Federelement vorgesehen ist, dass das Federelement einerseits an einer Anlagefläche des Nadelaufsatzes und andererseits an der Hülse abgestützt ist und dass das Federelement die Hülse gegen die Drosselplatte beaufschlagt. Das Federelement, der Nadelaufsatz und die Hülse können hierbei in vorteilhafter Weise im Bereich der durchgehenden Ausnehmung der Zwischenscheibe angeordnet sein. Hierdurch ist eine vorteilhafte Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums ermöglicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende

Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Brennstoffeinspritzventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 4 den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 der Erfindung in einer auszugsweisen, schematischen, axialen Schnittdarstellung. Das

Brennstoffeinspritzventil 1 kann insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. Ein bevorzugter Einsatz des Brennstoffeinspritzventils 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das Dieselbrennstoff unter hohem Druck zu mehreren

Brennstoffeinspritzventilen 1 führt. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle. Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist einen Düsenkörper 2 auf, der über eine

Düsenspannmutter 3 mit einem nicht dargestellten Ventilgehäuse verbunden ist. Ferner ist eine Drosselplatte 4 vorgesehen. Zwischen der Drosselplatte 4 und dem Düsenkörper 2 ist eine ringförmige Zwischenscheibe 5 angeordnet. Die Zwischenscheibe 5 weist eine zylinderförmige, durchgehende Ausnehmung 6 auf. Ferner weist der Düsenkörper 2 eine Ausnehmung 7 auf, die im Bereich von Düsenöffnungen 8, 9 durch eine Ventilsitzfläche 10 begrenzt ist. Ein Öffnungsquerschnitt 1 1 der Ausnehmung 6 der Zwischenscheibe 5 ist hierbei größer als ein Öffnungsquerschnitt 12 der Ausnehmung 7 des Düsenkörpers 2. Durch die Ausnehmungen 6, 7 ist ein Innenraum 13 gebildet, in den über eine Bohrung 14 der Drosselplatte 4 unter hohem Druck stehender Brennstoff einleitbar ist. Der

Öffnungsquerschnitt 1 1 der Ausnehmung 6 ist somit größer als der Öffnungsquerschnitt 12 des Innenraums 13 des Düsenkörpers 2. In dem Düsenkörper 2 ist eine Düsennadel 15 angeordnet. Die Düsennadel 15 ist hierbei entlang einer Achse 16 geführt. Die Düsennadel 15 umfasst einen Ventilschließkörper 17, einen nadeiförmigen Grundkörper 18 und einen Nadelaufsatz 19. In diesem

Ausführungsbeispiel sind der Ventilschließkörper 17 und der nadeiförmige Grundkörper 18 der Düsennadel 15 einstückig ausgestaltet. Der Nadelaufsatz 19 kann eine axiale

Ausnehmung aufweisen, in die der nadeiförmige Grundkörper 18 eingeschoben und gegebenenfalls eingepresst ist. Zusätzlich oder alternativ kann der nadeiförmige

Grundkörper 18 durch eine Schweißnaht 20 mit dem Nadelaufsatz 19 verbunden sein. Ferner kann der Nadelaufsatz 19 durch Kleben mit dem nadeiförmigen Grundkörper 18 verbunden sein. Des weiteren kann der Nadelaufsatz 19 mit dem nadeiförmigen

Grundkörper 18 der Düsennadel 15 einstückig ausgeführt sein. Somit ist der Nadelaufsatz 19 auf ein Ende 21 des nadeiförmigen Grundkörpers 18 aufgesetzt. Der Nadelaufsatz 19 der Düsennadel 15 ist im Wesentlichen innerhalb der zylinderförmigen Ausnehmung 6 der ringförmigen Zwischenscheibe 5 angeordnet.

In der zylinderförmigen Ausnehmung 6 der Zwischenscheibe 5 sind außerdem eine Hülse 22, die eine Dichtkante 23 aufweist, und ein Federelement 24 angeordnet. Die ringförmige Dichtkante 23 der Hülse 22 ist einer Seite 25 der Drosselplatte 4 zugewandt. Außerdem weist der Nadelaufsatz 19 einen ringförmigen Absatz 26 mit einer Anlagefläche 27 auf, an der sich das Federelement 24 abstützt. Hierdurch ist das Federelement 24 einerseits an der Anlagefläche 27 des Nadelaufsatzes 19 und andererseits an der Hülse 22 abgestützt. Das Federelement 24 beaufschlagt hierdurch die Hülse 22 gegen die Drosselplatte 4.

Der Nadelaufsatz 19 weist eine zylindermantelförmige Außenfläche 30 auf, an der die Hülse 22 geführt ist. Hierdurch ist die Hülse 22 bezüglich der Achse 16 der Düsennadel 15 ausgerichtet.

Die Düsennadel 15 weist eine dichtsitzferne Begrenzungsfläche 31 auf, die der Seite 25 der Drosselplatte 4 zugewandt ist. In diesem Ausführungsbeispiei ist die dichtsitzferne

Begrenzungsfläche 31 vollständig an dem Nadelaufsatz 19 ausgebildet. Innerhalb der

Hülse 22 ist zwischen der dichtsitzfernen Begrenzungsfläche 31 der Düsennadel 15 und der Seite 25 der Drosselplatte 4 ein Steuerraum 32 gebildet. Über die Hülse 22 ist der

Steuerraum 32 hierbei von einem Brennstoff räum 33 im Innenraum 13 getrennt. Die Drosselplatte 4 weist eine Zulaufdrossel 34 auf, die von einem Hochdruckkanal abzweigt und in den Steuerraum 32 führt. Über die Zulaufdrossel 34 wird der Steuerraum 32 mit unter hohem Druck stehenden Brennstoff befüllt. Außerdem weist die Drosselplatte 4 eine Ablaufdrossel 35 auf, die von einem nicht dargestellten Steuerventil steuerbar ist. Hierdurch kann entsprechend einem Steuersignal ein Abfluss von Brennstoff aus dem Steuerraum 32 über die Ablaufdrossel 35 erzielt oder unterbrochen werden. Außerdem ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Bohrung 36 in der Drosselplatte 4 ausgestaltet, die als Bypass oder Fülldrossel dient. Über die Bohrung 36 kann ein nicht dargestellter Ventilraum des Steuerventils befüllt werden, so dass ein Brenn Stoffzustrom in den Steuerraum 32 beschleunigt ist.

Durch die dichtsitzferne Begrenzungsfläche 31 ist eine axial wirksame Querschnittsfläche

37 der Begrenzungsfläche 31 gegeben. Die axial wirksame Querschnittsfläche 37 ergibt sich hierbei als Projektion der dichtsitzfernen Begrenzungsfläche 31 auf eine Ebene, die senkrecht zu der Achse 16 orientiert ist. Ein Produkt des Drucks des Brennstoffs im

Steuerraum 32 mit der axial wirksamen Querschnittsfläche 37 ergibt eine in einer Richtung

38 wirkende Kraft 39, die parallel zu der Achse 16 ist. Eine Außenfläche 40 des Ventilschließkörper 17 gibt eine axial wirksame

Querschnittsfläche 41 des Ventilschließkörpers 17 vor. Die axial wirksame

Querschnittsfläche 41 ergibt sich hierbei aus einer Projektion der Außenfläche 40 des Ventilschließkörpers 17 auf eine Ebene, die senkrecht zu der Achse 16 orientiert ist. Auf Grund des Drucks des Brennstoffs im Brennstoff räum 33, der an der Außenfläche 40 des Ventilschließkörpers 17 angreift, ergibt sich eine Kraft 42, die entgegen der Richtung 38 orientiert ist. Die Kraft 42 hängt vom momentanen Öffnungszustand der Düsennadel 15 ab.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Richtung 38 eine Schließrichtung 38. Die Kraft 39 wirkt in Schließrichtung 38, während die Kraft 42 entgegen der Schließrichtung 38 und somit in Öffnungsrichtung wirkt.

Sowohl die Schließkraft 38 als auch eine Öffnungskraft 44 auf die Düsennadel 15, die die Kraft 42 umfasst, greifen direkt in Form von hydraulischen Kräften an der Düsennadel 15 an. Die Schließkraft 39 entsteht durch die Wirkung des Steuerraumdrucks auf die

Begrenzungsfläche 31 der Düsennadel 15. Die Öffnungskraft 44 entsteht durch die Wirkung des Drucks im Brennstoffraum 33 auf die Ringfläche, die sich zwischen der

Querschnittsfläche 37 und einer Kreisfläche am Dichtsitz 43 ergibt, wenn die Düsennadel 15 geschlossen ist. Bei geöffneter Düsennadel 15 wirkt zusätzlich das Druckfeld unterhalb des Düsennadelsitzes 43 auf die vom Düsensitzdurchmesser umschlossene Fläche.

Deshalb ist die auf die Düsennadel 15 wirkende Öffnungskraft 44, die die Kraft 42 umfasst, abhängig vom Öffnungszustand des Dichtsitzes 43 zwischen dem Ventilschließkörper 17 und der Ventilsitzfläche 10. Die kleinste Öffnungskraft 44 tritt bei geschlossenem Dichtsitz 43 beziehungsweise bei Düsen mit kleiner Sitzwinkeldifferenz bei sehr kleinem

Düsennadelhub auf, während die größte Öffnungskraft 44 bei voll entdrosseltem Dichtsitz 43, also bei geöffneter Düsennadel 15 erreicht wird. Der Verlauf der Öffnungskraft 44 als Funktion des Düsennadelhubs ist insbesondere bei kleinem Nadelhub stark von der Feingeometrie des Düsensitzes an der Ventilsitzfläche 10 abhängig. Das bedeutet aber auch, dass dieser Verlauf sich durch vergleichsweise geringen Verschleiß im Bereich des Düsensitzes an der Ventilsitzfläche 10 verändert. Gerade dieser Verlauf der Öffnungskraft

44 als Funktion des Nadelhubs beeinflusst aber das Kennfeld des Brennstoffeinspritzventils 1 und damit die Einspritzmenge stark. Insbesondere gilt dies bei kleinen oder mittleren Einspritzmengen.

Je größer das Verhältnis zwischen maximaler und minimaler Öffnungskraft 44 ist, desto empfindlicher reagiert die Einspritzmenge eines Injektors auf Änderungen des Verlaufs der Öffnungskraft 44 als Funktion des Nadelhubs. Eine diesbezüglich absolut unempfindliche Düse wäre theoretisch erreicht, wenn die maximale und die minimale Öffnungskraft 44 identisch wären und sich folglich die Öffnungskraft 44 als Funktion des Nadelhubs gar nicht verändert, das heißt konstant ist.

Das Verhältnis zwischen maximaler und minimaler Öffnungskraft wird um so kleiner, je kleiner der Sitzdurchmesser 45 im Verhältnis zum Durchmesser des Steuerraums ist beziehungsweise je kleiner die durch den Sitzdurchmesser 45 am Dichtsitz 43 vorgegebene Fläche im Verhältnis zur axial wirksamen Querschnittsfläche 37 ist. Theoretisch lässt sich das Verhältnis zwischen der maximalen und der minimalen Öffnungskraft 44 an eins annähern, indem der Sitzdurchmesser 45 der Düse gegen Null verkleinert wird und/oder indem der Steuerraumdurchmesser beziehungsweise die Querschnittsfläche 37 gegen Unendlich vergrößert werden. In der Praxis sind einem solchen Vorgehen aber enge Grenzen gesetzt.

Da sich die Düsennadel 15 im geschlossenen Zustand auf der Ringfläche zwischen dem Sitzdurchmesser 45 und einem Sacklochdurchmesser abstützt, bewirkt jede Verringerung des Sitzdurchmesser 45 sofort eine Erhöhung der Flächenpressung zwischen der

Düsennadel 15 und dem Düsenkörper 2 an der Ventilsitzfläche 10 im geschlossenen Zustand und damit ein erhöhtes Verschleißrisiko für den Düsensitz. Eine Erhöhung des Steuerraumdurchmessers beziehungsweise einer Vergrößerung der Querschnittsfläche 37 sind aus Bauraum- und Festigkeitsgründen Grenzen gesetzt. Durch die ringförmige

Zwischenscheibe 5 ist allerdings eine gewisse Vergrößerung des Steuerraumdurchmessers beziehungsweise der Querschnittsfläche 37 möglich. Der Öffnungsquerschnitt 12 des Düsenkörpers 2 ist durch die Festigkeitsanforderungen begrenzt. Der Öffnungsquerschnitt 1 1 der ringförmigen Zwischenscheibe 5 kann demgegenüber vergrößert werden. Hierbei sind die Hülse 22, das Federelement 24 und der Nadelaufsatz 19 in vorteilhafter Weise zumindest im Wesentlichen innerhalb des relativ großen Öffnungsquerschnitts 1 1 untergebracht. Hierbei kann der Durchmesser des nadeiförmigen Grundkörpers 18 gegenüber dem Durchmesser des Nadelaufsatzes 19 relativ klein sein, so dass

insbesondere ein konventioneller Nadeldurchmesser für den nadeiförmigen Grundkörper 18 gewählt werden kann. Hierdurch kann auf bestehende konstruktive Auslegungen bei der Herstellung des nadeiförmigen Grundkörpers 18 zurückgegriffen werden. Somit kann die Robustheit der Einspritzmenge erhöht werden, wobei eine einfache

Fertigung und eine Optimierung des Volumens des Brennstoffraums 33 möglich sind.

Insbesondere kann das Volumen des Brennstoffraums 33 durch den vergrößerten

Öffnungsquerschnitt 1 1 , der größer als der Öffnungsquerschnitt 12 ist, vergrößert werden. Dieses zusätzliche Druckspeichervolumen oberhalb des Innenraums 13 des Düsenkörpers 2 ermöglicht einen fülligeren Einspritzverlauf und eine Absenkung der Amplitude von Druckschwingungen am Düsensitz.

Vorteilhaft ist somit zum einen das Vorsehen der Zwischenscheibe 5 zwischen dem

Düsenkörper 2 und der Drosselplatte 4, wobei die Zwischenscheibe 5 ein zusätzliches Hochdruckvolumen umschließt. Zum anderen sind das Anbringen des Nadelaufsatzes 19 oberhalb des nadeiförmigen Grundkörpers 18 und eine feste Verbindung zwischen diesen von Vorteil. Die Hülse 22, die als Federteller 22 ausgestaltet sein kann, trennt den

Steuerraum 32 vom Hochdruckvolumen und umschließt den Verband aus dem

nadeiförmigen Grundkörper 18 und dem Nadelaufsatz 19. Dadurch wird ein

Steuerraumdurchmesser vergrößert. Speziell kann ein Steuerraumdurchmesser von mehr als 3,5 mm, insbesondere von mehr als 4,0 mm, oder ein noch größerer

Steuerraumdurchmesser realisiert werden. Der Durchmesser des Nadelaufsatzes 19 im Bereich der Hülse 22 ist dementsprechend größer als der Durchmesser einer in diesem Ausführungsbeispiel im Nadelaufsatz 19 angeordneten Stirnfläche 50 (Fig. 2) ausgeführt.

Vorteilhaft ist es auch, dass die Federkraft des Federelements 24 über den Nadelaufsatz 19 in die Düsennadel 15 eingeleitet wird. Hierfür kann beispielsweise der Absatz 26 an dem Nadelaufsatz 19 vorgesehen sein. Möglich ist es allerdings auch, dass ein Ring oder dergleichen vorgesehen ist, der auf den Nadelaufsatz 19 aufgepresst wird, um die

Anlagefläche 27 zu bilden. Solch ein Absatz kann aber auch durch eine auf den

Nadelaufsatz 19 oder die Düsennadel 15 aufgepresste Hülse oder dergleichen realisiert werden. Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Nadelaufsatz 19 als hülsenförmiger Nadelaufsatz 19 ausgestaltet. Der hülsenförmige Nadelaufsatz 19 ist auf das Ende 21 des nadeiförmigen Grundkörpers 18 aufgeschoben, so dass der hülsenförmige Nadelaufsatz 19 das Ende 21 des nadeiförmigen Grundkörper 18 umschließt. Außerdem ist eine Schweißnaht 20 vorgesehen, die den Nadelaufsatz 19 mit dem nadeiförmigen Grundkörper 18 verbindet. Die Schweißnaht 20 ist als umlaufende Schweißnaht ausgestaltet und im Bereich der dichtsitzfernen Begrenzungsfläche 31 vorgesehen. Hierdurch ist ein Durchströmen von Brennstoff zwischen dem nadeiförmigen Grundkörper 18 und dem Nadelaufsatz 19 verhindert.

Der hülsenförmige Nadelaufsatz 19 weist eine ringförmige Stirnfläche 51 auf. Die

Stirnfläche 50 des nadeiförmigen Grundkörpers 18 und die ringförmige Stirnfläche 51 des Nadelaufsatzes 19 bilden in diesem Ausführungsbeispiel die dichtsitzferne

Begrenzungsfläche 31 . Die dichtsitzferne Begrenzungsfläche 31 ist hierdurch teilweise an dem nadeiförmigen Grundkörper 18 und teilweise an dem Nadelaufsatz 19 ausgestaltet.

Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Nadelaufsatz 19 stumpf oberhalb des nadeiförmigen Grundkörpers 18 angefügt. Die

Fügestelle ist hier zumindest mit einer Schweißnaht 20 an der Kontaktstelle zwischen dem nadeiförmigen Grundkörper 18 und dem Nadelaufsatz 19 realisiert. Auch eine

Klebeverbindung oder Pressverbindung ist möglich. Die größte Belastung an der Fügestelle tritt auf, wenn der nadeiförmige Grundkörper 18 bei minimaler Öffnungskraft 44 gerade aus dem Sitz abhebt. Dabei handelt es sich um eine Zugbelastung, die zu einer Ermüdung der Fügestelle führen kann. Die Belastung kann klein gehalten werden, indem ein Querschnitt 52 beziehungsweise Durchmesser möglichst groß gewählt wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt 42 im Bereich der

Fügestelle durch die Schweißnaht 20 größer gewählt als die Querschnittsfläche 41 im übrigen Bereich bis zu dem Ventilschließkörper 17 des nadeiförmigen Grundkörpers 18. Da in diesem Bereich nicht noch zusätzlich die Hülse 22 untergebracht werden muss, ist auch ein ausreichender Brennstofffluss in Bezug auf den Öffnungsquerschnitt 12 der

Ausnehmung 7 gewährleistet. Somit ist es vorteilhaft, dass der Querschnitt 52 des nadeiförmigen Grundkörpers 18 im Bereich der Fügestelle 20 vergrößert ist.

Fig. 4 zeigt den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiei ist der Nadelaufsatz 19 als hülsenförmiger Nadelaufsatz 19 ausgestaltet. Außerdem ist der nadeiförmige Grundkörper 18 an seinem Ende 21 mit einem größeren Durchmesser ausgestaltet. Dadurch vergrößert sich die Querschnittsfiäche auf den Querschnitt 52. Hierdurch wird die Zugbelastung an der Schweißnaht 20 reduziert. Diese Verringerung der maximalen Zugbelastung der Fügestelle 20 zwischen dem nadeiförmigen Grundkörper 18 und dem Nadelaufsatz 19 kann so ausgestaltet werden, dass im Bereich der Ausnehmung 7 des Düsenkörpers 2 der reduzierte Querschnitt 41 erreicht ist.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Ansprüche

1 . Brennstoffeinspritzventil (1 ), insbesondere Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einer Drosselplatte (4), einer Düsennadel (15), einer Hülse (22) und einer Ventilsitzfläche (10), wobei die Düsennadel (15) einen Ventilschließkörper (17) aufweist, der mit der Ventilsitzfläche (10) zu einem Dichtsitz (43) zusammen wirkt, wobei die Düsennadel (15) eine dichtsitzferne

Begrenzungsfläche (31 ) aufweist, die einer Seite (25) der Drosselplatte (4) zugewandt ist, wobei die Hülse (22) die Düsennadel (15) an der dichtsitzfernen Begrenzungsfläche (31 ) abschnittsweise umschließt und an der Seite (25) der Drosselplatte (4) anliegt und wobei innerhalb der Hülse (22) zwischen der Seite (25) der Drosselplatte (4) und der

dichtsitzfernen Begrenzungsfläche (31 ) der Düsennadel (15) ein Steuerraum (32) gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Düsennadel (15) einen Nadelaufsatz (19) aufweist, dass die dichtsitzferne

Begrenzungsfläche (31 ) zumindest teilweise an dem Nadelaufsatz (19) ausgestaltet ist und dass eine axial wirksame Querschnittsfläche (37) der Begrenzungsfläche (31 ) größer ist als eine axial wirksame Querschnittsfläche (41 ) des Ventilschließkörpers (17).

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein Düsenkörper (2) vorgesehen ist, an dem die Ventilsitzfläche (10) ausgestaltet ist, dass eine Zwischenscheibe (5) vorgesehen ist, die zwischen dem Düsenkörper (2) und der Drosselplatte (4) angeordnet ist, dass die Zwischenscheibe (5) eine durchgehende

Ausnehmung (6) aufweist, dass die Hülse (22) zumindest im Wesentlichen innerhalb der Ausnehmung (6) der Zwischenscheibe (5) angeordnet ist und dass ein Öffnungsquerschnitt

(1 1 ) der Ausnehmung (6) der Zwischenscheibe (5) größer ist als ein Öffnungsquerschnitt

(12) eines Innenraums (13) des Düsenkörpers (2), in dem der Ventilschließkörper (17) der Düsennadel (15) angeordnet ist.

3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Nadelaufsatz (19) der Düsennadel (15) zumindest im Wesentlichen innerhalb der Ausnehmung (6) der Zwischenscheibe (5) angeordnet ist.

4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Zwischenscheibe (5) als ringförmige Zwischenscheibe (5) ausgestaltet ist.

5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Düsennadel (15) einen nadeiförmigen Grundkörper (18) aufweist und dass der Nadelaufsatz (19) auf ein Ende (21 ) des Grundkörpers (18) aufgesetzt ist.

6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Grundkörper (18) mit dem Nadelaufsatz (19) durch Kleben und/oder Schweißen und/oder eine Pressverbindung verbunden ist.

7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Düsennadel (15) und der Nadelaufsatz (19) einstückig ausgeführt sind.

8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Nadelaufsatz (19) als topfförmiger Nadelaufsatz (19) ausgestaltet ist und dass die dichtsitzferne Begrenzungsfläche (31 ) an dem Nadelaufsatz (19) ausgestaltet ist.

9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Nadelaufsatz (19) als hülsenförmiger Nadelaufsatz (19) ausgestaltet ist und dass die dichtsitzferne Begrenzungsfläche (31 ) teilweise an dem Nadelaufsatz (19) und teilweise an einer Stirnfläche (15) eines nadeiförmigen Grundkörpers (18) der Düsennadel (15) ausgestaltet ist.

10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Hülse (22) an einer Außenfläche (30) des Nadelaufsatzes (19) geführt ist.

1 1 . Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (24) vorgesehen ist, dass das Federelement (24) einerseits an einer Anlagefläche (27) des Nadelaufsatzes (19) und andererseits an der Hülse (22) abgestützt ist und dass das Federelement (24) die Hülse (22) gegen die Drosselplatte (4)

beaufschlagt.