EP1112446B1 - Fuel injection valve - Google Patents
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- EP1112446B1 EP1112446B1 EP99953591A EP99953591A EP1112446B1 EP 1112446 B1 EP1112446 B1 EP 1112446B1 EP 99953591 A EP99953591 A EP 99953591A EP 99953591 A EP99953591 A EP 99953591A EP 1112446 B1 EP1112446 B1 EP 1112446B1
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- F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
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- F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
Definitions
- the invention is based on a fuel injector according to the genus of the main claim.
- DE 38 08 635 A1 is already an electromagnetic one actuatable fuel injector known in which a trained on an axially movable valve needle Valve closing section with a fixed valve seat for opening and closing of the valve interacts.
- the Valve closing section is in the downstream direction Tapered while the valve seat runs frustoconical. This valve closing section forms the downstream end of the valve needle, which in a Cone tip runs out.
- Upstream of the The valve closing section or the valve seat is the Valve needle with several spiral fuel channels provided by which the fuel to be sprayed swirled to the valve seat to atomize the To improve fuel and the To control fuel flow rate.
- Valve needle In addition to the tapered, pointed downstream end of the Valve needle is, for example, from US Pat. No. 5,350,119 Fuel injector with an axially movable Valve needle known to have a rounded Has valve closing portion which is the downstream end the valve needle forms.
- DE 30 46 889 C2 discloses a Fuel injector with a flat armature and one attached fastening part to provide.
- This movable valve member acts with a housing-fixed Valve seat together.
- the closure part has a convex molded valve closing section by a Flat bevels running perpendicular to the longitudinal axis of the valve is completed.
- Downstream of the valve seat is a Collection space provided, the volume of which should be as small as possible should and through the valve seat body, the flat lower Limitation of the valve closing section and the opposite flat upper boundary surface of a Swirl body arranged downstream of the valve seat body is limited.
- JP 10047210 A is already a Fuel injection valve for fuel injection systems from Internal combustion engines known to be an excitable Actuator and one axially along one Valve longitudinal axis movable valve needle, which on its has a valve closing section downstream end, the one for opening and closing the valve with a fixed Valve seat cooperates.
- the valve seat is included formed on a flat valve seat element. Upstream of the valve seat, the valve has one Swirl body, on the one hand as a guide for the valve needle serves and on the other hand the fuel to be sprayed Twist impresses. Downstream of the valve seat is at downstream end of the valve closing section a Flattening perpendicular to the longitudinal axis of the valve intended. One closes to the valve seat Exit opening, which has a diameter D, the is significantly larger than the diameter of the Flattened valve needle.
- the fuel injector according to the invention with the characteristic features of the main claim has the Advantage that compared to known valves with a Swirl generation in the fuel upstream of the valve seat improved fuel processing is achieved.
- improved fuel processing is achieved.
- This Vorstrahl is formed by fuel that is at closed valve in an inner swirl chamber of the swirl-generating agent has collected in front of the valve seat. This fuel largely flows when the valve is opened axial and not twisted to a downstream of the Valve seat arranged outlet opening.
- the Measures according to the invention is effectively a better one Preparation of the fuel in the pre-jet enables.
- the swirl-generating means are as disc-shaped swirl element that is very simple structured and therefore easy to form.
- an inner one in the swirl element with the simplest of means Opening area can be created that extends across the entire extends axial thickness of the swirl element and from one outer peripheral edge area is surrounded.
- the guide element is also easy to manufacture.
- the guide element advantageously serves with a inner guide opening of the leadership of the projecting Valve needle.
- Embodiments of the invention are in the drawing shown in simplified form and in the following Description explained in more detail.
- 1 shows a first Embodiment of a fuel injector
- figure 2 shows a second example of a fuel injector, only the downstream valve end is shown
- Figure 3 a first leadership and seating area as an enlarged Detail from Figure 2
- Figure 4 a second guide and Seating area
- Figure 5 shows a third leadership and Seating area
- Figure 6 a Swirl element
- Figure 7 is a guide element which in Fuel injection valves according to Figures 1 to 5 can be used are.
- electromagnetically actuatable valve in the form of an injection valve for Fuel injection systems from spark-ignited Internal combustion engines have one of a magnetic coil 1 at least partially surrounded, as the inner pole of one Serving magnetic circuit, tubular, largely hollow cylindrical core 2.
- the fuel injector is particularly suitable as a high pressure injection valve for direct injection of fuel into a combustion chamber Internal combustion engine.
- a tiered one Plastic bobbin 3 takes a winding of Magnetic coil 1 and allows in connection with the core 2 and an annular, non-magnetic, from the Magnetic coil 1 partially surrounded intermediate part 4 with a L-shaped cross section a particularly compact and short Structure of the injection valve in the area of the solenoid coil 1.
- the core 2 of the magnetic circuit also serves as Fuel inlet port, the longitudinal opening 7 a Represents fuel supply channel.
- an outer metal (e.g. ferritic) housing part 14 which as the outer pole or outer guide element closes the magnetic circuit and the Solenoid 1 completely at least in the circumferential direction surrounds.
- a fuel filter 15 is provided for the Filtering out such fuel components ensures that due to their size in the injector clogging or Can cause damage.
- the fuel filter 15 is z. B. fixed by pressing in the core 2.
- the core 2 forms with the housing part 14 that on the inlet side End of the fuel injector, with the upper Housing part 14, for example in the axial direction seen just downstream via the magnetic coil 1 extends beyond.
- the upper housing part 14 closes tight and tight to a lower tubular housing part 18, the Z. B. consists of an axially movable valve part an armature 19 and a rod-shaped valve needle 20 or encloses an elongated valve seat support 21 or receives.
- the two housing parts 14 and 18 are, for. B. with a circumferential weld seam firmly connected.
- the valve seat support 21 has an inner one over its entire axial extent Through opening 24 which is concentric with the Valve longitudinal axis 8 runs.
- valve seat carrier 21 With its lower end 25, which also the downstream completion of the whole Fuel injector, surrounds the Valve seat carrier 21 in the through opening 24 fitted disc-shaped valve seat element 26 with a narrowing frustoconically downstream Valve seat surface 27.
- the through opening 24 In the through opening 24 is the z. B. rod-shaped, a largely circular Cross-section valve needle 20 arranged, the a valve closing section 28 at its downstream end having.
- This, for example, spherical or partial spherical or rounded or tapered tapered valve closing section 28 acts in a known manner Way with that provided in the valve seat member 26 Valve seat surface 27 together.
- the flattening 29 is e.g. around a flat sanding.
- Downstream of the Valve seat surface 27 is at least in valve seat element 26 an outlet opening 32 is introduced for the fuel.
- the injection valve is actuated in a known manner Way electromagnetic.
- a piezo actuator or a magnetostrictive actuator as excitable actuators are also conceivable.
- An operation is also over a controlled pressure-loaded piston is conceivable.
- For axial Movement of the valve needle 20 and thus against opening the spring force of one in the longitudinal opening 7 of the core 2 arranged return spring 33 or closing the Injector serves the electromagnetic circuit with the Solenoid 1, the core 2, the housing parts 14 and 18 and the anchor 19.
- the anchor 19 is with the Valve closing section 28 facing away from the end of the valve needle 20 z. B. connected by a weld and on the core 2nd aligned.
- valve seat support 21 On the armature 19 facing end provided guide opening 34 and on the other hand, an upstream of the valve seat member 26 arranged disc-shaped guide element 35 with a dimensionally accurate guide opening 55.
- the anchor 19 is during its axial movement surrounded by the intermediate part 4.
- a Swirl element 47 arranged so that all three elements 35, 47 and 26 lie directly on top of each other and in Find valve seat bracket 21.
- the three disc-shaped elements 35, 47 and 26 are for example firmly bonded together.
- Pressed or screwed adjusting sleeve 38 is used Setting the spring preload using a centering piece 39 with its upstream side on the adjusting sleeve 38 adjacent return spring 33, which with their opposite side is supported on the anchor 19.
- At anchor 19 are one or more bore-like flow channels 40 provided through which the fuel from the longitudinal opening 7th in the core 2 from downstream of the flow channels 40 trained connecting channels 41 near the guide opening 34 in the valve seat support 21 into the through opening 24 can reach.
- the stroke of the valve needle 20 is determined by the installation position of the Valve seat element 26 predetermined. A final position of the Valve needle 20 is through when magnet coil 1 is not energized the installation of the valve closing section 28 on the Valve seat surface 27 of the valve seat element 26 fixed, while the other end position of the valve needle 20 at excited solenoid 1 by the system of the armature 19 on the downstream end of the core 2 results.
- the Surfaces of the components in the latter stop area are chrome-plated, for example.
- the electrical contacting of the magnetic coil 1 and thus their excitation takes place via contact elements 43, which are still outside of the bobbin 3 with a Plastic extrusion 44 are provided.
- the Plastic encapsulation 44 can also be used for other Components (e.g. housing parts 14 and 18) of the Extend fuel injector. From the Plastic extrusion 44 runs an electrical Connection cable 45, via which the energization of the magnetic coil 1 he follows. The plastic extrusion 44 protrudes through the in Upper housing part 14 interrupted in this area.
- FIG 2 shows a second embodiment of a Fuel injector, with only the downstream Valve end is shown.
- the valve seat support 21 in Area of the guide opening 34 several axially parallel extending connecting channels 41 are provided.
- To be safe To allow flow into the valve seat support 21 is the passage opening 24 with a larger diameter trained, while the valve seat support 21 thin-walled is executed.
- the leadership and seating area is a cutout shown in Figure 2 again in a changed scale to this valve area with the designed according to the invention Clarify valve needle end better.
- the one in spray-side end 25 of the valve seat carrier 21 in its Through opening 24 provided guide and seating area is in the embodiment shown in Figure 3 through three axially successive, disc-shaped, functionally separate elements formed that are fixed to each other are connected.
- follow in the downstream direction successively the guide element 35, the very flat Swirl element 47 and valve seat element 26.
- the valve seat element 26 partially has one Outside diameter on that it taut with little play in a lower portion 49 of the through opening 24 of the Valve seat support 21 downstream one in the Through opening 24 provided stage 51 can be fitted can.
- the guide element 35 and the swirl element 47 have, for example, a slightly smaller one Outside diameter as the valve seat member 26.
- the guide element 35 has a dimensionally accurate inner Guide opening 55 through which the valve needle 20th moved through during their axial movement. From the outside The guide element 35 has a circumference over the circumference distributes several recesses 56, one of which Fuel flow on the outer periphery of the guide member 35 along into the swirl element 47 and further in the direction to the valve seat surface 27 is guaranteed. Based on the figures 7 and 8 each is an embodiment of the swirl element 47 or the guide element 35 described in more detail.
- the three elements 35, 47 and 26 lie directly with theirs respective end faces to each other and already exist their assembly in the valve seat bracket 21 firmly together connected before.
- the solid connection of the individual disc-shaped elements 35, 47 and 26 takes place cohesively on the outer circumference of the elements 35, 47, 26, welding or bonding are preferred joining methods.
- welding spots or short weld seams 60 in the peripheral areas provided in which the guide member 35 none Has recesses 56.
- the entire multi-disc valve body is, for example inserted into the through opening 24 until the upper end face 59 of the guide element 35 on the step 51 is applied.
- the valve body is attached e.g. by means of a weld seam 61 achieved by means of a laser lower end of the valve between valve seat element 26 and valve seat bracket 21.
- valve closing section 28 According to the downstream end of the Valve closing section 28 and thus the entire Valve needle 20 with the perpendicular to the valve longitudinal axis 8 provided flattening 29.
- the one on the valve pin 20 provided flat 29 has a diameter d, which is larger than the diameter D which is downstream subsequent outlet opening 32, so that d> D applies. It when the diameter d is particularly advantageous known size of the outlet opening 32 is selected that the ratio d / D is about 1.5.
- This pre-beam is formed by fuel, which is when closed Valve in an inner swirl chamber 92 of swirl element 47 collected in front of the valve seat. This fuel flows when opening the valve largely axially and not twisted to the outlet opening 32. Only immediately then the main beam follows that is formed by fuel that swirl element 47 flowed through directly beforehand and the corresponding is twisted.
- the flattening 29 on the valve needle 20 now causes in advantageously an improved preparation of the Vorstrahles because the flattening 29 is a vortexing of the Allows fuel. In this way, the Droplet size can be reduced, creating a finer Fuel spray is sprayed. In addition, one can Increasing the homogeneity of the main beam compared to pointed reach tapered or rounded valve needle ends. It should be explicitly stated that for the Invention the type of training upstream of the Valve seat 27 arranged swirl elements 47 none Influence. Instead of the disk-shaped shown Swirl elements 47 can also have swirl-generating means in completely arbitrary design (e.g. cylindrical Swirl body, swirl grooves on the valve needle) become.
- Valve seat element 26 has a circumferential flange 64, which engages downstream end of the valve seat support 21.
- the top 65 of the circumferential flange 64 is in one Clamping with the guide opening 55 and Valve seat surface 27 ground. The insertion of the three-disc valve body takes place until the Top 65 of the flange 64 at the end 25 of the Valve seat carrier 21. In this investment area both Components 21 and 26 welded together.
- the Exit opening 32 is e.g. inclined towards Valve longitudinal axis 8 introduced, wherein it downstream in a convexly curved spray region 66 ends.
- FIG. 5 essentially corresponds the example shown in Figure 4, the essential Difference is that now an additional fourth disc-shaped spray element 67 in the form of a Spray plate is provided, which is the outlet opening 32 has.
- the spray 67 and that Valve seat element 26 are e.g. via a means Laser welding achieved weld seam 68 firmly with one another connected, the weld being in a ring circumferential recess 69 is made.
- Next to the Laser welding is also bonding or resistance welding et al suitable joining methods for this connection. in the Area of the top 65 'of the spray 67 and End 25 of the valve seat support 21, both components are fixed connected to each other (weld 61).
- the valve seat element 26 has wear protection reasons has a high carbon content and is highly rewarded. from that the weldability is less good.
- the Spraying element 67 is made of a weldable one Material made.
- the weld 68 must also only be slightly resilient.
- the outlet opening 32 can inexpensive late in the manufacturing process e.g. by drilling be introduced. At the entrance to the exit opening 32 there is a sharp hole edge due to the turbulence in the flow are generated, from which an atomization in particularly fine droplets result.
- FIG 6 is between the guide member 35 and Valve seat element 26 embedded swirl element 47 as Individual component shown in a plan view.
- the Swirl element 47 can be inexpensively, for example, by means of Stamping, wire EDM, laser cutting, etching or others known methods from a sheet or by galvanic Deposition.
- an inner opening area 90 is formed, which over the entire axial thickness of the swirl element 47 extends.
- the Opening area 90 is surrounded by an inner swirl chamber 92, through which the valve closing section 28 of the valve needle extends 20 extends through, and from a variety of in the Swirl chamber 92 opening swirl channels 93 are formed.
- the Swirl channels 93 open tangentially into swirl chamber 92 and stand with their ends 95 facing away from the swirl chamber 92 not with the outer circumference of the swirl element 47 in Connection. Rather, there remains between the as Inlet pockets formed ends 95 of the swirl channels 93 and the outer circumference of the swirl element 47 a circumferential Border area 96.
- the swirl chamber 92 becomes inside of the valve needle 20 (valve closing section 28) and outwards through the wall of the opening area 90 of the Swirl elements 47 limited.
- the swirl channels 93 in the swirl chamber 92 get the Fuel imprinted an angular momentum, which in the further Flow is maintained up to the outlet opening 32.
- the centrifugal force makes the fuel hollow-conical hosed.
- the ends 95 of the swirl channels 93 serve as Collection bags, which are a reservoir for large areas form low-turbulence inflow of fuel. After Flow deflection occurs slowly and the fuel low turbulence into the tangential swirl channels 93 a, whereby a largely trouble-free swirl can be generated is.
- Figure 7 is an embodiment of a Guide element 35 removable. About its outer circumference the guide element 35 has alternating recesses 56 and tooth-like protruding areas 98. The tooth-shaped Areas 98 can be rounded. The Manufacturing of the guide element 35 takes place e.g. by Punching. In the example according to FIG. 7, the Recess base 99 inclined so that the Recess base 99 advantageously perpendicular to the Axes of the swirl channels 93 of the underlying one Swirl elements 47 run.
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a fuel injector according to the genus of the main claim.
Aus der DE 38 08 635 A1 ist bereits ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem ein an einer axial beweglichen Ventilnadel ausgebildeter Ventilschließabschnitt mit einem festen Ventilsitz zum öffnen und Schließen des Ventils zusammenwirkt. Der Ventilschließabschnitt ist sich in stromabwärtiger Richtung kegelig verjüngend ausgeführt, während der Ventilsitz kegelstumpfförmig verläuft. Dieser Ventilschließabschnitt bildet das stromabwärtige Ende der Ventilnadel, das in einer Kegelspitze ausläuft. Stromaufwärts des Ventilschließabschnitts bzw. des Ventilsitzes ist die Ventilnadel mit mehreren spiralförmigen Kraftstoffkanälen versehen, durch die der abzuspritzende Kraftstoff drallbehaftet zum Ventilsitz gelangt, um die Zerstäubung des Kraftstoffs zu verbessern und die Kraftstoffströmungsgeschwindigkeit zu steuern.DE 38 08 635 A1 is already an electromagnetic one actuatable fuel injector known in which a trained on an axially movable valve needle Valve closing section with a fixed valve seat for opening and closing of the valve interacts. The Valve closing section is in the downstream direction Tapered while the valve seat runs frustoconical. This valve closing section forms the downstream end of the valve needle, which in a Cone tip runs out. Upstream of the The valve closing section or the valve seat is the Valve needle with several spiral fuel channels provided by which the fuel to be sprayed swirled to the valve seat to atomize the To improve fuel and the To control fuel flow rate.
Neben dem kegelig spitz zulaufenden stromabwärtigen Ende der Ventilnadel ist beispielsweise aus der US-PS 5,350,119 ein Brennstoffeinspritzventil mit einer axial beweglichen Ventilnadel bekannt, die einen abgerundeten Ventilschließabschnitt aufweist, der das stromabwärtige Ende der Ventilnadel bildet.In addition to the tapered, pointed downstream end of the Valve needle is, for example, from US Pat. No. 5,350,119 Fuel injector with an axially movable Valve needle known to have a rounded Has valve closing portion which is the downstream end the valve needle forms.
Des weiteren ist aus der DE 30 46 889 C2 bekannt, ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem Flachanker und einem daran befestigten Verschlussteil zu versehen. Dieses bewegliche Ventilglied wirkt mit einem gehäusefesten Ventilsitz zusammen. Das Verschlussteil weist einen konvex ausgeformten Ventilschließabschnitt auf, der durch einen senkrecht zur Ventillängsachse verlaufenden planen Anschliff abgeschlossen ist. Stromabwärts des Ventilsitzes ist ein Sammelraum vorgesehen, dessen Volumen möglichst klein sein soll und der durch den Ventilsitzkörper, die ebene untere Begrenzung des Ventilschließabschnitts und der gegenüberliegenden ebenen oberen Begrenzungsfläche eines stromabwärts des Ventilsitzkörpers angeordneten Drallkörpers begrenzt wird. In dem Drallkörper sind mehrere Drallkanäle eingebracht, die seitlich am Drallkörper beginnen und in eine zentrale Drallkammer münden.Furthermore, DE 30 46 889 C2 discloses a Fuel injector with a flat armature and one attached fastening part to provide. This movable valve member acts with a housing-fixed Valve seat together. The closure part has a convex molded valve closing section by a Flat bevels running perpendicular to the longitudinal axis of the valve is completed. Downstream of the valve seat is a Collection space provided, the volume of which should be as small as possible should and through the valve seat body, the flat lower Limitation of the valve closing section and the opposite flat upper boundary surface of a Swirl body arranged downstream of the valve seat body is limited. There are several swirl channels in the swirl body introduced that begin on the side of the swirl body and in a central swirl chamber open.
Aus der JP 10047210 A ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen bekannt, das ein erregbares Betätigungselement und eine axial entlang einer Ventillängsachse bewegbare Ventilnadel, die an ihrem stromabwärtigen Ende einen Ventilschließabschnitt aufweist, der zum Öffnen und Schließen des Ventils mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkt, besitzt. Der Ventilsitz ist dabei an einem flachen Ventilsitzelement ausgebildet. Stromaufwärts des Ventilsitzes besitzt das Ventil einen Drallkörper, der einerseits als Führung für die Ventilnadel dient und andererseits dem abzuspritzenden Brennstoff einen Drall aufprägt. Stromabwärts des Ventilsitzes ist am stromabwärtigen Ende des Ventilschließabschnitts eine senkrecht zur Ventillängsachse verlaufende Abflachung vorgesehen. An den Ventilsitz schließt sich eine Austrittsöffnung an, die einen Durchmesser D aufweist, der deutlich größer ist als der Durchmesser der an der Ventilnadel ausgebildeten Abflachung.From JP 10047210 A is already a Fuel injection valve for fuel injection systems from Internal combustion engines known to be an excitable Actuator and one axially along one Valve longitudinal axis movable valve needle, which on its has a valve closing section downstream end, the one for opening and closing the valve with a fixed Valve seat cooperates. The valve seat is included formed on a flat valve seat element. Upstream of the valve seat, the valve has one Swirl body, on the one hand as a guide for the valve needle serves and on the other hand the fuel to be sprayed Twist impresses. Downstream of the valve seat is at downstream end of the valve closing section a Flattening perpendicular to the longitudinal axis of the valve intended. One closes to the valve seat Exit opening, which has a diameter D, the is significantly larger than the diameter of the Flattened valve needle.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass gegenüber bekannten Ventilen mit einer Drallerzeugung im Brennstoff stromaufwärts des Ventilsitzes eine verbesserte Brennstoffaufbereitung erzielt wird. Insbesondere betrifft die Verbesserung der Aufbereitungsqualität den sogenannten Vorstrahl. Dieser Vorstrahl wird von Brennstoff gebildet, der sich bei geschlossenem Ventil in einer inneren Drallkammer des drallerzeugenden Mittels vor dem Ventilsitz gesammelt hat. Dieser Brennstoff strömt beim Öffnen des Ventils weitgehend axial und nicht drallbehaftet zu einer stromabwärts des Ventilsitzes angeordneten Austrittsöffnung. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird wirkungsvoll eine bessere Aufbereitung des Brennstoffs im Vorstrahl ermöglicht. Ausgenutzt wird dabei der Umstand, dass die den Vorstrahl bildende Anlaufströmung sowie die Ausbildung eines Wandfilmes in der Austrittsöffnung sehr stark durch die Gestaltung der Ventilnadelspitze, die das Strömungsgebiet der Drallströmung mitformt, beeinflusst werden können. Auf erfindungsgemäße Weise kann die Tröpfchengröße verringert werden, wodurch ein feineres Brennstoffspray abgespritzt wird. Durch den Energieverlust des Brennstoffs an der Abflachung der Ventilnadel wird der eher schädliche Vorstrahl in seiner Ausdehnung reduziert. Gegenüber spitz zulaufenden oder abgerundeten Ventilnadelenden entsteht in vorteilhafter Weise ein verkürzter Vorstrahl mit geringerer Penetration.The fuel injector according to the invention with the characteristic features of the main claim has the Advantage that compared to known valves with a Swirl generation in the fuel upstream of the valve seat improved fuel processing is achieved. In particular concerns the improvement of Preparation quality the so-called pre-jet. This Vorstrahl is formed by fuel that is at closed valve in an inner swirl chamber of the swirl-generating agent has collected in front of the valve seat. This fuel largely flows when the valve is opened axial and not twisted to a downstream of the Valve seat arranged outlet opening. With the Measures according to the invention is effectively a better one Preparation of the fuel in the pre-jet enables. The fact is exploited that the pre-beam starting flow and the formation of a Wall film in the outlet opening very strongly through the Design of the valve needle tip that defines the flow area the swirl flow, can be influenced. On the droplet size can be reduced are sprayed, which means a finer fuel spray becomes. Due to the energy loss of the fuel at the Flattening the valve needle becomes the more harmful The beam length is reduced. Across the street tapered or rounded valve needle ends are created in advantageously a shortened beam with less Penetration.
Außerdem lässt sich eine Erhöhung der Homogenität des darauffolgenden drallbehafteten Hauptstrahls gegenüber spitz zulaufenden oder abgerundeten Ventilnadelenden erreichen.In addition, an increase in the homogeneity of the the following swirling main jet is pointed reach tapered or rounded valve needle ends.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the subclaims advantageous further developments and improvements of the Main claim specified fuel injector possible.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Durchmesser d der am stromabwärtigeri Ende der Ventilnadel ausgebildeten Abflachung bei bekannter Größe der Austrittsöffnung mit dem Durchmesser D so gewählt wird, dass das Verhältnis d/D ca. 1,5 beträgt.It when the diameter d is the most advantageous downstream end of the valve needle Flattening with a known size of the outlet opening with the Diameter D is selected so that the ratio d / D is approx. Is 1.5.
In vorteilhafter Weise sind die drallerzeugenden Mittel als scheibenförmiges Drallelement ausgeführt, das sehr einfach strukturiert und dadurch einfach ausformbar ist. Im Vergleich zu Drallkörpern, die an einer Stirnseite Nuten oder ähnliche drallerzeugende Vertiefungen aufweisen, kann in dem Drallelement mit einfachsten Mitteln ein innerer Öffnungsbereich geschaffen werden, der sich über die gesamte axiale Dicke des Drallelements erstreckt und von einem äußeren umlaufenden Randbereich umgeben ist.Advantageously, the swirl-generating means are as disc-shaped swirl element that is very simple structured and therefore easy to form. in the Compared to swirl bodies that have grooves on one end face or have similar swirl-generating depressions an inner one in the swirl element with the simplest of means Opening area can be created that extends across the entire extends axial thickness of the swirl element and from one outer peripheral edge area is surrounded.
Ebenso wie das Drallelement und das Ventilsitzelement ist auch das Führungselement einfach herstellbar. In besonders vorteilhafter Weise dient das Führungselement mit einer inneren Führungsöffnung der Führung der sie durchragenden Ventilnadel. Durch eine Ausbildung des Führungselements am äußeren Umfang mit abwechselnden zahnförmig hervorstehenden Bereichen und dazwischenliegenden Ausnehmungen ist auf einfache Weise eine Möglichkeit geschaffen, um ein optimales Einströmen in die Drallkanäle des darunterliegenden prallelements zu garantieren.Just like the swirl element and the valve seat element the guide element is also easy to manufacture. Especially the guide element advantageously serves with a inner guide opening of the leadership of the projecting Valve needle. By training the guide element on outer circumference with alternating tooth-like protruding Areas and intermediate recesses is open created a simple way to get an optimal one Inflow into the swirl channels of the one below guarantee parallel elements.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils, Figur 2 ein zweites Beispiel eines Brennstoffeinspritzventils, wobei nur das stromabwärtige Ventilende gezeigt ist, Figur 3 einen ersten Führungs- und Sitzbereich als vergrößerten Ausschnitt aus Figur 2, Figur 4 einen zweiten Führungs- und Sitzbereich, Figur 5 einen dritten Führungs- und Sitzbereich, Figur 6 ein Drallelement und Figur 7 ein Führungselement, die in Brennstoffeinspritzventilen gemäß Figuren 1 bis 5 einsetzbar sind.Embodiments of the invention are in the drawing shown in simplified form and in the following Description explained in more detail. 1 shows a first Embodiment of a fuel injector, figure 2 shows a second example of a fuel injector, only the downstream valve end is shown, Figure 3 a first leadership and seating area as an enlarged Detail from Figure 2, Figure 4 a second guide and Seating area, Figure 5 shows a third leadership and Seating area, Figure 6 a Swirl element and Figure 7 is a guide element which in Fuel injection valves according to Figures 1 to 5 can be used are.
Das in der Figur 1 beispielsweise als ein
Ausführungsbeispiel dargestellte elektromagnetisch
betätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für
Brennstoffeinspritzanlagen von fremdgezündeten
Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1
zumindest teilweise umgebenen, als Innenpol eines
Magnetkreises dienenden, rohrförmigen, weitgehend
hohlzylindrischen Kern 2. Das Brennstoffeinspritzventil
eignet sich besonders als Hochdruckeinspritzventil zum
direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer
Brennkraftmaschine. Ein beispielsweise gestufter
Spulenkörper 3 aus Kunststoff nimmt eine Bewicklung der
Magnetspule 1 auf und ermöglicht in Verbindung mit dem Kern
2 und einem ringförmigen, nichtmagnetischen, von der
Magnetspule 1 teilweise umgebenen Zwischenteil 4 mit einem
L-förmigen Querschnitt einen besonders kompakten und kurzen
Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1.That in Figure 1, for example, as a
Embodiment shown electromagnetically
actuatable valve in the form of an injection valve for
Fuel injection systems from spark-ignited
Internal combustion engines have one of a
In dem Kern 2 ist eine durchgängige Längsöffnung 7
vorgesehen, die sich entlang einer Ventillängsachse 8
erstreckt. Der Kern 2 des Magnetkreises dient auch als
Brennstoffeinlaßstutzen, wobei die Längsöffnung 7 einen
Brennstoffzufuhrkanal darstellt. Mit dem Kern 2 oberhalb der
Magnetspule 1 fest verbunden ist ein äußeres metallenes
(z. B. ferritisches) Gehäuseteil 14, das als Außenpol bzw.
äußeres Leitelement den Magnetkreis schließt und die
Magnetspule 1 zumindest in Umfangsrichtung vollständig
umgibt. In der Längsöffnung 7 des Kerns 2 ist zulaufseitig
ein Brennstofffilter 15 vorgesehen, der für die
Herausfiltrierung solcher Brennstoffbestandteile sorgt, die
aufgrund ihrer Größe im Einspritzventil Verstopfungen oder
Beschädigungen verursachen könnten. Der Brennstofffilter 15
ist z. B. durch Einpressen im Kern 2 fixiert.There is a continuous longitudinal opening 7 in the
Der Kern 2 bildet mit dem Gehäuseteil 14 das zulaufseitige
Ende des Brennstoffeinspritzventils, wobei sich das obere
Gehäuseteil 14 beispielsweise in axialer Richtung
stromabwärts gesehen gerade noch über die Magnetspule 1
hinaus erstreckt. An das obere Gehäuseteil 14 schließt sich
dicht und fest ein unteres rohrförmiges Gehäuseteil 18 an,
das z. B. ein axial bewegliches Ventilteil bestehend aus
einem Anker 19 und einer stangenförmigen Ventilnadel 20 bzw.
einen langgestreckten Ventilsitzträger 21 umschließt bzw.
aufnimmt. Die beiden Gehäuseteile 14 und 18 sind z. B. mit
einer umlaufenden Schweißnaht fest miteinander verbunden.The
In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind das
untere Gehäuseteil 18 und der weitgehend rohrförmige
Ventilsitzträger 21 durch Verschrauben fest miteinander
verbunden; Schweißen, Löten oder Bördeln stellen aber ebenso
mögliche Fügeverfahren dar. Die Abdichtung zwischen dem
Gehäuseteil 18 und dem Ventilsitzträger 21 erfolgt z. B.
mittels eines Dichtrings 22. Der Ventilsitzträger 21 besitzt
über seine gesamte axiale Ausdehnung eine innere
Durchgangsöffnung 24, die konzentrisch zu der
Ventillängsachse 8 verläuft.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, these are
Mit seinem unteren Ende 25, das auch zugleich den
stromabwärtigen Abschluß des gesamten
Brennstoffeinspritzventils darstellt, umgibt der
Ventilsitzträger 21 ein in der Durchgangsöffnung 24
eingepasstes scheibenförmiges Ventilsitzelement 26 mit einer
sich stromabwärts kegelstumpfförmig verjüngenden
Ventilsitzfläche 27. In der Durchgangsöffnung 24 ist die
z. B. stangenförmige, einen weitgehend kreisförmigen
Querschnitt aufweisende Ventilnadel 20 angeordnet, die an
ihrem stromabwärtigen Ende einen Ventilschließabschnitt 28
aufweist. Dieser beispielsweise kugelig oder teilweise
kugelförmig bzw. abgerundet ausgebildete oder sich keglig
verjüngende Ventilschließabschnitt 28 wirkt in bekannter
Weise mit der im Ventilsitzelement 26 vorgesehenen
Ventilsitzfläche 27 zusammen. Der Ventilschließabschnitt 28
als das stromabwärtige Ende der Ventilnadel 20 endet
stromabwärts mit einer erfindungsgemäßen Abflachung 29, die
eben ausgeführt ist und senkrecht zur Ventillängsachse 8
verläuft. Bei der Abflachung 29 handelt es sich z.B. um
einen planen Flächenanschliff. Stromabwärts der
Ventilsitzfläche 27 ist im Ventilsitzelement 26 wenigstens
eine Austrittsöffnung 32 für den Brennstoff eingebracht.With its
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter
Weise elektromagnetisch. Ein Piezoaktor oder ein
magnetostriktiver Aktor als erregbare Betätigungselemente
sind jedoch ebenso denkbar. Ebenso ist eine Betätigung über
einen gesteuert druckbelasteten Kolben denkbar. Zur axialen
Bewegung der Ventilnadel 20 und damit zum Öffnen entgegen
der Federkraft einer in der Längsöffnung 7 des Kerns 2
angeordneten Rückstellfeder 33 bzw. Schließen des
Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der
Magnetspule 1, dem Kern 2, den Gehäuseteilen 14 und 18 und
dem Anker 19. Der Anker 19 ist mit dem dem
Ventilschließabschnitt 28 abgewandten Ende der Ventilnadel
20 z. B. durch eine Schweißnaht verbunden und auf den Kern 2
ausgerichtet. Zur Führung der Ventilnadel 20 während ihrer
Axialbewegung mit dem Anker 19 entlang der Ventillängsachse
8 dient einerseits eine im Ventilsitzträger 21 am dem Anker
19 zugewandten Ende vorgesehene Führungsöffnung 34 und
andererseits ein stromaufwärts des Ventilsitzelements 26
angeordnetes scheibenförmiges Führungselement 35 mit einer
maßgenauen Führungsöffnung 55. Der Anker 19 ist während
seiner Axialbewegung von dem Zwischenteil 4 umgeben.The injection valve is actuated in a known manner
Way electromagnetic. A piezo actuator or a
magnetostrictive actuator as excitable actuators
are also conceivable. An operation is also over
a controlled pressure-loaded piston is conceivable. For axial
Movement of the
Zwischen dem Führungselement 35 und dem Ventilsitzelement 26
ist ein weiteres scheibenförmiges Element, und zwar ein
Drallelement 47 angeordnet, so dass alle drei Elemente 35,
47 und 26 unmittelbar aufeinanderliegen und im
Ventilsitzträger 21 Aufnahme finden. Die drei
scheibenförmigen Elemente 35, 47 und 26 sind beispielsweise
stoffschlüssig fest miteinander verbunden.Between the
Eine in der Längsöffnung 7 des Kerns 2 eingeschobene,
eingepresste oder eingeschraubte Einstellhülse 38 dient zur
Einstellung der Federvorspannung der über ein Zentrierstück
39 mit ihrer stromaufwärtigen Seite an der Einstellhülse 38
anliegenden Rückstellfeder 33, die sich mit ihrer
gegenüberliegenden Seite am Anker 19 abstützt. Im Anker 19
sind ein oder mehrere bohrungsähnliche Strömungskanäle 40
vorgesehen, durch die der Brennstoff von der Längsöffnung 7
im Kern 2 aus über stromabwärts der Strömungskanäle 40
ausgebildete Verbindungskanäle 41 nahe der Führungsöffnung
34 im Ventilsitzträger 21 bis in die Durchgangsöffnung 24
gelangen kann. A inserted in the longitudinal opening 7 of the
Der Hub der Ventilnadel 20 wird durch die Einbaulage des
Ventilsitzelements 26 vorgegeben. Eine Endstellung der
Ventilnadel 20 ist bei nicht erregter Magnetspule 1 durch
die Anlage des Ventilschließabschnitts 28 an der
Ventilsitzfläche 27 des Ventilsitzelements 26 festgelegt,
während sich die andere Endstellung der Ventilnadel 20 bei
erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankers 19 an der
stromabwärtigen Stirnseite des Kerns 2 ergibt. Die
Oberflächen der Bauteile im letztgenannten Anschlagbereich
sind beispielsweise verchromt.The stroke of the
Die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit
deren Erregung erfolgt über Kontaktelemente 43, die noch
außerhalb des Spulenkörpers 3 mit einer
Kunststoffumspritzung 44 versehen sind. Die
Kunststoffumspritzung 44 kann sich auch über weitere
Bauteile (z. B. Gehäuseteile 14 und 18) des
Brennstoffeinspritzventils erstrecken. Aus der
Kunststoffumspritzung 44 heraus verläuft ein elektrisches
Anschlusskabel 45, über das die Bestromung der Magnetspule 1
erfolgt. Die Kunststoffumspritzung 44 ragt durch das in
diesem Bereich unterbrochene obere Gehäuseteil 14.The electrical contacting of the
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines
Brennstoffeinspritzventils, wobei nur das stromabwärtige
Ventilende dargestellt ist. Im Unterschied zu dem in Figur 1
dargestellten Beispiel sind im Ventilsitzträger 21 im
Bereich der Führungsöffnung 34 mehrere achsparallel
verlaufende Verbindungskanäle 41 vorgesehen. Um ein sicheres
Einströmen in den Ventilsitzträger 21 zu ermöglichen, ist
die Durchgangsöffnung 24 mit größerem Durchmesser
ausgebildet, während der Ventilsitzträger 21 dünnwandiger
ausgeführt ist.Figure 2 shows a second embodiment of a
Fuel injector, with only the downstream
Valve end is shown. In contrast to that in Figure 1
illustrated example are in the
In Figur 3 ist der Führungs- und Sitzbereich als Ausschnitt
aus Figur 2 nochmals in geändertem Maßstab dargestellt, um
diesen Ventilbereich mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten
Ventilnadelende besser zu verdeutlichen. Der im
abspritzseitigen Ende 25 des Ventilsitzträgers 21 in dessen
Durchgangsöffnung 24 vorgesehene Führungs- und Sitzbereich
wird bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
durch drei axial aufeinanderfolgende, scheibenförmige,
funktionsgetrennte Elemente gebildet, die fest miteinander
verbunden sind. In stromabwärtiger Richtung folgen
nacheinander das Führungselement 35, das sehr flache
Drallelement 47 und das Ventilsitzelement 26.In Figure 3, the leadership and seating area is a cutout
shown in Figure 2 again in a changed scale to
this valve area with the designed according to the invention
Clarify valve needle end better. The one in
spray-
Das Ventilsitzelement 26 weist teilweise einen solchen
Außendurchmesser auf, dass es straff mit geringem Spiel in
einen unteren Abschnitt 49 der Durchgangsöffnung 24 des
Ventilsitzträgers 21 stromabwärts einer in der
Durchgangsöffnung 24 vorgesehenen Stufe 51 eingepasst werden
kann. Das Führungselement 35 und das Drallelement 47
besitzen beispielsweise einen geringfügig kleineren
Außendurchmesser als das Ventilsitzelement 26.The
Das Führungselement 35 weist eine maßgenaue innere
Führungsöffnung 55 auf, durch die sich die Ventilnadel 20
während ihrer Axialbewegung hindurch bewegt. Vom äußeren
Umfang her besitzt das Führungselement 35 über den Umfang
verteilt mehrere Ausnehmungen 56, womit eine
Brennstoffströmung am äußeren Umfang des Führungselements 35
entlang in das Drallelement 47 hinein und weiter in Richtung
zur Ventilsitzfläche 27 garantiert ist. Anhand der Figuren 7
und 8 wird jeweils eine Ausführungsform des Drallelements 47
bzw. des Führungselements 35 näher beschrieben. The
Die drei Elemente 35, 47 und 26 liegen unmittelbar mit ihren
jeweiligen Stirnflächen aneinander und liegen bereits vor
ihrer Montage im Ventilsitzträger 21 fest miteinander
verbunden vor. Die feste Verbindung der einzelnen
scheibenförmigen Elemente 35, 47 und 26 erfolgt
stoffschlüssig am äußeren Umfang der Elemente 35, 47, 26,
wobei Schweißen oder Bonden bevorzugte Fügeverfahren sind.
Bei dem in Figur 3 gezeigten Beispiel sind Schweißpunkte
bzw. kurze Schweißnähte 60 in den Umfangsbereichen
vorgesehen, in denen das Führungselement 35 keine
Ausnehmungen 56 aufweist. Nach dem Verbinden der drei
Elemente 35, 47, 26 werden in einer Aufspannung die
Führungsöffnung 55, die Ventilsitzfläche 27 und die obere
Stirnseite 59 des Führungselements 35 geschliffen. Somit
besitzen diese drei Flächen eine sehr geringe
Rundlaufabweichung zueinander.The three
Der gesamte mehrscheibige Ventilkörper wird beispielsweise
so weit in die Durchgangsöffnung 24 eingeschoben bis die
obere Stirnseite 59 des Führungselements 35 an der Stufe 51
anliegt. Die Befestigung des Ventilkörpers erfolgt z.B.
durch eine mittels eines Lasers erzielten Schweißnaht 61 am
unteren Abschluss des Ventils zwischen Ventilsitzelement 26
und Ventilsitzträger 21.The entire multi-disc valve body is, for example
inserted into the through
Erfindungsgemäß ist das stromabwärtige Ende des
Ventilschließabschnitts 28 und damit auch der gesamten
Ventilnadel 20 mit der senkrecht zur Ventillängsachse 8
verlaufenden Abflachung 29 versehen. Die an der Ventilnadel
20 vorgesehene Abflachung 29 weist einen Durchmesser d auf,
der größer ist als der Durchmesser D der sich stromabwärts
anschließenden Austrittsöffnung 32, so dass d > D gilt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Durchmesser d bei
bekannter Größe der Austrittsöffnung 32 so gewählt wird,
dass das Verhältnis d/D ca. 1,5 beträgt. Bei einer
Drallerzeugung stromaufwärts der Ventilsitzfläche 27 ergeben
sich beim jeweiligen Öffnen des Ventils durch Abheben des
Ventilschließabschnitts 28 von der Ventilsitzfläche 27
nachfolgend zwei zeitlich aufeinander folgende Strahlarten.
Beim Öffnen des Ventils tritt dabei zuerst ein sogenannter
Vorstrahl in die Austrittsöffnung 32 ein. Dieser Vorstrahl
wird von Brennstoff gebildet, der sich bei geschlossenem
Ventil in einer inneren Drallkammer 92 des Drallelements 47
vor dem Ventilsitz gesammelt hat. Dieser Brennstoff strömt
beim Öffnen des Ventils weitgehend axial und nicht
drallbehaftet zur Austrittsöffnung 32. Erst unmittelbar
darauffolgend schließt sich der eigentliche Hauptstrahl an,
der von Brennstoff gebildet wird, der das Drallelement 47
direkt vorher durchströmt hat und der entsprechend
drallbehaftet ist.According to the downstream end of the
Die Abflachung 29 an der Ventilnadel 20 bewirkt nun in
vorteilhafter Weise eine verbesserte Aufbereitung des
Vorstrahles, da die Abflachung 29 eine Vorverwirbelung des
Brennstoffs ermöglicht. Auf diese Weise kann die
Tröpfchengröße verringert werden, wodurch ein feineres
Brennstoffspray abgespritzt wird. Außerdem lässt sich eine
Erhöhung der Homogenität des Hauptstrahls gegenüber spitz
zulaufenden oder abgerundeten Ventilnadelenden erreichen. Es
soll ausdrücklich festgehalten werden, dass für die
Erfindung die Ausbildungsart des stromaufwärts des
Ventilsitzes 27 angeordneten Drallelements 47 keinen
Einfluss hat. Anstelle des dargestellten scheibenförmigen
Drallelements 47 können auch drallerzeugende Mittel in
völlig beliebiger Gestaltungsweise (z.B. zylinderförmige
Drallkörper, Drallnuten an der Ventilnadel) eingesetzt
werden. The flattening 29 on the
In den weiteren Ausführungsbeispielen der nachfolgenden
Figuren sind die gegenüber dem in den Figuren 2 und 3
dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden bzw.
gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet. Unterschiede liegen hauptsächlich bei der
Ausbildung der Austrittsöffnung 32 im Ventilsitzelement 26
sowie der Anbringung des Ventilsitzelements 26 am
Ventilsitzträger 21 vor, nicht jedoch bei der Ausbildung des
erfindungsgemäßen Ventilnadelendes.In the further exemplary embodiments of the following
Figures are the opposite of that in Figures 2 and 3
illustrated embodiment constant or
equivalent parts by the same reference numerals
characterized. The main differences are in the
Formation of the outlet opening 32 in the
Bei dem in Figur 4 gezeigten Beispiel hat das
Ventilsitzelement 26 einen umlaufenden Flansch 64, der das
stromabwärtige Ende des Ventilsitzträgers 21 untergreift.
Die Oberseite 65 des umlaufenden Flansches 64 wird in einer
Aufspannung mit der Führungsöffnung 55 und der
Ventilsitzfläche 27 geschliffen. Das Einschieben des
dreischeibigen Ventilkörpers erfolgt bis zur Anlage der
Oberseite 65 des Flansches 64 am Ende 25 des
Ventilsitzträgers 21. In diesem Anlagebereich werden beide
Bauteile 21 und 26 miteinander verschweißt. Die
Austrittsöffnung 32 ist z.B. schräg geneigt zur
Ventillängsachse 8 eingebracht, wobei sie stromabwärtig in
einem konvex ausgewölbten Abspritzbereich 66 endet.In the example shown in FIG. 4, this has
Das in Figur 5 gezeigte Beispiel entspricht im wesentlichen
dem in Figur 4 dargestellten Beispiel, wobei der wesentliche
Unterschied darin besteht, dass nun ein zusätzliches viertes
scheibenförmiges Abspritzelement 67 in Form einer
Spritzlochscheibe vorgesehen ist, das die Austrittsöffnung
32 aufweist. Im Vergleich zu Figur 4 ist also das
Ventilsitzelement 26 stromabwärts der Ventilsitzfläche 27
nochmals geteilt. Das Abspritzelement 67 und das
Ventilsitzelement 26 sind z.B. über eine mittels
Laserschweißen erzielte Schweißnaht 68 fest miteinander
verbunden, wobei die Verschweißung in einer ringförmig
umlaufenden Vertiefung 69 vorgenommen ist. Neben dem
Laserschweißen sind auch Bonden oder Widerstandsschweißen
u.a. geeignete Fügeverfahren für diese Verbindung. Im
Bereich der Oberseite 65' des Abspritzelements 67 und des
Endes 25 des Ventilsitzträgers 21 werden beide Bauteile fest
miteinander verbunden (Schweißnaht 61).The example shown in FIG. 5 essentially corresponds
the example shown in Figure 4, the essential
Difference is that now an additional fourth
disc-shaped
Das Ventilsitzelement 26 hat aus Verschleißschutzgründen
einen hohen Kohlenstoffgehalt und ist hoch vergütet. Daraus
ergibt sich eine weniger gute Schweißbarkeit. Das
Abspritzelement 67 ist dagegen aus einem besser schweißbaren
Material hergestellt. Die Schweißnaht 68 muß außerdem nur
geringfügig belastbar sein. Die Austrittsöffnung 32 kann
spät im Herstellungsprozess kostengünstig z.B. durch Bohren
eingebracht werden. Am Eintritt in die Austrittsöffnung 32
liegt eine scharfe Lochkante vor, durch die Turbulenzen in
der Strömung erzeugt werden, aus denen eine Zerstäubung in
besonders feine Tröpfchen resultiert.The
In Figur 6 ist ein zwischen Führungselement 35 und
Ventilsitzelement 26 eingebettetes Drallelement 47 als
Einzelbauteil in einer Draufsicht dargestellt. Das
Drallelement 47 kann kostengünstig beispielsweise mittels
Stanzen, Drahterodieren, Laserschneiden, Ätzen oder anderen
bekannten Verfahren aus einem Blech oder durch galvanische
Abscheidung hergestellt werden. In dem Drallelement 47 ist
ein innerer Öffnungsbereich 90 ausgeformt, der über die
gesamte axiale Dicke des Drallelements 47 verläuft. Der
Öffnungsbereich 90 wird von einer inneren Drallkammer 92,
durch die sich der Ventilschließabschnitt 28 der Ventilnadel
20 hindurch erstreckt, und von einer Vielzahl von in die
Drallkammer 92 mündenden Drallkanälen 93 gebildet. Die
Drallkanäle 93 münden tangential in die Drallkammer 92 und
stehen mit ihren der Drallkammer 92 abgewandten Enden 95
nicht mit dem äußeren Umfang des Drallelements 47 in
Verbindung. Vielmehr verbleibt zwischen den als
Einlauftaschen ausgebildeten Enden 95 der Drallkanäle 93 und
dem äußeren Umfang des Drallelements 47 ein umlaufender
Randbereich 96.In Figure 6 is between the
Bei eingebauter Ventilnadel 20 wird die Drallkammer 92 nach
innen von der Ventilnadel 20 (Ventilschließabschnitt 28) und
nach außen durch die Wandung des Öffnungsbereichs 90 des
Drallelements 47 begrenzt. Durch die tangentiale Einmündung
der Drallkanäle 93 in die Drallkammer 92 bekommt der
Brennstoff einen Drehimpuls aufgeprägt, der in der weiteren
Strömung bis in die Austrittsöffnung 32 erhalten bleibt.
Durch die Fliehkraft wird der Brennstoff hohlkegelförmig
abgespritzt. Die Enden 95 der Drallkanäle 93 dienen als
Sammeltaschen, die großflächig ein Reservoir zum
turbulenzarmen Einströmen des Brennstoffs bilden. Nach der
Strömungsumlenkung tritt der Brennstoff langsam und
turbulenzarm in die eigentlichen tangentialen Drallkanäle 93
ein, wodurch ein weitgehend störungsfreier Drall erzeugbar
ist.When the
Der Figur 7 ist ein Ausführungsbeispiel eines
Führungselements 35 entnehmbar. Über seinen äußeren Umfang
besitzt das Führungselement 35 alternierend Ausnehmungen 56
und zahnförmig hervorstehende Bereiche 98. Die zahnförmigen
Bereiche 98 können abgerundet ausgeformt sein. Die
Herstellung des Führungselements 35 erfolgt z.B. durch
Stanzen. Im Beispiel gemäß Figur 7 sind die
Ausnehmungsgrunde 99 geneigt ausgebildet, so dass die
Ausnehmungsgrunde 99 in vorteilhafter Weise senkrecht zu den
Achsen der Drallkanäle 93 des darunterliegenden
Drallelements 47 verlaufen.Figure 7 is an embodiment of a
Claims (10)
- Fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, in particular for the direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, having an excitable actuating element (1, 2, 19), having a valve needle (20) which can move axially along a valve longitudinal axis (8) and which has, at its downstream end, a valve-closing section (28) which, for the purpose of opening and closing the valve, interacts with a fixed valve seat (27), the valve seat (27) being formed on a valve seat element (26), and, downstream of the valve seat (27) at the downstream end of the valve-closing section (28), a flattened portion (29) running perpendicularly with respect to the valve longitudinal axis (8) being provided, having swirl-generating means (47, 93) arranged upstream of the valve seat (27), and having an outlet opening (32) adjoining downstream of the valve seat (27), characterized in that the flattened portion (29) has a diameter d which is larger than the diameter D of the outlet opening (32) adjoining downstream.
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the diameter d of the flattened portion (29) and the diameter D of the outlet opening (32) are selected in such a manner that the ratio d/D is approximately 1.5.
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the valve-closing section (28) is at least partially bulbous or spherical or rounded and the flattened portion (29) adjoins this convex region.
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the valve-closing section (28) is designed such that it at least partially tapers in the shape of a truncated cone in the downstream direction and the flattened portion (29) adjoins this conical region.
- Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the swirl-generating means are designed in the form of a disc-shaped swirl element (47) directly upstream of the valve seat (27).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the outlet opening (32) is formed in the valve seat element (26).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that an injection element (67) which is connected fixedly to the valve seat element (26) and which has the outlet opening (32) is arranged downstream of the said valve seat element (26).
- Fuel injection valve according to Claim 5, characterized in that the swirl element (47) has an inner opening region (90) having a plurality of swirl channels (93) which extend completely over the entire axial thickness of the swirl element (47), the swirl channels (93) not being connected to the outer circumference of the swirl element (47) because of a peripheral edge region (96).
- Fuel injection valve according to Claim 8, characterized in that the inner opening region (90) is formed by an inner swirl chamber (92) and by a multiplicity of swirl channels (93) opening into the swirl chamber (92).
- Fuel injection valve according to Claim 9, characterized in that the swirl channels (93) have ends (95) which lie remote from the swirl chamber (92) and have, as entry pockets, a larger cross section than the rest of the swirl channels (93).
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