KRAFTSTOFFEINSPRITZVENTIL

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil, wie es vorzugsweise zur Einspritzung von Kraftstoff in Brennräumen von Brennkraftmaschinen verwendet wird.

Stand der Technik

[0002] Kraftstoffeinspritzventile, wie sie vorzugsweise benutzt werden, um Kraftstoff unter hohem Druck in Brennräume von Brennkraftmaschinen einzuspritzen, sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielweise aus der Offenlegungsschrift DE 198 27 267 A1 und EP2019198 A2. Die Kraftstoffeinspritzventile umfassen dabei eine Düsennadel, die mit einem Düsensitz zum Öffnen und Schließen wenigstens einer Einspritzöffnung zusammenwirkt. Die Düsennadel wird dabei direkt oder indirekt durch den Druck in einem Steuerraum in Längsrichtung bewegt und öffnet und schließt so die Einspritzöffnungen, wobei der Steuerraum über ein Steuerventil mit einem Niederdruckraum verbindbar ist. Das Steuerventil umfasst einen elektrisch ansteuerbaren Aktor, der ein Steuerventilglied betätigt, das eine Ablaufbohrung öffnet und schließt, die den Steuerraum mit dem Niederdruckraum verbindet. Das aus dem Stand der Technik bekannte Kraftstoffeinspritzventil weist ein Steuerventilglied auf, das eine Dichtkugel umfasst, die mit einem Steuerventilsitz zum Öffnen und Schließen der Ablaufbohrung zusammenwirkt. Die Dichtkugel wirkt dabei mit einem konischen Steuerventilsitz zusammen, so dass zwischen dem Steuerventilsitz und der Dichtkugel ein Ablaufquerschnitt aufgesteuert wird, durch den der Kraftstoff aus der Ablaufbohrung in den Niederdruckraum abströmt.

[0003] Insbesondere bei der Verwendung des Kraftstoffeinspritzventils bei einer schnelllaufenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine ist es essentiell, dass die Einspritzung sehr präzise geschieht, d. h. zu einem genau festgelegten Zeitpunkt und mit der exakten Dauer. Für eine ruhige und schadstoffarme Verbrennung wird darüber hinaus die Einspritzung häufig in zwei oder mehr Teileinspritzungen aufgeteilt, was durch entsprechend schnelles Öffnen und Schließen des Steuerventils erreicht wird. Um den Steuerraum möglichst rasch zu entlasten und nach dem Schließen des Steuerventils wieder mit Kraftstoff unter hohem Druck zu befüllen, muss das Steuerventil die Ablaufbohrung dazu möglichst rasch freigeben und wieder verschließen, was um so schneller möglich ist, je kleiner der Hub ist, den das Steuerventilglied durchfahren muss, da die Länge des Hubes direkt in die Schaltzeit eingeht. Darüber hinaus sollten die Kräfte, die zur Bewegung des Steuerventilglieds notwendig sind, so gering wie möglich gehalten werden, da der Aufbau z.B. einer starken Magnetkraft hohe Ströme erfordert, die nur relativ langsam geschalten werden können.

[0004] Um einen möglichst großen Querschnitt mit möglichst geringem Hub aufzusteuern, ist es somit vorteilhaft, wenn die Dichtkugel einen möglichst großen Durchmesser aufweist, und die Dichtlinie, an der das Steuerventilglied, also hier die Dichtkugel, auf dem Steuerventilsitz aufliegt, einen möglichst großen Durchmesser aufweist. Bei der Bewegung des Steuerventilglieds vom Steuerventilglied weg wird so bereits bei geringem Hub ein großer Durchflussquerschnitt aufgesteuert. Wird der Durchmesser jedoch groß gewählt, so ist das Steuerventilglied durch den hohen Kraftstoffdruck von Seiten des Steuerraums einer hohen öffnenden Kraft ausgesetzt, die das Steuerventilglied vom Steuerventilsitz wegdrückt. Um diese Kraft zu kompensieren, muss eine entsprechend starke, das Steuerventilglied belastende Feder vorgesehen sein, die wiederum durch einen sehr starken Elektromagneten oder Piezoaktor überdrückt werden muss, was hohe Ströme und damit hohe Energie erfordert und sich negativ auf die Schaltzeit des Steuerventils auswirkt. Die Dichtlinie, an der das Steuerventilglied auf dem Ventilsitz aufsitzt und die die druckbeaufschlagte Fläche des Steuerventilglieds nach außen begrenzt, kann somit nicht allzu groß gewählt werden, so dass einer Beschleunigung der Schaltzeit enge Grenzen gesetzt sind.

Vorteile der Erfindung

[0005] Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil weist demgegenüber den Vorteil auf, dass die Schaltzeit gegenüber den bekannten Steuerventilen deutlich reduziert ist, ohne dass die erforderlichen Kräfte zur Bewegung des Steuerventilglieds erhöht sind. Zu diesem Zweck weist das Kraftstoffeinspritzventil ein Steuerventil auf, das den Kraftstofffluss durch eine Ablaufbohrung steuert, die den Steuerraum mit einem Niederdruckraum verbindet, wobei das Steuerventil ein bewegliches Dichtelement umfasst, das mit einem Steuerventilsitz zusammenwirkt und die eine Ablaufbohrung verschließt oder öffnet, wobei die Abdichtung entlang einer Berandungslänge geschieht. Die Berandungslänge umschließt dabei eine Querschnittsfläche, und es gilt die Beziehung, dass der Quotient aus dem Quadrat der Berandungslänge und der Querschnittsfläche größer als 4·π ist. Dieses Verhältnis ist bei einer Austrittsöffnung einer Ablaufbohrung immer dann erfüllt, wenn die Austrittsöffnung nicht kreisförmig ist. Je größer die Berandungslänge im Verhältnis zur umschlossenen Querschnittsfläche, desto größer ist der aufgesteuerte Durchflussquerschnitt, durch den der Kraftstoff aus der Ablaufbohrung in den Niederdruckraum strömen kann. Somit genügt ein kleiner Hub des Steuerventilglieds, um einen ausreichenden Ablaufquerschnitt aufzusteuern und den Kraftstoffabfluss aus dem Steuerraum zu ermöglichen, was die Schaltzeit des Steuerventils verringert.

[0006] Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass statt einer Ablaufbohrung mit einer entsprechenden Austrittsöffnung mehrere Ablaufbohrungen vorgesehen sind, die alle in den Niederdruckraum münden und die alle durch das Steuerventilglied bei Anlage am Steuerventilsitz verschlossen werden. Hierbei muss der Quotient aus der Summe der Quadrate der Berandungslängen der jeweiligen Austrittsöffnungen und der Summe der Querschnittsflächen der einzelnen Ablaufbohrungen größer als 4·π sein. Der Effekt ist hier der gleiche wie bei dem Vorsehen einer nicht kreisförmigen Austrittsöffnung der Ablaufbohrung, nämlich, dass der aufgesteuerte Ablaufquerschnitt größer ist als wenn der gleiche Ablaufquerschnitt durch eine einzelne kreisrunde Ablauföffnung gebildet wird.

[0007] In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung, gleich ob eine einzelne Ablaufbohrung vorgesehen ist oder mehrere Ablaufbohrungen vorgesehen sind, ist der Steuerventilsitz flach ausgebildet, was einfach zu fertigen ist, gerade, wenn mehrere Ablaufbohrungen vorgesehen sind. Das Dichtelement, das mit seiner Dichtfläche mit dem Steuerventilsitz zusammenwirkt, ist dabei in vorteilhafter Weise ebenfalls flach ausgebildet. Die Berandungslängen der einzelnen Ablaufbohrungen bzw. der Austrittsöffnungen sind in diesem Fall identisch mit den Austrittsöffnungen im Steuerventilsitz und lassen sich einfach und kostengünstig herstellen.

[0008] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind mehrere Ablaufbohrungen vorgesehen, und deren Austrittsöffnungen im Steuerventilsitz sind kreisförmig um eine Mitte angeordnet. Das Abströmen des Kraftstoffs aus den Ablaufbohrungen kann in diesem Fall sowohl nach innen als auch nach außen geschehen, sodass ein besonders großer Abflussquerschnitt erreicht wird.

[0009] Die Ablaufbohrung bzw. die Ablaufbohrungen sind in vorteilhafter Weise so ausgebildet, dass sie eine Drosselfunktion aufweisen, die für den Betrieb des jeweiligen Kraftstoffeinspritzventils notwendig sind. Durch diese entsprechende Ausgestaltung kann erreicht werden, dass die Ablaufbohrung keine separate Drossel mehr aufweisen muss, wie bei sonstigen Kraftstoffeinspritzventilen, was die Fertigung erleichtert.

Zeichnung

[0010] In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils dargestellt. Es zeigt

Figur 1

einen Längsschnitt durch ein Kraftstoffeinspritzventil in schematischer Darstellung, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist,

Figur 2

eine Vergrößerung im Bereich des Steuerventilsitzes des bekannten Kraftstoffeinspritzventils,

Figur 3

das Ventilstück mit zugehörigem Dichtelement einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils, die

Figur 3a

zeigt eine Draufsicht auf das Ventilstück und

Figur 3b

einen weiteren Querschnitt durch das Ventilstück im Bereich des Steuerventilsitzes in einer gegenüber der Figur 3 um 90 Grad gedrehten Darstellung,

Figur 4

einen Querschnitt durch das Ventilstück eines weiteren erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils und

Figur 4a

eine Draufsicht auf dieses Ventilstück, und

Figur 5

in derselben Darstellung wie Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0011] In Figur 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt schematisch dargestellt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Gehäuse 1 auf, das einen Haltekörper 2 und einen Düsenkörper 3 umfasst, die durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Spannvorrichtung flüssigkeitsdicht gegeneinander verspannt sind. Im Gehäuse 1 ist ein Druckraum 5 ausgebildet, der über eine Hochdruckleitung 12 mit einem Hochdruckspeicher 13 verbunden ist und so beim Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils stets mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllt ist. Der Hochdruckspeicher 13 wird seinerseits über eine Hochdruckpumpe 14 mit verdichtetem Kraftstoff versorgt, den die Hochdruckpumpe 14 aus einem Tank 15 über eine Leitung 16 ansaugt.

[0012] Im Druckraum 5 ist eine kolbenförmige Düsennadel 6 längsverschiebbar angeordnet, die in einem Führungsabschnitt 106 im Düsenkörper 3 geführt ist. Der Kraftstofffluss durch den Druckraum 5 im Bereich des Führungsabschnitts 106 wird dabei durch mehrere Anschliffe 18 an der Düsennadel 6 sichergestellt. Die Düsennadel 6 weist an ihrem brennraumseitigen Ende eine Dichtfläche 19 auf, mit der sie mit einem Düsensitz 20 zusammenwirkt, der in diesem Ausführungsbeispiel eine konische Form hat und in dem mehrere Einspritzöffnungen 22 ausgebildet sind, die durch die Düsennadel 8 verschlossen werden, wenn diese in Anlage am Düsensitz 20 ist. Dem Düsensitz 20 abgewandt wird die Düsennadel 6 in der Bohrung 8 eines Ventilstücks 7 geführt, das den Druckraum 5 ventilsitzabgewandt verschließt. Das Ventilstück 7 wird seinerseits über einen Zwischenkörper 9 durch eine Schlussplatte 4, die in den Haltekörper 3 eingeschraubt ist, innerhalb des Gehäuses 1 ortsfest fixiert. Das Ventilstück 7 trennt dabei auch den Druckraum 5 von einem Niederdruckraum 29, in dem ein Steuerventil 10 angeordnet ist und der über eine Ablaufleitung 37 mit dem Kraftstofftank 15 verbunden ist und dadurch stets auf niedrigem Druck gehalten wird.

[0013] Durch die Düsennadel 6 und die Bohrung 8 im Ventilstück 7 wird ein Steuerraum 25 begrenzt, der über eine Zulaufbohrung 27, die im Ventilstück 7 ausgebildet ist, mit dem Druckraum 5 verbunden ist. Im Ventilstück 7 ist darüber hinaus eine Ablaufbohrung 28 vorgesehen, die den Steuerraum 25 mit dem Niederdruckraum 29 verbindet. Die Ablaufbohrung 28 weist dabei eine Ablaufdrossel 128 auf, die innerhalb der Ablaufbohrung 28 ausgebildet ist, sodass der Kraftstofffluss durch die Ablaufbohrung nur gedrosselt geschieht. Die Ablaufbohrung 28 mündet in einen Steuerventilsitz 33, der am Ventilstück 7 ausgebildet ist und eine konische Form hat, und bildet dort eine Austrittsöffnung 228, wie dies näher in Figur 2 dargestellt ist.

[0014] Zum Öffnen und Schließen der Ablaufbohrung 28 dient das Steuerventil 29, das einen Magnetanker 30 umfasst, an dem eine Dichtkugel 32 befestigt ist, die mit dem konischen Steuerventilsitz 33 zusammenwirkt. Der Magnetanker 30 wird von einer Feder 35 in Richtung des Steuerventilsitzes 33 mit einer Schließkraft beaufschlagt und kann mit Hilfe eines Elektromagneten 31 entgegen der Kraft der Feder 35 bewegt werden, sodass die Dichtkugel 32 die Austrittsöffnung 228 der Ablaufbohrung 28 freigibt. Da die Ablaufbohrung 28 rotationssymmetrisch ausgebildet ist, bildet die Austrittsöffnung 228 einen Kreis, an dem die Dichtkugel 32 dichtend anliegt, wenn sie in Schließstellung in Anlage am Steuerventilsitz 33 ist.

[0015] Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils wie folgt: Zu Beginn der Einspritzung ist das Steuerventil 10 geschlossen, so dass im Steuerraum 25 der gleiche hohe Kraftstoffdruck wie im Druckraum 5 herrscht, der die Düsennadel 6 gegen den Düsensitz 20 drückt und so die Einspritzöffnungen 22 verschließt. Soll eine Einspritzung erfolgen, so wird der Elektromagnet 31 bestromt und zieht den Magnetanker 30 entgegen der Kraft der Feder 35 an. Die Dichtkugel 32 hebt dadurch vom Steuerventilsitz 33 ab und gibt die Austrittsöffnung 228 der Ablaufbohrung 28 frei. Der abströmende Kraftstoff aus dem Steuerraum 25 lässt den Kraftstoffdruck im Steuerraum 25 absinken, wobei zwar ständig Kraftstoff über die Zulaufbohrung 27 nachströmt, diese Zuströmung jedoch geringer als die Abströmung durch die Ablaufbohrung 28 ist. Die somit verringerte hydraulische Kraft auf die düsensitzabgewandte Stirnseite der Düsennadel 6 bewirkt, dass die Düsennadel 6 durch den Kraftstoffdruck im Druckraum 5 vom Düsensitz 20 weggedrückt wird, sodass die Einspritzöffnungen 22 mit dem Druckraum 5 verbunden werden und Kraftstoff aus den Einspritzöffnungen 22 austritt. Zur Beendigung der Einspritzung wird die Bestromung des Elektromagneten 31 beendet, worauf die Feder 35 den Magnetanker 30 und damit auch die Dichtkugel 32 wieder zurück in ihre Schließstellung drückt. Über den Zustrom von Kraftstoff durch die Zulaufbohrung 27 baut sich sehr rasch wieder ein hoher Kraftstoffdruck im Steuerraum 25 auf, der die Düsennadel 6 zurück in ihre Schließstellung in Anlage an den Düsensitz 20 drückt.

[0016] Figur 3 zeigt das Ventilstück 7 eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils, bei dem gegenüber dem in Figur 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzventil nur das Ventilstück 7 und das mit dem daran ausgebildeten Steuerventilsitz 33 zusammenwirkende Dichtelement 40 geändert wurden. Das Ventilstück 7 ist hier zweiteilig aufgebaut und umfasst neben dem eigentlichen Ventilstück 7, das die Düsennadel 6 aufnimmt, noch ein Ventilteilstück 7', in dem hier die Ablaufdrossel 128 ausgebildet ist. Der Steuerventilsitz 33 ist im Gegensatz zu dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als Flachsitz ausgebildet, in dem die Austrittsöffnung 228 der Ablaufbohrung 28 mittig angeordnet ist. Am Magnetanker 30 ist hier zum Zusammenwirken mit dem Steuerventilsitz 33 ein Dichtelement vorgesehen, das eine Halbkugelform aufweist, wobei die flache Seite der Halbkugel dem Steuerventilsitz 33 zugewandt ist. Die Austrittsöffnung 228 der Ablaufbohrung 28 ist in diesem Ausführungsbeispiel rechteckförmig ausgebildet, wie dies in Figur 3a in einer Draufsicht auf das Ventilteilstück 7' gezeigt ist. Die rechteckförmige Austrittsöffnung 228 weist eine Länge a und eine Breite b auf, weil die rechteckförmige Austrittsöffnung 228 durch das Dichtelement 40 in Schließstellung des Steuerventils vollständig überdeckt und dadurch abgedichtet wird. Da sowohl der Steuerventilsitz 33 als auch das Dichtelement 40 flach ausgebildet sind, wird die Austrittsöffnung 228 genau entlang der Kontur dieses Rechtecks abgedichtet, sodass die Berandungslänge U der Austrittsöffnung 228 zweimal (a + b) ist:

[0017] Die von der Berandungslänge U umschlossene Querschnittsfläche A ist damit a·b:

[0018] Es lässt sich leicht zeigen, dass für alle Werte a, b der Quotient aus dem Quadrat der Berandungslänge U² und der Querschnittsfläche A größer als 4·π ist:

[0019] Je länger die Austrittsöffnung 228 in diesem Ausführungsbeispiel ist, d. h. je kleiner b im Verhältnis zu a ist, desto größer ist der aufgesteuerte Abflussquerschnitt des Steuerventils bei gegebener Querschnittsfläche A der Austrittsöffnung 228.

[0020] In Figur 3b ist der Abschnitt der Ablaufbohrung 28 im Querschnitt dargestellt, der im Ventilteilstück 7' ausgebildet ist, wobei die Darstellung gegenüber der in Figur 3 um 90 Grad gedreht ist. Die Ablaufbohrung zeigt in dieser Darstellung eine Trichterform, die den Übergang von der zylindrischen Ablaufbohrung 28 innerhalb des Ventilstücks 7 zur rechteckförmigen Austrittsöffnung 228 am Steuerventilsitz 33 bildet. In wie viele Teile das Ventilstück 7 unterteilt ist, hängt von der Form der Ablaufbohrung 28 und der zur Verfügung stehenden Herstellungsverfahren ab. Es kann auch vorgesehen sein, dass das hier gezeigte Ventilstück 7 und das Ventilteilstück 7' einstückig ausgebildet sind.

[0021] Die Abströmung des Kraftstoffs innerhalb der Ablaufbohrung 28 ist bei einem Kraftstoffeinspritzventil turbulent, das heißt, dass der Einfluss der Oberfläche der Ablaufbohrung 28 bei gegebener Querschnittsfläche von untergeordneter Bedeutung ist. Der Kraftstoff strömt über die Ablaufbohrung 28 somit etwa mit dem gleichen Widerstand, den eine kreisrunde Ablaufbohrung mit derselben Querschnittsfläche. Somit ist es nicht notwendig, den Einfluss der größeren Oberfläche der Ablaufbohrung 28 gegenüber den bekannten rotationssymmetrischen Ablaufbohrungen durch eine angepasste Querschnittsfläche zu kompensieren.

[0022] In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils dargestellt, wobei hier nur das Ventilteilstück 7' im Querschnitt dargestellt ist. Statt einer einzelnen Ablaufbohrung ist hier eine Vielzahl von Ablaufbohrungen 28' vorgesehen, die in den Steuerventilsitz 33 münden.

[0023] Wie Figur 4a in einer Draufsicht des Ventilteilstücks 7' zeigt, sind die Ablaufbohrungen 28' bzw. deren Austrittsöffnungen 228' kreisförmig um die Mitte des Ventilteilstücks 7' angeordnet. Jede dieser Austrittsöffnungen 228' weist analog zu dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 eine Berandungslänge U_i und eine Querschnittsfläche A_i auf. Entsprechend gilt hier die Beziehung, dass der Quotient aus der Summe der Quadrate der Berandungslängen U_i und der Summe der Querschnittsflächen A_i der einzelnen Ablaufbohrungen 28' größer als 4·π ist:

[0024] Das heißt, äquivalent dazu ist mindestens eine Austrittsöffnung nicht kreisförmig ausgebildet. Die Abströmung des Kraftstoffs aus den Austrittsöffnungen 228' erfolgt nach allen möglichen Richtungen praktisch über die gesamte Berandungslänge U_i, so dass auch bei nur geringem Hub des Dichtelements 40 ein hoher Abströmquerschnitt aufgesteuert wird. Im Gegensatz zu dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Dichtelement 40' hier eine ringscheibenförmige Fläche aufweisen, da so die Auftrittsfläche auf dem Steuerventilsitz 33 vermindert wird, was Flächenpressung erhöht und damit die Dichtfunktion verbessert. Die Ablaufbohrungen 28' des Ausführungsbeispiels der Figur 4 können auch so ausgestaltet sein, dass sie die für die Funktion des Kraftstoffeinspritzventils notwendige Drosselfunktion übernehmen, das heißt, dass eine separate Ablaufdrossel, wie sie beispielsweise in Figur 3 dargestellt ist, entfallen kann.

[0025] In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei sich dieses Ausführungsbeispiel von dem in der Figur 3 nur dadurch unterscheidet, dass eine Ringnut 44 im Steuerventilsitz 33 vorgesehen ist. Diese Ringnut 44 begrenzt den wirksamen Steuerventilsitz, auf dem das Dichtelement 40 aufsitzt, was die Dichtfunktion verbessert. Darüber hinaus kann der abströmende Kraftstoff, der durch Pfeile angedeutet ist, in Turbulenz versetzt und dadurch abgebremst werden, sodass durch die Ringnut 44 eine Drosselfunktion gegeben ist, die die Funktion der Ablaufdrossel ersetzen kann, sodass eine gesonderte Ablaufdrossel innerhalb der Ablaufbohrung 28 nicht notwendig ist.

[0026] Die Ringnut 44 kann auch fluidisch mit der Niederdruckseite, also mit dem Niederdruckraum 29, verbunden sein, beispielsweise durch eine in radialer Richtung von der Ablaufbohrung 28 ausgehende Nut oder durch eine leichte Anschrägung des Steuerventilsites 33 außerhalb der Ringnut 44. Dies verhindert, dass der Steuerventilsitz 33 durch den unvermeidlichen Verschleiß mit Druck unterwandert wird und sich die mit Hochdruck aus der Ablaufbohrung 28 beaufschlagte Fläche des Dichtelements 40 zu stark erhöht. Die hydraulische Öffnungskraft auf das Dichtelement 40 bzw. den Magnetanker 30 kann so immer unter einem Grenzwert gehalten werden, beispielsweise unterhalb der Federkraft, mit der der Magnetanker 30 durch die Feder 35 gegen den Steuerventilsitz 33 gedrückt wird. Dies sichert die Dichtheit des Steuerventils 29 über die gesamte Lebensdauer.

[0027] Im Gegensatz zu den zuvor gezeigten Ausführungsbeispielen kann es auch vorgesehen sein, dass der Steuerventilsitz 33 nicht flach ausgebildet ist, sondern beispielsweise eine leichte Konusform aufweist, die mit einem entsprechend konischen Dichtelement zusammenwirkt. Dies ermöglicht eine zentrierende Funktion des Dichtelements in Bezug auf den Steuerventilsitz 33, sodass dadurch ein Teil der Führungsfunktion für den Magnetankers 30 übernommen wird.

Ansprüche

1. Kraftstoffeinspritzventil mit einem Steuerventil (10) zur Steuerung eines Kraftstoffflusses durch eine Ablaufbohrung (28), durch welche Ablaufbohrung (28) Kraftstoff aus einem Steuerraum (10) in einen Niederdruckraum (29) abgesteuert wird und welche Ablaufbohrung (28) in einen Steuerventilsitz (33) mündet und dort eine Austrittsöffnung (228) bildet, wobei das Steuerventil (10) ein bewegliches Dichtelement (40) umfasst, das mit dem Steuerventilsitz (33; 33') zusammenwirkt und das bei Anlage am Steuerventilsitz (33; 33') die Austrittsöffnung (228) der Ablaufbohrung (28) verschließt, dadurch gekennzeichnet,
dass das Dichtelement (40) im geschlossenen Zustand des Steuerventils (10) die Ablaufbohrung (28) entlang einer Berandungslänge (U) gegen den Niederdruckraum (29) abschließt und die Berandungslänge (U) eine Querschnittsfläche (A) umschließt, wobei der Quotient aus dem Quadrat der Berandungslänge (U²) und der Querschnittsfläche (A) größer als 4·π ist.

2. Kraftstoffeinspritzventil mit einem Steuerventil (10) zur Steuerung eines Kraftstoffflusses durch mehrere Ablaufbohrungen (28'), durch welche Ablaufbohrungen (28') Kraftstoff aus einem Steuerraum (10) in einen Niederdruckraum (29) abgesteuert wird und welche Ablaufbohrungen (28') in einen Steuerventilsitz (33) münden und dort Austrittsöffnungen (228') bilden, wobei das Steuerventil (10) ein bewegliches Dichtelement (40) umfasst, das mit dem Steuerventilsitz (33; 33') zusammenwirkt und das bei Anlage am Steuerventilsitz (33; 33') die Austrittsöffnungen (228') der Ablaufbohrungen (28') verschließt,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Dichtelement (40) die Austrittsöffnungen (228') der mehreren Ablaufbohrungen (28') jeweils entlang einer Berandungslänge (U_i) gegen den Niederdruckraum (29) abschließt und jede Berandungslänge (U_i) jeweils eine Querschnittsfläche (A_i) umschließt, wobei der Quotient aus der Summe der Quadrate der einzelnen Berandungslängen (U_i²) und der Summe der einzelnen Querschnittsflächen (A_i) größer als 4·π ist.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerventilsitz (33) flach ausgebildet ist.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (40) eine flache Dichtfläche (41) aufweist, mit der es mit dem Steuerventilsitz (33) zusammenwirkt.

5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (228') der Ablaufbohrungen (28') im Steuerventilsitz (33) kreisförmig angeordnet sind.

6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufbohrung (28) eine rechteckförmige Austrittsöffnung (228) aufweist.

7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufbohrung (28) eine ovale Austrittsöffnung (228) aufweist.

8. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufbohrung (28) oder die Ablaufbohrungen (28') so ausgebildet sind, dass sie eine Drosselfunktion aufweisen, die für den Betrieb des jeweilige Kraftstoffeinspritzventils notwendig sind.

Claims

1. Fuel injection valve having a control valve (10) for controlling a fuel flow through a discharge bore (28) through which fuel is discharged from a control space (10) into a low pressure space (29) and which discharge bore (28) opens into a control valve seat (33) and forms there an outlet opening (228), wherein the control valve (10) comprises a movable sealing element (40) which interacts with the control valve seat (33; 33') and which when it bears on the control valve seat (33; 33') closes the outlet opening (228) of the discharge bore (28),
characterized in that,
in the closed state of the control valve (10) the sealing element (40) closes off the discharge bore (28) along a boundary length (U) with respect to the low pressure space (29) and the boundary length (U) surrounds a cross-sectional area (A) wherein the quotient of the square of the boundary length (U²) and the cross-sectional area (A) is greater than 4·π.

2. Fuel injection valve having a control valve (10) for controlling a fuel flow through a plurality of discharge bores (28') through which fuel is discharged from a control space (10) into a low pressure space (29), which discharge bores (28') open into a control valve seat (33) and form there outlet openings (228'), wherein the control valve (10) comprises a movable sealing element (40) which interacts with the control valve seat (33; 33') and which when it bears on the control valve seat (33; 33') closes the outlet openings (228') of the discharge bores (28'),
characterized in that,
the sealing element (40) closes off each of the outlet openings (228') of the plurality of discharge bores (28') along a boundary length (Ui) with respect to the low pressure space (29), and each boundary length (U_i) encloses in each case a cross-sectional area (A_i) wherein the quotient of the sum of the squares of the individual boundary lengths (U_i²) and the sum of the individual cross-sectional areas (A_i) is greater than 4·π.

3. Fuel injection valve according to Claim 1 or 2, characterized in that the control valve seat (33) is of flat design.

4. Fuel injection valve according to Claim 3, characterized in that the sealing element (40) has a flat sealing face (41) with which it interacts with the control valve seat (33).

5. Fuel injection valve according to Claim 2, characterized in that the outlet openings (228') of the discharge bores (28') are arranged in a circular shape in the control valve seat (33).

6. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the discharge bore (28) has a rectangular outlet opening (228).

7. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the discharge bore (28) has an oval outlet opening (228).

8. Fuel injection valve according to Claim 1 or 2, characterized in that the discharge bore (28) or the discharge bores (28') are embodied in such a way that they have a throttle function which is necessary for the operation of the respective fuel injection valve.

Revendications

1. Soupape d'injection de carburant avec une soupape de commande (10) pour la commande d'un flux de carburant à travers un trou d'écoulement (28), trou d'écoulement (28) à travers lequel du carburant est envoyé hors d'une chambre de commande (10) dans une chambre à basse pression (29) et trou d'écoulement (28) qui débouche dans un siège de soupape de commande (33) et y forme une ouverture de sortie (228), dans laquelle la soupape de commande (10) comprend un élément d'étanchéité mobile (40), qui coopère avec le siège de soupape de commande (33; 33') et qui, par application sur le siège de soupape de commande (33; 33'), ferme l'ouverture de sortie (228) du trou d'écoulement (28), caractérisée en ce que, dans l'état fermé de la soupape de commande (10), l'élément d'étanchéité (40) ferme le trou d'écoulement (28) le long d'une longueur de contour extérieur (U) par rapport à la chambre à basse pression (29) et la longueur de contour extérieur (U) entoure une aire de section transversale (A), dans laquelle le quotient entre le carré de la longueur de contour extérieur (U²) et l'aire de section transversale (A) est supérieur à 4·π.

2. Soupape d'injection de carburant avec une soupape de commande (10) pour la commande d'un flux de carburant à travers plusieurs trous d'écoulement (28'), trous d'écoulement (28') à travers lesquels du carburant est envoyé hors d'une chambre de commande (10) dans une chambre à basse pression (29) et trous d'écoulement (28') qui débouchent dans un siège de soupape de commande (33) et y forment des ouvertures de sortie (228'), dans laquelle la soupape de commande (10) comprend un élément d'étanchéité mobile (40), qui coopère avec le siège de soupape de commande (33; 33') et qui, par application sur le siège de soupape de commande (33; 33'), ferme les ouvertures de sortie (228') des trous d'écoulement (28'),
caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité (40) ferme les ouvertures de sortie (228') des multiples trous d'écoulement (28') respectivement le long d'une longueur de contour extérieur (Ui) par rapport à la chambre à basse pression (29) et chaque longueur de contour extérieur (Ui) entoure respectivement une aire de section transversale (Ai), dans laquelle le quotient entre la somme des carrés des diverses longueurs de contour extérieur (U_i²) et la somme des aires de section transversale (A_i) est supérieur à 4·π.

3. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le siège de soupape de commande (33) est de forme plate.

4. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité (40) présente une face d'étanchéité plate (41), avec laquelle il coopère avec le siège de soupape de commande (33).

5. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que les ouvertures de sortie (228') des trous d'écoulement (28') sont disposées en forme de cercle dans le siège de soupape de commande (33).

6. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le trou d'écoulement (28) présente une ouverture de sortie rectangulaire (228).

7. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le trou d'écoulement (28) présente une ouverture de sortie ovale (228).

8. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le trou d'écoulement (28) ou les trous d'écoulement (28') est/sont réalisé(s) de telle manière qu'il/ils présente(nt) une fonction d'étranglement, qui est nécessaire pour le fonctionnement de la soupape d'injection de carburant respective.

Zeichnung