WO2014183905A1 - Ventil zum zumessen von fluid - Google Patents

Ventil zum zumessen von fluid Download PDF

Info

Publication number
WO2014183905A1
WO2014183905A1 PCT/EP2014/055247 EP2014055247W WO2014183905A1 WO 2014183905 A1 WO2014183905 A1 WO 2014183905A1 EP 2014055247 W EP2014055247 W EP 2014055247W WO 2014183905 A1 WO2014183905 A1 WO 2014183905A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spray
swirl
fluid
valve
orifice plate
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/055247
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guenter Dantes
Martin GOEHNER
Anja Melsheimer
Armin Glock
Martin Stahl
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2014183905A1 publication Critical patent/WO2014183905A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1853—Orifice plates

Definitions

  • the invention is based on a valve for metering fluid according to the preamble of claim 1, wherein the standing for a flowing or flowing medium, superordinate term fluid is used in accordance with the fluid flow theory for gases and liquids.
  • a known fuel injection valve (DE 100 48 935 A1) has a valve chamber closing a valve seat body with a central
  • Spray hole arranged on the outlet opening, which by welding to the
  • Valve seat body is attached.
  • the spray orifice plate has a single central inlet area immediately following the outlet opening in the valve seat body. From the inlet region, a plurality of swirl ducts extend radially outward. Each swirl channel opens into a swirl chamber, with a the
  • Spritzlochin is provided axially penetrating injection hole, wherein the
  • Mouth is designed so that the swirl chamber is flowed asymmetrically by the fuel flowing in the swirl duct.
  • a swirl component is imparted to the fuel flowing through the swirl chamber, by means of which the fuel is atomized and decomposes into a small droplet forming a spray.
  • the thus treated fuel contributes to a significant improvement in combustion and to reduce the
  • Swirl channels, swirl chambers and spray holes are produced by means of so-called multilayer Electroplating produced, ie constructed in several metallic layers by electrodeposition, as described in DE 196 07 288 A1.
  • valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that with the same number of swirl holes to be accommodated in the spray orifice doubled the number of swirl chambers and thereby more flexibility in influencing the flow and spray angle of emerging from the spray orifice fluid spray by means of variable opening structures of the spray orifice plate is reached. Depending on the number, location and distribution of a respective swirl channel associated swirl chamber pairs in the
  • Spray hole disc desired shapes and Abspritzschen the fluid spray can be achieved.
  • the opposing swirl directions of the fluid streams in the two belonging to a swirl chamber pair, jointly via each swirl passage swirl chambers thereby improves the atomization of the fluid within the emerging from the spray perforated spray.
  • Spray holes on an equal hole diameter and the channel width of the swirl channels is at least made smaller in the connection region of the swirl chamber pairs than the reduced by the hole diameter hole spacing of the two injection holes in a swirl chamber pair.
  • Spray perforated disc four swirl channels arranged so that their channel axes are aligned offset by 90 ° in the circumferential direction of the spray orifice plate to each other.
  • the fluid is in the form of a single, feinzerstäubten,
  • Spray orifice plate two swirl channels arranged so that their channel axes are aligned offset by 180 ° in the circumferential direction of the spray orifice plate to each other.
  • the channel axes extend along the diameter of the circular spray perforated disk.
  • the fluid is sprayed in the form of two obliquely outwardly extending conical spray jets whose jet or cone axes lie together with the valve axis in a common plane.
  • the two cone axes are aligned symmetrically to the valve axis and close with this an equally large acute angle a / 2.
  • the channel axes of the two swirl ducts which are offset by 180 °, extend along a secant of the circular spray perforated disk in a second embodiment, the two swirl ducts crossing the inlet region of the spray perforated disk eccentrically or radially offset.
  • the fluid is in turn sprayed in the form of two obliquely outwardly extending, inclined against the valve axis by an acute angle a / 2 inclined, cone-shaped spray jets whose jet or
  • Cone axes also lie in a common plane, but which includes an angle ⁇ to the plane in which the valve axis extends.
  • Spray orifice plate two swirl channels arranged so that their channel axes are aligned offset by 90 ° in the circumferential direction of the spray orifice plate against each other.
  • the fluid is sprayed in the form of a single, conical spray jet whose jet or cone axis is inclined relative to the valve axis by an acute angle ⁇ .
  • valve seat body 1 shows a detail of a longitudinal section of a valve for metering fluid with valve seat body and this downstream in the flow direction spray perforated disk
  • FIG. 2 shows a view of the spray perforated disk in the direction of the arrow II in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a bottom view of the spray perforated disk in FIG. 2, FIG.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the spray perforated disk in FIG. 3 in a section according to line IV - IV in FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a diagrammatically sketched side view of the spray cone generated during the spraying of the fluid with the spray perforated disk according to FIGS. 1 to 4, including the cross-sectional image of the spray cone,
  • FIG. 6 shows a similar illustration of the spray perforated disk as in FIG. 3 according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 7 shows a front view in the direction VII in FIG. 6 of the two spray cones generated during the spraying of the fluid with the spray perforated disk according to FIG. 6, including the cross-sectional image of the spray cones;
  • FIG. 8 shows a side view in the direction of arrow VIII of the spray cone in FIG. 7, including the cross-sectional image of the spray cone, FIG.
  • FIG. 9 shows a similar representation of the spray perforated disk as in FIG. 3 according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 10 shows a front view in the direction of arrow X in FIG. 9 of the two generated during the spraying of the fluid with the spray perforated disk according to FIG
  • Spray cone including the cross-sectional image of the spray cone
  • 1 1 is a side view of the spray cone in the direction of arrow XI in Figure 10 including the cross-sectional image of the spray cone
  • FIG. 12 shows an identical representation of the spray perforated disk as in FIG. 3 according to a fourth exemplary embodiment
  • FIG. 13 shows a front view in the direction of arrow XIII in FIG
  • the partially shown in Figure 1 with its fluid outlet end valve for metering fluid is preferably used as an injector for injecting fuel in fuel injection systems of internal combustion engines or for the metered injection of urea-water solutions in the
  • the valve has a sleeve-shaped valve seat carrier 1 1, which is closed with a valve body 12. In that together with the
  • Valve seat carrier 1 1 a valve chamber 13 limiting valve seat body 12 is a valve or Zumesso réelle 14 and the metering opening 14 surrounding the valve seat 15 is formed.
  • the valve seat 15 acts to close and release the orifice 14 with a spherical closing head 161 of a
  • Valve member 16 which, attached to the valve seat body 12 facing the end of a hollow valve needle 162 of the valve member 16, for.
  • the fluid supply to the valve chamber 13, including in the valve needle 162 is at least one
  • valve seat 15 forms together with the closing head 161 a sealing seat, which is acted upon by the standing in the valve chamber 13 under system pressure fluid volume.
  • the closing head 161 is pressed onto the valve seat 15 by a valve closing spring, which is not shown here, acting on the valve needle 162. The release of the orifice 14 takes place by lifting the closing head 161 of the valve seat 15 against the restoring force of
  • Valve closing spring and is in a known manner by means of an attacking on the valve needle 162 electromagnetic, piezoceramic or
  • the orifice 14 is in the flow direction of the fluid as
  • the spray perforated disk 18 shown in FIGS. 2 and 3 in plan and bottom views and in FIG. 1 in section and in FIG. 4 in a perspective view of the same section has a central inlet area 20 communicating with the metering opening 14, swirl chambers 21 spaced apart from the inlet area 20 each an existing injection hole 22 for spraying the fluid and swirl channels 23, the central
  • Inlet region 20 to the swirl chambers 21 with asymmetric, preferably tangential inflow of the fluid in the swirl chambers 21 connect.
  • two spaced apart swirl chambers 21 are connected to a common swirl channel 23 in such a way that the inflow of the fluid flowing from the inlet channel 20 from the swirl passage 23 into the two swirl chambers 21, hereinafter called swirl chamber pair, with inverse swirl or Direction of rotation is enforced.
  • swirl chamber pair in one of the swirl chamber pairs connected to the swirl channels 23, the two opposing swirl or rotation directions are indicated by flow arrows 24, 25.
  • the two in the respective swirl chamber pair existing
  • Spray holes 22 are arranged off-center in the swirl chambers 21 and have an equal hole diameter.
  • the channel width of the swirl channels 23 is made smaller, at least in the mouth region, into the respective swirl chamber pair than the hole spacing, reduced by the hole diameter, of the two injection holes 22 in the swirl chamber pair.
  • the swirl channels 23 preferably have a channel width which is constant over the channel length.
  • each swirl channel 22 is arranged in the spray perforated disk 18 such that their channel axes are aligned offset by 90 ° in the circumferential direction of the spray perforated disk 18.
  • two mutually aligned channel axes extend along the diameter of the circular
  • Spray orifice plate 18 The opening structure of the spray orifice plate 18 thus has four crosswise arranged swirl channels 23 and eight spray holes 22, wherein the injection holes 22 are arranged so that their hole axes a to
  • the spray perforated disk 18 has in each case two swirl channels 23 whose
  • Channel axes are aligned offset by 180 ° in the circumferential direction of the spray hole disc 18 to each other. While in the embodiment of the
  • Spray hole disc 18 according to Figure 6, the mutually aligned channel axes of the two swirl channels 23 extend along the diameter of the circular spray orifice plate 18 extend in the embodiment of the spray orifice plate 18 of FIG 9, the aligned channel axes of the two swirl channels 23 along a secant of the circular
  • Spray perforated disk 18 wherein the two swirl channels 23 transversely offset the inlet portion 20 in the spray orifice plate 18.
  • a treatment of the fluid in two conical spray jets 30, 31 is generated, each having an elliptical cross section, the beam or cone axes 27 lie in a common plane and enclose an angle ⁇ between them.
  • the two spray jets 30, 31 are in front view for the spray perforated disk 18 shown in FIG. 6 and in side view in FIG. 8, in each case with cross-sectional image 28, and for the spray perforated disk 18 shown in FIG. 9 in front view and in FIG 1 in side view, each with cross-sectional image 28, outlined. While in the exemplary embodiment of the spray perforated disk 18 according to FIG.
  • the spray perforated disk 18 according to FIG. 9 is in the exemplary embodiment the jet or cone axes 27 of the two spray jets 30, 31 receiving plane inclined against the plane of the valve axis 29 by an acute angle ⁇ ( Figure 1 1).
  • the total of four spray holes 22 in the four swirl chambers 21 are arranged so that their hole axes pierce a circle concentric with the disk center point.
  • Fluid treatment by this opening structure of the spray perforated disk 18 shows a single, inclined against the valve axis conical spray jet 33 with elliptical or oval cross-section 34, the jet or cone axis 27 with the valve axis 29 includes an acute angle ⁇ .
  • the spray perforated disk 18 with its opening structure from the inlet region 20, swirl channels 23, swirl chambers 21 and spray holes 22 is by means of so-called.
  • Multilayer electroplating manufactured, d. H. built in one or two metallic layers by electrodeposition, as z. B. in DE 196 07 288 A1 is described.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Es wird ein Ventil zum Zumessen von Fluid mit einer Zumessöffnung (14) und einer der Zumessöffnung (14) in Strömungsrichtung des Fluids nachgeordneten Spritzlochscheibe (18) angegeben, wobei die Spritzlochscheibe (18) einen mit der Zumessöffnung (14) kommunizierenden, zentralen Einlassbereich (20), vom Einlassbereich (20) radial beabstandete Drallkammern (21) mit je einem darin vorhandenen Spritzloch (22) zum Abspritzen des Fluids und Drallkanäle (23) aufweist, die den zentralen Einlassbereich (20) mit den Drallkammern (21) verbinden. Zur Verbesserung der Sprayaufbereitung des abgespritzten Fluids und Erzielung einer größeren Flexibilität hinsichtlich Durchfluss und Spraywinkel sind jeweils zwei voneinander beabstandete Drallkammern (21) an einem gemeinsamen Drallkanal (23) in der Weise angebunden, dass die Einströmung des Fluids in die beiden Drallkammern (21) mit zueinander inversen Drall- oder Drehrichtungen erzwungen ist.

Description

Beschreibung Titel
Ventil zum Zumessen von Fluid Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Ventil zum Zumessen von Fluid nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , wobei der für ein strömendes oder fließendes Medium stehende, übergeordnete Begriff Fluid in Übereinstimmung mit der Strömungslehre für Gase und Flüssigkeiten verwendet wird.
Ein bekanntes Brennstoffeinspritzventil (DE 100 48 935 A1 ) weist einen eine Ventilkammer abschließenden Ventilsitzkörper mit einer zentralen
Auslassöffnung und eine an dem Ventilsitzkörper stromabwärts der
Auslassöffnung angeordnete Spritzlochscheibe auf, die durch Schweißen an dem
Ventilsitzkörper befestigt ist. Die Spritzlochscheibe besitzt einen einzigen, zentralen Einlassbereich, der unmittelbar der Auslassöffnung im Ventilsitzkörper folgt. Vom Einlassbereich erstrecken sich mehrere Drallkanäle radial nach außen. Jeder Drallkanal mündet in eine Drallkammer, die mit einem die
Spritzlochscheibe axial durchdringenden Spritzloch versehen ist, wobei die
Mündung so gestaltet ist, dass die Drallkammer von dem im Drallkanal strömenden Brennstoff asymmetrisch angeströmt wird. Dadurch wird dem die Drallkammer durchströmenden Brennstoff eine Drallkomponente aufgeprägt, durch die der Brennstoff zerstäubt wird und in ein sog. Spray bildende kleine Tröpfchen zerfällt. Der solchermaßen aufbereitete Brennstoff trägt zu einer deutlichen Verbesserung der Verbrennung und zur Reduzierung der
Schadstoffemission bei.
Die Spritzlochscheibe mit ihrer Öffnungsstruktur aus Einlassbereich,
Drallkanälen, Drallkammern und Spritzlöchern wird mittels sog. Multilayer- Galvanik hergestellt, d. h. in mehreren metallischen Schichten durch galvanische Abscheidung aufgebaut, wie dies in der DE 196 07 288 A1 beschrieben ist.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass bei gleicher Anzahl von in der Spritzlochscheibe unterzubringenden Drallkanälen die Anzahl der Drallkammern verdoppelt und dadurch mehr Flexibilität in der Beeinflussung von Durchfluss und Spraywinkel des aus der Spritzlochscheibe austretenden Fluidsprays mittels variabler Öffnungsstrukturen der Spritzlochscheibe erreicht wird. Je nach Anzahl, Lage und Verteilung der jeweils einem Drallkanal zugeordneten Drallkammer-Paare in der
Spritzlochscheibe können gewünschte Formen und Abspritzrichtungen des Fluidsprays erzielt werden. Die gegensinnige Drallrichtungen der Fluidströme in den beiden zu einem Drallkammer-Paar gehörenden, gemeinsam über jeweils einen Drallkanal angeströmten Drallkammern verbessert dabei die Zerstäubung des Fluids innerhalb des aus der Spritzlochscheibe austretenden Sprays.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die
Spritzlöcher einen gleich großen Lochdurchmesser auf und ist die Kanalbreite der Drallkanäle zumindest im Anbindungsbereich der Drallkammer-Paare kleiner gemacht als der um den Lochdurchmesser reduzierte Lochabstand der beiden Spritzlöcher in einem Drallkammer-Paar. Dadurch wird ein direktes Anströmen des in jeder Drallkammer außermittig angeordneten Spritzlochs durch das Fluid unterbunden und die Drallerzeugung in der Drallkammer unterstützt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind in der
Spritzlochscheibe vier Drallkanäle so angeordnet, dass ihre Kanalachsen um jeweils 90° in Umfangsrichtung der Spritzlochscheibe zueinander versetzt ausgerichtet sind. Bei dieser konstruktiven Gestaltung der Spritzlochscheibe mit insgesamt acht Spritzlöchern in einer Anordnung, dass die Lochachsen der Spritzlöcher eine zum Mittelpunkt der Spritzlochscheibe konzentrischen Kreislinie durchstoßen, wird das Fluid in Form eines einzigen, feinzerstäubten,
kegelförmigen Spraystrahls abgespritzt, dessen Strahl- oder Kegelachse mit der Ventilachse fluchtet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind in der
Spritzlochscheibe zwei Drallkanäle so angeordnet, dass ihre Kanalachsen um 180° in Umfangsrichtung der Spritzlochscheibe zueinander versetzt ausgerichtet sind. In einer ersten Ausführung erstrecken sich dabei die Kanalachsen längs des Durchmessers der kreisförmigen Spritzlochscheibe. Mit dieser konstruktiven Gestaltung der Spritzlochscheibe wird das Fluid in Form von zwei schräg nach außen verlaufenden, kegelförmigen Spraystrahlen abgespritzt, deren Strahl- oder Kegelachsen zusammen mit der Ventilachse in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die beiden Kegelachsen sind symmetrische zur Ventilachse ausgerichtet und schließen mit dieser einen gleich großen spitzen Winkel a/2 ein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die um 180° versetzt ausgerichteten Kanalachsen der beiden Drallkanäle in einer zweiten Ausführung längs einer Sekante der kreisförmigen Spritzlochscheibe, wobei die beiden Drallkanäle den Einlassbereich der Spritzlochscheibe außermittig bzw. radial versetzt queren. Mit dieser konstruktiven Gestaltung der Spritzlochscheibe wird das Fluid wiederum in Form von zwei schräg nach außen verlaufenden, gegen die Ventilachse um jeweils einen spitzen Winkel a/2 geneigten, kegelförmigen Spraystrahlen abgespritzt, deren Strahl- oder
Kegelachsen ebenfalls in einer gemeinsamen Ebene liegen, die jedoch einen Winkel γ zu der Ebene einschließt, in der die Ventilachse verläuft.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind in der
Spritzlochscheibe zwei Drallkanäle so angeordnet, dass ihre Kanalachsen um 90° in Umfangsrichtung der Spritzlochscheibe gegeneinander versetzt ausgerichtet sind. Mit dieser konstruktiven Gestaltung der Spritzlochscheibe wird das Fluid in Form eines einzigen, kegelförmigen Spraystrahls abgespritzt, dessen Strahl- oder Kegelachse gegen die Ventilachse um einen spitzen Winkel γ geneigt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ausschnittweise einen Längsschnitt eines Ventils zum Zumessen von Fluid mit Ventilsitzkörper und diesem in Strömungsrichtung nachgeordneter Spritzlochscheibe,
Figur 2 eine Ansicht der Spritzlochscheibe in Richtung Pfeil II in Figur 1 ,
Figur 3 eine Unteransicht der Spritzlochscheibe in Figur 2,
Figur 4 eine perspektivische Darstellung der Spritzlochscheibe in Figur 3 im Schnitt gemäß Linie IV - IV in Figur 3,
Figur 5 eine schematisch skizzierte Seitenansicht des beim Abspritzen des Fluids mit der Spritzlochscheibe gemäß Figur 1 bis 4 erzeugten Spraykegels, inklusive des Querschnittsbilds des Spraykegels,
Figur 6 eine gleiche Darstellung der Spritzlochscheibe wie in Figur 3 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 7 eine Vorderansicht in Richtung VII in Figur 6 der beim Abspritzen des Fluids mit der Spritzlochscheibe gemäß Figur 6 erzeugten beiden Spraykegel, inklusive des Querschnittbilds der Spraykegel,
Figur 8 eine Seitenansicht in Richtung Pfeil VIII der Spraykegel in Figur 7, inklusive des Querschnittsbilds der Spraykegel,
Figur 9 eine gleiche Darstellung der Spritzlochscheibe wie in Figur 3 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Figur 10 eine Vorderansicht in Richtung Pfeil X in Figur 9 der beim Abspritzen des Fluids mit der Spritzlochscheibe gemäß Figur 9 erzeugten beiden
Spraykegel, inklusive des Querschnittsbilds der Spraykegel, Figur 1 1 eine Seitenansicht der Spraykegel in Richtung Pfeil XI in Figur 10 inklusive des Querschnittsbilds der Spraykegel,
Figur 12 eine gleiche Darstellung der Spritzlochscheibe wie in Figur 3 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
Figur 13 eine Vorderansicht in Richtung Pfeil XIII in Figur 12 eines beim
Abspritzen des Fluids mit der Spritzlochscheibe gemäß Figur 12 erzeugten Spraykegels, inklusive des Querschnittbilds des Spraykegels.
Das in Figur 1 ausschnittweise mit seinem fluidaustrittsseitigen Ende dargestellte Ventil zum Zumessen von Fluid wird vorzugsweise als Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen oder zum dosierten Einspritzen von Harnstoff-Wasser-Lösungen in den
Abgasstrang von Brennkraftmaschinen zwecks Nachbehandlung des Abgases eingesetzt. Das Ventil weist einen hülsenförmigen Ventilsitzträger 1 1 auf, der mit einem Ventilkörper 12 abgeschlossen ist. In dem zusammen mit dem
Ventilsitzträger 1 1 eine Ventilkammer 13 begrenzenden Ventilsitzkörper 12 ist eine Ventil- oder Zumessoffnung 14 und ein die Zumessöffnung 14 umgebender Ventilsitz 15 ausgebildet. Der Ventilsitz 15 wirkt zum Schließen und Freigeben der Zumessöffnung 14 mit einem kugelförmigen Schließkopf 161 eines
Ventilglieds 16 zusammen, der an dem dem Ventilsitzkörper 12 zugekehrten Ende einer hohlen Ventilnadel 162 des Ventilglieds 16 befestigt, z.B.
angeschweißt, ist. Über die hohle Ventilnadel 162 des Ventilglieds 16 erfolgt die Fluidzufuhr zur Ventilkammer 13, wozu in der Ventilnadel 162 mindestens ein
Durchflussloch 17 vorgesehen ist. Der Ventilsitz 15 bildet zusammen mit dem Schließkopf 161 einen Dichtsitz, der von dem in der Ventilkammer 13 unter Systemdruck stehenden Fluidvolumen beaufschlagt ist. Zum Schließen der Zumessöffnung 14 ist der Schließkopf 161 von einer an der Ventilnadel 162 angreifenden, hier nicht dargestellten Ventilschließfeder auf den Ventilsitz 15 aufgepresst. Das Freigeben der Zumessöffnung 14 erfolgt durch Abheben des Schließkopfs 161 von dem Ventilsitz 15 gegen die Rückstellkraft der
Ventilschließfeder und wird in bekannter Weise mittels eines an der Ventilnadel 162 angreifenden elektromagnetischen, piezokeramischen oder
magnetostriktiven Aktors bewirkt. Der Zumessöffnung 14 ist in Strömungsrichtung des Fluids eine als
Drallerzeugungselement ausgebildete Spritzlochscheibe 18 nachgeordnet, die in einer in dem Ventilsitzkörper 12 eingeformten, kreisrunden Vertiefung 19 formschlüssig einliegt und mit dem Ventilsitzkörper 12 stoffschlüssig, z.B. durch Schweißen, verbunden ist. Die in Figur 2 und 3 in Drauf- und Unteransicht sowie in Figur 1 im Schnitt und in Figur 4 in perspektivischer Ansicht des gleichen Schnitts dargestellte Spritzlochscheibe 18 weist einen mit der Zumessöffnung 14 kommunizierenden, zentralen Einlassbereich 20, vom Einlassbereich 20 beabstandete Drallkammern 21 mit je einem darin vorhandenen Spritzloch 22 zum Abspritzen des Fluids sowie Drallkanäle 23 auf, die den zentralen
Einlassbereich 20 an die Drallkammern 21 mit asymmetrischer, vorzugsweise tangentialer Einströmung des Fluids in die Drallkammern 21 anbinden. Dabei sind jeweils zwei voneinander beabstandete Drallkammern 21 an einem gemeinsamen Drallkanal 23 in der Weise angeschlossen, dass die Einströmung des vom Einlassbereich 20 aus den Drallkanal 23 durchströmenden Fluids in die beiden Drallkammern 21 , im folgenden Drallkammer-Paar genannt, mit zueinander inversen Drall- oder Drehrichtungen erzwungen ist. In Figur 3 sind in einem der an die Drallkanäle 23 angeschlossenen Drallkammer-Paare die beiden gegensinnigen Drall- oder Drehrichtungen durch Strömungspfeile 24, 25 kenntlich gemacht. Die beiden in dem jeweiligen Drallkammer-Paar vorhandenen
Spritzlöcher 22 sind in den Drallkammern 21 außermittig angeordnet und weisen einen gleich großen Lochdurchmesser auf. Die Kanalbreite der Drallkanäle 23 ist zumindest im Mündungsbereich in das jeweilige Drallkammer-Paar kleiner gemacht als der um den Lochdurchmesser reduzierte Lochabstand der beiden Spritzlöcher 22 im Drallkammer-Paar. Vorzugsweise weisen die Drallkanäle 23 eine über die Kanallänge konstante Kanalbreite auf.
Im Ausführungsbeispiel der Spritzlochscheibe gemäß Figur 1 bis 4 sind in der Spritzlochscheibe 18 vier Drallkanäle 22 so angeordnet, dass ihre Kanalachsen um jeweils 90° in Umfangsrichtung der Spritzlochscheibe 18 gegeneinander versetzt ausgerichtet sind. Dabei erstrecken sich jeweils zwei miteinander fluchtende Kanalachsen längs des Durchmessers der kreisrunden
Spritzlochscheibe 18. Die Öffnungsstruktur der Spritzlochscheibe 18 weist somit vier kreuzweise angeordnete Drallkanäle 23 und acht Spritzlöcher 22 auf, wobei die Spritzlöcher 22 so angeordnet sind, dass ihre Lochachsen eine zur
Scheibenmitte konzentrische Kreislinie durchstoßen. Durch diese Öffnungsstruktur der Spritzlochscheibe 18 tritt das Fluid fein zerstäubt in Form eines einzigen, kegelförmigen Spraystrahls 26 aus der Spritzlochscheibe 18 aus, dessen Strahl- oder Kegelachse 27 mit der Ventilachse 29 fluchtet. In Figur 5 ist ein solcher Spraystrahl 26 oder Spraykegel mit dem Kegelwinkel α in
Seitenansicht und mit Querschnittsbild 28 dargestellt, das eine Kreisfläche ist.
Bei den Ausführungsbeispielen der Spritzlochscheibe 18 gemäß Figur 6 und 9 weist die Spritzlochscheibe 18 jeweils zwei Drallkanäle 23 auf, deren
Kanalachsen um 180° in Umfangsrichtung der Spritzlochscheibe 18 zueinander versetzt ausgerichtet sind. Während bei dem Ausführungsbeispiel der
Spritzlochscheibe 18 gemäß Figur 6 die miteinander fluchtenden Kanalachsen der beiden Drallkanäle 23 sich längs des Durchmessers der kreisförmigen Spritzlochscheibe 18 erstrecken, erstrecken sich im Ausführungsbeispiel der Spritzlochscheibe 18 gemäß Figur 9 die miteinander fluchtenden Kanalachsen der beiden Drallkanäle 23 längs einer Sekante der kreisförmigen
Spritzlochscheibe 18, wobei die beiden Drallkanäle 23 den Einlassbereich 20 in der Spritzlochscheibe 18 radial versetzt queren.
Mit beiden Spritzlochscheiben 18 wird eine Aufbereitung des Fluids in zwei kegelförmigen Spraystrahlen 30, 31 mit jeweils elliptischem Querschnitt erzeugt, deren Strahl- oder Kegelachsen 27 in einer gemeinsamen Ebene liegen und einen Winkel α zwischen sich einschließen. Die beiden Spraystrahlen 30, 31 sind für die in Figur 6 dargestellte Spritzlochscheibe 18 in Figur 7 in Vorderansicht und in Figur 8 in Seitenansicht, jeweils mit Querschnittsbild 28, und für die in Figur 9 dargestellte Spritzlochscheibe 18 in Figur 10 in Vorderansicht und in Figur 1 1 in Seitenansicht, jeweils mit Querschnittsbild 28, skizziert. Während im Ausführungsbeispiel der Spritzlochscheibe 18 gemäß Figur 6 die die Strahl- oder Kegelachsen 27 der beiden Spraystrahlen 30, 31 aufnehmende Ebene mit der Ebene zusammenfällt, in der die Ventilachse 29 verläuft (Figur 8), ist dagegen im Ausführungsbeispiel der Spritzlochscheibe 18 gemäß Figur 9 die die Strahl- oder Kegelachsen 27 der beiden Spraystrahlen 30, 31 aufnehmende Ebene gegen die Ebene der Ventilachse 29 um einen spitzen Winkel γ geneigt (Figur 1 1 ).
In dem in Figur 12 dargestellten Ausführungsbeispiel der Spritzlochscheibe 18 sind in der Spritzlochscheibe 18 wiederum nur zwei Drallkanäle 23 vorhanden, die jedoch so in der Spritzlochscheibe 18 angeordnet sind, dass ihre Kanalachsen um 90° in Umfangsrichtung der Spritzlochscheibe 18
gegeneinander versetzt ausgerichtet sind. Die insgesamt vier Spritzlöcher 22 in den vier Drallkammern 21 sind so angeordnet, dass ihre Lochachsen eine zum Scheibenmittelpunkt konzentrischen Kreislinie durchstoßen. Die
Fluidaufbereitung durch diese Öffnungsstruktur der Spritzlochscheibe 18 zeigt einen einzigen, gegen die Ventilachse geneigten kegelförmigen Spraystrahl 33 mit elliptischem oder ovalem Querschnitt 34, dessen Strahl- oder Kegelachse 27 mit der Ventilachse 29 einen spitzen Winkel γ einschließt.
Die Spritzlochscheibe 18 mit ihrer Öffnungsstruktur aus Einlassbereich 20, Drallkanälen 23, Drallkammern 21 und Spritzlöchern 22 wird mittels sog.
Multilayer-Galvanik hergestellt, d. h. in ein oder zwei metallischen Schichten durch galvanische Abscheidung aufgebaut, wie dies z. B. in der DE 196 07 288 A1 beschrieben ist. Dabei erfolgt der Aufbau der Spritzlochscheibe 18 durch eine zweilagige Lithographie, wobei die Aufbringung einer leitfähigen Schicht durch Spattern oder Bekeimen erfolgt und das Metall Nickel in einem einlagigen Prozess abgeschieden wird.

Claims

Ansprüche
1 . Ventil zum Zumessen von Fluid, mit einer Zumessöffnung (14) und einer der Zumessöffnung (14) in Strömungsrichtung des Fluids nachgeordneten Spritzlochscheibe (18), die einen mit der Zumessöffnung (14)
kommunizierenden, zentralen Einlassbereich (20), vom Einlassbereich (20) radial beabstandete Drallkammern (21 ) mit je einem darin vorhandenen Spritzloch (22) zum Abspritzen des Fluids und Drallkanäle (23) aufweist, die den zentralen Einlassbereich (20) an die Drallkammern (21 ) mit
asymmetrischer Anströmung der Drallkammern (21 ) durch das Fluid anbinden, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei voneinander beabstandete Drallkammern (21 ) an einem gemeinsamen Drallkanal (23) in der Weise angebunden sind, dass die Einströmung des Fluids in die beiden Drallkammern (21 ) mit zueinander inversen Drall- oder Drehrichtungen erzwungen ist.
2. Ventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzlöcher (22) einen gleich großen Lochdurchmesser aufweisen und die Kanalbreite eines jeden Drallkanals (23) zumindest im Anbindungsbereich an die beiden Drallkammern (23) kleiner ist als der um den Lochdurchmesser reduzierte Lochabstand der beiden Spritzlöcher (22) in den beiden Drallkammern (23).
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der
Spritzlochscheibe (18) vier Drallkanäle (23) so angeordnet sind, dass ihre Kanalachsen um jeweils 90° in Umfangsrichtung der Spritzlochscheibe (18) gegeneinander versetzt ausgerichtet sind.
4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der
Spritzlochscheibe (18) zwei Drallkanäle (23) so angeordnet sind, dass ihre Kanalachsen um 180° in Umfangsrichtung der Spritzlochscheibe (18) gegeneinander versetzt ausgerichtet sind.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Spritzlochscheibe (18) kreisförmig ist und die Kanalachsen sich längs des Durchmessers der Spritzlochscheibe (18) erstrecken.
6. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der
Spritzlochscheibe (18) zwei Drallkanäle (23) so angeordnet sind, das ihre Kanalachsen um 90° in Umfangsrichtung der Spritzlochscheibe (18) gegeneinander versetzt ausgerichtet sind.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzlöcher (22) so in der Spritzlochscheibe (18) angeordnet sind, dass ihre Spritzlochachsen einen zur Scheibenachse konzentrischen Kreis durchstoßen. 8. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Spritzlochscheibe (18) kreisförmig ist und die Kanalachsen sich längs einer Sekante der Spritzlochscheibe (18) erstrecken und dass die beiden
Drallkanäle (23) den Einlassbereich (20) radial versetzt queren.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zumessöffnung (14) in einem eine Ventilkammer (13) abschließenden Ventilsitzkörper (12) ausgebildet ist und die Spritzlochscheibe (18) in einer in der von der Ventilkammer (13) abgekehrten Stirnfläche des Ventilsitzkörpers (12) eingeformten, kreisrunden Vertiefung (19) einliegt und mit dem
Ventilsitzkörper (12) stoffschlüssig verbunden ist.
PCT/EP2014/055247 2013-05-17 2014-03-17 Ventil zum zumessen von fluid WO2014183905A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013209272.5 2013-05-17
DE201310209272 DE102013209272A1 (de) 2013-05-17 2013-05-17 Ventil zum Zumessen von Fluid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014183905A1 true WO2014183905A1 (de) 2014-11-20

Family

ID=50389405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/055247 WO2014183905A1 (de) 2013-05-17 2014-03-17 Ventil zum zumessen von fluid

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013209272A1 (de)
WO (1) WO2014183905A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018105137A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 株式会社ケーヒン 電磁式燃料噴射弁
US10344725B2 (en) 2017-06-14 2019-07-09 Continental Powertrain, USA, LLC. Fluid injector spray disc having offset channel architecture, and methods for constructing and utilizing same

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015225338A1 (de) 2015-12-15 2017-07-06 Robert Bosch Gmbh Spritzlochscheibe und Ventil
GB2568468A (en) * 2017-11-15 2019-05-22 Delphi Automotive Systems Lux Injector

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030141385A1 (en) * 2002-01-31 2003-07-31 Min Xu Fuel injector swirl nozzle assembly
WO2006025114A1 (ja) * 2004-09-01 2006-03-09 Hitachi, Ltd. 燃料噴射弁
DE102004049279A1 (de) * 2004-10-09 2006-04-13 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
US20130175367A1 (en) * 2012-01-11 2013-07-11 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Fuel Injection Valve

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19607288A1 (de) 1995-03-29 1996-10-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung einer Lochscheibe
DE10048935A1 (de) 2000-10-04 2002-04-11 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030141385A1 (en) * 2002-01-31 2003-07-31 Min Xu Fuel injector swirl nozzle assembly
WO2006025114A1 (ja) * 2004-09-01 2006-03-09 Hitachi, Ltd. 燃料噴射弁
DE102004049279A1 (de) * 2004-10-09 2006-04-13 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
US20130175367A1 (en) * 2012-01-11 2013-07-11 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Fuel Injection Valve

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018105137A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 株式会社ケーヒン 電磁式燃料噴射弁
US10344725B2 (en) 2017-06-14 2019-07-09 Continental Powertrain, USA, LLC. Fluid injector spray disc having offset channel architecture, and methods for constructing and utilizing same

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013209272A1 (de) 2014-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10303859B4 (de) Düsenbaugruppe zur Einspritzung und Verwirbelung von Kraftstoff
DE3808396C2 (de) Kraftstoffeinspritzventil
DE102005019580B4 (de) Kraftstoffeinspritzdüse
WO2014000947A1 (de) Ventil zum zumessen von fluid
EP2659126A1 (de) Einspritzventil
DE102006041472A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP2521853B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP2064438B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
WO2017102139A1 (de) Spritzlochscheibe und ventil
WO2014183905A1 (de) Ventil zum zumessen von fluid
WO2012167993A1 (de) Ventil zum zumessen eines strömenden mediums
WO2012167990A1 (de) Einspritzventil für brennkraftmaschinen
EP2596230A1 (de) Einspritzvorrichtung mit verbesserter spray-aufbereitung
EP1402175B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP2478211A1 (de) Düsenbaugruppe für ein einspritzventil und einspritzventil
DE102006041476A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102006044441A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10349778A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE102010061812A1 (de) Ventil für ein strömendes Fluid
DE102018221833A1 (de) Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil
DE102004060535A1 (de) Zerstäuberdüse
DE102016211467A1 (de) Injektor zum Einspritzen einer Flüssigkeit
DE102007062183A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102015201109A1 (de) Spritzlochscheibe und Einspritzventil mit Spritzlochscheibe
DE102019207697A1 (de) Einspritzmodul für ein Reduktionsmittel

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14713054

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14713054

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1