WO2017102139A1 - Spritzlochscheibe und ventil - Google Patents

Spritzlochscheibe und ventil Download PDF

Info

Publication number
WO2017102139A1
WO2017102139A1 PCT/EP2016/075058 EP2016075058W WO2017102139A1 WO 2017102139 A1 WO2017102139 A1 WO 2017102139A1 EP 2016075058 W EP2016075058 W EP 2016075058W WO 2017102139 A1 WO2017102139 A1 WO 2017102139A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spray
hole
valve
channel
injection
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/075058
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tilo STARKERT
Franz Thoemmes
Laurent Jeannel
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
Priority to KR1020187016794A priority Critical patent/KR102623646B1/ko
Priority to US16/060,204 priority patent/US11187199B2/en
Priority to JP2018527897A priority patent/JP6594547B2/ja
Priority to CN201680074055.4A priority patent/CN108431399B/zh
Publication of WO2017102139A1 publication Critical patent/WO2017102139A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/162Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/184Discharge orifices having non circular sections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1853Orifice plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a spray perforated disc and a valve.
  • the present invention relates in particular to a spray perforated disk for a valve for a flowing fluid and in particular for a metering or injection valve for an internal combustion engine and / or exhaust aftertreatment and a valve for a flowing fluid and in particular a metering or a spray valve for an internal combustion engine and / or for exhaust aftertreatment.
  • Injectors for internal combustion engines is at certain
  • valve seat body which closes a valve chamber, in the flow direction of the fluid, a so-called spray perforated disc
  • the so-called turbulence atomization of the flowing fluid in the transition from the spray hole of the spray perforated disk into the discharge space of the fluid is used for the preparation.
  • this can lead to an inhomogeneous beam distribution and / or to comparatively large drops, which is undesirable or even disadvantageous in many applications.
  • the spray perforated disk according to the invention with the features of the independent claim 1 has the advantage over that in their use in a valve a comparatively homogeneous distribution of the droplets in the atomizer cone can be achieved with a reduction in the droplet size.
  • Internal combustion engine is provided with a disk body and a spray body formed in the disk body arrangement, which is formed with at least one spray hole for dispensing supplied fluids as a spray and each having at least one channel for supplying the fluid to the spray hole, wherein the injection hole, the channel and / or the transition between channel and
  • Spray hole are formed in such a twist geometry of the spray perforated disc that in operation by interaction of one or more rays from the spray hole exiting fluid in atomization an oval cross-sectional image of the spray is formed, in particular by type a flat spray. According to the invention, therefore, the twist geometry of the spray perforated disk is replaced by a corresponding one
  • Adjustment of the combination of spray hole, feeding channel and / or transition between the channel and spray hole chosen so that formed on the intrinsic interaction of a single beam or the interaction of multiple beams from the spray hole arrangement exiting fluid in atomization an oval cross-sectional image of Zerstäubungskegels or spray.
  • this makes it possible to achieve a flat shape of the atomizing cone in the sense of a flat spray with a homogeneous spray distribution.
  • the twist geometry is designed such that the oval
  • Cross-sectional image of the atomizing cone or spray (i) at low pressures in the range of about 3 ⁇ 10 5 ⁇ (3 bar) to about 10 ⁇ 10 5 Pa (10 bar), (ii) with a homogeneous distribution of the fluid in the spray and / or (iii) can be produced with a reduced droplet size of the spray having an SMD value of less than 80 ⁇ m.
  • areas of application of the spray perforated disk according to the invention and a valve equipped with the spray-orifice plate are possible, in which hitherto only comparatively worse results could be achieved, for example with regard to the homogeneity of the atomization cone and / or the distribution of the droplet sizes.
  • the interaction of multiple jets in combination provides advantages, particularly with regard to the overall shape of the atomizing cone, its direction and / or its cross-sectional shape.
  • the spray perforated disk according to the invention it is provided that one - in particular straight - plurality of spray holes, each with a channel is formed.
  • Spray holes in operation beam pairs can be formed and by connecting individual beams, the oval cross-sectional image of the spray can be generated, in particular in the range of about 30 ° to about 70 °.
  • a symmetrical shape of the Zerstäubungskegels arises, inter alia, if, according to another advantageous embodiment of
  • a plurality of spray holes according to the invention are formed, which are arranged in particular on a circular line or in groups divided on several circular lines, in particular concentrically around the center of the spray perforated disk around.
  • the spray holes can be arranged in groups on several circular lines.
  • the provided channels may be parallel to one another and / or have the same length, directly adjacent to each other alternately between them include a first smaller angle or a second larger angle with respect to the center of the spray disk and / or directly adjacent to each other alternately having a first shorter length or a second longer lengths.
  • a respective injection hole has a circular or a non-circular and in particular an oval or elliptical cross section.
  • spray perforated disc according to the invention provide customization options to make the or the resulting atomizer cone in their properties of each application.
  • the flat spray or the flat spray cone are developed by adjusting (i) the number and / or Arrangement of the injection holes, (ii) the angle of inclination and / or the shape of the injection holes, (iii) the number and / or arrangement of the channels, (iv) the relative arrangement of spray holes and / or channels to each other and / or (v) the Swirl intensity, especially in connection with intended swirl chambers and their arrangement, shape and orientation to each channel and / or spray hole in operation, the oval cross-sectional image of the spray and in particular the flat spray are malleable.
  • the present invention relates to a valve for a flowing fluid and in particular a metering or injection valve for an internal combustion engine.
  • this valve is provided with a valve seat closing a valve seat body with a valve opening and with a downstream to
  • Valve seat body located spray perforated disc formed.
  • the spray perforated disk has the shape described according to the invention, so that when using the valve according to the invention an atomizing cone or spray with a relatively homogeneous distribution and possibly reduced average
  • Droplet size is formed, in particular in the manner of a flat designed atomizing cone or in the manner of a flat spray.
  • Figure 1 is a schematic and sectional side view of a portion of a valve according to the invention.
  • Figures 2, 3-1, 3-2 are a schematic and sectional side view and top views of embodiments of a
  • FIGS. 4 to 6 show embodiments of the invention
  • FIGS 7 and 8 show in schematic and cut plan view
  • Embodiments of the invention Spray perforated disc with 2-hole 2-channel geometry
  • Figures 9 and 10 show in schematic and cut plan view
  • Spray orifice plate with 1-hole 2-channel geometry Spray orifice plate with 1-hole 2-channel geometry.
  • FIGS 1 1 1 to 20 show various embodiments of
  • orifice plate according to the invention with 4-hole 4-channel geometry and corresponding embodiments of the injection holes, the atomizing cone and their
  • FIG. 1 shows a schematic and sectional side view of a detail of an embodiment of a valve 1 according to the invention using a spray perforated disk 10 according to the invention.
  • the valve 1 comprises a valve seat carrier 2, in the lower region of which the valve seat 7 is formed and fastened to the valve seat carrier 2 via first fastening means 9-1.
  • a valve member 8 has at its lower end a, here spherical shaped, closing head 5, which can be controlled on the valve seat 7 seated to a valve opening 6 controlled to close or release.
  • the valve seat 7 is formed by a conical surface of a valve seat body 4 and has at its lower end the valve opening 6 on. At the front side of the valve seat body 4 and facing away from the
  • Valve opening 6 is attached to the outside of the valve seat body 4 via second attachment means 9-2 a spray perforated disk 10 according to the invention, which has a disk body 20 and a spray hole 30 arrangement.
  • the spray perforated disk 10 has various recesses, via which on the one hand one or more injection holes 31 of the spray-hole arrangement are formed.
  • the flowing fluid 1 1 leaves the valve 1 via a respective injection hole 31 in the form of one or more Zerstäubungskegel 12, which are synonymously also referred to as spray or spray cone.
  • FIGS. 2 and 3-1 show in a schematic and sectioned
  • injection holes 31 are formed in the disk body 20 as vertical injection holes 31. In the application they are via a respective channel 33 and in the transition between the channel 33 and the injection hole 31 with a swirl chamber 32 with the side remote from the injection hole 31 side
  • injection holes 31 are formed.
  • the number and the geometry of the injection holes 31 can be varied in order to adapt the advantages according to the invention with regard to the geometry of the spray cone 12, its homogeneity and the droplet size distribution.
  • the channels 33 which supply the flowing fluid 1 1, are linear and eccentrically mounted with respect to the injection hole geometry.
  • the shape of the channels 33 and the degree of eccentricity can also be varied. The same applies to the swirl chambers 32 and their size, orientation and shape.
  • the spray perforated disk has substantially the shape of a circular disk with the lateral center 15 and that of the center axis 16.
  • FIG. 3-2 shows a schematic and partially sectioned plan view similar to FIG.
  • This spray perforated disk 10 is thus (i) with a
  • Spray-hole assembly 30 having four spray holes 31 concentric with a circular line 38 about the lateral center 15 of the spray orifice plate 10, (ii) four feeding channels 33, which in pairs enclose an angle 36 about the lateral center 15, and (iii) one each Swirl chamber 32 formed between channel 33 and injection hole 31.
  • a corresponding pulse 40 is generated on the design, geometry and relative arrangement of the channels 33, the swirl chambers 32 and the spray holes 31 for the flowing fluid 1 1 and the sputtering cones 12 emerging at the outlet of the spray holes.
  • FIGS. 4 to 6 show in an analogous form to FIG. 3-2 others
  • FIG. 4 is a 4-hole 4-channel geometry with four mutually parallel channels 33 of equal length, over which the flowing fluid 1 1 four spray holes 31 is supplied with the swirl chambers 32 therebetween.
  • the channel spacings 34 and the channel lengths 35 may be varied to form the atomizing cone 12 or the atomizing cones 12, in a manner analogous to the geometries and arrangements of the channels 33, the swirl chambers 32 and the spray holes 31 themselves.
  • Figure 5 also shows a 4-hole 4-channel geometry in which the four channels 33 in pairs include a certain first channel angle 36. This can be varied as well as the central distance 37 from the lateral center 35 of the spray perforated disk 10 to the properties of the
  • Atomizing cone 12 or atomizing cone 12 adapt.
  • a 4-hole 4-channel geometry is formed in which first injection holes 31 of injection hole pairs are arranged on a first circle 38 with a larger circle diameter and the second injection holes 31 of the injection hole pairs are arranged on a second circle 39 of smaller diameter ,
  • the pairs of spray holes 31 and their channels 33 again form an angle 36 between them.
  • the arrangement circles 38 and 39 are concentric with the lateral center 15 of the spray perforated disk 10.
  • the diameters of the circles 38 and 39 can be adjusted accordingly to certain characteristics of the
  • Atomizing cone 12 or atomizing cone 12 to achieve.
  • Figures 7 and 8 show two embodiments of the spray perforated disk 10 according to the invention with 2-hole 2-channel Konfiguartion or -Geometrie.
  • FIGS. 9 and 10 show embodiments of the spray perforated disk 10 according to the invention with a 1-hole 2-channel geometry with an oval spray hole 31.
  • a swirl chamber 32 is additionally formed in the transition between the channel 33 and the actual injection hole 31.
  • FIGS. 1 to 20 show spray perforated disks 10 according to the invention with 4-hole 4-channel geometry and swirl chambers 32.
  • two channels 33 are aligned parallel to one another. The direction of rotation of
  • Twist chambers 32 are in opposite directions for pairs of spray holes 31, so that after leaving the flowing fluid 1 1 from the injection hole 31, the air of the atmosphere is drawn into the beam center and individual beams 12-1, 12- 2 to a common and oval Zerstäubungskegel 12th form.
  • the pulse direction was determined by the arrangement of the channels 33.
  • Figures 12 to 14, 17 and 20 show corresponding embodiments of the combined spray cone 12th
  • An object of the present invention is to improve conventional sputtering concepts.
  • the inventive concept should lead to a more homogeneous distribution within the spray cone 12 and to a significant reduction of the droplet sizes in the spray.
  • the approach according to the invention is based on achieving homogeneous spray distributions with the smallest droplet sizes.
  • Swirl geometry in the spray perforated disk 10 to be arranged and adapted so that the spray pattern, in particular in cross section, oval shaped by the interaction of the rays after exiting the spray hole 31.
  • AdBlue dosage DNOX
  • DNOX AdBlue dosage
  • a starting point is e.g. therein, by a different arrangement of the channel geometry - e.g. Variation with a variation of the trapped by the channels 33 angle 36 pairs of rays that lead in the entire spray 12 in cross-section to an oval shape, in particular by connecting individual rays.
  • momentum of the flow of the fluid 1 1 can be used to direct the jet of the spray 12 into the appropriate position.
  • the swirl intensity and the hole inclination angle can be varied.
  • two of the channels 33 can each be arranged parallel to one another.
  • the direction of rotation in the swirl chambers 32 may be formed in opposite directions for the two pairs.
  • the air of the atmosphere is drawn into the center of the spray 12.
  • an oval spray 12 is produced.
  • the direction of the impulse can be determined by the arrangement of the channels 33.
  • the shape of the spray 12 can be adjusted by changing the arrangement of the pairs of channels 33, by varying the swirl intensity and / or the
  • Hole inclination angle can be influenced.
  • the channel eccentricity kd - which is designated by the reference numeral 50 in FIG. 16 - can assume positive values in the direction of the arrow 51 and negative values in the direction of the arrow 52. Positive values provide an intensification of the swirl, negative values a reduction of the swirl of the emerging from a spray hole 31 jet.
  • the angle 36 may be in the range of about 70 ° to about 120 ° in order to form a twist geometry in which pairs of holes are formed in which the twist direction or direction of rotation is opposite.
  • the respective position of a spray hole 31 can lie on different sized pitch circle diameters. Thereby, in combination with the inclination of the spray hole 31, the shape of the atomizing or spray cone 12 can be adjusted.
  • the injection holes 31 used in this case lie on a pitch circle diameter relative to each other.
  • the shape of a spray hole 31 can be both cylindrical and conical, ie tapering in the flow direction.
  • the spray holes can be tilted inwards.
  • the atomizing or spray cone 12 breaks up orthogonally to the beam plane.
  • the shape of the atomizing or spray cone 12 can be adjusted with the inclination of the spray hole.
  • the spray holes 31 underlying the atomizing or spray cones 12 and the geometry of the spray perforated disk 10 and the spray-hole arrangement 30 can be designed so that the atomizing or spray cones 12 have a homogeneous mass distribution , wherein the atomizing or spray cone shape may be flat to oval pronounced.

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzlochscheibe (10) für ein Ventil (1) für ein strömendes Fluid (11) und insbesondere für ein Dosier- oder Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine, mit einem Scheibenkörper (20) und einer im Scheibenkörper (20) ausgebildeten Spritzlochanordnung (30), welche mit mindestens einem Spritzloch (31) zur Abgabe zugeführten Fluides (11) als Spray (12) und mit jeweils mindestens einem Kanal (33) zum Zuführen des Fluides (11) zum Spritzloch (31) ausgebildet ist, wobei das Spritzloch (31), der Kanal (33) und/oder der Übergang zwischen Kanal (33) und Spritzloch (31) derart zu einer Drallgeometrie der Spritzlochscheibe (10) ausgebildet sind, dass im Betrieb durch Wechselwirkung eines oder mehrerer Strahlen aus dem Spritzloch (31) austretenden Fluides (11) in Turbulenzzerstäubung ein ovales Querschnittsbild des Sprays (12) geformt wird, insbesondere nach Art eine Flachsprays.

Description

Beschreibung Titel
Spritzlochscheibe und Ventil Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzlochscheibe und ein Ventil. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Spritzlochscheibe für ein Ventil für ein strömendes Fluid und insbesondere für ein Dosier- oder Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine und/oder zur Abgasnachbehandlung sowie ein Ventil für ein strömendes Fluid und insbesondere ein Dosier- oder ein Spritzventil für eine Brennkraftmaschine und/oder zur Abgasnachbehandlung.
Bei Ventilen für strömende Fluide und insbesondere bei Dosier- oder
Einspritzventilen für Brennkraftmaschinen wird bei bestimmten
Ausführungsformen ein Ventilsitzkörper, welcher eine Ventilkammer abschließt, in Strömungsrichtung des Fluides eine sogenannte Spritzlochscheibe
nachgeschaltet, welche mindestens ein Spritzloch aufweist, welches der Abgabe des Fluides aus der Ventilkammer in einen Abgaberaum hinein, zum Beispiel in eine Brennkammer oder dergleichen, dient.
Oft wird dabei zur Aufbereitung die sogenannte Turbulenzzerstäubung des strömenden Fluides im Übergang vom Spritzloch der Spritzlochscheibe in den Abgaberaum des Fluides verwendet. Insbesondere bei vergleichsweise niedrigen Drücken kann dies zu einer inhomogenen Strahlverteilung und/oder zu vergleichsweise großen Tropfen führen, dies ist bei vielen Anwendungen nicht erwünscht oder sogar nachteilig.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Spritzlochscheibe mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass bei ihrem Einsatz in einem Ventil eine vergleichsweise homogene Verteilung der Tröpfchen im Zerstäubungskegel bei einer Verringerung der Tröpfchengröße erreicht werden kann. Dies wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 dadurch erreicht, dass eine Spritzlochscheibe für ein Ventil für ein strömendes Fluid und insbesondere für ein Dosier- oder Einspritzventil für eine
Brennkraftmaschine geschaffen wird mit einem Scheibenkörper und einer im Scheibenkörper ausgebildeten Spritzlochanordnung, welche mit mindestens einem Spritzloch zur Abgabe zugeführten Fluides als Spray und mit jeweils mindestens einem Kanal zum Zuführen des Fluides zum Spritzloch ausgebildet ist, wobei das Spritzloch, der Kanal und/oder der Übergang zwischen Kanal und
Spritzloch derart zu einer Drallgeometrie der Spritzlochscheibe ausgebildet sind, dass im Betrieb durch Wechselwirkung eines oder mehrerer Strahlen aus dem Spritzloch austretenden Fluides in Zerstäubung ein ovales Querschnittsbild des Sprays geformt wird, insbesondere nach Art eine Flachsprays. Erfindungsgemäß wird also die Drallgeometrie der Spritzlochscheibe über eine entsprechende
Anpassung der Kombination aus Spritzloch, zuführendem Kanal und/oder Übergang zwischen Kanal und Spritzloch so gewählt, dass über die intrinsische Wechselwirkung eines einzelnen Strahls oder die Wechselwirkung mehrerer Strahlen aus der Spritzlochanordnung austretenden Fluides in Zerstäubung ein ovales Querschnittsbild des Zerstäubungskegels oder Sprays geformt wird.
Insbesondere kann dadurch eine flache Gestalt des Zerstäubungskegels im Sinne eines Flachsprays mit homogener Sprayverteilung erreicht werden.
Im technischen Zusammenhang der vorliegenden Erfindung werden die Begriffe Zerstäubungskegel, Spraykegel und Spray synonym verwendet.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen
Spritzlochscheibe ist die Drallgeometrie derart ausgebildet, dass das ovale
Querschnittsbild des Zerstäubungskegels oder Sprays (i) bei niedrigen Drücken im Bereich von etwa 3 · 105 Ρα (3 bar) bis etwa 10 · 105 Pa (10 bar), (ii) mit einer homogenen Verteilung des Fluides im Spray und/oder (iii) mit einer reduzierten Tröpfchengröße des Sprays mit einem SMD-Wert von weniger als 80 μηη erzeugbar ist. Auf diese Art und Weise sind auch Einsatzbereiche der erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe und eines mit der Spritzlochscheibe ausgestatteten Ventiles möglich, bei welchen bisher nur vergleichsweise schlechtere Ergebnisse, zum Beispiel im Hinblick auf die Homogenität des Zerstäubungskegels und/oder die Verteilung der Tröpfchengrößen, erzielt werden konnten.
Besonders vorteilhafte Eigenschaften lassen sich im Zerstäubungskegel oder Spray erzielen, wenn im Übergang zwischen einem jeweiligen Kanal und einem jeweiligen Spritzloch eine Drallkammer ausgebildet ist oder dieser Übergang zumindest teilweise von einer Drallkammer gebildet wird.
Auch bietet die Wechselwirkung mehrerer Strahlen in Kombination miteinander Vorteile, insbesondere im Hinblick auf die Gesamtform des Zerstäubungskegels, seine Richtung und/oder seine Querschnittsgestalt. So ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe vorgesehen, dass eine - insbesondere gerade - Mehrzahl von Spritzlöchern mit jeweils einem Kanal ausgebildet ist.
Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn mittels Anpassung eines
Winkelabstandes der Spritzlöcher und/oder der Kanäle zueinander, insbesondere in Bezug auf eine laterale Mitte der Spritzlochscheibe, durch Paare von
Spritzlöchern im Betrieb Strahlpaare ausbildbar sind und durch Verbindung einzelner Strahlen das ovale Querschnittsbild des Sprays erzeugbar ist, insbesondere im Bereich von etwa 30° bis etwa 70°.
Eine symmetrische Gestalt des Zerstäubungskegels ergibt sich unter anderem dann, wenn gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe eine Mehrzahl von Spritzlöchern ausgebildet ist, welche insbesondere auf einer Kreislinie oder gruppenweise aufgeteilt auf mehreren Kreislinien, insbesondere konzentrisch um das Zentrum der Spritzlochscheibe herum, angeordnet sind.
Um insbesondere eine ovale und in die Länge gezogene, aber ansonsten symmetrische Form zu erzielen, können die Spritzlöcher gruppenweise auf mehreren Kreislinien angeordnet sein.
Bei der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe bieten sich auch hinsichtlich der das strömende Fluid zuführenden Kanäle je nach
Anwendung unterschiedliche Geometrien an. Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe können die vorgesehenen Kanäle parallel zueinander ausgebildet sind und/oder dieselbe Länge aufweisen, direkt benachbart zueinander alternierend zwischen sich einen ersten kleineren Winkel oder einen zweiten größeren Winkel in Bezug auf das Zentrum der Spritzlochscheibe einschließen und/oder direkt benachbart zueinander alternierend eine erste geringere Länge oder eine zweite größere Längen aufweisen.
Diese Eigenschaften können ggf. miteinander kombiniert werden, um
Anforderungen bei bestimmten Anwendungen gerecht werden zu können.
Auch lassen sich die Eigenschaften des Zerstäubungskegels durch die
Beeinflussung des Strahldralls weiterbilden. So kann es bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe vorgesehen sein, dass Drallkammern direkt benachbarter Spritzlöcher zueinander
entgegengesetzte Drallrichtungen aufweisen.
Auch die Anpassung der Form des jeweiligen Spritzloches im Querschnitt, also insbesondere senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluides, bietet Möglichkeiten der Beeinflussung der Gestalt des Zerstäubungskegels und seiner weiteren Eigenschaften, z.B. der Tröpfchengrößenverteilung innerhalb des
Zerstäubungskegels. So kann es bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe vorgesehen sein, dass ein jeweiliges Spritzloch einen kreisförmigen oder einen nicht-kreisförmigen und insbesondere einen ovalen oder elliptischen Querschnitt aufweist.
Auch weitere geometrische und/oder konstruktive Eigenschaften der
erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe bieten Anpassungsmöglichkeiten, um den oder die entstehenden Zerstäubungskegel in ihren Eigenschaften der jeweiligen Anwendung zu gestalten.
So kann es gemäß verschiedenen Ausgestaltungsformen der
erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe vorgesehen sein, dass im Betrieb das ovale Querschnittsbild des Zerstäubungskegels oder des Sprays und
insbesondere der Flachspray oder der flach ausgebildete Zerstäubungskegel weitergebildet werden, indem durch Anpassung (i) der Anzahl und/oder Anordnung der Spritzlöcher, (ii) des Neigungswinkels und/oder der Form der Spritzlöcher, (iii) der Anzahl und/oder der Anordnung der Kanäle, (iv) der relativen Anordnung von Spritzlöchern und/oder Kanälen zueinander und/oder (v) der Drallintensität, insbesondere auch im Zusammenhang mit vorgesehenen Drallkammern und deren Anordnung, Form und Ausrichtung zu jeweiligem Kanal und/oder Spritzloch im Betrieb das ovale Querschnittsbild des Sprays und insbesondere der Flachspray formbar sind.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Ventil für ein strömendes Fluid und insbesondere ein Dosier- oder Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine.
Erfindungsgemäß ist dieses Ventil mit einem einer Ventilkammer abschließenden Ventilsitzkörper mit einer Ventilöffnung und mit einer stromabwärts zum
Ventilsitzkörper gelegenen Spritzlochscheibe ausgebildet. Die Spritzlochscheibe weist die erfindungsgemäß beschriebene Gestalt auf, so dass beim Einsatz des erfindungsgemäßen Ventils ein Zerstäubungskegel oder Spray mit einer vergleichsweise homogenen Verteilung und ggf. reduzierter mittlerer
Tröpfchengröße entsteht, insbesondere nach Art eines flach ausgestalteten Zerstäubungskegels oder nach Art eines Flachsprays.
Kurzbeschreibung der Figuren
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben.
Figur 1 ist eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Ventils.
Figuren 2, 3-1 , 3-2 sind eine schematische und geschnittene Seitenansicht bzw. Draufsichten auf Ausführungsformen einer
erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe.
Figuren 4 bis 6 zeigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Spritzlochscheibe mit 4-Loch-4-Kanal-Geometrie.
Figuren 7 und 8 zeigen in schematischer und geschnittener Draufsicht
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe mit 2-Loch-2-Kanal-Geometrie und
Kombination mit zwei kollidierenden Strahlen.
Figuren 9 und 10 zeigen in schematischer und geschnittener Draufsicht
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Spritzlochscheibe mit 1 -Loch-2-Kanal-Geometrie.
Figuren 1 1 bis 20 zeigen verschiedene Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe mit 4-Loch-4-Kanal- Geometrie und entsprechende Ausgestaltungen der Spritzlöcher, der Zerstäubungskegel und deren
Querschnitte.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 20
Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und
Komponenten wiedergegeben.
Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form von einander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.
Figur 1 zeigt in schematischer und geschnittener Seitenansicht einen Ausschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventiles 1 unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe 10.
Das Ventil 1 umfasst einen Ventilsitzträger 2, in dessen unteren Bereich der Ventilsitz 7 ausgebildet und über erste Befestigungsmittel 9-1 am Ventilsitzträger 2 befestigt ist. Ein Ventilglied 8 weist an seinem unteren Ende einen, hier kugelförmig ausgebildeten, Schließkopf 5 auf, welcher gesteuert auf dem Ventilsitz 7 aufsitzen kann, um eine Ventilöffnung 6 gesteuert zu verschließen oder freizugeben. Der Ventilsitz 7 wird von einer konischen Fläche eines Ventilsitzkörpers 4 gebildet und weist an seinem unteren Ende die Ventilöffnung 6 auf. An der Stirnseite des Ventilsitzkörpers 4 und abgewandt von der
Ventilöffnung 6 ist an der Außenseite des Ventilsitzkörpers 4 über zweite Befestigungsmittel 9-2 eine erfindungsgemäße Spritzlochscheibe 10 angebracht, welche einen Scheibenkörper 20 und eine Spritzlochanordnung 30 aufweist.
Die Spritzlochscheibe 10 weist verschiedene Ausnehmungen auf, über welche einerseits ein oder mehrere Spritzlöcher 31 der Spritzlochanordnung ausgebildet sind. Andererseits wird das strömende Fluid 1 1 von der Ventilkammer 3 über die Ventilöffnung 6 mittels zum Spritzloch 31 führender Kanäle 33 und ggf. über im Übergang zwischen den Kanälen 33 und den jeweiligen Spritzlöchern 31 ausgebildete Drallkammern 32 das strömende Fluid 1 1 zu den Spritzlöchern 31 geleitet.
Das strömende Fluid 1 1 verlässt das Ventil 1 über ein jeweiliges Spritzloch 31 in Form eines oder mehrerer Zerstäubungskegel 12, die synonym auch als Spray oder Spraykegel bezeichnet werden.
Die Figuren 2 und 3-1 zeigen in einer schematischen und geschnittenen
Seitenansicht bzw. in einer schematischen und geschnittenen Draufsicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe 10 mit zwei Spritzlöchern 31 . Die Spritzlöcher 31 sind im Scheibenkörper 20 als senkrechte Spritzlöcher 31 ausgebildet. In der Anwendung stehen sie über einen jeweiligen Kanal 33 und im Übergang zwischen dem Kanal 33 und dem Spritzloch 31 mit einer Drallkammer 32 mit der vom Spritzloch 31 abgewandten Seite der
Spritzlochscheibe 10 und dort mit der entsprechenden Ventilöffnung 6 gemäß Figur 1 fluidmechanisch in Kontakt.
Bei der Ausführungsform der Figur 3-1 sind zwei Spritzlöcher 31 ausgebildet. Die Anzahl und die Geometrie der Spritzlöcher 31 kann variiert werden, um die erfindungsgemäß hervorgerufenen Vorteile hinsichtlich der Geometrie des Spraykegels 12, seiner Homogenität sowie der Tröpfchengrößenverteilung anzupassen.
Bei der Ausführungsform der Figur 3-1 sind die Kanäle 33, die das strömende Fluid 1 1 zuführen, linear und in Bezug auf die Spritzlochgeometrie exzentrisch angebracht. Die Form der Kanäle 33 und der Grad der Exzentrizität können ebenfalls variiert werden. Dasselbe gilt für die Drallkammern 32 und deren Größe, Orientierung und Form.
In den Figuren 2 und 3-1 besitzt die Spritzlochscheibe im Wesentlichen die Form einer Kreisscheibe mit der lateralen Mitte 15 und der der Mittenachse 16.
Figur 3-2 zeigt eine zur Ansicht der Figur 3-1 vergleichbare schematische und teilweise geschnittene Draufsicht auf eine Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe 10, jedoch mit 4-Loch-4-Kanal- Konfiguration. Diese Spritzlochscheibe 10 ist also (i) mit einer
Spritzlochanordnung 30 mit vier Spritzlöchern 31 , die auf einer Kreislinie 38 konzentrisch um die laterale Mitte 15 der Spritzlochscheibe 10 liegen, (ii) vier zuführenden Kanälen 33, die paarweise eine Winkel 36 um die laterale Mitte 15 einschließen, und (iii) mit jeweils einer Drallkammer 32 zwischen Kanal 33 und Spritzloch 31 ausgebildet. Im Betrieb wird über die Ausgestaltung, Geometrie und relative Anordnung der Kanäle 33, der Drallkammern 32 und der Spritzlöcher 31 für das strömende Fluid 1 1 und den am Austritt der Spritzlöcher entstehenden Zerstäubungskegeln 12 ein entsprechender Impuls 40 generiert.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen in analoger Form zu Figur 3-2 andere
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe 10 mit 4-Loch-4- Kanal-Konfiguration in schematischer und teilweise geschnittener Draufsicht.
Bei der Ausführungsform der Figur 4 liegt eine 4-Loch-4-Kanal-Geometrie mit vier zueinander parallelen Kanälen 33 von gleicher Länge vor, über welche das strömende Fluid 1 1 vier Spritzlöchern 31 mit deren Drallkammern 32 dazwischen zugeführt wird. Die Kanalabstände 34 und die Kanallängen 35 können zur Ausgestaltung des Zerstäubungskegels 12 oder der Zerstäubungskegel 12 variiert werden, in analoger Weise wie die Geometrien und Anordnungen der Kanäle 33, der Drallkammern 32 und der Spritzlöcher 31 selbst auch.
Figur 5 zeigt ebenfalls eine 4-Loch-4-Kanal-Geometrie, bei welcher die vier Kanäle 33 paarweise einen bestimmten ersten Kanalwinkel 36 einschließen. Dieser kann ebenso wie der zentrale Abstand 37 von der lateralen Mitte 35 der Spritzlochscheibe 10 variiert werden, um die Eigenschaften des
Zerstäubungskegels 12 oder der Zerstäubungskegel 12 anzupassen. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 ist eine 4-Loch-4-Kanal-Geometrie ausgebildet, bei welcher erste Spritzlöcher 31 von Spritzlochpaaren auf einem ersten Kreis 38 mit größerem Kreisdurchmesser und die zweiten Spritzlöcher 31 der Spritzlochpaare auf einem zweiten Kreis 39 geringeren Durchmessers angeordnet sind. Die Paare der Spritzlöcher 31 und ihre Kanäle 33 bilden wieder zwischen sich einen Winkel 36. Die Anordnungskreise 38 und 39 liegen konzentrisch zur lateralen Mitte 15 der Spritzlochscheibe 10.
Neben dem Winkel 36 können hier die Durchmesser der Kreise 38 und 39 entsprechend angepasst werden, um bestimmte Eigenschaften des
Zerstäubungskegels 12 oder der Zerstäubungskegel 12 zu erzielen.
Die Figuren 7 und 8 zeigen zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe 10 mit 2-Loch-2-Kanal-Konfiguartion oder -Geometrie.
Die Figuren 9 und 10 zeigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spritzlochscheibe 10 mit 1 -Loch-2-Kanal-Geometrie mit ovalem Spritzloch 31 .
Bei der Ausführungsform der Figur 10 ist zusätzlich eine Drallkammer 32 im Übergang zwischen dem Kanal 33 und dem eigentlichen Spritzloch 31 ausgebildet.
Die Figuren 1 1 bis 20 zeigen erfindungsgemäße Spritzlochscheiben 10 mit 4- Loch-4-Kanal-Geometrie und Drallkammern 32. Bei diesen Ausführungsformen sind je zwei Kanäle 33 zueinander parallel ausgerichtet. Die Drehrichtung der
Drallkammern 32 sind für Paare von Spritzlöchern 31 gegenläufig, so dass dadurch nach Austritt des strömenden Fluides 1 1 aus dem Spritzloch 31 die Luft der Atmosphäre in die Strahlmitte gezogen wird und sich Einzelstrahlen 12-1 , 12- 2 zu einem gemeinsamen und ovalen Zerstäubungskegel 12 formieren. Die Impulsrichtung wurde dabei durch die Anordnung der Kanäle 33 bestimmt.
Die Figuren 12 bis 14, 17 und 20 zeigen entsprechende Ausgestaltungen der kombinierten Spraykegel 12.
Diese und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden an Hand der folgenden Darlegungen weiter erläutert: Eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung besteht in der Verbesserung herkömmlicher Zerstäubungskonzepte.
Herkömmliche Aufbereitungskonzepte, z.B. mit Turbulenzzerstäubung, führen bei niedrigen Drücken von 3 bar bis 10 bar zu inhomogenen Stahlverteilungen und/oder zu relativ großen Tröpfchengrößen z.B. mit SMD-Werten von ca. 80 μηη bis 150 μηη.
Das erfindungsgemäße Konzept soll zu einer homogeneren Verteilung innerhalb der Spraykegel 12 und zu einer deutlichen Reduzierung der Tröpfchengrößen im Spray führen.
Der erfindungsgemäße Ansatz beruht darauf, homogene Sprayverteilungen mit kleinsten Tropfengrößen zu erreichen. Dabei ist eine Grundidee, die
Drallgeometrie in der Spritzlochscheibe 10 so anzuordnen und anzupassen, dass durch die Interaktion der Strahlen nach Austritt aus dem Spritzloch 31 das Spraybild, insbesondere im Querschnitt, oval geformt wird.
Als Anwendungsgebiete eignen sich die AdBlue-Dosierung (DNOX), die
Wassereinspritzung und die Benzineinspritzung, bei denen ovale Sprays 12 eine Wandbenetzung vermeiden. Dadurch sind z.B. erhöhte Umsatzraten bei motornahem Anbau in DNOX-Systemen oder eine verbesserte Dynamik bei Wasser- und Benzineinspritzung erreichbar.
Ein Ansatzpunkt besteht z.B. darin, durch eine unterschiedliche Anordnung der Kanalgeometrie - z.B. Variation mit einer Variation des von den Kanäle 33 eingeschlossenen Winkels 36 Strahlpaare zu bilden, die im gesamten Spray 12 zu im Querschnitt zu einer ovalen Form führen, insbesondere durch Verbindung einzelner strahlen. In Kombination mit unterschiedlichen Lochneigungswinkeln kann Impuls der Strömung des Fluides 1 1 genutzt werden, um den Strahl des Sprays 12 in die entsprechende Lage zu richten.
Um eine gewünschte Sprayform zu erzielen, können die Drallintensität und der Lochneigungswinkel variiert werden.
Die Lochanzahl und die Kanalanordnung kann zur Erreichung eines Flachsprays variiert werden. Folgende Vorteile stellen sich erfindungsgemäß ein:
(i) homogenes und feinzerstäubtes Spray,
(ii) gute Zerstäubung, sogar bei niedrigen Drücken, z.B. im Vergleich zur
Turbulenzzerstäubung,
(iii) Verwendung des Sprays 12 für Abgasrohre mit ovaler Form,
(iv) Verringerung der Wandbenetzung im Abgas- oder Saugrohr,
(v) kostengünstiges Design der Spritzlochscheibe 10, die durch Stanzen oder Laserbohren hergestellt werden kann.
Bei bestimmten erfindungsgemäßen Beispielen von Spritzlochscheiben mit 4- Loch-Geometrie können je zwei der Kanäle 33 parallel zueinander angeordnet sein. Die Drehrichtung in der Drallkammern 32 kann dabei für die zwei Paare gegenläufig ausgebildet sein. Dadurch wird die Luft der Atmosphäre in die Mitte des Sprays 12 gezogen. Durch Verbinden von Einzelstrahlen entsteht ein ovales Spray 12. Die Impulsrichtung kann durch die Anordnung der Kanäle 33 bestimmt werden.
Die Form des Sprays 12 kann durch Ändern der Anordnung der Paare der Kanäle 33, durch Verändern der Drallintensität und/oder des
Lochneigungswinkels beeinflusst werden.
Folgende geometrische und konstruktive Aspekte können erfindungsgemäß zu Erzielung einer flachen Gestalt des Zerstäubungskegels im Sinne eines
Flachsprays mit homogener Sprayverteilung einzeln oder in beliebeiger
Kombination eingesetzt werden:
(I) Wenn man (a) in Bezug auf die Spritzlöcher 31 den Spritzlochdurchmesser dO und die Spritzlochfläche A0, (b) in Bezug auf die Drallkammer 32 den Drallkammerdurchmesser Ds und (c) in Bezug auf einen Kanal 33 die Kanalbreit kn, die Kanaltiefe kt, die Kanalfläche Ap sowie gemäß Figur 16 mit dem Bezugszeichen 50 die Kanalexzentrizität kd bezeichnet, so sind für die vorliegenden Erfindung folgende Zusammenhänge und
Dimensionierungen einzeln oder in beliebiger Kombination anwendbar:
Figure imgf000014_0001
0 < kd < 0,S - dO
Die Kanalexzentrizität kd - die in Figur 16 mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet ist - kann in Richtung des Pfeiles 51 positive Werte und in Richtung des Pfeiles 52 negative Werte annehmen. Positive Werte liefern eine Intensivierung des Dralles, negative Werte eine Reduzierung des Dralles des aus einem Spritzloch 31 austretenden Strahles.
Bei den Konfigurationen gemäß den Figuren 3-2 und 5 kann der Winkel 36 im Bereich von etwa 70° bis etwas 120° liegen, um eine Drallgeometrie auszubilden, bei welcher Lochpaare entstehen, bei denen die Drallrichtung oder Drehrichtung gegenläufig ist.
Im Zusammenhang mit den Ausführungsformen der Figuren 7 und 8 ist noch Folgendes zu beachten:
Die jeweilige Position eines Spritzloches 31 kann auf unterschiedlich großen Teilkreisdurchmessern liegen. Dadurch kann in Kombination mit der Neigung des Spritzloches 31 die Form der Zerstäubungs- oder Spraykegel 12 eingestellt werden.
Um die Homogenität zu verbessern, kann in Kombination zu der
Drallaufbereitung mit Strahlkollision gearbeitet werden. Die dabei verwendeten Spritzlöcher 31 liegen auf einem Teilkreisdurchmesser gegenüber zueinander. Die Form eines Spritzloches 31 kann sowohl zylindrisch als auch konisch, d.h. in Strömungsrichtung verjüngend, sein. Die Spritzlöcher können nach Innen geneigt werden. Nach der Kollision der Primärstrahlen bricht der Zerstäubungs- oder Spraykegel 12 orthogonal zur Strahlebene auf. Die Ausformung des Zerstäubungs- oder Spraykegels 12 lässt sich mit der Neigung des Spritzloches einstellen. Bei den erfindungsgemäßen Konfigurationen gemäß den Figuren 12 bis 14, 17 und 20 können die den Zerstäubungs- oder Spraykegeln 12 zu Grunde liegenden Spritzlöcher 31 und die Geometrie der Spritzlochscheibe 10 und der Spritzlochanordnung 30 so ausgebildet sein, dass die Zerstäubungsoder Spraykegel 12 eine homogene Massenverteilung besitzen, wobei der Zerstäubungs- oder Spraykegelform flach bis oval ausgeprägt sein kann.

Claims

Ansprüche
1. Spritzlochscheibe (10) für ein Ventil (1 ) für ein strömendes Fluid (1 1 ) und insbesondere für ein Dosier- oder Einspritzventil für eine
Brennkraftmaschine und/oder zur Abgasnachbehandlung,
- mit einem Scheibenkörper (20) und einer im Scheibenkörper (20) ausgebildeten Spritzlochanordnung (30), welche mit mindestens einem Spritzloch (31 ) zur Abgabe zugeführten Fluides (1 1 ) als Spray (12) und mit jeweils mindestens einem Kanal (33) zum Zuführen des Fluides (1 1 ) zum Spritzloch (31 ) ausgebildet ist,
- wobei das Spritzloch (31 ), der Kanal (33) und/oder der Übergang zwischen Kanal (33) und Spritzloch (31 ) derart zu einer Drallgeometrie der Spritzlochscheibe (10) ausgebildet sind, dass im Betrieb durch Wechselwirkung eines oder mehrerer Strahlen aus dem Spritzloch (31 ) austretenden Fluides (1 1 ) in Zerstäubung ein ovales Querschnittsbild des Sprays (12) geformt wird, insbesondere nach Art eine Flachsprays.
2. Spritzlochscheibe (10) nach Anspruch 2,
bei welcher die Drallgeometrie derart ausgebildet ist, dass das ovale Querschnittsbild des Sprays (12) erzeugbar ist:
(i) bei niedrigen Drücken im Bereich von etwa 3 · 105Ρα (3 bar) bis etwa 10 · 105 Ρα (10 bar),
(ii) mit einer homogenen Verteilung des Fluides (1 1 ) im Spray (12)
und/oder
(iii) mit einer reduzierten Tröpfchengröße des Sprays (12) mit einem SMD- Wert von weniger als 80 μηη.
3. Spritzlochscheibe (10) nach Anspruch 1 oder 2,
bei welcher der Übergang zwischen einem jeweiligen Kanal (33) und einem jeweiligen Spritzloch (31 ) zumindest teilweise von einer Drallkammer (32) gebildet wird.
4. Spritzlochscheibe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher:
- eine - insbesondere gerade - Mehrzahl von Spritzlöchern (31 ) mit jeweils einem Kanal (33) ausgebildet ist,
- mittels Anpassung eines Winkelabstandes (36) der Spritzlöcher (31 ) und/oder der Kanäle (33) zueinander, insbesondere in Bezug auf eine laterale Mitte (15) der Spritzlochscheibe (10), durch Paare von
Spritzlöchern (31 ) im Betrieb Strahlpaare ausbildbar sind und durch Verbindung einzelner Strahlen das ovale Querschnittsbild des Sprays (12) erzeugbar ist, insbesondere im Bereich von etwa 40° bis etwas 60°.
Spritzlochscheibe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher eine Mehrzahl von Spritzlöchern (31 ) ausgebildet ist, welche insbesondere auf einer Kreislinie (38, 39) oder gruppenweise aufgeteilt auf mehreren Kreislinien (38, 39), insbesondere konzentrisch um das Zentrum (15) der Spritzlochscheibe (10) herum, angeordnet sind.
Spritzlochscheibe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher vorgesehene Kanäle (33)
- parallel zueinander ausgebildet sind und/oder dieselbe Länge
aufweisen,
- direkt benachbart zueinander alternierend zwischen sich einen ersten kleineren Winkel oder einen zweiten größeren Winkel in Bezug auf das Zentrum (15) der Spritzlochscheibe (10) einschließen und/oder
- direkt benachbart zueinander alternierend eine erste geringere Länge oder eine zweite größere Längen aufweisen.
Spritzlochscheibe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher gegebenenfalls vorgesehene Drallkammern (32) direkt benachbarter Spritzlöcher (31 ) zueinander entgegengesetzte
Drallrichtungen aufweisen.
Spritzlochscheibe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher ein jeweiliges Spritzloch (31 ) einen kreisförmigen oder einen nicht-kreisförmigen und insbesondere einen ovalen oder elliptischen Querschnitt aufweist.
Spritzlochscheibe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher durch Anpassung
(i) der Anzahl und/oder Anordnung der Spritzlöcher (31 ),
(ii) des Neigungswinkels und/oder der Form der Spritzlöcher (31 ),
(iii) der Anzahl und/oder der Anordnung der Kanäle (33),
(iv) der relativen Anordnung von Spritzlöchern (31 ) und/oder Kanälen (33) zueinander und/oder
(v) der Drallintensität, insbesondere auch im Zusammenhang mit
vorgesehenen Drallkammern (32) und deren Anordnung, Form und Ausrichtung zu jeweiligem Kanal (33) und/oder Spritzloch (31 ) im Betrieb das ovale Querschnittsbild des Sprays (12) und insbesondere der Flachspray formbar sind.
10. Ventil (1 ) für ein strömendes Fluid (1 1 ) und insbesondere Dosier- oder Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine und/oder zur
Abgasnachbehandlung,
mit:
- einem eine Ventilkammer (3) abschließenden Ventilsitzkörper (4) mit Ventilöffnung (6) und
- einer stromabwärts zum Ventilsitzkörper (4) gelegenen
Spritzlochscheibe (10),
wobei die Spritzlochscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
PCT/EP2016/075058 2015-12-15 2016-10-19 Spritzlochscheibe und ventil WO2017102139A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020187016794A KR102623646B1 (ko) 2015-12-15 2016-10-19 오리피스 플레이트 및 밸브
US16/060,204 US11187199B2 (en) 2015-12-15 2016-10-19 Spray orifice disk and valve
JP2018527897A JP6594547B2 (ja) 2015-12-15 2016-10-19 噴射穴ディスクおよびバルブ
CN201680074055.4A CN108431399B (zh) 2015-12-15 2016-10-19 喷孔盘和阀

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015225338.4 2015-12-15
DE102015225338.4A DE102015225338A1 (de) 2015-12-15 2015-12-15 Spritzlochscheibe und Ventil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017102139A1 true WO2017102139A1 (de) 2017-06-22

Family

ID=57206227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/075058 WO2017102139A1 (de) 2015-12-15 2016-10-19 Spritzlochscheibe und ventil

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11187199B2 (de)
JP (1) JP6594547B2 (de)
KR (1) KR102623646B1 (de)
CN (1) CN108431399B (de)
DE (1) DE102015225338A1 (de)
WO (1) WO2017102139A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2568468A (en) * 2017-11-15 2019-05-22 Delphi Automotive Systems Lux Injector
JP2019143582A (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107989731B (zh) * 2017-11-24 2018-11-16 广西卡迪亚科技有限公司 一种单孔雾化喷油器及其前置雾化结构
JP7257525B2 (ja) * 2019-08-09 2023-04-13 日立Astemo株式会社 燃料噴射弁
JP7113943B1 (ja) 2021-05-10 2022-08-05 三菱電機株式会社 燃料噴射弁
EP4170154A1 (de) 2021-10-21 2023-04-26 Heinz Hänggi Stanztechnik Zerstäuberscheibe und verfahren zum herstellen einer zerstäuberscheibe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120325922A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Mitsubishi Electric Corporation Method of generating spray by fluid injection valve, fluid injection valve, and spray generation apparatus
DE102012211191A1 (de) * 2012-06-28 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Zumessen von Fluid
US20140158090A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 Mitsubishi Electric Corporation Fluid injection valve and spray generator
DE102013209272A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Zumessen von Fluid

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6783085B2 (en) * 2002-01-31 2004-08-31 Visteon Global Technologies, Inc. Fuel injector swirl nozzle assembly
JPWO2006025114A1 (ja) * 2004-09-01 2008-05-08 株式会社日立製作所 燃料噴射弁
JP2008255912A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Hitachi Ltd 筒内噴射式内燃機関における燃料噴射方法及び筒内噴射式内燃機関
JP2013185522A (ja) * 2012-03-09 2013-09-19 Hitachi Automotive Systems Ltd 燃料噴射弁
JP5877768B2 (ja) * 2012-08-03 2016-03-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
EP3122469B1 (de) * 2014-03-24 2018-12-19 dlhBowles Inc. Verbesserte dralldüsenanordnung mit hocheffizientem aufbrechen zur erzeugung von sprühnebeln mit gleichförmigen kleinen tröpfchen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120325922A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Mitsubishi Electric Corporation Method of generating spray by fluid injection valve, fluid injection valve, and spray generation apparatus
DE102012211191A1 (de) * 2012-06-28 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Zumessen von Fluid
US20140158090A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 Mitsubishi Electric Corporation Fluid injection valve and spray generator
DE102013209272A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Zumessen von Fluid

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2568468A (en) * 2017-11-15 2019-05-22 Delphi Automotive Systems Lux Injector
JP2019143582A (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
WO2019163182A1 (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
JP7049133B2 (ja) 2018-02-23 2022-04-06 日立Astemo株式会社 燃料噴射弁

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015225338A1 (de) 2017-07-06
US11187199B2 (en) 2021-11-30
US20180372047A1 (en) 2018-12-27
KR20180091844A (ko) 2018-08-16
JP2018536112A (ja) 2018-12-06
CN108431399B (zh) 2021-05-28
CN108431399A (zh) 2018-08-21
JP6594547B2 (ja) 2019-10-23
KR102623646B1 (ko) 2024-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017102139A1 (de) Spritzlochscheibe und ventil
DE10303859B4 (de) Düsenbaugruppe zur Einspritzung und Verwirbelung von Kraftstoff
EP2576079B1 (de) Düsenkopf für eine spritzvorrichtung
EP2969234B1 (de) Zerstäuberdüse für einen sanitären wasserauslauf sowie sanitäre auslaufarmatur mit einem wasserauslauf
DE102009019255B4 (de) Sprühdüsenanordnung zum Entzundern
EP2772312B1 (de) Zweistoffdüse und Verfahren zum Versprühen eines Flüssigkeit-Gas-Gemisches
DE69629276T2 (de) Flachstrahldüse
DE10303858A1 (de) Kraftstoff-Einspritzdüsenbaugruppe mit induzierten Turbulenzen
DE9416015U1 (de) Düsenanordnung für eine Farbspritzpistole
DE202010012449U1 (de) Düsenanordnung für eine Spritzpistole, insbesondere für eine Farbspritzpistole
EP1875067A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102012014965A1 (de) Düsenanordnung
DE102006041475A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP2596230A1 (de) Einspritzvorrichtung mit verbesserter spray-aufbereitung
EP3088087B1 (de) Sprühdüse und verfahren zum erzeugen von nicht runden sprühkegeln
WO2014183905A1 (de) Ventil zum zumessen von fluid
DE3004864C2 (de) Vorrichtung zum Aufsprühen eines Treib- und Kühl-Mittelgemisches auf Gußstränge
EP2478211A1 (de) Düsenbaugruppe für ein einspritzventil und einspritzventil
DE102013220917A1 (de) Einspritzdüse
DE102015225342A1 (de) Spritzlochscheibe und Ventil
AT526379B1 (de) Strömungsanordnung zum Zuführen eines Medienstroms an Einlassöffnungen von Brennstoffzellenstapeln
AT511811B1 (de) Einspritzeinrichtung
WO2011116892A1 (de) Zweistoff-innenmischdüsenanordnung und verfahren zur zerstäubung einer flüssigkeit
WO2017102140A1 (de) Spritzlochscheibe und ventil
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: 16787372

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2018527897

Country of ref document: JP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187016794

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16787372

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1