Einspritzventil

Abstract

 Es wird ein Einspritzventil für Kraftstoffeinspritzan­lagen für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, daß zur Einspritzung von Kraftstoff in das Saugrohr dient. Das Einspritventil umfäßt ein Ventilgehäuse (1), in dem sich ein Kern (4) befindet, mit dem ein Anker (5) zu­sammenwirkt. Mit dem Ventilgehäuse (1) ist ein Düsenkör­per (15) mit einer Ventilsitzfläche (17) verbunden, mit der ein Dichtabschnitt (20) einer Ventilnadel (6) zusam­menarbeitet. Die Ventilnadel (6) wird durch Führungs­abschnitte (25, 26) in einer Führungsbohrung (16) des Düsenkörpers (15) geführt, wobei der sich an den Dicht­abschnitt (20) stromaufwärts anschließende Führungsab­schnitt (26) mit Zumeßöffnungen (27) versehen ist. Diese Zumeßöffnungen (27) sind schräg angeordnet, so daß sie bei geöffnetem Ventil einen Drall erzeugen, wodurch eine gute Aufbereitung des Kraftstoffes erreicht wird. Durch die Kraftstoffzumessung stromaufwärts der Ventilsitzflä­che (17) wird eine Beeinträchtigung der Kraftstoffzumes­sung durch Ablagerungen unterhalb eines Dichtsitzes (21) vermieden.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Einspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bereits ein Ein­spritzventil bekannt, bei dem sich zur Verbesserung des abgespritzten Brennstoffstrahles oberhalb des Ventil­sitzes Drallnuten befinden, welche der Verwirbelung des Kraftstoffes bereits vor dem Durchströmen des Ventilsitzes dienen. Die Zumessung der pro Zeittakt abgespritzten Kraftstoffmenge wird bei einem derartigen Einspritzven­til durch die Größe des Strömungsquerschnittes der Ab­spritzöffnung stromabwärts des Ventilsitzes bei geöffne­tem Ventil bestimmt. Dies hat zur Folge, daß die in der Praxis unvermeidlichen Ablagerungen bei längerem Betrieb dort zu Querschnittsverminderungen und damit zu verrin­gerten Durchflußmengen führen können. Eine solche Erschei­nung ist unter der Bezeichnung "Abmagerung" bekannt und gefürchtet. Sie tritt auch bei anderen Gestaltungsformen der Zumeßzone auf, solange diese stromabwärts des Ventil­sitzes liegt und damit der Saugrohratmosphäre ausgesetzt ist.

Vorteile der Erfindung

[0002] Das erfindungsgemäße Einspritzventil mit den kennzeich­nenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Bildung von Belägen im Bereich der Ab­spritzöffnung keinen Einfluß auf die Kraftstoffzumessung des Einspritzventiles hat. Dadurch, daß an den einen Drall erzeugenden Zumeßöffnungen ein sehr hoher Druckabfall herrscht, kann die Drallbewegung sehr schnell anlaufen und schon nach geringer Zeit ein voll ausgebildetes Ab­spritzbild erzeugen, mit der Folge einer sehr guten Kraft­stoffaufbereitung.

[0003] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Einspritzventiles mög­lich. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Zumeßöffnun­gen in den Mantel des Führungsabschnittes einzuarbeiten, wodurch sich eine leichte Herstellung ergibt.

Zeichnung

[0004] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­nung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein Kraftstoffeinspritzventil, Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1, Figur 3 einen Schnitt in der gleichen Ebene wie bei Figur 2 bei einer weiteren Ausführungsform des Magneteinspritzventiles.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

[0005] Innerhalb eines mit 1 bezeichneten Ventilgehäuses ei­nes nicht näher dargestellen Kraftstoffeinspritzventi­les befindet sich eine auf einem Spulenträger 3 aufge­brachte Magnetspule 2. Teilweise von dieser umgeben, befindet sich innerhalb der Magnetspule 2 ein ferromag­netischer Kern 4. Einer Stirnseite des Kerns 4 zugewandt, ebenfalls teilweise innerhalb des Spulenträgers 3 gele­gen, befindet sich ein Anker 5, welcher mit einer Ventil­nadel 6 verbunden ist, welche ihrerseits mit einem Ende 7 in eine Ausnehmung 8 des Ankers 5 eingepaßt ist. Die Ventilnadel 6 ist in einem Düsenkörper 15 verschiebbar gelagert, welcher auf nicht dargestellte Weise mit dem Ventilgehäuse 1 verbunden ist. Der Düsenkörper 15 weist eine koaxiale Führungsbohrung 16 auf, welche in der der Magnetspule 2 abgewandten Richtung in eine kegelig zu­laufende Ventilsitzfläche 17 übergeht, welche ihrerseits in einer Abspritzöffnung 18 endet. Die Ventilnadel 6 durchdringt mit Radialspiel die Führungsbohrung 16 im Düsenkörper 15 und läuft in der der Magnetspule 2 abge­wandten Richtung in einem kegeligen Dichtabschnitt 20 aus, welcher im Zusammenwirken mit der kegeligen Ventilsitz­fläche 17 ein Öffnen bzw. Schließen des Ventiles bewirkt. Der kegelige Dichtabschnitt 20 kann sowohl in der beschrie­benen Form eines Kegels auslaufen als auch einen Nadelzap­fen aufweisen, welcher, eine koaxiale Verlängerung der Ventilnadel 6 bildend, aus der Abspritzöffnung 18 des Düsenkörpers 15 herausragt. Bei geschlossenem Ventil liegt der kegelige Dichtabschnitt 20 der Ventilnadel 6 nicht di­rekt auf der kegeligen Ventilsitzfläche 17 des Düsenkör­pers 15 auf, sondern es befindet sicht im Bereich des ke­geligen Dichtabschnittes 20 als Teil desselben ein vor­ zugsweise in Form eines Kegelstumpfes leicht erhaben ge­formter schmaler Dichtsitz 21. Dieser liegt bei geschlos­senem Einspritzventil direkt auf der kegeligen Ventilsitz­fläche 17 des Düsenkörpers 15 auf.

[0006] Die Ventilnadel 6 hat mit axialem Abstand zueinander zwei Führungsabschnitte 25 und 26, welche der Ventilnadel 6 in der Führungsbohrung 16 Führung geben und welche Durchgänge für den Kraftstoff aufweisen. Dazu ist der stromaufwärts des Führungsabschnittes 26 liegende Führungsabschnitt 25 beispielsweise als Vierkant ausgebildet.

[0007] Erfindungsgemäß sind im nahe des kegeligen Dichtabschnit­tes 20 der Ventilnadel 6 zylindrisch ausgebildeten Füh­rungsabschnitt 26 Zumeßöffnungen 27 eingearbeitet, wel­che gegenüber der Ventilachse so geneigt verlaufen, daß dem aus den Zumeßöffnungen 27 in Richtung auf die Ab­spritzöffnung 18 austretenden Kraftstoff eine drallför­mige Bewegung aufgezwungen wird. Die Form der Zumeßöff­nungen 27 ergibt sich unter strömungstechnischen sowie fertigungstechnischen Gesichtspunkten.

[0008] So können die Zumeßöffnungen 27, wie in Figur 2 als Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1 dargestellt, einen kreisförmigen Querschnitt haben und als Bohrungen ausge­führt sein. Als besonders vorteilhaft hat sich ein recht­eckiger Strömungsquerschnitt herausgestellt, der, wie in Figur 3 dargestellt, bei Zumeßöffnungen 27' zur Anwendung kommen kann, welche als Nuten im Außenmantel des Führungs­abschnittes 26 ausgebildet sind und deren äußere Begren­zung durch die Führungsbohrung 16 des Düsenkörpers 15 ge­bildet wird. Selbstverständlich können bei den als Nuten ausgebildeten Zumeßöffnungen 27' auch andere als rechteckige Strömungsquerschnitte zur Anwendung kommen.

[0009] Der durch die Zumeßöffnungen 27, 27' freigegebene Strö­mungsquerschnitt ist bedeutend kleiner als der beim ge­öffneten Ventil frei werdende Strömungsquerschnitt im Be­reich der kegeligen Ventilsitzfläche 17 sowie der Strö­mungsquerschnitt der Abspritzöffnung 18. Die Zumessung der Abgespritzten Kraftstoffmenge erfolgt somit fast aus­schließlich durch die Zumeßöffnungen 27 und hier stellt sich auch der überwiegende Teil des Kraftstoff-Druckab­falls ein. Der restliche geringe Druckabfall findet sich dann im Bereich der kegeligen Ventilsitzfläche und hier besonders am Dichtsitz 21.

[0010] Durch den großen Druckabfall und den erzeugten Drall an den Zumeßöffnungen 27, 27' ergibt sich eine sehr gute Kraftstoffaufbereitung, selbst bei niedrigen Kraftstoff­drücken. Infolge des hohen Druckabfalls an den Zumeß­öffnungen 27, 27' kann die Drallbewegung sehr schnell an­laufen und schon nach geringer Zeit ein voll ausgebilde­tes Abspritzbild erzeugen. Unter bestimmten Voraussetzun­gen kann es vorteilhaft sein, durch Anbringung des be­reits beschriebenen Nadelzapfens die Kraftstoffauf­bereitung noch zu verbessern.

[0011] Vorteilhaft ist es insbesondere, die Größe des zwischen zweitem Führungsabschnitt 26 und Dichtsitz 21 liegenden, einerseits durch die kegelige Ventilsitzfläche 17 und andererseits durch den kegeligen Dichtabschnitt 20 be­grenzten kegeligen Spaltes 30 zu minimieren. Denn aus strömungstechnischer Sicht stellt der kegelige Spalt 30 einen Totraum dar; die dort auftretenden Geschwindigkeits­verluste vermindern das schnelle Anlaufen des Kraftstoff­dralles.

Ansprüche

1. Einspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einer in einem Düsenkörper einge­arbeiteten Ventilsitzfläche, einer sich daran anschlies­senden Abspritzöffnung und einer Ventilnadel, die einen mit der Ventilfläche zusammenwirkenden Dichtabschnitt und stromaufwärts mindestens einen die Ventilnadel in ei­ner Führungsbohrung mit seinem Umfang führenden Führungs­abschnitt aufweist, der zur Kraftstoffdurchströmunchnittes laufende und einen Drall erzeugende Strömungsöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsöff­nungen als Zumeßöffnungen (27) mit drosselnd auf den Kraftstoff wirkenden Querschnitten ausgeführt sind und die Summe der Querschnitte der Zumeßöffnungen (27) gerin­ger ist als sowohl die Größe des bei geöffnetem Ventil zwischen Ventilsitzfläche (17) und Dichtabschnitt (20) freigegebenen Strömungsquerschnittes als auch als die Größe des freien Strömungsquerschnittes der Abspritzöff­nung (18).

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß die Zumeßöffnungen (27) in axialer Richtung des Ventiles verlaufend als den Führungsabschnitt (26) durch­dringende Bohrungen ausgeführt sind.

3. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß die Zumeßöffnungen (27') in axialer Richtung des Ventiles verlaufend als in den Mantel des Führungsab­schnittes (26) eingearbeitete Nuten ausgebildet sind.

Zeichnung