WO2012143267A1 - Düsenbaugruppe für ein einspritzventil und einspritzventil - Google Patents

Düsenbaugruppe für ein einspritzventil und einspritzventil Download PDF

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    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means

Definitions

  • the invention relates to a nozzle assembly for an injection valve ⁇ injector and an injection valve.
  • a non-axial flow component at the nozzle outlet of an injection nozzle contributes to a very high degree to favorable atomization.
  • the object underlying the invention is to provide a nozzle assembly and an injection valve which allow reliable and precise operation.
  • the invention is characterized by a nozzle assembly for an injection valve with a nozzle ⁇ body having a central axis in which a nozzle body recess and at least one injection opening are arranged.
  • the nozzle body recess can be hydraulically coupled to a high pressure circuit of a fluid.
  • a nozzle needle is provided, which is arranged axially movable in the Düsenanalysisaus originallyung and has a Nadelkuppe. On a wall of the DüsenanalysisausEnglishung a sealing seat is formed and on the Nadelkuppe a seating area is ⁇ formed.
  • the seating area is operative to ⁇ together with the sealing seat, that the nozzle needle fluid flow prevented in the closed position by the at least one injection opening and releasing outside the closing position the flow of fluid through the at least one injection opening.
  • a predetermined region of the wall upstream to at least the respective injection opening A ⁇ is flatter and in such a way that an acute angle between the wall and the respective injection port is reduced.
  • the predetermined area is flatter than an area of the wall adjoining the predetermined area upstream. The provision of this flat region thus causes a very strong change of direction of the flow when the fluid flows into the injection opening, which very strongly favors the generation of vortices of the fluid flowing into the injection opening.
  • the flowing fluid has a ge ⁇ ringere kinetic energy in the axial direction of the respective injection port and a much stronger non-axial kinetic energy.
  • the ratio between length and diameter of the injection opening is low.
  • the non-axial kinetic energy is not reduced too much by arranging the flow along the injection port.
  • the respective injection opening may also be referred to as injection hole.
  • the invention is characterized by a nozzle assembly for injection valve with a nozzle body having a central axis.
  • a nozzle body recess and at least one injection opening is arranged in the nozzle body.
  • the nozzle body recess can be hydraulically coupled to a high pressure circuit of a fluid.
  • a nozzle needle is arranged axially movable in the nozzle body recess and has a Nadelkuppe.
  • On a wall of the nozzle body recess a sealing seat is formed.
  • On the Nadelkuppe a seating area is formed. The seating area cooperates with the sealing seat in such a way that the nozzle needle in the closed position prevents fluid flow through the at least one injection opening and outside the closed position prevents fluid flow through the at least one
  • the enuit injection opening has a cross section with a longitudinal axis and a transverse axis, wherein the longitudinal axis is longer than the transverse axis.
  • the ratio of the longitudinal axis to the transverse axis is in a range of about 1.1 to 3, and more preferably in a range of about 1.5 to 1.7.
  • cavitation induced by intensified turbulence thus occurs more intensively and overall the flow at the outlet of the respective injection opening then has an increased energy for the atomization and thus a significantly improved atomization of the fluid takes place and the penetration depth of the fluid into the combustion chamber is reduced.
  • Cross-section of the injection port is a retention of the respective turbulences, in particular of double vortexes, of the fluid flowing in the injection port until it exits the injection port favors. It is also particularly advantageous if the first and second aspects are combined. In this way, a particularly good atomization of the fluid at the exit from the respective injection opening can be achieved and also the penetration depth of the injection jet can be kept suitably low.
  • the cross section of the e election injection port is formed ellipsoidal. In this way a favorable influence with regard to generating strong double whirls can be promoted.
  • the cross section of the respective injection opening is formed slot-shaped. Also in this way can make an effective contribution to be made to produce a highly turbulent flow in the per ⁇ ava injection port.
  • the cross section of the respective injection opening is formed bone-shaped. Also in this way is forming a ver ⁇ swirling flow, in particular with double vortices greatly favored, which contributes to a good atomization of the emerging at the injection opening fluid.
  • the cross section of the respective injection opening is formed in the form of two intersecting circles. It has been found in this context that this form favors a particularly strong formation of vortices and indeed within the entire region of the injection opening very well.
  • the invention is characterized by an injection valve with a nozzle assembly according to the first aspect and according to a fourth aspect by an injection valve with the nozzle assembly according to the second aspect.
  • the injection valve may advantageously have a nozzle assembly according to both the first and the second aspect.
  • Figure 1 shows an injection valve in longitudinal section comprising a
  • Figure 2 is an enlarged view of a section 2 of the
  • Figure 3 is an enlarged view of a section of the
  • FIG. 2 is a diagrammatic representation of FIG. 1
  • FIG. 4A shows an enlarged view of a further detail from FIG. 2,
  • Figure 4B is an enlarged view section of the figure
  • Figure 5 shows a first embodiment of a cross-section of a guide
  • FIG. 6 shows a second embodiment of a cross section of FIG
  • FIG. 7 shows a third embodiment of the cross section of FIG.
  • FIG. 8 shows a fourth embodiment of the cross section of FIG
  • FIG. 9 shows the first embodiment of the cross section of FIG.
  • FIG. 10 shows the second embodiment of the cross section of FIG.
  • FIG. 1 shows an injection valve with a nozzle assembly 10 and an actuator 11.
  • the actuator 11 interacts functionally with the nozzle assembly 10.
  • the nozzle assembly 10 has a nozzle body 12, the actuator 11 has an in ector body 13.
  • the nozzle body 12 is fixedly coupled by means of a nozzle retaining nut 30 with the In ektorITY 13.
  • the nozzle body 12 and the injector body 13 form a common housing of the injection valve.
  • the nozzle body 12 has a nozzle body recess 14 with a central axis Z and a wall 16.
  • a nozzle needle 18 is arranged, which forms the nozzle assembly 10 together with the nozzle body 12.
  • the nozzle needle 18 has at one end a needle tip 20.
  • the nozzle needle 18 is guided in a region of the nozzle body recess 14 and biased by a nozzle spring 22.
  • injection openings 24 are preferably arranged near the needle tip 20.
  • the nozzle body 12 may consist of a sintered metal.
  • a plurality of injection openings 24 are preferably formed, which can form an injection hole circle.
  • In ektor stresses 13 has a recess in which an actuator 40 is arranged.
  • the actuator 40 is designed as a stroke ⁇ actuator.
  • the actuator 40 acts on the nozzle needle 18, so that they can perform a movement in the direction of the central axis Z.
  • the nozzle spring 22 exerts on the nozzle needle 18 a force acting in the closing direction ⁇ force, so that it prevents fluid flow through the arranged in the nozzle body 12 more injection ports 24 when no further forces acting on the nozzle needle 18.
  • the nozzle needle 18 Upon actuation of the actuator 38, the nozzle needle 18 is moved in the axial direction from its closed position to its open position, in which it releases the fluid flow through the injection openings 24.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of a detail II of FIG. 1 in the region of the needle tip 20 and of the nozzle body 12.
  • the nozzle body 12 On the wall 16 of the nozzle body recess 14, the nozzle body 12 has a sealing seat 50.
  • the nozzle needle 18 has in the region of
  • Needle tip 20 a seating area 52 which cooperates with the sealing seat 50 of the nozzle body 12 so that the nozzle needle 18 in a closed position prevents fluid flow through the at least one injection port 24 and in an open position fluid flow through the at least one injection port 24 releases.
  • the fluid can pass from the space between the needle tip 20 and the nozzle body 12 to the injection openings 24.
  • a predetermined region 54 of the wall 16 upstream to at least the respective injection port 24 is made shallower, such that an acute angle between the wall 16 and the respective injection port 24 is reduced.
  • the predetermined area 54 is shallower than an area 56 of the wall adjoining the predefined area 54 upstream. If the wall is basically spherical, it may preferably have a larger radius in the region 54.
  • FIG. 1 A first embodiment of the cross section of the injection opening 24 with a longitudinal axis L and a transverse axis Q, wherein the longitudinal axis L is longer than the transverse axis Q, is shown in FIG.
  • the cross section of the injection port 24 is ellipsoidal in shape.
  • the cross section is formed in the form of two intersecting circles.
  • the cross section is formed slot-shaped.
  • the cross section has a bony shape.
  • the development mechanisms of the double swirls for the first and second embodiments are shown, in which the arrows indicate the course of the flow direction. The emergence of the double vertebra is so apparent.
  • FIG. 4A shows an enlarged view of a further detail from FIG. 2, and FIG. 4B shows an enlarged view of the detail from FIG. 2 in a plane vertical to a central axis of the nozzle assembly. From this, the preferred orientation of the injection openings 24 with respect to their longitudinal axis L and transverse axis Q can be seen.

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Abstract

Eine Düsenbaugruppe für ein Einspritzventil hat einen Düsenkörper mit einer Zentralachse, in dem eine Düsenkörperausnehmung (14) und mindestens eine Einspritzöffnung (24) angeordnet sind. Die Düsenkörperausnehmung (14) ist mit einem Hochdruckkreis eines Fluids hydraulisch koppelbar. Eine Düsennadel (18) ist in der Düsenkörperausnehmung (14) axial beweglich angeordnet und hat eine Nadelkuppe (20). An einer Wand (16) der Düsenkörperausnehmung (14) ist ein Dichtsitz (50) ausgebildet. Auf der Nadelkuppe (20) ist ein Sitzbereich (52) ausgebildet. Der Sitzbereich wirkt mitdem Dichtsitz (50) derart zusammen, dass die Düsennadel (18) in der Schließposition den Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung (24) verhindert und außerhalb der Schließposition den Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung (24) freigibt. Ein vorgegebener Bereich (54) der Wand (16) stromaufwärts bis zumindest zu der jeweiligen Einspritzöffnung (24) ist flacher ausgebildet, derart, dass ein spitzer Winkel zwischen der Wand (16) und der jeweiligen Einspritzöffnung (24) verkleinert ist. Der vorgegebene Bereich (54) ist flacher als ein sich stromaufwärts an den vorgegebenen Bereich (54) anschließender Bereich (56) der Wand (16). Alternativ oder zusätzlich weist die jeweilige Einspritzöffnung (24) einen Querschnitt auf mit einer Längsachse und einer Querachse auf, wobei die Längachse länger ist als die Querachse.

Description

Beschreibung
Düsenbaugruppe für ein Einspritzventil und Einspritzventil Die Erfindung betrifft eine Düsenbaugruppe für ein Ein¬ spritzventil und ein Einspritzventil.
Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich der zulässigen Schadstoffemission von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind, machen es erforderlich, diverse Maßnahmen vorzunehmen, durch welche die Schadstoffemissionen gesenkt werden. Ein Ansatzpunkt hierbei ist, die von der Brennkraftmaschine erzeugten Schadstoffemissionen zu senken. Die Bildung von Ruß ist stark abhängig von der Aufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine .
Derzeit sind Einspritzventile mit mehreren Einspritzlöchern am meisten am Markt verbreitet bei Benzin-Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung. Allerdings haben einige dieser Ein- spritzventile die Eigenschaft, dass sie eine zu große Durch¬ dringung des Einspritzstrahls aufweisen und einen zu geringen Öffnungswinkel des Strahlkegels. Dies führt teilweise zu Kraftstoffbenetzung am Kolben oder der Zylinderwand und führt daher zur Ablösung von Öl und zu hohen HC- und Partikelemissionen . Diese Gründe erschweren den Einsatz derartiger Einspritzventile in Brennkraftmaschinen mit zur Erzeugung einer Schichtladung in dem Zylinder. Darüber hinaus ist eine zu starke Durchdringung des Strahls und ein geringer Öffnungswinkel des Strahlkegels auch nachteilig für die Gemischaufbereitung bei homogen betriebenen Brennkraftmaschinen .
Eine mögliche Maßnahme, um bessere Zerstäubung zu erreichen, ist den Kraftstoffdruck zu erhöhen, mit dem das Einspritzventil beaufschlagt ist. Nichtsdestotrotz bedeutet dies jedoch höhere Anforderungen an die Konstruktion des Einspritzventils. Es bedeutet auch, dass für das gesamte KraftstoffSystem der Druck erhöht werden muss und so die Herstellungskosten für das gesamte KraftstoffSystem erhöht sind.
Aus "On the role of the liquid flow characteristics on low-Weber-number atomization processes", Christoph Dumouchel, Jean Cousin and Kaelig Triballier, Experiments in Fluids, 2005, Vol. 38, No . 5, pages 637 to 647, ist es bekannt, dass die beste Zerstäubungswirksamkeit einerseits durch eine hochturbulente Strömung erreicht werden kann, aber, dass die Turbulenz nicht ausschließlich die Zerstäubungswirksamkeit beeinflusst.
Vielmehr trägt eine nicht-axiale Strömungskomponente am Dü- senausgang einer Einspritzdüse zu einem sehr hohen Grad zu einer günstigen Zerstäubung bei.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine Düsenbaugruppe und ein Einspritzventil zu schaffen, die einen zuverlässigen und präzisen Betrieb ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Düsenbaugruppe für ein Einspritzventil mit einem Düsen¬ körper mit einer Zentralachse, in dem eine Düsenkörperausnehmung und mindestens eine Einspritzöffnung angeordnet sind. Die Düsenkörperausnehmung ist mit einem Hochdruckkreis eines Fluids hydraulisch koppelbar. Ferner ist eine Düsennadel vorgesehen, die in der Düsenkörperausnehmung axial beweglich angeordnet ist und eine Nadelkuppe hat. An einer Wand der Düsenkörperausnehmung ist ein Dichtsitz ausgebildet und auf der Nadelkuppe ist ein Sitzbereich aus¬ gebildet. Der Sitzbereich wirkt mit dem Dichtsitz derart zu¬ sammen, dass die Düsennadel in der Schließposition den Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung verhindert und außerhalb der Schließposition den Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung freigibt. Ein vorgegebener Bereich der Wand stromaufwärts bis zumindest zu der jeweiligen Ein¬ spritzöffnung ist flacher ausgebildet und zwar derart, dass ein spitzer Winkel zwischen der Wand und der jeweiligen Einspritzöffnung verkleinert ist. Der vorgegebene Bereich ist flacher als ein sich stromaufwärts an den vorgegebenen Bereich anschließenden Bereich der Wand. Durch das Vorsehen dieses flachen Bereichs wird somit beim Einströmen des Fluids in die Einspritzöffnung eine sehr starke Richtungsänderung der Strömung bewirkt, was das Erzeugen von Wirbeln des in die Einspritzöffnung einströmenden Fluids sehr stark begünstigt.
Durch eine derartig sehr stark verwirbelte Strömung innerhalb der Einspritzöffnung und insbesondere beim Ausströmen aus der jeweiligen Einspritzöffnung hat das strömende Fluid eine ge¬ ringere kinetische Energie in axialer Richtung der jeweiligen Einspritzöffnung und eine deutlich stärkere nichtaxiale kinetische Energie.
In diesem Zusammenhang wird die Erkenntnis genutzt, dass nichtaxiale kinetische Energie in dem strömenden Fluid für die Zerstäubung des Fluids einen wichtigen Beitrag leistet.
Ferner hat sich gezeigt, dass durch verstärkte Wirbel induzierte Kavitation auf diese Weise verstärkt auftritt und insgesamt die Strömung am Ausgang des der jeweiligen Einspritzöffnung dann eine erhöhte Energie für Zerstäubung aufweist und somit eine deutlich verbesserte Zerstäubung des Fluids erfolgt und die Eindringtiefe des Fluids in den Brennraum verringert ist.
In diesem Zusammenhang kann es auch von Vorteil sein, wenn das Verhältnis zwischen Länge zu Durchmesser der Einspritzöffnung gering ist. Damit ist die nicht axiale kinetische Energie nicht durch Anordnung der Strömung entlang der Einspritzöffnung zu viel reduziert. Die jeweilige Einspritzöffnung kann auch als Einspritzloch bezeichnet werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Düsenbaugruppe für Einspritzventil mit einem Düsenkörper mit einer Zentralachse. In dem Düsenkörper ist eine Düsen- körperausnehmung und mindestens eine Einspritzöffnung ange- ordnet. Die Düsenkörperausnehmung ist mit einem Hochdruckkreis eines Fluids hydraulisch koppelbar. Eine Düsennadel ist axial beweglich in der Düsenkörperausnehmung angeordnet und hat eine Nadelkuppe . An einer Wand der Düsenkörperausnehmung ist ein Dichtsitz ausgebildet. Auf der Nadelkuppe ist ein Sitzbereich ausgebildet. Der Sitzbereich wirkt mit dem Dichtsitz derart zusammen, dass die Düsennadel in der Schließposition den Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung verhindert und außerhalb der Schließposition den Fluidfluss durch die mindestens eine
Einspritzöffnung freigibt. Die eweilige Einspritzöffnung weist einen Querschnitt auf mit einer Längsachse und einer Querachse, wobei die Längsachse länger ist als die Querachse. Bevorzugt ist das Verhältnis der Längsachse zu der Querachse in einem Bereich von in etwa 1,1 bis 3 und besonders bevorzugt in einem Bereich von in etwa 1,5 bis 1,7.
Durch das Vorsehen eines derartigen Querschnitts für die je¬ weilige Einspritzöffnung wird das Entstehen von Doppelwirbeln innerhalb der jeweiligen Einspritzöffnung sehr stark begünstigt und dies führt dann zu einer besseren Zerstäubung des Fluids beim Austritt aus der jeweiligen Einspritzöffnung. Durch eine derartig sehr stark verwirbelte Strömung innerhalb der Einspritzöffnung und insbesondere beim Ausströmen aus der jeweiligen Einspritzöffnung hat das strömende Fluid eine ge¬ ringere kinetische Energie in axialer Richtung der jeweiligen Einspritzöffnung und eine deutlich stärkere nichtaxiale ki- netische Energie.
In diesem Zusammenhang wird die Erkenntnis genutzt, dass nichtaxiale kinetische Energie in dem strömenden Fluid für die Zerstäubung des Fluids einen wichtigen Beitrag leistet.
Ferner hat sich gezeigt, dass durch verstärkte Wirbel induzierte Kavitation auf diese Weise verstärkt auftritt und insgesamt die Strömung am Ausgang des der j eweiligen Einspritzöffnung dann eine erhöhte Energie für die Zerstäubung aufweist und somit eine deutlich verbesserte Zerstäubung des Fluids erfolgt und die Eindringtiefe des Fluids in den Brennraum verringert ist.
Durch das Vorsehen eines relativ großen Wertes des Verhältnisses zwischen der Länge der Längsachse und der Querachse des
Querschnitts der Einspritzöffnung wird eine Beibehaltung der jeweiligen Verwirbelungen, insbesondere von Doppelwirbeln, des in der Einspritzöffnung strömenden Fluids bis zu dessen Austritt aus der Einspritzöffnung begünstigt. Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn der erste und zweite Aspekt kombiniert sind. Auf diese Weise kann eine besonders gute Zerstäubung des Fluids beim Austritt aus der jeweiligen Einspritzöffnung erreicht werden und auch die Eindringtiefe des Einspritzstrahls geeignet gering gehalten werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts ist der Querschnitt der eweiligen Einspritzöffnung ellipsoidförmig ausgebildet. Auf diese Weise kann eine günstige Beeinflussung im Hinblick auf ein Erzeugen von starken Doppelwirbeln begünstigt werden .
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des zweiten Aspekts ist der Querschnitt der jeweiligen Einspritzöffnung langlochförmig ausgebildet. Auch auf diese Weise kann ein wirksamer Beitrag dazu geleistet werden, eine stark verwirbelte Strömung in der je¬ weiligen Einspritzöffnung zu erzeugen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Querschnitt der jeweiligen Einspritzöffnung knochenförmig ausgebildet. Auch auf diese Weise wird ein Bilden einer ver¬ wirbelten Strömung, insbesondere mit Doppelwirbeln, stark begünstigt, was zu einer guten Zerstäubung des an der Einspritzöffnung austretenden Fluids beiträgt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Querschnitt der jeweiligen Einspritzöffnung in Form zweier sich überschneidender Kreise ausgebildet. Es hat sich in diesem Zusammenhang gezeigt, dass diese Form eine besonders starke Bildung von Wirbeln und zwar innerhalb des gesamten Bereichs der Einspritzöffnung sehr gut begünstigt.
Es ist jeweils vorteilhaft, wenn die Länge in axialer Richtung der jeweiligen Einspritzöffnung im Vergleich zu ihrem Querschnitt einen möglichst geringen Wert aufweist. Auf diese Weise wird es besonders begünstigt, dass die Wirbelintensität oder das höhere Niveau der nicht-axialen Energie bis zum Austritt des Fluids aus der Einspritzöffnung nicht oder nur zu einem geringen Maß verringert wird und somit ein Beitrag geleistet wird zu einer guten Zerstäubung des austretenden Fluids. Gemäß einem dritten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Einspritzventil mit einer Düsenbaugruppe gemäß dem ersten Aspekt und gemäß einem vierten Aspekt durch ein Einspritzventil mit der Düsenbaugruppe nach dem zweiten Aspekt. Auch das Einspritzventil kann vorteilhaft eine Düsenbaugruppe sowohl gemäß dem ersten als auch dem zweiten Aspekt aufweisen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand de schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Einspritzventil im Längsschnitt umfassend eine
Düsenbaugruppe,
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts 2 des
Einspritzventils,
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus der
Figur 2,
Figur 4A eine vergrößerte Darstellung eines weiteren Aus- Schnitts aus der Figur 2,
Figur 4B eine vergrößerte Darstellung Ausschnitts aus der Figur
2 in einer Ebene vertikal zu einer Mittelachse der Düsenbaugruppe,
Figur 5 eine erste Aus führungs form eines Querschnitts einer
Einspritzöffnung,
Figur 6 eine zweite Aus führungs form eines Querschnitts der
Einspritzöffnung,
Figur 7 eine dritte Aus führungs form des Querschnitts der
Einspritzöffnung, Figur 8 eine vierte Aus führungs form des Querschnitts der
Einspritzöffnung,
Figur 9 die erste Aus führungs form des Querschnitts der
Einspritzöffnung mit Darstellung des Mechanismus der
Doppelwirbel-Entstehung und
Figur 10 die zweite Aus führungs form des Querschnitts der
Einspritzöffnung mit Darstellung des Mechanismus der
Doppelwirbel-Entstehung .
Elemente gleicher Konstruktion und/oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Figur 1 zeigt ein Einspritzventil mit einer Düsenbaugruppe 10 und einen Aktuator 11. Der Aktuator 11 wirkt funktional mit der Düsenbaugruppe 10 zusammen.
Die Düsenbaugruppe 10 hat einen Düsenkörper 12, der Aktuator 11 weist einen In ektorkörper 13 auf. Der Düsenkörper 12 ist mittels einer Düsenspannmutter 30 mit dem In ektorkörper 13 fest gekoppelt. Der Düsenkörper 12 und der Injektorkörper 13 bilden ein gemeinsames Gehäuse des Einspritzventils. Der Düsenkörper 12 hat eine Düsenkörperausnehmung 14 mit einer Zentralachse Z und einer Wand 16. In der Düsenkörperausnehmung 14 ist eine Düsennadel 18 angeordnet, die zusammen mit dem Düsenkörper 12 die Düsenbaugruppe 10 bildet. Die Düsennadel 18 hat an einem Ende eine Nadelkuppe 20. Die Düsennadel 18 ist in einem Bereich der Düsenkörperausnehmung 14 geführt und mittels einer Düsenfeder 22 vorgespannt.
In dem Düsenkörper 12 sind vorzugsweise nahe der Nadelkuppe 20 Einspritzöffnungen 24 angeordnet. In einem die Einspritzöff- nungen 24 umgebenden Bereich kann der Düsenkörper 12 aus einem gesinterten Metall bestehen. In dem Düsenkörper 12 sind vorzugsweise mehrere Einspritzöffnungen 24 ausgebildet, die einen Einspritzlochkreis formen können.
Der In ektorkörper 13 hat eine Ausnehmung, in der ein Stellantrieb 40 angeordnet ist. Der Stellantrieb 40 ist als Hub¬ stellantrieb ausgebildet. Der Stellantrieb 40 wirkt auf die Düsennadel 18 ein, so dass diese eine Bewegung in Richtung der Zentralachse Z ausführen kann.
Die Düsenfeder 22 übt auf die Düsennadel 18 eine in Schlie߬ richtung wirkende Kraft aus, so dass sie einen Fluidfluss durch die in dem Düsenkörper 12 angeordneten mehreren Einspritzöffnungen 24 verhindert, wenn keine weiteren Kräfte auf die Düsennadel 18 einwirken. Bei Betätigung des Stellantriebs 38 wird die Düsennadel 18 in axialer Richtung von ihrer Schließposition in ihre Offenposition bewegt, in der sie den Fluidfluss durch die Einspritzöffnungen 24 freigibt.
Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts II der Figur 1 im Bereich der Nadelkuppe 20 und des Düsenkörpers 12.
An der Wand 16 der Düsenkörperausnehmung 14 hat der Düsenkörper 12 einen Dichtsitz 50. Die Düsennadel 18 hat im Bereich der
Nadelkuppe 20 einen Sitzbereich 52, der mit dem Dichtsitz 50 des Düsenkörpers 12 so zusammenwirkt, dass die Düsennadel 18 in einer Schließposition einen Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung 24 verhindert und in einer Offenposition einen Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung 24 freigibt. Das Fluid kann aus dem Zwischenraum zwischen der Nadelkuppe 20 und dem Düsenkörper 12 zu den Einspritzöffnungen 24 gelangen. Ein vorgegebener Bereich 54 der Wand 16 stromaufwärts bis zumindest zu der jeweiligen Einspritzöffnung 24 ist flacher ausgebildet, derart, dass ein spitzer Winkel zwischen der Wand 16 und der jeweiligen Einspritzöffnung 24 verkleinert ist. Der vorgegebene Bereich 54 ist flacher als ein sich stromaufwärts an den vorgegebenen Bereich 54 anschließender Bereich 56 der Wand. Falls die Wandung grundsätzlich sphärisch ausgebildet ist, kann sie bevorzugt in dem Bereich 54 einen größeren Radius aufweisen. Eine erste Ausführungsform des Querschnitts der Einspritzöffnung 24 mit einer Längsachse L und einer Querachse Q, wobei die Längsachse L länger ist als die Querachse Q, ist in der Figur 5 gezeigt. Bei dieser Aus führungs form ist der Querschnitt der Einspritzöffnung 24 ellipsoidförmig ausgebildet. Bei einer zweiten Ausführungsform des Querschnitts der Einspritzöffnung 24 (Figur 6) ist der Querschnitt in Form zweier sich überschneidender Kreise ausgebildet. Bei der dritten Ausführungs form (Figur 7) ist der Querschnitt langlochförmig ausgebildet. Bei der vierten Aus führungs form (Figur 8) ist der Querschnitt kno- chenförmig ausgebildet. Ferner sind die Entstehungsmechanismen der Doppelwirbel für die ersten und zweiten Ausführungsformen (s. Figuren 9 und 10) dargestellt, bei denen mit den Pfeilen der Verlauf der Strömungsrichtung gekennzeichnet ist. Das Entstehen der Doppelwirbel ist so ersichtlich.
In Figur 4A ist eine vergrößerte Darstellung eines weiteren Ausschnitts aus der Figur 2 gezeigt und in Figur 4B ist eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts aus der Figur 2 in einer Ebene vertikal zu einer Mittelachse der Düsenbaugruppe gezeigt. Hieraus ist die bevorzugte Ausrichtung der Einspritzöffnungen 24 hinsichtlich ihrer Längsachse L und Querachse Q ersichtlich.

Claims

Patentansprüche
Düsenbaugruppe (10) für ein Emspritzventil , mit
- einem Düsenkörper (12) mit einer Zentralachse (Z) , in dem eine Düsenkörperausnehmung (14) und mindestens eine Einspritzöffnung (24) angeordnet sind, wobei die Düsenkörperausnehmung (14) mit einem Hochdruckkreis eines Fluids hydraulisch koppelbar ist, und
- einer in der Düsenkörperausnehmung (14) axial beweglich angeordneten Düsennadel (18) mit einer Nadelkuppe (20),
- wobei an einer Wand (16) der Düsenkörperausnehmung (14) ein Dichtsitz (50) und auf der Nadelkuppe (20) ein
Sitzbereich (52) ausgebildet sind, und der Sitzbereich (52) mit dem Dichtsitz (50) derart zusammenwirkt, dass die Düsennadel (18) in der Schließposition den Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung (24) verhindert und außerhalb der Schließposition den Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung (24) freigibt, und wobei ein vorgegebener Bereich (54) der Wand (16) stromaufwärts bis zumindest zu der jeweiligen Einspritzöffnung flacher ausgebildet ist, derart dass ein spitzer Winkel zwischen der Wand (16) und der jeweiligen Einspritzöffnung (24) verkleinert ist, und zwar der vorgegebene Bereich (54) flacher ist als ein sich stromaufwärts an den vorgegebenen Bereich (54) anschließender Bereich (56) der Wand (16) .
Düsenbaugruppe nach Anspruch 1, bei der die jeweilige Einspritzöffnung (24) einen Querschnitt aufweist mit einer Längsachse (L) und einer Querachse (Q) , wobei die Längsachse (L) länger ist als die Querachse (Q) .
3. Düsenbaugruppe nach Anspruch 2, bei der der Querschnitt ellipsoidförmig ausgebildet ist. Düsenbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei der der Querschnitt langlochförmig ausgebildet ist.
5. Düsenbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der der Querschnitt knochenförmig ausgebildet ist.
6. Düsenbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der der Querschnitt in Form zweier sich überschneidender Kreise ausgebildet ist.
7. Düsenbaugruppe (10) für ein Einspritzventil, mit
- einem Düsenkörper (12) mit einer Zentralachse (Z) , in dem eine Düsenkörperausnehmung (14) und mindestens eine Einspritzöffnung (24) angeordnet sind, wobei die Düsenkörperausnehmung (14) mit einem Hochdruckkreis eines Fluids hydraulisch koppelbar ist, und
- einer in der Düsenkörperausnehmung (14) axial beweglich angeordneten Düsennadel (18) mit einer Nadelkuppe (20), wobei an einer Wand (16) der Düsenkörperausnehmung (14) ein Dichtsitz (50) und auf der Nadelkuppe (20) ein Sitzbereich
(52) ausgebildet sind, und der Sitzbereich (52) mit dem Dichtsitz (50) derart zusammenwirkt, dass die Düsennadel
(18) in der Schließposition den Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung (24) verhindert und außerhalb der Schließposition den Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung (24) freigibt, und wobei die jeweilige Einspritzöffnung (24) einen Querschnitt aufweist mit einer Längsachse (L) und einer Querachse (Q) , wobei die Längsachse (L) länger ist als die Querachse (Q) .
Düsenbaugruppe nach Anspruch 7, bei der der Querschnitt ellipsoidförmig ausgebildet ist.
9. Düsenbaugruppe nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei der der Querschnitt langlochförmig ausgebildet ist.
10. Düsenbaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der der Querschnitt knochenförmig ausgebildet ist.
11. Düsenbaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der der Querschnitt in Form zweier sich überschneidender Kreise ausgebildet ist.
Emspritzventil mit einer Düsenbaugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche und einem Aktuator (11), wobei der Aktuator (11) zum Einwirken auf die Düsenbaugruppe (10) ausgebildet ist.
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