

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventilnach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on a fuel injection valveaccording to the preamble of
Aus der DE 198 04 463 A1 ist ein Brennstoffeinspritzsystemfür eine gemischverdichtende, fremdgezündeteBrennkraftmaschine bekannt, welches einBrennstoffeinspritzventil umfaßt, das Brennstoff in einenvon einer Kolben-/Zylinderkonstruktion gebildeten Brennraumeinspritzt, und mit einer in den Brennraum ragendenZündkerze versehen ist. Das Brennstoffeinspritzventil istmit mindestens einer Reihe über den Umfang desBrennstoffeinspritzventils verteilt angeordnetenAbspritzöffnungen versehen. Durch eine gezielte Einspritzungvon Brennstoff über die Abspritzöffnungen wird einestrahlgeführtes Brennverfahren durch Bildung einerGemischwolke mit mindestens einem Strahl realisiert.From DE 198 04 463 A1 is a fuel injection systemfor a mixture-compacting, spark-ignitedInternal combustion engine is known which aFuel injector includes the fuel in onecombustion chamber formed by a piston / cylinder constructioninjected, and with a protruding into the combustion chamberSpark plug is provided. The fuel injection valve iswith at least one row over the circumference of theFuel injector arranged distributedSpray openings provided. Through a targeted injectionof fuel over the spray orifices becomes onebeam-guided combustion process by forming aMixture cloud realized with at least one jet.
Nachteilig an dem aus der obengenannten Druckschriftbekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere dieVerkokung der Abspritzöffnungen, welche dadurch verstopfenund den Durchfluß durch das Brennstoffeinspritzventilunzulässig stark vermindern. Dies führt zu Fehlfunktionender Brennkraftmaschine.A disadvantage of the above-mentioned documentknown fuel injection valve is in particular theCoking of the ejection openings, which thereby clogand the flow through the fuel injectordiminish impermissibly. This leads to malfunctionsthe internal combustion engine.
DE 199 11 928 A1 zeigt ein Einspritzventil für eineBrennkraftmaschine. Das Brennstoffeinspritzventil hateinen Ventilkörper, Einspritzöffnungen und einenBrennstoffspeicher auf der stromabwärtigen Seite einesStiftabschnitts des Ventilkörpers. Eine Öffnung auf derAußenseite der Einspritzöfnung hat eine Breite, dieallgemein größer ist, als eine Weite davon, wobei dieBreite der Einspritzöffnung allmählich einwärts abnimmt,so daß der Brennstoff in der Richtung der Breite mit einemvorbestimmten Winkel eingespritzt wird. Die Weite derEinspritzöffnung in Einspritzrichtung des Brennstoffsinnerhalb des vorbestimmten Winkels in der Breitenrichtungist im wesentlichen gleichmäßig. Durchgangslöcher sind andem Mittelabschnitt bzw. an den Seiten in derBreitenrichtung der Einspritzöffnung ausgebildet. DieDurchgangslöcher sind mit dem Brennstoffspeicher verbundenist und haben eine Weite, die größer ist, als die Weiteder Einspritzöffnung.DE 199 11 928 A1 shows an injection valve for aInternal combustion engine. The fuel injector hasa valve body, injection ports and aFuel storage on the downstream side of aPin section of the valve body. An opening on theOutside of the injection hole has a width, theis generally larger than a width thereof, with theWidth of the injection opening decreases gradually inwards,so that the fuel in the direction of the width with apredetermined angle is injected. The vastness ofInjection opening in the direction of injection of the fuelwithin the predetermined angle in the width directionis essentially uniform. Through holes are onthe middle section or on the sides in theWidth direction of the injection port formed. TheThrough holes are connected to the fuel storageis and has a width that is greater than the widththe injection port.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit denMerkmalen des Anspruchs 1 hatdemgegenüber den Vorteil, daß an einer dem Brennraum derBrennkraftmaschine zugewandten Stirnseite desVentilsitzkörpers des Brennstoffeinspritzventils einerillenartige Oberflächenstruktur ausgebildet ist, welcheverhindert, daß sich Brennstoff im Bereich derAbspritzöffnungen niederschlagen kann, wodurch ein Zuwachsender Abspritzöffnungen durch Verkokungsrückstände vermiedenwird.The fuel injection valve according to the invention with theFeatures of
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sindvorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruchangegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the dependent claims areadvantageous developments of the main claimspecified fuel injector possible.
Von Vorteil ist insbesondere, daß die Anzahl der Rillenbeliebig ist und von einer Einzelrille, welche von einerbeliebigen Abspritzöffnung ausgeht, bis zu einer Anzahlansteigen kann, welche gleich der Anzahl derAbspritzöffnungen ist.It is particularly advantageous that the number of groovesis arbitrary and of a single groove, which of aAny injection opening emanates, up to a numbermay increase, which is equal to the number ofSpray openings is.
Vorteilhafterweise kann die rillenartige Oberflächenstrukturgleichzeitig mit dem Ventilsitzkörper hergestellt odernachträglich in diesen eingebracht werden.Advantageously, the groove-like surface structureproduced simultaneously with the valve seat body orbe subsequently introduced into this.
Weiterhin ist von Vorteil, daß die rillenartigeOberflächenstruktur in einfacher und kostengünstiger Weisemittels mechanischer Bearbeitung, wie z. B. Drehen, odermittels chemischer Bearbeitung, wie z. B. Ätzen, herstellbarist.Furthermore, it is advantageous that the groove-likeSurface structure in a simple and cost-effective mannerby mechanical processing, such as. B. turning, orby chemical treatment, such as. As etching, can be producedis.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnungvereinfacht dargestellt und in der nachfolgendenBeschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung einAusführungsbeispiel eines erfindungsgemäßenBrennstoff einspritzventils 1. Das Brennstoffeinspritzventil1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzvent ils 1 fürBrennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden,fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. DasBrennstoffeinspritzventil 1 eignet sich zum direktenEinspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestelltenBrennraum einer Brennkraftmaschine.Fig. 1 shows in an excerpted sectional viewEmbodiment of an inventive
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einemDüsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist.Die ventilnadel 3 steht beispielsweise über eine Schweißnaht41 in Wirkverbindung mit einem Ventilschließkörper 4, dermit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordnetenVentilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei demBrennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich imAusführungsbeispiel um ein nach innen öffnendesBrennstoffeinspritzventil 1, welches über mehrereAbspritzöffnungen 7 verfügt, die auf zumindest einem zur Achse des Ventilsitzkörpers 5 konzentrischen Kreisangeordnet sind.The
Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen einenAußenpol 9 einer als Aktor für die Ventilnadel 3 wirkendenMagnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einemSpulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch einenSpalt 26 voneinander getrennt und stützen sich auf einemVerbindungsbauteil 29 ab. Die Magnetspule 10 wird über eineLeitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die amInnenpol 13 angespritzt sein kann.The
Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. ZurHubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. Ander anderen Seite der Einstellscheibe 15 befindet sich einAnker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welchedurch eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Flansch 21verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eineRückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform desBrennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 aufVorspannung gebracht wird.The valve needle 3 is in a valve needle guide fourteenthguided, which is designed disk-shaped. toStroke adjustment is a paired
Abströmseitig des Ankers 20 ist ein zweiter Flansch 31angeordnet, der als unterer Ankeranschlag dient. Er ist übereine Schweißnaht 33 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3verbunden. Zwischen dem Anker 20 und dem zweiten Flansch 31ist ein elastischer Zwischenring 32 zur Dämpfung vonAnkerprellern beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils1 angeordnet.Downstream of the
In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und amVentilsitzkörper 5 verlaufen Brennstoffkanäle 30a bis 30c.Der Brennstoff -wird über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert. DasBrennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegeneine nicht weiter dargestellte Verteilerleitung abgedichtet.In the
Erfindungsgemäß weist das Brennstoffeinspritzventil 1 aneiner dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandtenStirnseite 35 des Ventilsitzkörpers. 5 eine rillenartigeOberflächenstruktur 34 auf, welche sich von den aufzumindest einem Kreis angeordneten Abspritzöffnungen 7radial nach außen erstreckt. Durch die rillenartigeOberflächenstruktur 34 wird Brennstoff, welcher sich währenddes Einspritzvorgangs an der Spitzes desBrennstoffeinspritzventils 1 niederschlägt, von denAbspritzöffnungen 7 wegtransportiert, so daß dieVerkokungsneigung der Abspritzöffnungen 7 vermindert wird,wodurch Fehlfunktionen des Brennstoffeinspritzventils 1durch Verstopfen der Abspritzöffnungen 7 und einerunzulässigen Verringerung des Brennstoffdurchflussesvorgebeugt werden kann. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sindin den Fig. 2A und 2B näher dargestellt und in derBeschreibung erläutert.According to the invention, the
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird dererste Flansch 21 an der Ventilnadel 3 von der Rückstellfeder23 entgegen einer Hubrichtung so beaufschlagt, daß derVentilschließkörper 4 am Ventilsitz 6 in dichtender Anlagegehalten wird. Der Anker 20 liegt auf dem Zwischenring 32auf, der sich auf dem zweiten Flansch 31 abstützt. BeiErregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf,welches den Anker 20 entgegen der Federkraft derRückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt. Dabei nimmt derAnker 20 den ersten Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel3 verschweißt ist, und damit die Ventilnadel 3 ebenfalls inHubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindungstehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche6 ab, wodurch der Brennstoff an den Abspritzöffnungen 7abgespritzt wird.In the idle state of the
Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nachgenügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck derRückstellfeder 23 auf den ersten Flansch 21 vom Innenpol 13ab, wodurch sich die Ventilnadel 3 entgegen der Hubrichtungbewegt. Dadurch setzt der Ventilschließkörper 4 auf derVentilsitzfläche 6 auf und das Brennstoffeinspritzventil 1wird geschlossen. Der Anker 20 setzt auf dem durch denzweiten Flansch 31 gebildeten Ankeranschlag auf.If the coil current is turned off, the
Fig. 2A und 2B zeigen in einer vergrößerten schematischenAufsicht auf das abspritzseitige Ende des in Fig. 1dargestellten Brennstoffeinspritzventils 1 zweiAusführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Maßnahmen.Figs. 2A and 2B show in an enlarged schematicTop view of the discharge-side end of the in Fig. 1stillustrated
Wie bereits in der Beschreibung zu Fig. 1 kurz angesprochen,verfügt das Brennstoffeinspritzventil 1 im Bereich desVentilsitzkörpers 5 an einer dem Brennraum derBrennkraftmaschine zugewandten Stirnseite 35, dievorzugsweise konisch oder kalottenförmig nach außen gewölbtist, über eine rillenartige Oberflächenstruktur 34, welchezum Abtransport von sich im Bereich der Abspritzöffnungen 7niederschlagenden Brennstoffs dient.As already briefly mentioned in the description of FIG. 1,has the
Durch die erfindungsgemäße rillenartige Oberflächenstruktur34 kann die Verkokung der Abspritzöffnungen 7 reduziertwerden. Da der Durchmesser der Abspritzöffnungen 7typischerweise ca. 100 µm beträgt, ist die Gefahr, daß dieAbspritzöffnungen 7 durch Verkokung mit der Zeit verstopfenund somit die Durchflußmenge unzulässig stark eingeschränktwird, relativ groß. Dies ist insbesondere durch die hohenTemperaturen beim Durchzünden der in den Brennraumeingespritzten Gemischwolke bedingt, da sich dadurchBestandteile des Brennstoffs an der Spitze desBrennstoffeinspritzventils 1 absetzen. Durch die Anbringungder rillenartigen Oberflächenstruktur 34 kann imAustrittsbereich der Abspritzöffnungen 7 zurückbleibenderBrennstoff abtransportiert werden, so daß dieAbspritzöffnungen 7 nicht durch Verkokungsrückständezuwachsen können.By the groove-like surface structure according to the
Fig. 2A zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel derrillenartigen Oberflächenstruktur 34. Die Anzahl derAbspritzöffnungen 7 beträgt im vorliegendenAusführungsbeispiel sechs. Sie sind auf einem zu einerMittelachse des Brennstoffeinspritzventils 1 und/oder desVentilsitzkörpers 5 konzentrischen Kreis angeordnet. Vonjeder der Abspritzöffnungen 7 geht eine Rille 36 aus, dieeine radial von der jeweiligen Abspritzöffnung 7 nach außengerichtete Richtungskomponente hat. Die Rillen 36 sind dabeimehr oder weniger stark gebogen, um einen optimalenAbtransport von Brennstoff, der sich im Bereich derAbspritzöffnungen 7 niedergeschlagen hat, zu gewährleisten.Alternativ ist es möglich, zur Reduzierung desFertigungsaufwands die Anzahl der Rillen 36 zu reduzieren,so daß beispielsweise nur jede zweite Abspritzöffnung 7 miteiner Rille 36 in Verbindung steht.Fig. 2A shows a first embodiment ofgroove-
Die Rillen 36 können einen beliebigen Querschnitt aufweisen,wobei ein U-förmiger Querschnitt strömungs- undfertigungstechnisch am günstigsten ist. Der Querschnitt kannsich beispielsweise auch zu den radial äußeren Enden 38 derRillen 36 hin abflachen; weiterhin können die Enden 38 auchaufgeweitet sein. Die Herstellung der Rillen 36 erfolgtbeispielsweise durch Drehen während der Herstellung desVentilsitzkörpers 5. Auch eine nachträgliche Herstellung aufchemischem Weg, beispielsweise durch Ätzen, ist möglich.The
Fig. 2B zeigt in gleicher Ansicht wie Fig. 2A ein zweitesAusführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestaltetenVentilsitzkörpers 5 eines Brennstoffeinspritzventils 1.Fig. 2B shows in the same view as Fig. 2A, a secondEmbodiment of an inventively designed
Wie in dem in Fig. 2A dargestellten erstenAusführungsbeispiel weist das Brennstoffeinspritzventil 1sechs Abspritzöffnungen 7 auf, welche ebenfalls auf einemKreis angeordnet sind. Zum Abtransport von Brennstoff dientim vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel eine Einzelrille37, welche von nur einer Abspritzöffnung 7 ausgeht undschneckenförmig so radial nach außen verläuft, daß alle Abspritzöffnungen 7 radial innerhalb der Einzelrille 37liegen. Alternativ wäre es auch möglich, dieAbspritzöffnungen 7 auf einer schneckenförmigen Linieanzuordnen, welche parallel zu der schneckenförmigenEinzelrille 37 verläuft.As in the first shown in Fig. 2AEmbodiment, the
Die Einzelrille 37 muß die Abspritzöffnungen 7 zumindesteinmal ganz umlaufen, damit der Abtransport von Brennstoffvon allen Abspritzöffnungen 7 gewährleistet ist. Wie imersten Ausführungsbeispiel kann die Einzelrille 37 bei derHerstellung des Ventilsitzkörpers 5 durch Drehen hergestelltoder nachträglich auf chemischem oder mechanischem Wegeingebracht werden. Als mögliche Querschnittsform bietetsich ebenfalls ein U-förmiger Querschnitt evtl. mitverbreitertem und/oder abgeflachten Ende 38 an.The
Die Erfindung ist nicht auf die dargestelltenAusführungsbeispiele beschränkt und für eine beliebigeAnzahl von Abspritzöffnungen 7, welche in beliebiger Weiseam abspritzseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils 1angeordnet sein können, für eine beliebige Anzahl von Rillen36 sowie für beliebige Bauweisen vonBrennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar.The invention is not limited to those shownEmbodiments limited and for anyNumber of
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