Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Einstellung der statischen, während
des stationären Öffnungszustandes abgespritzten Brennstoffmenge eines Brennstoffeinspritzventils
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. von einem Brennstoffeinspritzventil nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
[0002] Bei dem zum Beispiel aus der DE 35 33 521 A1 bekannten Brennstoffeinspritzventil
wird der Hub des Ventilschließkörpers und damit die statische, während des stationären
Öffnungszustandes des Brennstoffeinspritzventils abgegebene Strömungsmenge eines Mediums
eingestellt, indem die Stirnfläche des Düsenkörpers, an der die den Restluftspalt
des Ankers gegenüber dem Kern bestimmende Anschlagplatte anliegt, abgeschliffen wird.
Dieses Ventil und das angewendete Einstellverfahren haben jedoch den Nachteil, daß
die Stirnfläche des Düsenkörpers nur bei einem teilweise demontierten Ventil abgeschliffen
werden kann, so daß die exakte Einstellung des Ventilnadelhubes sehr aufwendig ist.
[0003] Ein Brennstoffeinspritzventil mit einem Ventilsitzkörper, der wenigstens eine Abspritzöffnung
aufweist, ist in der DE 38 31 196 A1 beschrieben. Der Ventilsitzkörper wird in die
Längsöffnung des Düsenhalters eingepreßt, wobei die Einpreßtiefe den Ventilnadelhub
bestimmt. Die Einstellung des Ventilnadelhubes kann zwar an dem fertig montierten
Einspritzventil vorgenommen werden, bei dem Einpressen des Ventilsitzkörpers in den
Düsenhalter besteht jedoch die Gefahr der Spanbildung an dem Ventilsitzkörper und/oder
dem Sitzträger.
[0004] Bei dem zum Beispiel aus der DE 36 40 830 A1 bekannten Lochplatten - Brennstoffeinspritzventil
weisen die Abspritzöffnungen der Lochplatte vorgegebene, die statische Brennstoffmenge
beeinflussende Öffnungsquerschnitte auf. Zur Einstellung der statischen Brennstoffmenge
wird die exakte Durchflußmenge einzelner Lochplatten gemessen, um eine Lochplatte
mit einer bestimmten Ventilgruppe, die einen bekannten Ventilhub aufweist, zu kombinieren.
Abschließend wird das Brennstoffeinspritzventil montiert und mit einem Brennstoffilter
versehen, wobei die Gefahr besteht, daß die statische Brennstoffmenge des Ventils
in unerwünschter Weise verändert wird.
[0005] Ferner ist schon ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil vorgeschlagen
worden, dessen rohrförmiger Innenpol eine konzentrisch zu einer Ventillängsachse verlaufende
Durchgangsbohrung hat. In diese Durchgangsbohrung ist eine zur Einstellung der Rückstellfeder
dienende Einstellbuchse eingepreßt, in deren Längsöffnung ein fester, nicht einstellbarer
Drosselkörper angeordnet ist.
Vorteile der Erfindung
[0006] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Einstellung der statischen, während des stationären
Öffnungszustandes abgegebenen Brennstoffmenge eines Brennstoffeinspritzventils mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 haben den Vorteil einer einfachen
und kostengünstigen Einstellung der statischen Brennstoffmenge an dem ansonsten fertig
montierten Brennstoffeinspritzventil. Das Einstellen an dem ansonsten fertig montierten
Brennstoffeinspritzventil ermöglicht ein besonders genaues Einhalten der geforderten
statischen Brennstoffmenge, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die tatsächliche
statische Brennstoffmenge durch einen nachfolgenden Arbeitsgang, zum Beispiel die
Montage eines Brennstoffilters, noch verändert. So ist gewährleistet, daß die in der
Serienfertigung hergestellten Brennstoffeinspritzventile besonders geringe Streuungen
der statischen Brennstoffmenge aufweisen und daß zum Beispiel den einzelnen Zylindern
einer Brennkraftmaschine die gleiche Brennstoffmenge zugemessen wird.
[0007] Außerdem ist es möglich, die Anzahl der Varianten der Brennstoffeinspritzventile
zu reduzieren, da die erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventile durch ihre Einstellbarkeit
im ansonsten fertig montierten Zustand für verschiedene Abspritzmengen verwendbar
sind.
[0008] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen
und Verbesserungen des Verfahrens nach Anspruch 1 bzw. des Brennstoffeinspritzventils
nach Anspruch 4 möglich.
[0009] Um ein besonders exaktes Einstellen der statischen Brennstoffmenge zu gewährleisten,
ist es vorteilhaft, wenn der freie Strömungsquerschnitt der Drosseleinrichtung kontinuierlich
veränderbar ist.
[0010] Von Vorteil ist es, wenn die statische Brennstoffmenge eines Brennstoffeinspritzventils,
das einen rohrförmigen Innenpol, eine konzentrisch zu einer Ventillängsachse verlaufende
Strömungsbohrung sowie einen Drosselkörper aufweist, einstellbar ist, indem der freie
Strömungsquerschnitt der Drosseleinrichtung durch ein Variieren der Einschubtiefe
des Drosselkörpers in der Strömungsbohrung des Innenpols veränderbar ist.
Zeichnung
[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Brennstoffeinspritzventil
gemäß des Ausführungsbeispiels.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
[0012] In der Figur ist beispielsweise ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen
von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen dargestellt. Das Brennstoffeinspritzventil
hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Brennstoffeinlaßstutzen dienenden
Innenpol 3. Die Magnetspule 1 mit einem Spulenkörper 5 ist mit einer Kunststoffumspritzung
7 versehen, wobei zugleich ein elektrischer Anschlußstecker 9 mitangespritzt wird,
so daß sich ein die Magnetspule 1 und den Anschlußstecker 9 beinhaltendes eigenständiges
Kunststoffspritzteil ergibt. Die in radialer Richtung den gestuften Spulenkörper 5
mit einer in radialer Richtung gestuften Bewicklung 11 aufweisende Magnetspule 1 ermöglicht
in Verbindung mit dem einen konstanten Außendurchmesser aufweisenden Innenpol 3 einen
besonders kompakten Aufbau des Brennstoffeinspritzventils.
[0013] Mit einem unteren Polende 13 des Innenpols 3 ist konzentrisch zu einer Ventillängsachse
15 dicht ein rohrförmiges Zwischenteil 17 beispielsweise durch Schweißen verbunden
und übergreift dabei mit einem oberen Zylinderabschnitt 19 das Polende 13 teilweise
axial. Der gestufte Spulenkörper 5 übergreift teilweise den Innenpol 3 und mit einer
Stufe 21 größeren Durchmessers den oberen Zylinderabschnitt 19 des Zwischenteiles
17. Das Zwischenteil 17 ist an seinem dem Innenpol 3 abgewandten Ende mit einem unteren
Zylinderabschnitt 23 versehen, der einen rohrförmigen Düsenhalter 25 übergreift und
mit diesem beispielsweise durch Schweißen verbunden ist. In das stromabwärts liegende
Ende des Düsenhalters 25 ist in einer konzentrisch zu der Ventillängsachse 15 verlaufenden
Durchgangsöffnung 27 ein zylinderförmiger Ventilsitzkörper 29 durch Schweißen dicht
montiert. Der Ventilsitzkörper 29 weist der Magnetspule 1 zugewandt einen festen Ventilsitz
31 auf, stromabwärts dessen im Ventilsitzkörper 29 zum Beispiel zwei beispielsweise
durch Erodieren geformte Abspritzöffnungen 33 ausgebildet sind. Die Abspritzöffnungen
33 weisen so große Öffnungsquerschnitte auf, daß die Istmenge des während des stationären
Öffnungszustandes des Brennstoffeinspritzventils abgegebenen Brennstoffs die vorgegebene
Sollmenge überschreitet, sofern nicht eine weitere Drosseleinrichtung zur Zumessung
des Brennstoffs vorgesehen ist. Stromabwärts der Abspritzöffnungen 33 weist der Ventilsitzkörper
29 eine sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig erweiternde Aufbereitungsbohrung
35 auf.
[0014] In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 15 verlaufende abgestufte Strömungsbohrung
37 des Innenpols 3 ist zur Einstellung der Federkraft einer Rückstellfeder 39 eine
rohrförmige Einstellbuchse 41 eingepreßt. Die Rückstellfeder 39 liegt mit ihrem einen
Ende an der dem Ventilsitzkörper 29 zugewandten Stirnseite 43 der Einstellbuchse 41
an. Die Einpreßtiefe der Einstellbuchse 41 in die Strömungsbohrung 37 des Innenpols
3 bestimmt die Federkraft der Rückstellfeder 39 und beeinflußt damit auch die dynamische,
während des Öffnungs- und des Schließhubes des Ventils abgegebene Brennstoffmenge.
[0015] Die Rückstellfeder 39 stützt sich mit ihrem der Einstellbuchse 41 abgewandten Ende
in stromabwärtiger Richtung an einer Stirnseite 45 eines Verbindungsrohres 47 ab.
Mit dem der Rückstellfeder 39 zugewandten Ende des Verbindungsrohres 47 ist beispielsweise
durch Schweißen ein rohrförmiger Anker 49 verbunden, der durch einen Führungsbund
51 des Zwischenteils 17 geführt wird. An dem anderen Ende des Verbindungsrohres 47
ist mit diesem ein mit dem festen Ventilsitz 31 des Ventilsitzkörpers 29 zusammenwirkender,
zum Beispiel als Kugel ausgebildeter Ventilschließkörper 53 beispielsweise durch Schweißen
verbunden.
[0016] Zwischen einer Stirnseite 55 des dem Anker 49 zugewandten Polendes 13 und einer zum
oberen Zylinderabschnitt 19 führenden Schulter 57 des Zwischenteils 17 ist ein axialer
Spalt 59 gebildet, in dem durch Einklemmen eine einen Restluftspalt zwischen einer
zulaufseitigen Stirnseite 61 des Ankers 49 und der Stirnseite 55 des Polendes 13 bildende,
den Hub des Ventilschließkörpers 53 beim Öffnungsvorgang des Ventils begrenzende,
nichtmagnetische Anschlagscheibe 63 angeordnet ist.
[0017] Die Magnetspule 1 ist von wenigstens einem, beispielsweise als Bügel ausgebildeten
und als ferromagnetisches Element dienenden Leitelement 65 umgeben, das die Magnetspule
1 in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umgibt sowie mit seinem einen Ende an dem
Innenpol 3 und mit seinem anderen Ende an dem Düsenhalter 25 anliegt und mit diesen
zum Beispiel durch Schweißen oder Löten verbunden ist. Ein Teil des Brennstoffeinspritzventils
ist von einer Kunststoffummantelung 67 umschlossen, die sich vom Innenpol 3 ausgehend
in axialer Richtung über die Magnetspule 1 und das wenigstens eine Leitelement 65
erstreckt.
[0018] In der gestuften Strömungsbohrung 37 des Innenpols 3 ist stromaufwärts der Einstellbuchse
41 in dem Polende 13 abgewandter Richtung ein Brennstoffilter 71 angeordnet. Der in
das Brennstoffeinspritzventil eintretende Brennstoff durchströmt den Brennstoffilter
71 in bekannter Weise und tritt in radialer Richtung aus dem Brennstoffilter aus,
wobei eventuelle Verunreinigungen des Brennstoffs in dem Brennstoffilter 71 zurückgehalten
werden. An dem Umfang seines dem Polende 13 abgewandten oberen Endes 73 weist der
Brennstoffilter 71 einen Haltering 75 auf. Der Brennstoffilter 71 ist durch Einschieben
in die gestufte Strömungsbohrung 37 des Innenpols 3 montierbar und liegt im montierten
Zustand mit seinem Haltering 75 mit einer leichten radialen Pressung an der Wandung
eines dem unteren Polende 13 abgewandten Parallelabschnittes 77 der gestuften Strömungsbohrung
37 an.
[0019] Ein dem unteren Polende 13 des Innenpols 3 zugewandtes unteres Ende 79 eines das
Filtergewebe stützenden Trägerteils 83 des Brennstoffilters 71 ist mit einem Drosselkörper
81 verbunden, der sich in Richtung der Ventillängsachse 15 der Rückstellfeder 39 zugewandt
erstreckt. Der Drosselkörper 81 kann zum Beispiel als Kunststoffbauteil ausgeführt
und an das Trägerteil 83 des Brennstoffilters 71 durch Anspritzen mitangeformt sein
und ist auf diese Art und Weise einfach und kostengünstig herstellbar. Der Drosselkörper
81 weist eine sich beispielsweise in Strömungsrichtung, also dem Ventilsitz 31 zugewandt
kegelstumpfförmig verjüngende Form auf. Neben dieser Form kann der Drosselkörper 81
zum Beispiel auch die Form eines Tetraeders, einer Pyramide oder eine andere, sich
vorzugsweise in Brennstoffströmungsrichtung verjüngende Form haben.
[0020] Die Einstellbuchse 41 hat eine sich in Strömungsrichtung des Brennstoffs konzentrisch
zu der Ventillängsachse 15 erstreckende zylindrische Längsöffnung 85, die der Brennstoff
in Richtung des Ventilsitzes 31 des Brennstoffeinspritzventils durchströmt. Der sich
in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngende Drosselkörper 81 ragt zum Beispiel
teilweise in die Längsöffnung 85 der Einstellbuchse 41, so daß zwischen dem Umfang
des Drosselkörpers 81 und der Wandung der Längsöffnung 85 eine Drosseleinrichtung
87 gebildet ist. Die Drosseleinrichtung 87 weist einen engen, ringförmigen freien
Strömungsquerschnitt 89 auf, der an seiner engsten Stelle im Bereich einer dem Brennstoffilter
71 zugewandten oberen Stirnfläche 91 der Einstellbuchse 41 der Zumessung des Brennstoffs
dient und dessen Querschnittsfläche die statische, während des stationären Öffnungszustandes
abgegebene Brennstoffmenge des Brennstoffeinspritzventils beeinflußt.
[0021] Zur Einstellung der statischen, während des stationären Öffnungszustandes abgegebenen
Brennstoffmenge des Brennstoffeinspritzventils wird in einem ersten Verfahrensschritt
an dem ansonsten fertig montierten Brennstoffeinspritzventil die Istmenge des abgegebenen
Brennstoffs bei vollständig geöffnetem Brennstoffeinspritzventil zum Beispiel mittels
einer Brennstoffleitung 95 und eines Brennstoffsammelgefäßes 97 gemessen. Die Abspritzöffnungen
33 weisen bei dem beispielsweise dargestellten Brennstoffeinspritzventil derart große
Öffnungsquerschnitte auf, daß die Istmenge des abgegebenen Brennstoffs stets größer
als die vorgegebene statische Sollmenge ist. In einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahrensschritt
wird die Einschubtiefe des Brennstoffilters 71 in der Strömungsbohrung 37 des Innenpols
3 und damit die Tiefe, bis zu der der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig
verjüngende Drosselkörper 81 in die Längsöffnung 85 der Einstellbuchse 41 ragt, mit
einem Werkzeug 99 so lange variiert, bis sich der enge, den Brennstoff zumessende
freie Strömungsquerschnitt 89 an der oberen Stirnseite 91 der Einstellbuchse 41 zwischen
dem Umfang des Drosselkörpers 81 und der Wandung der Längsöffnung 85 der Einstellbuchse
41 derart verändert hat, daß die abgegebene Istmenge mit der vorgegebenen statischen
Sollmenge des Brennstoffs übereinstimmt. Auf diese Art und Weise läßt sich der freie
Strömungsquerschnitt 89 der Drosseleinrichtung 87 und damit die statische, während
des stationären Öffnungszustandes abgegebene Brennstoffmenge des Einspritzventils
kontinuierlich verändern, wobei der Brennstoffilter 71 und damit auch der mit dem
Brennstoffilter 71 verbundene Drosselkörper 81 während des Einstellvorganges sowohl
in Brennstoffströmungsrichtung als auch in entgegengesetzter Richtung verschoben werden
können.
[0022] Es ist auch möglich, daß die Drosseleinrichtung 87 zwischen dem Drosselkörper 81
und der Wandung der gestuften Strömungsbohrung 37 des Innenpols 3 gebildet ist.
[0023] Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorteil, daß an einem ansonsten fertig montierten
Brennstoffeinspritzventil die statische, während des stationären Öffnungszustandes
abgegebene Brennstoffmenge direkt eingestellt werden kann. Hierdurch wird nicht nur
die Streuung der statischen Brennstoffmengen der einzelnen Brennstoffeinspritzventile
minimiert, sondern zugleich eine Reduzierung der Herstellkosten erzielt.
1. Verfahren zur Einstellung der statischen, während des stationären Öffnungszustandes
abgegebenen Brennstoffmenge eines Brennstoffeinspritzventils, das ein in einem Strömungskanal
liegendes, mit einem Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilschließteil und eine stromaufwärts
des Ventilsitzes angeordnete, der Zumessung des Brennstoffs dienende Drosseleinrichtung
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt an dem ansonsten
fertig montierten Brennstoffeinspritzventil die Istmenge des abgegebenen Brennstoffs
bei vollständig geöffnetem Brennstoffeinspritzventil gemessen und mit einer vorgegebenen
Sollmenge verglichen wird, und in einem zweiten Verfahrensschritt der freie Strömungsquerschnitt
(89) der Drosseleinrichtung (87) solange verändert wird, bis die abgegebene Istmenge
mit der vorgegebenen Sollmenge des Brennstoffs übereinstimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt
(89) der Drosseleinrichtung (87) kontinuierlich verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Brennstoffeinspritzventil einen rohrförmigen
Innenpol mit einer konzentrisch zu einer Ventillängsachse verlaufenden Strömungsbohrung
und einen Drosselkörper hat, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt
(89) der Drosseleinrichtung (87) durch ein Variieren der Einschubtiefe des Drosselkörpers
(81) in der Strömungsbohrung (37) des Innenpols (3) verändert wird.
4. Brennstoffeinspritzventil mit einem in einem Strömungskanal liegenden, mit einem Ventilsitz
zusammenwirkenden Ventilschließteil, und mit einer stromaufwärts des Ventilsitzes
angeordneten, der Zumessung des Brennstoffs dienenden Drosseleinrichtung, insbesondere
zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der freie Strömungsquerschnitt (89) der Drosseleinrichtung (87) an dem ansonsten
fertig montierten Brennstoffeinspritzventil veränderbar ist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt
(89) der Drosseleinrichtung (87) kontinuierlich veränderbar ist.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4 oder 5, mit einem rohrförmigen Innenpol,
der eine konzentrisch zu einer Ventillängsachse verlaufende Strömungsbohrung hat,
und mit einem Drosselkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt
(89) der Drosseleinrichtung (87) durch ein Variieren der Einschubtiefe des Drosselkörpers
(81) in der Strömungsbohrung (37) des Innenpols (3) veränderbar ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, mit einem in der Strömungsbohrung des Innenpoles
angeordneten Brennstoffilter, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (81) mit
dem Brennstoffilter (71) verbunden ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, mit einer in der Durchgangsbohrung des
Innenpols angeordneten rohrförmigen Einstellbuchse, die eine Längsöffnung aufweist
und stromabwärts des Brennstoffilters angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drosselkörper (81) teilweise in die Längsöffnung (85) der Einstellbuchse (41)
ragt.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich
der Drosselkörper (81) in Brennstoffströmungsrichtung verjüngt.