KRAFTSTOFFEINSPRITZVENTIL FÜR BRENNKRAFTMASCHINEN

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einem derartigen, aus der US-PS 4, 972, 997 bekannten Kraftstoffeinspritzventil ist ein kolbenförmiges Ventilglied axial verschiebbar in einer Bohrung eines Ventilkörpers geführt. Das Ventilglied weist dabei an seinem brennraumseitigen Ende einen konische Ventildichtfläche auf, mit der es mit einer konischen Ventilsitzfläche am Ventilkörper zusammenwirkt, die am nach innen kragenden Ende der geschlossenen Ventilbohrung gebildet ist. Dabei bildet eine Berührungskante zwischen der Ventildichtfläche am Ventilglied und der Ventilsitzfläche eine umlaufende Dichtkante. Diese bei geschlossenem Einspritzventil gebildete Dichtkante dichtet dabei einen stromaufwärts an die Dichtkante angrenzenden Druckraum bei geschlossenem Einspritzventil ab. Stromabwärts dieser Dichtkante ist wenigstens eine in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine mündende Einspritzöffnung in der Wand des Ventilkörpers vorgesehen, die dabei von der Ventilsitzfläche abführt.

[0002] Dabei weist dieses bekannte Kraftstoffeinspritzventil jedoch den Nachteil auf, daß die Stellzeiten des Ventilgliedes aufgrund der großen hydraulischen Kräfte am Ventilglied für sehr schnell schaltende Einspritzventile zu lang sind. Desweiteren baut das bekannte Kraftstoffeinspritzventil aufgrund der Vielzahl von axial hintereinanderliegenden Bauteilen sehr groß, was die Einsetzbarkeit der bekannten Kraftstoffeinspritzventile an Motoren mit geringem zur Verfügung stehenden Bauraum einschränkt.

Vorteile der Erfindung

[0003] Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sehr kleine Stellkräfte und somit sehr schnelle Ventilhubbewegungen des Ventilgliedes des Einspritzventils möglich sind. Diese schnellen Verstellbewegungen werden dabei durch die kleinen hydraulisch wirksamen Flächen am Ventilglied und das kleine Steuervolumen möglich, wobei nur kleine bewegte Massen verstellt werden müssen. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß das Ventilglied eine Führungsbohrung aufweist, mit der es gleitverschiebbar auf einem Zapfen eines ortsfesten Einsatzkörpers geführt ist. Dabei ist das verschiebbare Ventilglied in den Einspritzpausen hydraulisch druckausgeglichen, so daß keine Leckageverluste auftreten. Somit ist keine Dichtung für abströmendes Lecköl nach außen notwendig, wobei sich neben der Leckage auch Wärmeentwicklungen und ein möglicher Schmutzeintrag aufgrund der guten Trennung von Dichtungs- und Führungsbauteilen verringern läßt. Ein weiterer Vorteil wird durch die sehr kurz bauende Bauweise des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils erreicht, wodurch der benötigte Einbauraum an der zu versorgenden Brennkraftmaschine ebenfalls stark verringert werden kann. Die das Ventilglied des Einspritzventils in Schließrichtung beaufschlagende Rückstellfeder muß das Einspritzventil lediglich bei drucklosem System schließen, so daß sie entsprechend klein dimensioniert werden kann. Während des hochdruckbefüllten Betriebs erfolgt die Schließbewegund und das Halten des Ventilgliedes an der Ventilsitzfläche durch die Auslegung der am Ventilglied wirksamen hydraulischen Öffnungs- und Schließflächen, wobei die hydraulische Angriffsfläche der Schließflächen am Ventilglied bei geschlossenem Einspritzventil größer als die in Öffnungsrichtung wirkenden hydraulischen Angriffsflächen ist. Die Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes wird dabei in vorteilhafter Weise durch mechanische Hubanschlagflächen am Zapfen des ortsfesten Einsatzkörpers begrenzt, es sind jedoch alternativ auch hydraulische Hubanschläge möglich. Das den Steuerraum in einen Entlastungsraum aufsteuernde Steuerventil kann dabei wie im Ausführungsbeispiel gezeigt als 2/2-Wegemagnetventil ausgebildet sein, alternativ können aber auch 2/3-, 3/2- oder 3/3- Steuerventile verwendet werden. Das Ventilglied wird dabei über seine innere Führungsbohrung axial auf dem Zapfen des ortsfesten Einsatzkörpers geführt, es ist jedoch auch möglich, zusätzlich eine weitere Führung am Außenumfang des Ventilgliedes innerhalb des Ventilkörpers vorzusehen. Bei der Verwendung einer derartigen verbesserten Führung sind Kraftstoffdurchtrittsöffnungen am Ventilglied vorgesehen, die einen Kraftstoffdurchtritt von einem Druckraum zu den Ventilsitzflächen ermöglichen und die als Flächenanschliffe an der Mantelfläche des Ventilgliedes oder als Durchgangsbohrungen ausgebildet sein können. Das Ventilglied selbst kann dabei in vorteilhafter Weise zweiteilig ausgebildet sein, wobei ein die Ventildichtfläche aufweisendes Kopfstück in eine Hülse eingesetzt, vorzugsweise eingepreßt ist. Ein derartiges zweiteiliges Ventilglied ist dabei in einfacher Weise und mit hoher Genauigkeit fertigbar. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils ist die Möglichkeit einer hydraulisch schwimmenden Lagerung des den Zapfen tragenden Einsatzkörpers im Ventilkörper, so daß dieser und das auf diesem geführte Ventilglied gegenüber dem Ventilkörper sicher zentrierbar sind.

[0004] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

[0005] Fünf Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen sind in der Zeichnung dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert.

[0006] Es zeigen die Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils in einem Längsschnitt, bei dem die Kraftstoffzuführung und Entlastung des Steuer- bzw. Arbeitsraumes zwischen dem Zapfen und dem Ventilglied über eine zentrale Durchgangsbohrung im Zapfen erfolgt, die Figur 2 eine vergrößerte Ausschnittdarstellung des auf dem Zapfen geführten Ventilgliedes, das dabei zweiteilig ausgebildet ist, die Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils, bei dem das Ventilglied eine zusätzliche Außenführung im Ventilkörper aufweist, die Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einem durch einen Absatz am Zapfenumfang gebildeten Hubanschlag für das Ventilglied, die Figur 5 ein viertes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils, bei dem der Hubanschlag des Ventilgliedes durch eine gestufte Stirnfläche des Zapfens gebildet ist und die Figur 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils, bei dem der Arbeits- bzw. Steuerraum außerhalb des Zapfens des Einsatzkörpers angeordnet ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0007] Das in der Figur 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen weist einen zylindrischen Ventilkörper 1 auf, der mit seinem freien unteren Ende in einen nicht näher gezeigten Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragt. Der als Hohlkörper ausgebildete Ventilkörper 1 ist mittels einer Spannmutter 3 axial gegen einen Ventilhaltekörper 5 verspannt, wobei zwischen den einander zugewandten Stirnflächen des Ventilkörpers 1 und des Ventilhaltekörpers 5 ein Einsatzkörper 7 eingespannt ist. Dieser stufenförmige zylindrische Einsatzkörper 7 weist an seinem dem Ventilhaltekörper 5 abgewandten Ende einen Zapfen 9 auf, mit dem er in den Innenraum des Ventilkörpers 1 hineinragt. Auf dem freien Ende des Zapfens 9 ist dabei ein zylindrisches Ventilglied 11 mit einer zentralen Führungsbohrung 13 axial verschiebbar geführt. Dieses Ventilglied 11 weist an seiner, dem Zapfen 9 abgewandten geschlossenen Stirnseite eine konische Ventildichtfläche 15 auf, die in zwei Bereiche mit unterschiedlichen Konuswinkeln geteilt ist, wobei am Übergang zwischen den beiden Konuswinkeln der Ventildichtfläche 15 eine umlaufende Dichtkante 17 am Ventilglied 11 gebildet ist. Das Ventilglied 11 wirkt mit seiner Ventildichtfläche 15 mit einer am nach innen kragenden geschlossenen Ende des Innenraumes im Ventilkörper 1 gebildeten Ventilsitzfläche 19 zusammen, wobei die Dichtkante 17 am Ventilglied 11 bei an der Ventilsitzfläche 19 anliegendem Ventilglied 11 einen stromaufwärts liegenden, im Inneren des Ventilkörpers 1 gebildeten Druckraum 21 von einem stromabwärts der Dichtkante 17 liegenden Sackloch 23 trennt, von dessen der Dichtkante 17 nachgeordneten Ventilsitzfläche 19 Einspritzöffnungen 25 in den Brennraum der Brennkraftmaschine abführen. Für eine sichere Anlage des Ventilgliedes 11 an der Ventilsitzfläche 19 bei drucklosem System ist eine Rückstellfeder 27 zwischen einer dem Ventilsitz 19 abgewandten Ringstirnfläche 29 am Ventilglied 11 und einem Absatz 31 am Zapfen 9 eingespannt, die das Ventilglied 11 in Richtung Ventilsitzfläche 19 beaufschlagt. Des weiteren ist zwischen der Stirnfläche 33 am geschlossenen Ende der Führungsbohrung 13 im Ventilglied 11 und der Stirnfläche 35 des Zapfens 9 ein hydraulischer Arbeits- bzw. Steuerraum 37 gebildet. Dieser Steuerraum 37 wird über eine axiale Durchgangsbohrung 39 im Einsatzkörper 7 mit Kraftstoff hohen Druckes befüllt und entlastet. Dazu ist die Durchgangsbohrung 39 über eine Drosselbohrung 41 im Ventilhaltekörper 5 an eine Hochdruckleitung 43 angeschlossen, die ihrerseits an einen, nicht näher dargestellten Hochdruckspeicherraum mündet, der über eine Hochdruckförderpumpe ständig mit Kraftstoff hohen Druckes befüllt wird und an den vorzugsweise sämtliche Einspritzventile des Einspritzsystems angeschlossen sind. Zur Druckentlastung des Steuerraumes 37 ist die in diesen mündende Durchgangsbohrung 39 mit einer Entlastungsleitung 45 im Ventilhaltekörper 5 verbunden, die in einen nicht näher dargestellten Niederdruckentlastungsraum mündet und die mittels eines Steuerventils 47 verschließbar ist. Dieses von außen willkürlich ansteuerbare Steuerventil 47 ist dabei im Ausführungsbeispiel als 2/2-Wegeventil ausgebildet und wird vorzugsweise durch ein Magnetventil betätigt.

[0008] Zur Verstellung des Ventilgliedes 11 wirken dabei die Ringstirnfläche 29 und die Stirnfläche 33 der Führungsbohrung 13 als in Schließrichtung wirkende hydraulische Druckangriffsflächen am Ventilglied 11. In Öffnungsrichtung wirkt die Ventildichtfläche 15, wobei bei am Ventilsitz 19 anliegendem Ventilglied 11 zunächst deren sich stromaufwärts an die Dichtkante 17 anschließender Bereich wirkt. Dabei bildet der Ventilglieddurchmesser an der Dichtkante 17 einen ersten Durchmesser d1, der Durchmesser des Außenumfangs des zylindrischen Ventilgliedes 11 einen zweiten Durchmesser d2 und der Durchmesser des Außenumfanges des Zapfens 9 einen dritten Durchmesser d3. Dabei muß der Durchmesser d3 für eine sichere Funktion des Kraftstoffeinspritzventils größer sein als der Durchmesser d1, der den Sitzdurchmesser am Ventildichtsitz definiert.

[0009] Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil arbeitet in folgender Weise. Zu Beginn der Funktion des Einspritzsystemes wird der nicht näher dargestellte Hochdruckspeicherraum von der Kraftstoffhochdruckpumpe mit Kraftstoff hohen Druckes befüllt. Dieser Druck wird über die einzelnen Hochdruckleitungen 43 zu den jeweiligen in den Brennraum der Brennkraftmaschine ragenden Einspritzventilen geleitet. Dabei gelangt der Kraftstoffhochdruck beim ersten Ausführungsbeispiel über die Hochdruckleitung 43 in den Druckraum 21 sowie über die von der Hochdruckleitung 43 abzweigende Drosselbohrung 41 und die Durchgangsbohrung 39 im Einsatzkörper 7 in den Steuerraum 37. Das Steuerventil 47 hält dabei die Entlastungsleitung 45 verschlossen. In diesem geschlossenen Zustand des Kraftstoffeinspritzventils während der Einspritzpausen wirken die Ringstirnfläche 29 und die Stirnfläche 33 der Innenführungsbohrung 13 am Ventilglied 11 in Schließrichtung und beaufschlagen dabei des Ventilglied 11 in Richtung Ventilsitzfläche 19. Gleichzeitig greift an der stromaufwärts der Dichtkante 17 gebildeten Ventilsitzfläche 19 der Kraftstoffhochdruck im Druckraum 21 in öffnungsrichtung am Ventilglied 11 an. Dabei sind die hydraulischen Druckangriffsflächen am Ventilglied 11 jedoch so ausgebildet, daß in diesem Zustand die in Schließrichtung wirkenden Flächen 29, 33 größer als die in Öffnungsrichtung wirkenden Flächen an der Ventildichtfläche 15 sind, so daß das Ventilglied 11 hydraulisch in Anlage an der Ventilsitzfläche 19 gehalten wird. Soll nunmehr eine Einspritzung am Einspritzventil erfolgen, wird das Steuerventil 47 in Öffnungsrichtung betätigt, so daß dieses die Entlastungsleitung 45 in einen Niederdruckraum aufsteuert. Infolgedessen entspannt sich über die Durchgangsbohrung 39 der Druck im Steuerraum 37 sehr rasch in die Entlastungsleitung 45, so daß diese in Schließrichtung am Ventilglied 11 angreifende hydraulische Druckkraft abgebaut wird. Da nunmehr die in Öffnungsrichtung wirkende Druckangriffsfläche an der Ventildichtfläche 15 größer ist als die in Schließrichtung wirkende Ringstirnfläche 29 wird das Ventilglied 11 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 27 vom Ventilsitz 19 abgehoben, so daß der Kraftstoff aus dem Druckraum 21 über den zwischen der Ventilsitzfläche 19 und der Ventildichtfläche 15 freigegebenen Öffnungsquerschnitt in die Einspritzöffnungen 25 und weiter in den Brennraum der Brennkraftmaschine einströmen kann. Dabei gewährleistet die Drosselbohrung 41, daß der aus der Hochdruckleitung 43 zuströmende Kraftstoffhochdruck nicht sofort im Kurzschluß in die Entlastungsleitung 45 abströmt. Die Einspritzung am Einspritzventil wird beendet, indem das Steuerventil 47 die Entlastungsleitung 45 erneut verschließt, so daß sich im Steuerraum 37 über die Bohrung 41 und 39 erneut ein Kraftstoffhochdruck aufbauen kann, der nunmehr über die Angriffsfläche 33 und die Ringstirnfläche 29 das Ventilglied 11 erneut in Anlage an die Ventilsitzfläche 19 verschiebt. Da bei geschlossenem Einspritzventil der hydraulische Druck innerhalb und außerhalb des verschiebbaren Ventilgliedes 11 gleich groß ausgebildet ist, kann ein Leckagestrom am Ventilglied 11 in den Niederdruckraum vermieden werden. Das Ventilglied 11 ist dabei während seiner Hubbewegung mittels seiner Innenführung auf dem Zapfen 9 des Einsatzkörpers 7 sicher axial gleitverschiebbar geführt.

[0010] In der Figur 2 ist eine mögliche Ausbildung des Ventilgliedes 11 als zweiteiliges Bauteil in einer vergrößerten Einzelteilzeichnung dargestellt. Dabei weist das Ventilglied 11 eine Hülse 49 auf, die mit ihrem Innendurchmesser gleitverschiebbar auf dem Zapfen 9 des Einsatzkörpers 7 geführt ist und in deren unteres brennraumseitiges Ende ein als stufenförmiger Zylinder ausgebildetes Kopfstück 51 eingepreßt ist, das auf seiner der Hülse 49 abgewandten Stirnseite die Ventildichtfläche 15 und die Dichtkante 17 aufweist. Dabei ist das Kopfstück 51 vorzugsweise mit einem zapfenförmigen Ansatz in den Innendurchmesser der Hülse 49 eingesetzt und an der Ringabsatzfläche mit der Ringstirnfläche der Hülse 11 verschweißt.

[0011] In der Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils dargestellt, bei dem das Ventilglied 11 zusätzlich zur Innenführung an der Bohrung 13 über eine Außenführung an der Innenwand des Ventilkörpers 1 geführt ist. Dabei bildet die Außenumfangswand 53 des Ventilgliedes 11 diese zweite zusätzliche Führungsfläche die an der Innenwandfläche 55 des Ventilkörpers 1 gleitet. Für einen Kraftstoffdurchtritt vom Druckraum 21 an die Ventilsitzfläche 19 sind dabei Ausnehmungen am Außenumfang des Ventilgliedes 11 vorgesehen, die vorzugsweise als Flächenanschliffe 57 ausgebildet sind.

[0012] Die Figuren 4 und 5 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele des Kraftstoffeinspritzventils bei denen zur Begrenzung der Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes 11 verschiedene mechanische Hubanschläge vorgesehen sind. Dabei zeigt die Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem der Hubanschlag für das Ventilglied 11 als Ringabsatz 59 an der Mantelfläche des Zapfens 9 des Einsatzkörpers 7 ausgebildet ist. An diese Ringabsatzfläche 59 gelangt dabei das Ventilglied 11 nach Durchlaufen seines Gesamtöffnungshubweges mit der Ringstirnfläche 29 in Anlage.

[0013] Desweiteren erfolgt die Befüllung des Steuerraumes 37 zwischen dem Zapfen 9 und der geschlossenen Stirnfläche 33 der Führungsbohrung 13 im Ventilglied 11 nunmehr direkt aus dem Druckraum 21, wozu eine Drosselbohrung 61 im Ventilglied 11 vorgesehen ist, die vom Steuerraum 37 ausgehend an der Mantelfläche des Ventilgliedes 11 in den Druckraum 21 einmündet.

[0014] Das in der Figur 5 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom in der Figur 4 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel lediglich in der Art des Hubanschlages für die Begrenzung der Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes 11. Dabei wird der Öffnungshub des Ventilgliedes 11 nunmehr durch die Anlage der Stirnfläche 33 der Bohrung 13 im Ventilglied 11 an die Stirnfläche 35 des Zapfens 9 am Einsatzkörper 7 begrenzt. Die Ringstirnfläche 35 des Zapfens 9 weist dazu einen axial einwärts versetzten Absatz 63 auf, der die Beibehaltung der in Schließrichtung wirkenden Stirnfläche 33 am Ventilglied 11 gewährleistet. Auf diese Weise kann beim Verschließen der Entlastungsleitung 45 durch das Steuerventil 47 am Ende der Einspritzphase und dem erneuten Befüllen des Steuerraumes 37 mit Kraftstoff hohen Druckes über die Drosselbohrung 61 die Rückstellbewegung des Ventilgliedes 11 an den Ventilsitz 19 sicher gewährleistet bleiben. Der Öffnungshubweg des Ventilgliedes 11 läßt sich dabei in einfacher Weise über die axiale Länge des ortsfest angeordneten Einsatzkörpers 7 einstellen.

[0015] Bei dem in der Figur 6 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel ist der Steuerraum 37 gegenüber den vorangegangenen Ausführungsbeispielen außerhalb des Ventilgliedes 11 angeordnet. Das Ventilglied 11 ist dazu analog zum zweiten Ausführungsbeispiel sowohl innen an der Führungsbohrung 13 als auch außen an der Umfangswand 53 des Ventilgliedes 11 geführt. Ein zwischen der rückwärtigen Ringstirnfläche 29 am Ventilglied 11 und zwischen dem Absatz 31 am ortsfesten Einsatzkörper 7 gebildeter Raum bildet dabei beim fünften Ausführungsbeispiel den Steuerraum 137, in dem auch die Rückstellfeder 27 angeordnet ist. Dabei führt vom Steuerraum 137 ein Entlastungskanal 64 ab, der vom Steuerventil 47 in die Entlastungsleitung 45 aufsteuerbar ist. Der zwischen der Stirnfläche 35 des Zapfens 9 und der geschlossenen Stirnfläche 33 der Bohrung 13 am Ventilglied 11 eingeschlossenen hydraulische Arbeitsraum 65 wird dabei erneut über eine Durchgangsbohrung 39 und eine Hochdruckleitung 43 mit Kraftstoff hohen Druckes aus einem Kraftstoffhochdrucksammelbehälter befüllt. Dabei führt vom hydraulischen Arbeitsraum 65 eine Verbindungsbohrung 67 ab, die in einen ventilsitznahen Raum innerhalb des Ventilkörpers 1 einmündet. Die Kraftstoffhochdruckversorgung des Steuerraumes 137 erfolgt über eine Drosselbohrung 41, die von der Durchgangsbohrung 39 im Einsatzkörper 7 in den Steuerraum 137 einmündet.

[0016] Die Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes 11 erfolgt beim fünften Ausführungsbeispiel durch das Druckentlasten des außen liegenden Steuerraumes 137 über den Entlastungskanal 64 und die Entlastungsleitung 45. Dabei wirkt die Stirnfläche 33 innerhalb des Ventilgliedes 11 mit ihrem Durchmesser d3 weiterhin in Schließrichtung des Ventilgliedes 11. Die durch die Durchmesserdifferenz zwischen dem Außenumfang des Ventilgliedes 11 (d2) und den Durchmesser an der Sitzkante 17 (d1) gebildete in Öffnungsrichtung am Ventilglied 11 angreifende hydraulische Druckfläche muß dabei größer ausgebildet sein als die nunmehr allein in Schließrichtung wirkende Stirnfläche 33 am Ventilglied 11. Die Schließhubbewegung des Ventilgliedes 11 erfolgt analog zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen durch das erneute Verschließen der Entlastungsleitung 45, in dessen Folge sich im Steuerraum 137 über die Drosselbohrung 41 erneut ein Kraftstoffhochdruck aufbaut, der das Ventilglied 11 an der Ringstirnfläche 29 zusätzlich zur Stirnfläche 33 in Schließrichtung beaufschlagt und das Ventilglied 11 somit in Anlage an die Ventilsitzfläche 19 zurückverschiebt.

Ansprüche

1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem in einem Ventilkörper (1) angeordneten, axial verschiebbaren Ventilglied (11), das an seinem dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Ende eine konische Ventildichtfläche (15) aufweist, mit der es mit einer konischen Ventilsitzfläche (19) am Ventilkörper (1) zusammenwirkt, wobei die konische Ventildichtfläche (15) am Ventilglied (11) eine eine Dichtkante (17) bildende Ringkante aufweist, sowie mit wenigstens einer Einspritzöffnung (25) in den Brennraum der Brennkraftmaschine in dem sich bei geschlossenem Einspritzventil stromabwärts an die Dichtkante (17) anschließenden Bereich der Ventilsitzfläche (19), dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (11) eine Führungsbohrung (13) aufweist, mit der es gleitverschiebbar auf einem Zapfen (9) eines ortsfesten Einsatzkörpers (7) geführt ist.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilkörper (1) ein an die Ventilsitzfläche (19) mündender Hochdruckraum (21) gebildet ist, der ständig über eine Hochdruckleitung (43) mit einem mit Kraftstoff hohen Druckes gefüllten Hochdruckspeicherraum verbunden ist.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer geschlossenen Stirnfläche (33) der Führungsbohrung (13) im Ventilglied (11) und einer Stirnfläche (35) des Zapfens (9) des Einsatzkörpers (7) ein Arbeitsraum begrenzt ist, der aus dem Hochdruckraum (21) oder der Hochdruckleitung (43) mit Kraftstoff hohen Druckes befüllbar ist.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Kraftstoffhochdruck befüllbarer Steuerraum (37, 137) im Ventilkörper (1) vorgesehen ist, dessen Innendruck das Ventilglied (11) in Schließrichtung beaufschlagt und der über eine aufsteuerbare Entlastungsleitung (45) in einen Niederdruckraum druckentlastbar ist.

5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein von außen betätigbares Steuerventil (47) in die Entlastungsleitung (45) eingesetzt ist.

6. Kraftstoffeinspritzventil nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerraum (37) durch den Arbeitsraum zwischen den Stirnflächen (33) am Ventilglied (11) und (35) am Zapfen (9) gebildet ist.

7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerraum (37) über einen, eine Drosselstelle (41) enthaltenen Zulaufkanal mit der Hochdruckleitung (43) oder dem Hochdruckraum (21) verbunden ist.

8. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerraum (137) radial auswärts des Zapfens (9) des ortsfesten Einsatzkörpers (7) angeordnet ist und von der brennraumabgewandten Ringstirnfläche (29) des Ventilgliedes (11) begrenzt wird.

9. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerraum (137) über eine Drosselbohrung (41) ständig mit der Hochdruckleitung (43) und über eine zusteuerbare Entlastungsleitung (45) mit einem Niederdruckraum verbindbar ist.

10. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilglied (11) und dem Einsatzkörper (7) eine, das Ventilglied (11) in Schließrichtung beaufschlagende Rückstellfeder (27) eingespannt ist.

11. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (11) durch eine Hülse (49) gebildet ist, in deren brennraumzugewandte Öffnung ein Kopfstück (51) eingesetzt ist, an dessen der Hülse (49) abgewandter Stirnseite die Ventildichtfläche (15) angeordnet ist.

12. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungshubweg des Ventilgliedes (11) durch einen Hubanschlag begrenzt ist.

13. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubanschlag durch einen Ringabsatz (59) am zylindrischen Zapfen (9) des Einsatzkörpers (7) gebildet ist.

14. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubanschlag durch einen an der ventilgliedseitigen Ringstirnfläche (35) des Zapfens (9) des Einsatzkörpers (7) gebildet ist.

15. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (11) zusätzlich mit seiner radialen Mantelfläche (53) an der Innenwand (55) des Ventilkörpers (1) geführt ist, wobei Durchtrittskanäle (57, 67) für einen Kraftstoffdurchtritt am Ventilglied (11) vorgesehen sind.

Claims

1. Fuel injection valve for internal combustion engines, with an axially displaceable valve member (11) which is arranged in a valve body (1) and, at its end facing the combustion space of the internal combustion engine, has a conical valve-sealing surface (15), by means of which it co-operates with a conical valve-seat surface (19) on the valve body (1), the conical valve-sealing surface (15) on the valve member (11) having an annular edge forming a sealing edge (17), and with at least one injection orifice (25) into the combustion space of the internal combustion engine, in that region of the valve-seat surface (19) which, with the injection valve closed, follows the sealing edge (17) downstream, characterized in that the valve member (11) has a guide bore (13), by means of which it is guided in a slideably displaceable manner on a tenon (9) of a fixed insert body (7).

2. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the valve body (1) has formed in it a high-pressure space (21) which issues on to the valve-seat surface (19) and is constantly connected via a high-pressure line (43) to a high-pressure storage space filled with high-pressure fuel.

3. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that between a closed end face (33) of the guide bore (13) in the valve member (11) and an end face (35) of the tenon (9) of the insert body (7) is delimited a working space which is capable of being filled with high-pressure fuel from the high-pressure space (21) or the high-pressure line (43).

4. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that there is provided in the valve body (1) a control space (37, 137) which is capable of being filled with fuel high pressure and the internal pressure of which acts upon the valve member (11) in the closing direction and which is capable of being relieved of pressure into a low-pressure space via an openable relief line (45).

5. Fuel injection valve according to Claim 4, characterized in that a control valve (47) capable of being actuated from outside is inserted into the relief line (45).

6. Fuel injection valve according to Claims 3 and 4, characterized in that the control space (37) is formed by the working space between the end faces (33) on the valve member (11) and (35) on the tenon (9).

7. Fuel injection valve according to Claim 6, characterized in that the control space (37) is connected via an inflow duct containing a throttle point (41) to the high-pressure line (43) or the high-pressure space (21).

8. Fuel injection valve according to Claim 4, characterized in that the control space (137) is arranged radially outwards in relation to the tenon (9) of the fixed insert body (7) and is delimited by the annular end face (29), facing away from the combustion space, of the valve member (11).

9. Fuel injection valve according to Claim 8, characterized in that the control space (137) is capable of being constantly connected to the high-pressure line (43) via a throttle bore (41) and to a low-pressure space via a closeable relief line (45).

10. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that a return spring (27) acting upon the valve member (11) in the closing direction is clamped between the valve member (11) and the insert body (7).

11. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the valve member (11) is formed by a sleeve (49), into the orifice of which, facing the combustion space, is inserted a headpiece (51), on the end face of which, facing away from the sleeve (49), is arranged the valve-sealing surface (15).

12. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the opening-stroke travel of the valve member (11) is delimited by a stroke stop.

13. Fuel injection valve according to Claim 12, characterized in that the stroke stop is formed by an annular step (59) on the cylindrical tenon (9) of the insert body (7).

14. Fuel injection valve according to Claim 12, characterized in that the stroke stop is formed by an annular end face (35), on the valve-member side, of the tenon (9) of the insert body (7).

15. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the valve member (11) is additionally guided with its radial outer surface (53) on the inner wall (55) of the valve body (1), passage ducts (57, 67) being provided on the valve member (11) for the passage of fuel.

Revendications

1. Soupape d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne comprenant :

- un organe de soupape (11) coulissant axialement dans un corps de soupape (1), cet organe ayant à son extrémité tournée vers la chambre de combustion du moteur à combustion interne, une surface d'étanchéité (15), conique par laquelle il coopère avec la surface de siège de soupape (19) conique du corps de soupape 1,

- la surface d'étanchéité de soupape (15), conique de l'organe de soupape (11) ayant une arête annulaire formant une arête d'étanchéité (17),

- ainsi qu'au moins un orifice d'injection (25) débouchant dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne dans la zone adjacente de la surface de siège de soupape (19) à l'arête d'étanchéité (17) en aval, lorsque la soupape d'injection est fermée,

caractérisée en ce que
l'organe de soupape (11) comporte un perçage de guidage (13) par lequel il coulisse sur un prolongement (9) d'un insert fixe (7).

2. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1,
caractérisée en ce qu'
une chambre de haute pression (21) débouchant au niveau de la surface formant siège de soupape (19) est formée dans le corps de soupape (1), cette chambre est reliée en permanence par une conduite de haute pression (43) à une chambre d'accumulation de haute pression remplie de carburant à haute pression.

3. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1,
caractérisée en ce qu'
entre la surface frontale fermée (33) du perçage de guidage (13) de l'organe de soupape (11) et d'une surface frontale (35) du prolongement (9) de l'insert (7) on a délimité une chambre de travail qui se remplit de carburant à haute pression venant de la chambre à haute pression (21) ou de la conduite à haute pression (43).

4. Injecteur de carburant selon la revendication 1,
caractérisé par
une chambre de commande (37, 137) prévue dans le corps de soupape (1) et qui peut être remplie de carburant à haute pression, la pression intérieure sollicitant l'organe de soupape (11) dans le sens de la fermeture et cette chambre peut être déchargée en pression dans la chambre basse pression par l'intermédiaire d'une conduite de décharge (45) commandée à l'ouverture.

5. Injecteur de carburant selon la revendication 1,
caractérisé par
une soupape de commande (47) actionnée de l'extérieur et qui est placée dans la conduite de décharge (45).

6. Injecteur de carburant selon l'une quelconque des revendications 3 et 4,
caractérisé en ce que
la chambre de commande (37) est formée par la chambre de travail comprise entre la surface frontale (33) de l'organe de soupape (11) et celle (35) du prolongement (9).

7. Injecteur de carburant selon la revendication 6,
caractérisé en ce que
la chambre de commande (37) est reliée par un canal d'alimentation comportant un point d'étranglement (41) à la conduite de haute pression (43) ou à la chambre de haute pression (21).

8. Injecteur de carburant selon la revendication 4,
caractérisé en ce que
la chambre de commande (137) est prévue radialement à l'extérieur du prolongement (9) de l'insert fixe (7) et est délimitée par la surface frontale annulaire (29) de l'organe de soupape (11), surface qui est à l'opposé de celle tournée vers la chambre de combustion.

9. Injecteur de carburant selon la revendication 8,
caractérisé en ce que
la chambre de commande (137) est reliée en permanence par un perçage d'étranglement (41) à la conduite de haute pression (43) et par une conduite de décharge commandée (45) à une chambre basse pression.

10. Injecteur de carburant selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'
un ressort de rappel (27) sollicitant l'organe de soupape (11) dans le sens de la fermeture est monté entre l'organe de soupape (11) et l'insert (7).

11. Injecteur de carburant selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l'organe de soupape (11) est formé par un manchon (49) dont l'ouverture tournée vers la chambre de combustion reçoit une pièce formant tête (51) dont la surface frontale à l'opposée du manchon (49) est munie de la surface d'étanchéité de soupape (15).

12. Injecteur de carburant selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la course d'ouverture de l'organe de soupape (11) est limitée par une butée.

13. Injecteur de carburant selon la revendication 12,
caractérisé en ce que
la butée est formée par un épaulement annulaire (59) du prolongement cylindrique (9) de l'insert (7).

14. Injecteur de carburant selon la revendication 12,
caractérisé en ce que
la butée de course est formée par un épaulement de la surface frontale annulaire (35) du prolongement (9) de l'insert (7), du côté de l'organe de soupape.

15. Injecteur de carburant selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l'organe de soupape (11) est en outre guidé par sa surface enveloppe radiale (53) contre la paroi intérieure (55) du corps de soupape (1), des canaux de passage (57, 67) étant prévus pour le passage du carburant sur l'organe de soupape (11).

Zeichnung