WO2021008763A1 - Kraftstoffinjektor für brennkraftmaschinen - Google Patents

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WO2021008763A1
WO2021008763A1 PCT/EP2020/064627 EP2020064627W WO2021008763A1 WO 2021008763 A1 WO2021008763 A1 WO 2021008763A1 EP 2020064627 W EP2020064627 W EP 2020064627W WO 2021008763 A1 WO2021008763 A1 WO 2021008763A1
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WO
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edge
nozzle needle
fuel
longitudinal axis
blind hole
Prior art date
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PCT/EP2020/064627
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English (en)
French (fr)
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Fabian Wolf
Knut Kristian BAADSHAUG
Gerhard Suenderhauf
Andreas Koeninger
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • F02M61/1893—Details of valve member ends not covered by groups F02M61/1866 - F02M61/188

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector for internal combustion engines, such as is used in particular as a component of a so-called common rail injection system for compression ignition internal combustion engines for applications with relatively high maximum flow rates or injection quantities.
  • a fuel injector for internal combustion engines with the features of
  • the preamble of claim 1 is known from DE 10 2016 116 690 A1.
  • the injector is characterized by a nozzle needle with a needle tip which, in the direction of a blind hole bottom of a nozzle body, has a cylindrical section below a conical section with two edges running radially around a longitudinal axis of the nozzle needle, with the second one facing the blind hole bottom in a closed position of the nozzle needle Edge below a lower inlet edge of an injection opening, in a partially open position of the nozzle needle the first edge facing away from the bottom of the blind hole below an upper one
  • the second edge is arranged above the lower inlet edge of the injection opening.
  • Such a design of the needle tip of the nozzle needle is intended in particular to enable a stable flow between the nozzle needle, the blind hole and the injection opening or to make it unstable
  • the fuel injector according to the invention for internal combustion engines with the features of claim 1 has, in addition to the desired properties such as achieving a stable flow with a simultaneously low harmful volume, the main advantage that its tendency to cavitation in a partial stroke area of the nozzle needle, in which the cross-sectional area in the area of the seat between the The nozzle needle and the nozzle body is smaller than the cross section of the
  • Injection openings below the nozzle seat is significantly reduced.
  • a high flow efficiency is achieved in the full stroke range of the nozzle needle.
  • Fuel injector according to the invention solved in that the diameter of the nozzle needle in the area of the first edge is greater than the diameter of the nozzle needle in the area of the second edge, and that a distance between the two edges in the direction of the longitudinal axis is 0.4 times to 1, 6 times a diameter of the injection opening in an inlet area to the blind hole in the non-rounded state of the inlet area corresponds.
  • the nozzle needle has at least one conical section between the two edges of the needle tip.
  • the nozzle needle prefferably be of cylindrical design between the two edges.
  • the nozzle needle is convex or concave between the two edges. Regardless of the shape of the nozzle needle in the axial end area or in the area of the needle tip, there is another structurally preferred one
  • Configuration provides that the nozzle needle has a cylindrically formed section between the first edge and the sealing surface on the nozzle seat.
  • nozzle needle As an alternative to a cylindrical section between the first edge and the sealing surface in the region of the nozzle body, provision can also be made for the nozzle needle to be concave there
  • the second edge delimits a flat end face of the needle tip.
  • the needle tip is conical on the side of the second edge facing away from the first edge.
  • the blind hole in the nozzle body has a cylindrical section which merges into a rounded blind hole base, and that the transition between the cylindrical section and the rounded blind hole base between the upper and lower inlet edge of the Injection opening is arranged, the longitudinal axis of the injection opening preferably intersecting the transition.
  • a further optimization of the fuel flow in the direction of the injection opening provides that the injection opening is rounded in the inlet area to the blind hole.
  • Fig. 1 shows an axial end portion of an inventive
  • FIG. 2 shows a detail of FIG. 1 in the area of an injection opening on
  • FIG. 5 shows the fuel injector according to FIG. 1 with its nozzle needle in different positions, each in a partial longitudinal section
  • FIG. 12 shows further variations of the geometry of the nozzle needle in FIG. 12
  • FIGS. 1 to 5 there is a fuel injector 10 for injecting fuel into the combustion chamber, not shown, of a self-igniting one
  • the injector 10 faces the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the fuel injector 10 is part of a so-called common rail injection system for self-igniting
  • the system pressure preferably being more than 2000 bar.
  • the illustrated fuel injector 10 is preferably used in applications that require relatively high maximum flow rates.
  • the fuel injector 10 has a nozzle body 12 in which a blind hole 14 is formed.
  • the blind hole 14 has a section 16 which is conical about a longitudinal axis 15 of the nozzle body 12 and which forms a seat surface 17.
  • the section 16 merges into a cylindrical section 18, to which a rounded blind hole bottom 20 adjoins. In the transition area between the cylindrical portion 18 and the
  • Blind hole bottom 20 opens at least one as a through hole in the
  • the injection opening 22 is arranged at an inclined angle a with respect to the longitudinal axis 15, a longitudinal axis 23 of the injection opening 22 preferably intersecting the transition between the cylindrical section 18 and the bottom of the blind hole 20 (FIG. 2).
  • the inlet region 24 of the injection opening 22 is equipped with a rounding 25.
  • the nozzle body 12 described so far acts to inject fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine via the at least one
  • Injection opening 22 together with a nozzle needle 26 arranged to be movable along the longitudinal axis 15.
  • the nozzle needle 26 is
  • Injection opening 22 released so that the fuel can be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the sealing surface 28 of the nozzle needle 26 merges on the side facing the blind hole base 20 into a cylindrical section 35 as part of a needle tip 34, which is in turn adjoined by a conical section 36.
  • the end face 38 of the nozzle needle 26 facing the blind hole bottom 20 is designed as a flat end face 38, that is, perpendicular to the longitudinal axis 15.
  • the transition between the cylindrical section 35 and the conical section 36 of the nozzle needle 26 forms a first edge 41 running radially around the longitudinal axis 15 and having a first diameter Di.
  • the end face 38 forms a second edge 42 running radially around the longitudinal axis 15 with a second edge
  • the second diameter D2 is smaller than the first diameter Di. Furthermore, an axial distance a is formed between the two edges 41, 42 viewed in the direction of the longitudinal axis 15. The distance a is 0.4 times to 1.6 times the diameter d of the injection opening 22 outside the inlet area 24, i.e. in the cylindrical area of the
  • Injection port 22 Injection port 22.
  • FIG. 3 the closed position of the nozzle needle 26 in the nozzle body 12 is shown.
  • the second edge 42 is located axially in the direction of
  • a partially open nozzle needle 26 is shown.
  • the first edge 41 is located below an upper inlet edge 45 of the injection opening 22, viewed in the axial direction of the longitudinal axis 15. This has the effect that a primary flow 46, which reaches the area of the injection opening 22 directly from the inlet gap 32, is particularly favorable in terms of flow .
  • the opening position of the nozzle needle 26 shown in FIG. 4 is characterized in that the (annular) cross-section Asi tz in the area of the inlet gap 32 is smaller than the sum of the cross-sections A S L of the
  • the (fully) open state of the nozzle needle 26 is shown in FIG. 5.
  • the second edge 42 is preferably located below the upper inlet edge 45 of the injection opening 22, at most about 30 ⁇ m above it.
  • Such an arrangement causes a secondary flow 48, which from
  • Blind hole bottom 20 reaches the area of the injection openings 22, relatively little flow separation is generated in the area of the injection openings 22.
  • the (fully) open state of the nozzle needle 26 is characterized in that the cross-section Asi tz of the inlet gap 32 is greater than the sum of the cross-sections A S L of the injection openings 22.
  • FIG. 6 shows a nozzle needle 26a that is modified from FIGS. 1 to 5. This is characterized in that instead of the conical section 36, a cylindrical section 49 between the cylindrical
  • Section 35 and the end face 38 is provided.
  • the first edge 41 is located in the transition from the section 35 to the annular surface 50 connecting the sections 35 and 49.
  • the transition from the cylindrical section 35 to the (flat) end face 38 has a convex or rounded section 51.
  • the nozzle needle 26c shown in FIG. 8 has a concave section 52 instead of the convex section 51.
  • 9 shows the case in the nozzle needle 26d in which the transition between the cylindrical section 35 and the (flat) end face 38 is formed by two conical sections 53, 54 that have different angles to the longitudinal axis 15.
  • a nozzle needle 26e is shown in which the sealing surface
  • a conical section 55 adjoins it in the direction of the cylindrical section 35.
  • the conical section 55 has an angle ⁇ which is greater by a maximum of 8.5 ° than an angle g between the sealing surface 28 and a line parallel to the longitudinal axis 15.
  • FIG. 11 shows a nozzle needle 26f, in which the transition between the sealing surface 28 and the first edge 41 takes place through a concave section 56.
  • FIG. 12 shows the case in which the nozzle needle 26g is basically shaped like the nozzle needle 26f, but the end face 38e is inclined or conical.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (10) für Brennkraftmaschinen, mit einem Düsenkörper (12), in dem ein Sackloch (14) ausgebildet ist, von dem wenigstens eine Einspritzöffnung (22) ausgeht, und mit einer im Düsenkörper (12) längsbeweglich angeordneten Düsennadel (26; 26a bis 26g), an der auf dem Sackloch (14) zugewandten Seite eine Dichtfläche (28) ausgebildet ist, mit der die Düsennadel (26; 26a bis 26g) zur Steuerung eines Kraftstoffflusses zu der wenigstens einen Einspritzöffnung (22) mit einer Sitzfläche (17) des Düsenkörpers (12) zusammenwirkt, und mit einer Nadelspitze (34), die eine radial um eine Längsachse (15) umlaufende erste Kante (41) mit einem ersten Durchmesser (D1) aufweist, an den sich in Richtung des Sacklochgrunds (20) eine zweite, radial um die Längsachse (15) umlaufende Kante (42) mit einem zweiten Durchmesser (D2) anschließt.

Description

Beschreibung
Kraftstoff! njektor für Brennkraftmaschinen
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen, wie er insbesondere als Bestandteil eines sogenannten Common-Rail-Einspritzsystems für selbstzündende Brennkraftmaschinen für Anwendungen mit relativ hohen maximalen Durchfluss- bzw. Einspritzmengen eingesetzt wird.
Stand der Technik
Ein Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2016 116 690 A1 bekannt. Der bekannte Kraftstoff! njektor zeichnet sich durch eine Düsennadel mit einer Nadelspitze aus, die in Richtung eines Sacklochgrunds eines Düsenkörpers unterhalb eines kegelförmig ausgebildeten Abschnitts einen zylindrischen Abschnitt mit zwei radial um eine Längsachse der Düsennadel umlaufende Kanten aufweist, wobei in einer geschlossenen Stellung der Düsennadel die dem Sacklochgrund zugewandte zweite Kante unterhalb einer unteren Einlaufkante einer Einspritzöffnung, in einer teilweise geöffneten Stellung der Düsennadel die dem Sacklochgrund abgewandte erste Kante unterhalb einer oberen
Einlaufkante der Einspritzöffnung, und in einer vollständig geöffneten Stellung der Düsennadel die zweite Kante oberhalb der unteren Einlaufkante der Einspritzöffnung angeordnet ist. Eine derartige Ausbildung der Nadelspitze der Düsennadel soll insbesondere eine stabile Strömung zwischen der Düsennadel, dem Sackloch und der Einspritzöffnung ermöglichen bzw. instabile
Strömungszustände vermeiden. Derartige instabile Strömungszustände können sich in einer Kavitationsneigung im Teilhubbereich der Düsennadel äußern und somit insbesondere auch die Mengengenauigkeit über die Lebensdauer des Kraftstoffinjektors negativ beeinträchtigen. Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat neben den gewünschten Eigenschaften wie der Erzielung einer stabilen Strömung bei gleichzeitig niedrigem Schadvolumen vor allem den Vorteil, dass dessen Kavitationsneigung in einem Teilhubbereich der Düsennadel, bei dem die Querschnittsfläche im Bereich des Sitzes zwischen der Düsennadel und dem Düsenkörper geringer ist als der Querschnitt der
Einspritzöffnungen unterhalb des Düsensitzes, deutlich reduziert wird. Zusätzlich wird eine hohe Strömungseffizienz im Vollhubbereich der Düsennadel erzielt.
Erfindungsgemäß werden die oben genannten Vorteile bei dem
erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor dadurch gelöst, dass der Durchmesser der Düsennadel im Bereich der ersten Kante größer ist als der Durchmesser der Düsennadel im Bereich der zweiten Kante, und dass ein Abstand zwischen den beiden Kanten in Richtung der Längsachse betrachtet dem 0,4-fachen bis 1 ,6- fachen eines Durchmessers der Einspritzöffnung in einem Einlaufbereich zum Sackloch in nicht verrundetem Zustand des Einlaufbereichs entspricht.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors für Brennkraftmaschinen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Der oben beschriebene allgemeine Erfindungsgedanke kann in konstruktiver Weise unterschiedlich umgesetzt werden, um jeweils spezifisch vorteilhafte Vorteile zu erzielen. So ist es in einer ersten konstruktiven Umsetzung vorgesehen, dass die Düsennadel zwischen den beiden Kanten der Nadelspitze wenigstens einen kegelförmig ausgebildeten Abschnitt aufweist.
Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, dass die Düsennadel zwischen den beiden Kanten zylindrisch ausgebildet ist.
In wiederum konstruktiv alternativer Ausgestaltung zu den beiden zuletzt gemachten Vorschlägen ist es vorgesehen, dass die Düsennadel zwischen den beiden Kanten konvex oder konkav ausgebildet ist. Unabhängig von der Form der Düsennadel im axialen Endbereich bzw. im Bereich der Nadelspitze sieht es eine weitere konstruktiv bevorzugte
Ausgestaltung vor, dass die Düsennadel zwischen der ersten Kante und der Dichtfläche am Düsensitz einen zylindrisch ausgebildeten Abschnitt aufweist.
In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es vorgesehen, dass sich an den zylindrisch ausgebildeten Abschnitt in Richtung zur Dichtfläche am Düsenkörper ein kegelförmig ausgebildeter Abschnitt anschließt, dessen Winkel zur Längsachse der Düsennadel größer ist als der Winkel zwischen der
Dichtfläche und der Längsachse.
In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es von besonderem Vorteil, wenn der Unterschied der beiden Winkel an der Düsennadel weniger als 8,5° beträgt. Dadurch wird insbesondere eine starke Umlenkung des
Kraftstoffflusses mit entsprechend negativen Wirkungen vermieden.
Alternativ zu einem zylindrisch ausgebildeten Abschnitt zwischen der ersten Kante und der Dichtfläche im Bereich des Düsenkörpers kann es auch vorgesehen sein, dass die Düsennadel dort einen konkav ausgebildeten
Abschnitt aufweist.
Auch hinsichtlich der Ausbildung der Düsennadel unterhalb der zweiten Kante bzw. in Richtung des Grunds des Sacklochs gibt es unterschiedliche
Möglichkeiten. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die zweite Kante eine ebene Stirnfläche der Nadelspitze begrenzt. Alternativ hierzu kann es vorgesehen sein, dass die Nadelspitze auf der der ersten Kante abgewandten Seite der zweiten Kante kegelförmig ausgebildet ist.
Unabhängig von der soweit beschriebenen konkreten Form der Düsennadel ist es hinsichtlich der Strömungsführung auch wichtig, den Düsenkörper in einer vorteilhaften Art und Weise konstruktiv zu gestalten. Hierzu ist es insbesondere vorgesehen, dass das Sackloch im Düsenkörper einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der in einen gerundet ausgebildeten Sacklochgrund übergeht, und dass der Übergang zwischen dem zylindrischen Abschnitt und dem gerundeten Sacklochgrund zwischen der oberen und unteren Einlaufkante der Einspritzöffnung angeordnet ist, wobei die Längsachse der Einspritzöffnung vorzugsweise den Übergang schneidet.
Eine weitere Optimierung des Kraftstoffflusses in Richtung der Einspritzöffnung sieht vor, dass die Einspritzöffnung im Einlaufbereich zum Sackloch gerundet ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des
Kraftstoffinjektors sowie anhand der Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt einen axialen Endabschnitt eines erfindungsgemäßen
Kraftstoffinjektors bei einer ersten Ausführungsform einer
Düsennadel,
Fig. 2 ein Detail der Fig. 1 im Bereich einer Einspritzöffnung am
Düsenkörper,
Fig. 3
bis
Fig. 5 den Kraftstoffinjektor gemäß Fig. 1 bei unterschiedlichen Stellungen seiner Düsennadel jeweils in einem Teillängsschnitt,
Fig. 6
bis
Fig. 9 in jeweils vereinfachten Teillängsschnitten unterschiedlich geformte
Düsennadelendbereiche und
Fig. 10
bis
Fig. 12 weitere Variationen der Geometrie der Düsennadel in
Teillängsschnitten. Ausführungsformen der Erfindung
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In den Fig. 1 bis 5 ist bereichsweise ein Kraftstoffinjektor 10 zum Einspritzen von Kraftstoff in den nicht gezeigten Brennraum einer selbstzündenden
Brennkraftmaschine dargestellt. Der dargestellte axial untere Endbereich des Kraftstoff! njektors 10 ist dabei dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandt. Insbesondere ist der Kraftstoffinjektor 10 Bestandteil eines sogenannten Common-Rail-Einspritzsystems für selbstzündende
Brennkraftmaschinen, wobei der Systemdruck vorzugsweise mehr als 2000 bar beträgt. Weiterhin findet der dargestellte Kraftstoffinjektor 10 vorzugsweise Verwendung bei Anwendungen, die relativ hohe maximale Durchflussmengen erfordern.
Der Kraftstoffinjektor 10 weist einen Düsenkörper 12 auf, in dem ein Sackloch 14 ausgebildet ist. Das Sackloch 14 weist im Längsschnitt eine kegelförmig um eine Längsachse 15 des Düsenkörpers 12 ausgebildeten Abschnitt 16 auf, der eine Sitzfläche 17 ausbildet. Der Abschnitt 16 geht in einen zylindrischen Abschnitt 18 über, an den sich ein gerundet ausgebildeter Sacklochgrund 20 anschließt. Im Übergangsbereich zwischen dem zylindrischen Abschnitt 18 und dem
Sacklochgrund 20 mündet wenigstens eine als Durchgangsbohrung im
Düsenkörper 12 ausgebildete Einspritzöffnung 22, über die Kraftstoff aus dem Düsenkörper 12 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann.
Die Einspritzöffnung 22 ist gegenüber der Längsachse 15 in einem schrägen Winkel a angeordnet, wobei eine Längsachse 23 der Einspritzöffnung 22 vorzugsweise den Übergang zwischen dem zylindrischen Abschnitt 18 und dem Sacklochgrund 20 schneidet (Fig. 2).
Entsprechend der Darstellung der Fig. 2 kann es vorgesehen sein, dass der Einlaufbereich 24 der Einspritzöffnung 22 mit einer Rundung 25 ausgestattet ist. Der Durchmesser der Einspritzöffnung 22 in dem Bereich außerhalb der
Rundung 25 ist mit d bezeichnet.
Der soweit beschriebene Düsenkörper 12 wirkt zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine über die wenigstens eine
Einspritzöffnung 22 mit einer entlang der Längsachse 15 hubbeweglich angeordneten Düsennadel 26 zusammen. Die Düsennadel 26 wird
beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Magnetaktuators auf an sich bekannte Art und Weise bewegt, derart, dass in einer in der Fig. 3 dargestellten abgesenkten Position der Düsennadel 26 diese mit dem Düsenkörper 12 bzw. dessen Sitzfläche 17 im Bereich einer kegelförmig ausgebildeten Dichtfläche 28 der Düsennadel 26 einen Dichtsitz 30 ausbildet, um die wenigstens eine
Einspritzöffnung 22 zumindest mittelbar zu verschließen. In der in den Fig. 4 und 5 dargestellten, teilweise bzw. vollständig angehobenen Düsennadel 26 ist demgegenüber ein Zulaufspalt 32 in Richtung der wenigstens einen
Einspritzöffnung 22 freigegeben, sodass der Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann.
Die Dichtfläche 28 der Düsennadel 26 geht auf der dem Sacklochgrund 20 zugewandten Seite geht in einen zylindrischen Abschnitt 35 als Teil einer Nadelspitze 34 über, an den sich wiederum ein kegelförmig ausgebildeter Abschnitt 36 anschließt. Die dem Sacklochgrund 20 zugewandte Stirnfläche 38 der Düsennadel 26 ist als ebene, d.h. senkrecht zur Längsachse 15 verlaufende Stirnfläche 38 ausgebildet.
Der Übergang zwischen dem zylindrischen Abschnitt 35 in den kegelförmigen Abschnitt 36 der Düsennadel 26 bildet eine radial um die Längsachse 15 umlaufende erste Kante 41 mit einem ersten Durchmesser Di aus. Die
Stirnfläche 38 bildet am Übergang zum kegelförmigen Abschnitt 36 einen zweite, radial um die Längsachse 15 umlaufende Kante 42 mit einem zweiten
Durchmesser D2 aus. Dabei ist der zweite Durchmesser D2 kleiner als der erste Durchmesser Di. Weiterhin ist zwischen den beiden Kanten 41 , 42 in Richtung der Längsachse 15 betrachtet ein axialer Abstand a ausgebildet. Der Abstand a beträgt das 0,4-fache bis 1 ,6-fache des Durchmessers d der Einspritzöffnung 22 außerhalb des Einlaufbereichs 24, d.h. im zylindrischen Bereich der
Einspritzöffnung 22. In der Fig. 3 ist die Schließposition der Düsennadel 26 in dem Düsenkörper 12 dargestellt. Dabei befindet sich die zweite Kante 42 axial in Richtung der
Längsachse 15 betrachtet unterhalb einer unteren Einlaufkante 44 der
Einspritzöffnung 22.
In der Fig. 4 ist eine teilweise geöffnete Düsennadel 26 dargestellt. Dabei befindet sich die erste Kante 41 in axialer Richtung der Längsachse 15 betrachtet unterhalb einer oberen Einlaufkante 45 der Einspritzöffnung 22. Dies bewirkt, dass eine Primärströmung 46, die unmittelbar von dem Zulaufspalt 32 in den Bereich der Einspritzöffnung 22 gelangt, strömungstechnisch besonders günstig geführt wird. Die in der Fig. 4 dargestellte Öffnungsstellung der Düsennadel 26 zeichnet sich dadurch aus, dass der (ringförmige) Querschnitt Asitz im Bereich des Zulaufspalts 32 kleiner ist als die Summe der Querschnitte ASL der
Einspritzöffnungen 22.
In der Fig. 5 ist der (vollständig) geöffnete Zustand der Düsennadel 26 dargestellt. Dabei befindet sich die zweite Kante 42 vorzugsweise unterhalb der oberen Einlaufkante 45 der Einspritzöffnung 22, maximal ca. 30pm darüber. Eine derartige Anordnung bewirkt, dass eine Sekundärströmung 48, die vom
Sacklochgrund 20 in den Bereich der Einspritzöffnungen 22 gelangt, im Bereich der Einspritzöffnungen 22 relativ geringe Strömungsablösungen erzeugt.
Weiterhin ist der (vollständig) geöffnete Zustand der Düsennadel 26 dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt Asitz des Zulaufspalts 32 größer ist als die Summe der Querschnitte ASL der Einspritzöffnungen 22.
In der Fig. 6 ist eine gegenüber den Fig. 1 bis 5 abgewandelte Düsennadel 26a dargestellt. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass anstelle des kegelförmigen Abschnitts 36 ein zylindrischer Abschnitt 49 zwischen dem zylindrischen
Abschnitt 35 und der Stirnfläche 38 vorgesehen ist. Die erste Kante 41 befindet sich im Übergang von dem Abschnitt 35 zu der die Abschnitte 35 und 49 verbindenden Ringfläche 50.
Die in der Fig. 7 dargestellte Düsennadel 26b weist demgegenüber beim
Übergang von dem zylindrischen Abschnitt 35 zu der (ebenen) Stirnfläche 38 einen konvex bzw. gerundet ausgebildeten Abschnitt 51 auf. Die in der Fig. 8 dargestellte Düsennadel 26c weist anstelle des konvex ausgebildeten Abschnitts 51 einen konkav ausgebildeten Abschnitt 52 auf. In der Fig. 9 ist bei der Düsennadel 26d der Fall dargestellt, bei der der Übergang zwischen dem zylindrischen Abschnitt 35 in die (ebene) Stirnfläche 38 durch zwei, unterschiedliche Winkel zur Längsachse 15 aufweisende, konisch ausgebildete Abschnitte 53, 54 ausgebildet ist. In der Fig. 10 ist eine Düsennadel 26e dargestellt, bei der sich an die Dichtfläche
28 in Richtung zum zylindrischen Abschnitt 35 ein kegelförmiger Abschnitt 55 anschließt. Der kegelförmig ausgebildete Abschnitt 55 weist einen Winkel ß auf, der um maximal 8,5° größer ist als ein Winkel g zwischen der Dichtfläche 28 und einer Parallelen zur Längsachse 15.
In der Fig. 11 ist eine Düsennadel 26f dargestellt, bei der der Übergang zwischen der Dichtfläche 28 zur ersten Kante 41 durch einen konkav ausgebildeten Abschnitt 56 erfolgt. Zuletzt ist in der Fig. 12 der Fall dargestellt, bei der die Düsennadel 26g grundsätzlich wie die Düsennadel 26f geformt ist, jedoch die Stirnfläche 38e geneigt bzw. kegelförmig ausgebildet ist.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffinjektor (10) für Brennkraftmaschinen, mit einem Düsenkörper (12), in dem ein Sackloch (14) ausgebildet ist, von dem wenigstens eine
Einspritzöffnung (22) ausgeht, und mit einer im Düsenkörper (12) längsbeweglich angeordneten Düsennadel (26; 26a bis 26g), an der auf dem Sackloch (14) zugewandten Seite eine Dichtfläche (28) ausgebildet ist, mit der die Düsennadel (26; 26a bis 26g) zur Steuerung eines Kraftstoffflusses zu der wenigstens einen Einspritzöffnung (22) mit einer Sitzfläche (17) des Düsenkörpers (12) zusammenwirkt, und mit einer sich an die Dichtfläche (28) in Richtung zum Sackloch (14) anschließenden Nadelspitze (34), die eine radial um eine Längsachse (15) umlaufende erste Kante (41) mit einem ersten Durchmesser (Di) aufweist, an den sich in Richtung des
Sacklochgrunds (20) eine zweite, radial um die Längsachse (15) umlaufende Kante (42) mit einem zweiten Durchmesser (D2) anschließt, wobei in einer einen Dichtsitz (30) ausbildenden, abgesenkten Stellung der Düsennadel (26; 26a bis 26g) die zweite Kante (42) in Richtung der Längsachse (15) betrachtet unterhalb einer unteren Einlaufkante (44) der Einspritzöffnung (22) angeordnet ist, in einer teilweise geöffneten Stellung der Düsennadel (26; 26a bis 26g) die erste Kante (41) in Richtung der Längsachse (15) betrachtet unterhalb einer oberen Einlaufkante (45) der Einspritzöffnung (22) angeordnet ist und in einer vollständig geöffneten Stellung der Düsennadel (26; 26a bis 26g) in Richtung der Längsachse (15) betrachtet die zweite Kante (42) oberhalb der unteren Einlaufkante (44) der Einspritzöffnung (22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (Di) der Düsennadel (26; 26a bis 26g) im Bereich der ersten Kante (41) größer ist als der Durchmesser (D2) der Düsennadel (26; 26a bis 26g) im Bereich der zweiten Kante (42), und dass ein Abstand (a) zwischen den beiden Kanten (41 , 42) in Richtung der Längsachse (15) betrachtet dem 0,4-fachen bis 1 ,6-fachen eines Durchmessers (d) der Einspritzöffnung (22) in einem Einlaufbereich (24) zum Sackloch (14) in nicht verrundetem Zustand des Einlaufbereichs (24) entspricht.
2. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsennadel (26; 26e bis 26g) zwischen den beiden Kanten (41 , 42) wenigstens einen kegelförmig ausgebildeten Abschnitt (36; 53, 54) aufweist.
3. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsennadel (26a) zwischen den beiden Kanten (41 , 42) einen zylindrischen Abschnitt (49) aufweist.
4. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsennadel (26b; 26c) zwischen den beiden Kanten (41 , 42) einen konvex oder konkav ausgebildeten Abschnitt (51 ; 52) aufweist.
5. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsennadel (26; 26a bis 26e) zwischen der ersten Kante (41) und der Dichtfläche (28) einen zylindrisch ausgebildeten Abschnitt (35) aufweist.
6. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich an den zylindrisch ausgebildeten Abschnitt (35) in Richtung zur Dichtfläche (28) ein kegelförmig ausgebildeter Abschnitt (55) anschließt, dessen Winkel (ß) zur Längsachse (15) größer ist als der Winkel (y) zwischen der Dichtfläche (28) und der Längsachse (15).
7. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Unterschied der beiden Winkel (ß, g) weniger als 8,5° beträgt.
8. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (26f; 26g) zwischen der ersten Kante (41) und der Dichtfläche (28) einen konkav ausgebildeten Abschnitt (56) aufweist.
9. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Kante (42) eine ebene Stirnfläche (38) der Nadelspitze (34) begrenzt.
10. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Nadelspitze (34) auf der der ersten Kante (41) abgewandten Seite der zweiten Kante (42) mit einer kegelförmig ausgebildeten Stirnfläche (38a) versehen ist.
11. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sackloch (14) einen zylindrischen Abschnitt (18) aufweist, der in den gerundet ausgebildeten Sacklochgrund (20) übergeht, und dass der Übergang zwischen dem zylindrischen Abschnitt (18) und dem gerundeten Sacklochgrund (20) zwischen der unteren und oberen Einlaufkante (44, 45) der Einspritzöffnung (22) angeordnet ist, wobei eine Längsachse (23) der Einspritzöffnung (22) vorzugsweise den Übergang zwischen dem
zylindrischen Abschnitt (18) und dem Sacklochgrund (20) schneidet.
12. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einspritzöffnung (22) im Einlaufbereich (24) zum Sackloch (14) mit einer Rundung (25) ausgebildet ist.
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