DE19543994A1 - Fuel injection valve for internal combustion engines - Google Patents

Fuel injection valve for internal combustion engines

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DE19543994A1 DE1995143994 DE19543994A DE19543994A1 DE 19543994 A1 DE19543994 A1 DE 19543994A1 DE 1995143994 DE1995143994 DE 1995143994 DE 19543994 A DE19543994 A DE 19543994A DE 19543994 A1 DE19543994 A1 DE 19543994A1
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Abstract

In a fuel injection valve a valve member 1 has, at its outlet end a sealing face 13 which cooperates with a valve seat 15, force which biases the valve member 1 in the closing direction the opening stroke movement of the valve member (1), having two stages. This two-stage opening stroke movement of the valve member (1) is controlled by means of a single valve spring 51 and a sleeve 31 which is made to act on the valve member 1 during part of the opening stroke movement by the pressure of fuel in chamber 29. The valve may open in the direction of fuel flow (Fig 1) or in the contrary direction (Fig 2).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einem derartigen aus dem DE-Gbm. 94 07 079 bekannten Kraftstoffeinspritzventil ist ein Ventilglied axial in einer Ventilbohrung eines Ventilkörpers geführt, der mit seinem freien Ende in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragt. Dabei weist das Ventilglied an seinem brennraumseitigen Ende eine Ventildichtfläche auf, mit der es zum Zweck der Steuerung eines Einspritzquerschnittes mit einem am Ventilkörper vorgesehenen Ventilsitz zusammenwirkt. Das Ventilglied wird bei geschlossenem Einspritzventil von einer Rückstellkraft in Anlage am Ventilsitz gehalten, die während des Öffnungshubs des Ventilgliedes durch den in Öffnungsrichtung am Ventilglied angreifenden Kraftstoffhochdruck überwunden wird.The invention relates to a fuel injection valve for Internal combustion engines according to the preamble of claim 1 out. In such a from DE-Gbm. 94 07 079 known fuel injector is a valve member guided axially in a valve bore of a valve body, the one with its free end in the combustion chamber of the supplying internal combustion engine protrudes. This points Valve member at its end on the combustion chamber side Valve sealing surface with which it is used for control purposes an injection cross section with one on the valve body provided valve seat interacts. The valve member will with a restoring force when the injector is closed held in contact with the valve seat during the Opening stroke of the valve member through the opening direction overcome high pressure fuel acting on the valve member becomes.

Für eine optimale Einspritzverlaufsformung ist die Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes dabei beim bekannten Kraftstoffeinspritzventil in zwei Hubphasen geteilt, wobei das Ventilglied zunächst einen ersten Teilhub durchläuft, bei dem zunächst ein kleinerer Öffnungsquerschnitt aufgesteuert wird, so daß am Beginn der Einspritzung lediglich eine kleine Voreinspritzmenge in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt. Mit dem weiteren Druckanstieg am Einspritzventil wird nach einer kurzen Hubpause der zweite Teilhub durchfahren, in dessen Verlauf der maximale Öffnungsquerschnitt freigegeben wird, so daß nunmehr die Haupteinspritzmenge in den Brennraum gelangt.For an optimal injection course shaping is the Opening stroke movement of the valve member in the known Fuel injector divided into two stroke phases, whereby the valve member first goes through a first partial stroke, which initially has a smaller opening cross-section is turned on so that at the beginning of the injection only a small amount of pre-injection into the combustion chamber  Comes to the internal combustion engine. With the further increase in pressure on Injector becomes second after a short pause in stroke Drive through the partial stroke, during which the maximum Opening cross-section is released, so that now the Main injection quantity gets into the combustion chamber.

Dabei wird die zweistufige Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes am bekannten Kraftstoffeinspritzventil mittels zweier axial hintereinander angeordneter Ventilfedern geformt, von denen eine Feder erst nach Durchlaufen eines Vorhubweges auf das Ventilglied wirkt.The two-stage opening stroke movement of the Valve member on the known fuel injector two valve springs arranged axially one behind the other shaped, of which a spring only after passing through a Vorhubweges acts on the valve member.

Die bekannte Verwendung von zwei Ventilfedern zur Formung der zweistufigen Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes hat dabei jedoch den Nachteil, daß ein großer Bauraum benötigt wird und das kolbenförmige Ventilglied extrem lang ausgebildet sein muß, was einen hohen Fertigungsaufwand hinsichtlich der Genauigkeit und der Festigkeit am Ventilglied zur Folge hat.The known use of two valve springs for molding has the two-stage opening stroke movement of the valve member however, the disadvantage that a large space is required becomes and the piston-shaped valve member extremely long must be trained, which is a high manufacturing cost in terms of accuracy and strength on Valve member results.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß lediglich eine Ventilfeder zur Formung der zweistufigen Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes benötigt wird, so daß sich der benötigte Bauraum am Einspritzventil sowie die notwendige Länge des Ventilgliedes erheblich verringern lassen.The fuel injector according to the invention for Internal combustion engines with the characteristic features of the Compared to claim 1 has the advantage that just a valve spring to form the two-stage Opening stroke movement of the valve member is required so that the required installation space on the injection valve and the Significantly reduce the necessary length of the valve member to let.

Dies wird dabei in vorteilhafter Weise durch das Vorsehen eines durch den Kraftstoffhochdruck betätigbaren Verstellgliedes möglich, das nur während eines Teils der gesamten Öffnungshubbewegung auf das Ventilglied wirkt und so zusätzlich zur ständig wirkenden Federkraft den Öffnungshubverlauf formt.This is advantageously provided by the provision one actuated by the high pressure fuel Actuator possible that only during part of the entire opening stroke movement acts on the valve member and so in addition to the constantly acting spring force Opening stroke forms.

Dabei ist dieses Verstellglied in konstruktiv einfacher Weise durch eine auf dem Ventilglied verschiebbare Hülse gebildet, deren eine Ringstirnfläche direkt an den vom Kraftstoffhochdruck beaufschlagten Druckraum im Ventilkörper angrenzt und deren dem Druckraum abgewandtes Ende mit wenigstens einem ortsfesten Anschlag zusammenwirkt. Zudem ist an der Hülse eine Anschlagfläche vorgesehen, an der das Ventilglied zumindest über einen Teilhubbereich anliegt. Das Kraftstoffeinspritzventil kann dabei alternativ als nach außen öffnendes Einspritzventil oder als nach innen öffnendes Einspritzventil ausgebildet sein, wobei die Anschlagflächen der Hülse dabei an die jeweiligen Bauformen des Einspritzventils angepaßt sind. Dabei ist es ebenfalls alternativ möglich die Rückstellkraft über die zusätzlichen Krafteinleitungsflächen an der Hülse in eine zweistufig wirkende Kraft umzuwandeln, oder bei gleichbleibender Rückstellkraft die Krafteinleitungsflächen in Öffnungsrichtung zu variieren.This adjusting element is structurally simpler Way through a displaceable sleeve on the valve member  formed, one ring end face directly to that of High pressure fuel pressure in the pressure chamber in the valve body borders and the end facing away from the pressure chamber with interacts at least one fixed stop. In addition a stop surface is provided on the sleeve, on which the Valve member bears at least over a partial stroke range. The fuel injection valve can alternatively as after outward opening injection valve or as inward opening injection valve, the Stop surfaces of the sleeve on the respective designs of the injector are adjusted. It is also there alternatively, the restoring force is possible via the additional Force application surfaces on the sleeve in a two-stage convert acting force, or with constant Restoring force the force application surfaces in Vary opening direction.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the The invention relates to the description of Drawing and the claims can be removed.

Zeichnungdrawing

Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Two embodiments of the invention Fuel injection valves for internal combustion engines are in of the drawing and are shown in the following Description explained in more detail.

Es zeigen die Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, bei dem das Einspritzventil ein nach außen öffnendes Ventilglied aufweist, die Fig. 1A einen Schnitt durch die halbseitige Verlängerung der Hülse und die Fig. 2 bis 4 ein zweites Ausführungsbeispiel mit nach innen öffnendem Ventilglied in zwei Ansichten und einer vergrößerten Ausschnittsdarstellung.They show: Fig. 1 shows a first embodiment in longitudinal section, wherein said injection valve is an outwardly opening valve member, FIG. 1A is a section through the semi-sided extension of the sleeve, and Figs. 2 to 4, a second embodiment with opening inwardly valve member in two views and an enlarged detail view.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist ein kolbenförmiges Ventilglied 1 axial verschiebbar in einer Ventilbohrung 3 eines Ventilkörpers 5 geführt. Der Ventilkörper 5 ragt dabei mit seinem freien Ende in einen nicht näher dargestellten Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine und ist an seinem brennraumabgewandten Ende mittels einer Spannmutter 7 axial gegen einen Haltekörper 9 verspannt. Das Ventilglied 1 weist an seinem brennraumseitigen Ende ein aus der Ventilbohrung 3 ragendes Kopfteil 11 auf, dessen dem Ventilkörper 5 zugewandte Ringstirnfläche eine Ventildichtfläche 13 bildet, die mit einer an der brennraumseitigen Stirnfläche des Ventilkörpers 5 gebildeten, die Ventilbohrung 3 umgebenden ringförmigen Ventilsitzfläche 15 zusammenwirkt. Zudem ist eine Spritzlochhülse 17 auf das Ventilglied 1 aufgeschoben, die mittels einer Druckfeder 19 in axialer Anlage am Kopfteil 11 gehalten wird und in der eine Einlaßöffnung 21 und im kopfteilnahen Bereich eine, oder mehrere ringförmig angeordnete Einspritzöffnungen 23 vorgesehen sind, so daß der in der Ventilbohrung 3 befindliche Kraftstoff in einen zwischen der Spritzlochhülse 17 und dem Ventilgliedschaft gebildeten Raum einströmen und bei Austauchen der Einspritzöffnungen 23 aus der Überdeckung mit dem Ventilkörper 5 in den Brennraum gelangen kann. Die Druckfeder 19 stützt sich dabei andererseits an einem auf dem Ventilgliedschaft angeordneten, vorzugsweise aufgeschrumpften Stützring 25 ab.In the first exemplary embodiment shown in FIG. 1, a piston-shaped valve member 1 is guided in an axially displaceable manner in a valve bore 3 of a valve body 5 . The valve body 5 projects with its free end into a combustion chamber (not shown) of the internal combustion engine to be supplied and is axially clamped against a holding body 9 at its end facing away from the combustion chamber by means of a clamping nut 7 . At its end on the combustion chamber side, the valve member 1 has a head part 11 protruding from the valve bore 3 , the annular end face facing the valve body 5 of which forms a valve sealing surface 13 , which cooperates with an annular valve seat surface 15 formed on the end surface of the valve body 5 on the combustion chamber side and surrounding the valve bore 3 . In addition, a spray hole sleeve 17 is pushed onto the valve member 1 , which is held in axial contact with the head part 11 by means of a compression spring 19 and in which an inlet opening 21 and one or more annularly arranged injection openings 23 are provided in the region near the head part, so that the injection valve 23 is arranged in the Valve bore 3 of the fuel present can flow into a space formed between the spray hole sleeve 17 and the valve member shaft and can pass into the combustion chamber when the injection openings 23 emerge from the overlap with the valve body 5 . The compression spring 19 is supported on the other hand on a support ring 25 arranged on the valve member stem, preferably shrunk on.

Zur Zuführung des von einer nicht dargestellten Hochdruckpumpe geförderten Kraftstoffes an die Einspritzöffnung 23 ist ein den Haltekörper 9 und den Ventilkörper 5 durchdringender Druckkanal 27 vorgesehen, der im Bereich einer, einen Druckraum 29 bildenden Querschnittserweiterung der Ventilbohrung 3 in diese einmündet. Der sich auf der ventilsitzabgewandten Seite an den Druckraum 29 anschließende Ventilbohrungsabschnitt ist als Führungsbohrung ausgebildet, in der eine axial bewegliche Hülse 31 geführt ist, die andererseits gleitverschiebbar auf dem Ventilglied 1 geführt ist. Diese Hülse grenzt mit ihrer unteren Ringstirnfläche 33 an den Druckraum 29 und weist an ihrem dem Druckraum 29 abgewandten Ende eine Anschlagscheibe 35 auf, die aus zwei Halbschalen gebildet ist und deren Außendurchmesser gegenüber dem in der Ventilbohrung 3 geführten Hülsenteil vergrößert ist. Dabei ist die Anschlagscheibe 35 zwischen zwei ortsfesten Anschlägen verschiebbar, wobei ein Bohrungsabsatz der Ventilbohrung 3 einen, entgegen der Bewegungsrichtung des Ventilglieds 1 gesehen, ersten unteren Anschlag 37 und eine Druckscheibe 39 mit ihrer unteren Stirnfläche einen zweiten oberen Anschlag 41 bildet. Der Verstellweg zwischen den Anschlägen 37, 41 ist dabei über einen Distanzring 43 einstellbar, der die Anschlagscheibe 35 radial umschließend zwischen den Anschlägen 37, 41 eingespannt ist.For the supply of the conveyed from an unillustrated high-pressure pump fuel to the injection opening 23 a of the holder body 9 and the valve body 5 is penetrating pressure passage 27 is provided, the forming in the region of a pressure chamber 29 cross-sectional enlargement of the valve bore opens out into this third The valve bore section adjoining the pressure chamber 29 on the side remote from the valve seat is designed as a guide bore in which an axially movable sleeve 31 is guided, which on the other hand is slidably guided on the valve member 1 . This sleeve borders with its lower annular end face 33 on the pressure chamber 29 and has at its end facing away from the pressure chamber 29 a stop disk 35 which is formed from two half-shells and whose outer diameter is enlarged compared to the sleeve part guided in the valve bore 3 . The stop disc 35 is displaceable between two fixed stops, a bore shoulder of the valve bore 3 forming a first lower stop 37 , as seen against the direction of movement of the valve member 1 , and a pressure disc 39 with its lower end face forming a second upper stop 41 . The adjustment path between the stops 37 , 41 is adjustable via a spacer ring 43 which is clamped radially around the stop disc 35 between the stops 37 , 41 .

Im Bereich der Druckscheibe 39 weist das Ventilglied 1 einen Bund 45 auf, dessen untere dem Druckraum 29 zugewandte Ringstirnfläche eine Ventilgliedanschlagfläche 47 bildet, die mit der oberen Stirnfläche 49 der Anschlagscheibe 35 zusammenwirkt.In the area of the thrust washer 39 , the valve member 1 has a collar 45 , the lower ring end face of which faces the pressure chamber 29 forms a valve member abutment surface 47 which interacts with the upper end face 49 of the abutment disk 35 .

Um ein Hineinrutschen der Hülse 31 in den Druckraum 29 in drucklosem Zustand zu vermeiden, weist die Hülse 31, wie auch in der Fig. 1A dargestellt, eine halbseitige Verlängerung 55 auf, die sich axial an die untere Stirnfläche 33 anschließt und die mit ihrem freien Ende mit dem Stützring 25 zusammenwirkt. Dabei ist die Länge dieser halbseitigen Verlängerung 55 so ausgebildet, daß das verbleibende Spiel zum Stützring 25 größer ist, als der Hubweg h1 zwischen dem Bund 45 und der Stirnfläche 49. Alternative Möglichkeiten zur Verhinderung des Hineinrutschens der Hülse 31 in den Druckraum 29 bei drucklosem Ventil sind z. B. das Vorsehens eines Sprengringes auf dem Ventilgliedschaft oder einer das Ventilglied 1 umgebenden, als Distanzbüchse wirkenden geschlitzten Blechhülse.In order to prevent the sleeve 31 from slipping into the pressure chamber 29 in the depressurized state, the sleeve 31 , as also shown in FIG. 1A, has a half-sided extension 55 which axially adjoins the lower end face 33 and which is free End cooperates with the support ring 25 . The length of this half-sided extension 55 is designed such that the remaining play to the support ring 25 is greater than the stroke h1 between the collar 45 and the end face 49 . Alternative ways of preventing the sleeve 31 from slipping into the pressure chamber 29 when the valve is depressurized are e.g. B. the provision of a snap ring on the valve member shaft or a surrounding the valve member 1 , acting as a spacer sleeve slotted sheet metal sleeve.

Um das Ventilglied 1 in Anlage am Ventilsitz 15 zu halten ist zudem eine Ventilfeder 51 vorgesehen, die sich an der oberen Ringstirnfläche der Druckscheibe 39 abstützt und über einen Federteller 53 derart am Ventilglied 1 angreift, daß dieses gegen den Ventilsitz 15 gepreßt wird.In order to keep the valve member 1 in contact with the valve seat 15 , a valve spring 51 is also provided, which is supported on the upper annular end face of the thrust washer 39 and engages the valve member 1 via a spring plate 53 in such a way that it is pressed against the valve seat 15 .

Das in der Fig. 1 beschriebene erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils arbeitet in folgender Weise.The first exemplary embodiment of the fuel injection valve according to the invention described in FIG. 1 operates in the following manner.

Zu Beginn des Einspritzvorganges wird das Einspritzventil von der Kraftstoffhochdruckpumpe über die Einspritzleitung mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Dieser Kraftstoffhochdruck setzt sich über den Druckkanal 27 bis in den Druckraum 29 und innerhalb der Ventilbohrung 3 bis an das Kopfteil 11 fort. Dabei verschiebt ab Erreichen eines bestimmten Öffnungsdruckes der in Öffnungsrichtung am Ventilglied 1 angreifende Kraftstoff das Ventilglied 1 nach außen entgegen der Rückstellkraft der Ventilfeder 51, so daß das Ventilglied 1 mit seiner Ventildichtfläche 13 vom Ventilsitz 15 abhebt. Die Einspritzung erfolgt ab dem Zeitpunkt, wenn die vorzugsweise schlitzförmigen Einspritzöffnungen 23 aus der Überdeckung mit dem Ventilkörper 5 austreten. Dabei erfolgt diese erste Öffnungshubphase des Ventilgliedes 1 nur gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder 51.At the beginning of the injection process, the fuel valve is acted upon by the high-pressure fuel pump via the injection line with fuel under high pressure. This high fuel pressure continues via the pressure channel 27 into the pressure chamber 29 and within the valve bore 3 up to the head part 11 . When a certain opening pressure is reached, the fuel acting on the valve member 1 in the opening direction moves the valve member 1 outward against the restoring force of the valve spring 51 , so that the valve member 1 lifts off with its valve sealing surface 13 from the valve seat 15 . The injection takes place from the point in time when the preferably slot-shaped injection openings 23 emerge from the overlap with the valve body 5 . This first opening stroke phase of the valve member 1 takes place only against the restoring force of the valve spring 51 .

Nach Durchlaufen eines bestimmten Vorhubweges h1 gelangt das Ventilglied 1 mit dem Bund 45 in Anlage an die obere Stirnfläche 49 der Anschlagscheibe 35 der Hülse 31. Die Hülse 31 wird zu diesem Zeitpunkt durch den an der unteren Stirnfläche 33 angreifenden Kraftstoffhochdruck mit der Stirnfläche 49 der Anschlagscheibe 35 in Anlage am oberen Anschlag 41 gehalten. Mit Anlage des Ventilgliedbundes 45 an der Anschlagscheibe 35 der Hülse 31 wirkt der Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes 1 neben der Rückstellkraft der Ventilfeder 51 nun auch die hydraulische Rückstellkraft der Hülse 31 entgegen, so daß das Ventilglied 1 bei seiner Öffnungshubbewegung zunächst verharrt und nur einen kleinen Teil der Einspritzöffnungsquerschnitte freigibt. Mit weiter steigendem Kraftstoffdruck reicht dann jedoch die in Öffnungsrichtung am Ventilglied 1 angreifende Öffnungskraft aus, die Rückstellkraft von Feder 51 und Hülse 31 zu überwinden und das Ventilglied 1 durchläuft die zweite Öffnungshubphase in deren Verlauf der maximale Einspritzquerschnitt aufgesteuert wird, so daß die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt, wobei der maximale Öffnungshub des Ventilgliedes 1 durch die Anlage der unteren Stirnfläche 50 der Anlagescheibe 35 am unteren Anschlag 37 begrenzt ist. Dabei ist der Zeitpunkt und Verlauf der zweistufigen Öffnungshubbewegung durch die Abstimmung von Ventilfederkraft und Wirkfläche der unteren Hülsenstirnfläche 33 einstellbar.After passing through a certain preliminary stroke path h1, the valve member 1 with the collar 45 comes into contact with the upper end face 49 of the stop disc 35 of the sleeve 31 . At this time, the sleeve 31 is held in contact with the upper stop 41 by the high-pressure fuel acting on the lower end face 33 with the end face 49 of the stop disk 35 . With the valve member collar 45 bearing against the stop disk 35 of the sleeve 31, the opening stroke movement of the valve member 1 acts in addition to the restoring force of the valve spring 51 and now also the hydraulic restoring force of the sleeve 31 , so that the valve member 1 initially remains in its opening stroke movement and only a small part of the Injection opening cross sections released. With further increasing fuel pressure, however, the opening force acting on the valve member 1 in the opening direction is sufficient to overcome the restoring force of the spring 51 and the sleeve 31 and the valve member 1 goes through the second opening stroke phase in the course of which the maximum injection cross section is opened, so that the total fuel injection quantity in reaches the combustion chamber of the internal combustion engine, the maximum opening stroke of the valve member 1 being limited by the contact of the lower end face 50 of the contact disk 35 with the lower stop 37 . The time and course of the two-stage opening stroke movement can be adjusted by coordinating the valve spring force and the effective area of the lower sleeve end face 33 .

Das Ende der Einspritzung erfolgt in bekannter Weise durch die Beendigung der Kraftstoffhochdruckzufuhr zum Einspritzventil, in dessen Folge sich der Kraftstoffhochdruck am Ventilglied 1 abbaut und das Ventilglied 1 durch die Ventilfeder 51 wieder in Anlage an den Ventilsitz 15 verschoben wird.The end of the injection takes place in known manner by the completion of the high-pressure fuel supply to the injector, the high fuel pressure is reduced in consequence of the valve member 1 and the valve member 1 is moved by the valve spring 51 again into abutment with the valve seat 15 °.

Das in den Fig. 2 bis 4 in verschiedenen Ansichten dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils beruht auf der nach innen öffnenden Bauart.The second exemplary embodiment of the fuel injection valve according to the invention shown in different views in FIGS. 2 to 4 is based on the inwardly opening type.

Dabei weist das in der Ventilbohrung 3 geführte Ventilglied 1 an seinem dem Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine zugewandten Ende eine durch eine Querschnittsverringerung gebildete konische Ventildichtfläche 61 auf, mit der es mit einer durch eine Querschnittsverringerung gebildeten konischen Ventilsitzfläche 63 am brennraumseitigen Ende der Ventilbohrung 3 zusammenwirkt. Die Ventilbohrung 3 ist dabei im zweiten Ausführungsbeispiel als Sackbohrung ausgeführt, von deren sich an den konischen Ventilsitz 63 anschließenden geschlossenen Ende zwei Einspritzöffnungen 21 abführen, die als Einspritzbohrungen ausgebildet sind. Die Kraftstoffzufuhr zum Ventilsitz 63 erfolgt wie beim ersten Ausführungsbeispiel über einen Druckkanal 27, der in einen das Ventilglied 1 umgebenden Druckraum 29 einmündet und der über eine nicht gezeigte Einspritzleitung mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe verbunden ist.The valve member 1 guided in the valve bore 3 has , at its end facing the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied, a conical valve sealing surface 61 formed by a reduction in cross section, with which it interacts with a conical valve seat surface 63 formed by a reduction in cross section at the end of the valve bore 3 on the combustion chamber side. In the second exemplary embodiment, the valve bore 3 is designed as a blind bore, from the closed end of which adjoins the conical valve seat 63, two injection openings 21 lead away, which are designed as injection bores. As in the first exemplary embodiment, the fuel is supplied to the valve seat 63 via a pressure channel 27 which opens into a pressure chamber 29 surrounding the valve member 1 and which is connected to a high-pressure fuel pump via an injection line (not shown).

An die dem Ventilsitz 63 abgewandte Seite des Druckraumes 29 grenzt eine Hülse 31 an, die analog zum ersten Ausführungsbeispiel axial beweglich zwischen dem Schaft des Ventilgliedes 1 und der Wand der Ventilbohrung 3 geführt ist und deren untere an den Druckraum 29 angrenzende Stirnfläche 33 eine Angriffsfläche für den Kraftstoffhochdruck bildet. Um dabei ein Hineingleiten der Hülse 31 in den Druckraum 29 bei drucklosem Zustand zu vermeiden, ist ein Sicherungsring 83 am Ventilgliedschaft vorgesehen. Alternativ kann dabei jedoch auch hier eine halbseitige Verlängerung der Hülse 31 oder eine als Distanzbüchse wirkende geschlitzte Blechhülse auf dem Ventilglied 1 vorgesehen sein, die sich dabei an einem unteren Bohrungsabsatz der Ventilbohrung 3 abstützen können.Adjacent to the side of the pressure chamber 29 facing away from the valve seat 63 is a sleeve 31 which, analogously to the first exemplary embodiment, is axially movably guided between the stem of the valve member 1 and the wall of the valve bore 3 and whose lower end face 33 adjoining the pressure chamber 29 is a contact surface for forms the high fuel pressure. In order to prevent the sleeve 31 from sliding into the pressure chamber 29 when there is no pressure, a locking ring 83 is provided on the valve member shaft. Alternatively, however, a half-sided extension of the sleeve 31 or a slotted sheet metal sleeve acting as a spacer sleeve can also be provided on the valve member 1 , which can be supported on a lower bore shoulder of the valve bore 3 .

An ihrem dem Druckraum 29 abgewandten Ende weist die Hülse 31 zwei diametral gegenüberliegende Längsschlitze 67 auf, in denen ein als Profil 69 mit zwei glatten Seitenflächen ausgebildeter Bund des Ventilgliedes 1 axial gleitend geführt ist. Dabei bilden die axialen Endflächen der Längsschlitze 67 eine Anschlagfläche 71 für das Ventilgliedprofil 69 in Richtung Ventilsitzfläche 63, an der eine untere Stirnfläche 81 des Profils 69 zur Anlage gelangt. Eine axial an den Ventilkörper 5 angrenzende Zwischenscheibe 73 bildet mit ihrer Stirnfläche 75 eine weitere Anschlagfläche, an die die obere Ringstirnfläche 77 der Hülse 31 und die obere Fläche 79 des Ventilgliedprofils 69 nach Durchlaufen eines bestimmten Hubweges zur Anlage gelangen.At its end facing away from the pressure chamber 29 , the sleeve 31 has two diametrically opposed longitudinal slots 67 , in which a collar of the valve member 1, designed as a profile 69 with two smooth side surfaces, is guided in an axially sliding manner. The axial end faces of the longitudinal slots 67 form a stop face 71 for the valve member profile 69 in the direction of the valve seat face 63 , against which a lower end face 81 of the profile 69 comes to rest. An intermediate disk 73 axially adjoining the valve body 5 forms with its end face 75 a further stop face against which the upper ring end face 77 of the sleeve 31 and the upper face 79 of the valve member profile 69 come to rest after passing through a certain stroke path.

Die das Ventilglied 1 in Anlage am konischen Ventilsitz 63 haltende Rückstellkraft wird dabei wiederum durch eine sich ortsfest abstützende Ventilfeder 51 gebildet, die das Ventilglied 1 über einen Federteller 53 in Richtung Ventilsitz 63 beaufschlagt.The restoring force holding the valve member 1 in contact with the conical valve seat 63 is in turn formed by a valve spring 51 which is supported in a stationary manner and which acts on the valve member 1 via a spring plate 53 in the direction of the valve seat 63 .

Das in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel arbeitet in folgender Weise.The embodiment shown in FIG. 2 works in the following way.

Am Beginn der Hochdruckeinspritzung gelangt über den Druckkanal 27 unter hohem Druck stehender Kraftstoff von einer Kraftstoffhochdruckpumpe in den Druckraum 29 und setzt sich über den Spalt zwischen dem Ventilglied 1 und der Ventilbohrung 3 bis an den konischen Ventilsitz 63 fort. Dabei greift der Kraftstoffhochdruck über die freie untere Ringstirnfläche 33 der Hülse 31 und weiter über die untere Stirnfläche 81 des Profils 69 sowie einen Teil der konischen Dichtfläche 61 in Öffnungsrichtung am Ventilglied 1 an und verschiebt dieses nach Überschreiten eines bestimmten Öffnungsdruckes entgegen der Kraft der Ventilfeder 51 vom Ventilsitz 63, so daß ein Öffnungsquerschnitt am Ventilsitz 63 aufgesteuert wird, über den der Kraftstoff zu den Einspritzöffnungen 21 und weiter in den Brennraum der Brennkraftmaschine strömt. Diese erste Teilöffnungshubbewegung h1 des Ventilgliedes 1 wird durch die Anlage der oberen Ringstirnfläche 77 der Hülse 31 an der Stirnfläche 75 der Zwischenscheibe 73 beendet, wobei ab diesem Zeitpunkt die Hülse 31 die Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes 1 nicht mehr beeinflußt.At the beginning of the high-pressure injection, fuel under high pressure passes from the high-pressure fuel pump into the pressure chamber 29 via the pressure channel 27 and continues through the gap between the valve member 1 and the valve bore 3 to the conical valve seat 63 . The high-pressure fuel acts on the free lower ring end face 33 of the sleeve 31 and further over the lower end face 81 of the profile 69 and part of the conical sealing surface 61 in the opening direction on the valve member 1 and, after exceeding a certain opening pressure, displaces it against the force of the valve spring 51 from the valve seat 63 , so that an opening cross-section is opened at the valve seat 63 , via which the fuel flows to the injection openings 21 and further into the combustion chamber of the internal combustion engine. This first partial opening stroke movement h1 of the valve member 1 is terminated by the abutment of the upper annular end face 77 of the sleeve 31 on the end face 75 of the intermediate disk 73 , from which point the sleeve 31 no longer influences the opening stroke movement of the valve member 1 .

Die Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes 1 wird nach einem kurzen Verharren des Ventilgliedes 1 in dieser Position fortgesetzt, wobei während dieser zweiten Haupteinspritzphase nun der gesamte Querschnitt des Ventilgliedes 1 als Krafteinleitungsfläche für den Kraftstoffhochdruck in Öffnungsrichtung wirksam wird, so daß die Rückstellkraft der Ventilfeder 51 überwunden wird und der Resthub bis zur Anlage der oberen Stirnfläche 79 des Ventilgliedprofils 69 an der Zwischenscheibe 73 durchfahren wird, wobei die maximale Gesamthubbewegung hG durch die Anlage des Profils 69 an der Stirnfläche 75 der Zwischenscheibe 73 begrenzt ist.The opening stroke movement of the valve member 1 is continued after a brief persistence of the valve member 1 in this position, the entire cross section of the valve member 1 now acting as a force introduction surface for the high fuel pressure in the opening direction during this second main injection phase, so that the restoring force of the valve spring 51 is overcome and the remaining stroke is traversed until the upper end face 79 of the valve member profile 69 abuts on the intermediate disk 73 , the maximum total stroke movement hG being limited by the contact of the profile 69 on the end face 75 of the intermediate disk 73 .

Die Schließhubbewegung des Ventilgliedes 1 erfolgt wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch das Absinken des Kraftstoffhochdruckes in der Ventilbohrung 3, in dessen Folge die Ventilfeder 51 das Ventilglied 1 entgegen der verbleibenden hydraulischen Restkraft wieder in Anlage an den Ventilsitz 63 verschiebt.As in the first exemplary embodiment, the closing stroke movement of the valve member 1 takes place by the lowering of the high fuel pressure in the valve bore 3 , as a result of which the valve spring 51 displaces the valve member 1 against the remaining hydraulic residual force in contact with the valve seat 63 .

Claims (9)

1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilkörper (5), in dem eine Ventilbohrung (3) vorgesehen ist, in der ein Ventilglied (1) axial verschiebbar geführt ist, das an seinem dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Ende eine Ventildichtfläche (13, 61) aufweist, mit der es zur Steuerung eines Einspritzquerschnittes mit einem Ventilsitz (15, 63) am Ventilkörper (5) zusammenwirkt und mit einer das Ventilglied (1) in Schließrichtung zum Ventilsitz hin beaufschlagenden Rückstellkraft, wobei die der Rückstellkraft entgegengerichtete Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes (1) zweistufig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweistufige Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes (1) mittels einer einzigen, das Ventilglied (1) in Schließrichtung beaufschlagenden Ventilfeder (51) und eines während eines Teilhubes des Ventilgliedes (1) an diesem angreifenden, vom Kraftstoffhochdruck beaufschlagten und eine Zusatzkraft auf das Ventilglied (1) übertragenden Verstellgliedes geformt wird.1. Fuel injection valve for internal combustion engines with a valve body ( 5 ), in which a valve bore ( 3 ) is provided, in which a valve member ( 1 ) is axially displaceable, which has a valve sealing surface ( 13 , 61 ) at its end facing the combustion chamber of the internal combustion engine. with which it cooperates to control an injection cross section with a valve seat ( 15 , 63 ) on the valve body ( 5 ) and with a restoring force acting on the valve member ( 1 ) in the closing direction towards the valve seat, the opening stroke movement of the valve member ( 1 ) countering the restoring force is designed in two stages, characterized in that the two-stage opening stroke movement of the valve member ( 1 ) by means of a single valve spring ( 51 ) acting on the valve member ( 1 ) in the closing direction and a valve spring ( 51 ) which acts on the valve member ( 1 ) during a partial stroke and is acted upon by the high fuel pressure and an additional force a is formed on the valve member ( 1 ) transmitting adjusting member. 2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied durch eine axial verschiebbare, zwischen dem Ventilglied (1) und der Ventilbohrung (3) angeordnete Hülse (31) gebildet ist, die mit ihrem einen Ende (33) an einen das Ventilglied (1) beaufschlagenden Druckraum (29) angrenzt und deren dem Druckraum (29) abgewandtes Ende mit wenigstens einem ortsfesten Anschlag zusammenwirkt, wobei an der Hülse (31) eine Anschlagfläche (49, 71) vorgesehen ist, an der das Ventilglied (1) während eines Teilhubbereiches anliegt.2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the adjusting member is formed by an axially displaceable, between the valve member ( 1 ) and the valve bore ( 3 ) arranged sleeve ( 31 ) which with one end ( 33 ) to one of the valve member ( 1 ) adjacent pressure chamber ( 29 ) and whose end facing away from the pressure chamber ( 29 ) cooperates with at least one stationary stop, wherein on the sleeve ( 31 ) a stop surface ( 49 , 71 ) is provided, on which the valve member ( 1 ) during of a partial stroke range. 3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied an seinem brennraumseitigen Ende ein aus der Ventilbohrung (3) ragendes Kopfteil (11) aufweist, dessen dem Ventilkörper (5) zugewandte Ringstirnfläche die Ventildichtfläche (13) bildet, die mit einer an der brennraumseitigen Stirnfläche des Ventilkörpers (5) gebildeten, die Ventilbohrung (3) umgebenden ringförmigen Ventilsitzfläche (15) zusammenwirkt.3. Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the valve member at its combustion chamber end has a projecting from the valve bore ( 3 ) head part ( 11 ), the valve body ( 5 ) facing the annular end face forms the valve sealing surface ( 13 ) with a the end face of the valve body ( 5 ) formed on the combustion chamber side and which surrounds the valve bore ( 3 ) and surrounds the annular valve seat surface ( 15 ). 4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (31) an ihrem dem Druckraum (29) abgewandten Ende eine im Durchmesser vergrößerte Anschlagscheibe (35) aufweist, die zwischen zwei ortsfesten Anschlägen (37, 41) axial verschiebbar ist und an deren dem Druckraum (29) abgewandte Stirnfläche (49) das Ventilglied (1) nach Durchlaufen eines bestimmten Vorhubes mit einem Bund (45) zur Anlage gelangt.4. Fuel injection valve according to claim 3, characterized in that the sleeve ( 31 ) at its end facing away from the pressure chamber ( 29 ) has an enlarged diameter stop disk ( 35 ) which is axially displaceable between two fixed stops ( 37 , 41 ) and on whose end face ( 49 ) facing away from the pressure chamber ( 29 ), the valve member ( 1 ) comes into contact with a collar ( 45 ) after passing through a certain preliminary stroke. 5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes (1) durch die Anlage einer an der dem Druckraum (29) zugewandten Ringstirnfläche (50) der Anschlagscheibe (35) gebildeten Anschlagfläche an einem ortsfesten Anschlag (37) begrenzt ist.5. Fuel injection valve according to claim 4, characterized in that the maximum opening stroke movement of the valve member ( 1 ) by the abutment on the pressure chamber ( 29 ) facing the annular end face ( 50 ) of the stop disc ( 35 ) formed stop face on a stationary stop ( 37 ) is. 6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventildichtfläche (61) an einer konischen Querschnittsverringerung am brennraumseitigen Ende des Ventilgliedes (1) und die Ventilsitzfläche (63) an einer konischen Durchmesserverringerung des brennraumseitigen Endes der Ventilgliedbohrung (3) vorgesehen ist, an die sich in Einspritzrichtung stromabwärts wenigstens eine Einspritzöffnung (23) anschließt.6. Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the valve sealing surface ( 61 ) is provided on a conical cross-sectional reduction on the combustion chamber end of the valve member ( 1 ) and the valve seat surface ( 63 ) on a conical diameter reduction of the combustion chamber end of the valve member bore ( 3 ) which connects at least one injection opening ( 23 ) downstream in the injection direction. 7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (31) mit ihrer dem Druckraum (29) abgewandten Stirnfläche (77) in Anlage an einen ortsfesten Anschlag (75) bringbar ist.7. Fuel injection valve according to claim 6, characterized in that the sleeve ( 31 ) with its end face ( 77 ) facing away from the pressure chamber ( 29 ) can be brought into contact with a stationary stop ( 75 ). 8. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Druckraum (29) abgewandte Ende der Hülse (31) zwei diametral gegenüberliegende Längsschlitze (67) aufweist, in denen ein entsprechendes im Querschnitt erweitertes Profil (69) des Ventilgliedes (1) gleitverschiebbar geführt ist, wobei die axialen Enden der Längsschlitze (67) eine Anschlagfläche (71) für das Ventilgliedprofil (69) bilden.8. Fuel injection valve according to claim 7, characterized in that the pressure chamber ( 29 ) facing away from the end of the sleeve ( 31 ) has two diametrically opposite longitudinal slots ( 67 ) in which a corresponding cross-sectional profile ( 69 ) of the valve member ( 1 ) slidably is guided, the axial ends of the longitudinal slots ( 67 ) forming a stop surface ( 71 ) for the valve member profile ( 69 ). 9. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Druckraum (29) abgewandte Stirnfläche (79) des Profils (69) am Ventilglied (1) nach Durchlaufen eines Gesamtöffnungshubweges (hG) in Anlage an den ortsfesten Anschlag (75) gelangt.9. Fuel injection valve according to claim 8, characterized in that the end face ( 79 ) of the profile ( 69 ) facing away from the pressure chamber ( 29 ) on the valve member ( 1 ) comes into contact with the fixed stop ( 75 ) after passing through a total opening stroke path (hG).
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