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DE10253721A1 - Fuel injection valve for internal combustion engines - Google Patents

Fuel injection valve for internal combustion engines Download PDF

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Publication number
DE10253721A1
DE10253721A1 DE2002153721 DE10253721A DE10253721A1 DE 10253721 A1 DE10253721 A1 DE 10253721A1 DE 2002153721 DE2002153721 DE 2002153721 DE 10253721 A DE10253721 A DE 10253721A DE 10253721 A1 DE10253721 A1 DE 10253721A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
valve needle
diameter
fuel injection
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2002153721
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfgang Stoecklein
Holger Rapp
Dietmar Schmieder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE2002153721 priority Critical patent/DE10253721A1/en
Priority to EP03011992A priority patent/EP1422418B1/en
Priority to DE50309190T priority patent/DE50309190D1/en
Priority to JP2003385454A priority patent/JP2004169699A/en
Publication of DE10253721A1 publication Critical patent/DE10253721A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Kraftstoffeinspritzventil mit einem Ventilkörper (1), in dem eine Bohrung (3) ausgebildet ist, die an ihrem brennraumseitigen Ende von einem konischen Ventilsitz (12) begrenzt wird, von dem wenigstens eine Einspritzöffnung (16) abführt, die in den Brennraum der Brennkraftmaschine mündet. In der Bohrung (3) ist eine Ventilnadel (5) längsverschiebbar angeordnet, die in einem mittleren Führungsabschnitt (205) in der Bohrung (3) geführt ist. An der Ventilnadel (5) ist am brennraumseitigen Ende eine im wesentlichen konische Ventildichtfläche (14) mit einer ringförmigen Sitzkante (18) ausgebildet. Zwischen dem Führungsabschnitt (205) und der Ventildichtfläche (14) ist ein zylindrischer Abschnitt der Ventilnadel (105) ausgebildet, der an den Führungsabschnitt (205) grenzt. Der zylindrische Abschnitt (105) weist einen Durchmesser (D¶Z¶) auf, der das 1,0- bis 1,5-fache des Durchmessers (D) der Sitzkante (18) beträgt (Figur 1).Fuel injection valve with a valve body (1) in which a bore (3) is formed, which is delimited at its combustion chamber end by a conical valve seat (12) from which at least one injection opening (16) leads, which opens into the combustion chamber of the internal combustion engine , A valve needle (5) is arranged in the bore (3) so as to be longitudinally displaceable and is guided in the bore (3) in a central guide section (205). A substantially conical valve sealing surface (14) with an annular seat edge (18) is formed on the valve needle (5) at the end on the combustion chamber side. A cylindrical section of the valve needle (105) is formed between the guide section (205) and the valve sealing surface (14) and adjoins the guide section (205). The cylindrical section (105) has a diameter (D¶Z¶) which is 1.0 to 1.5 times the diameter (D) of the seat edge (18) (Figure 1).

Description

Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen aus, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. So zeigt beispielsweise die DE 100 24 703 A1 ein Kraftstoffeinspritzventil, das einen Ventilkörper mit einer darin ausgebildeten Bohrung aufweist. Die Bohrung ist an ihrem brennraumseitigen Ende von einem konischen Ventilsitz begrenzt, von welchem wenigstens eine Einspritzöffnung abgeht, die in Einbaulage des Kraftstoffeinspritzventils in den Brennraum der Brennkraftmaschine mündet. In der Bohrung ist eine kolbenförmige Ventilnadel längsverschiebbar angeordnet, die in einem mittleren Abschnitt in der Bohrung geführt ist. An ihrem brennraumseitigen Ende weist die Ventilnadel eine im wesentlichen konische Ventildichtfläche auf, die mit dem Ventilsitz zusammenwirkt und an ihrem, dem Brennraum abgewandten Ende eine ringförmige Sitzkante aufweist. Zwischen der Ventildichtfläche und dem Führungsabschnitt der Ventilnadel ist ein zylindrischer Abschnitt ausgebildet, zwischen dem und der Wand der Bohrung Kraftstoff der wenigstens einen Einspritzöffnung zuströmt.The invention is based on a fuel injection valve for internal combustion engines, as is known from the prior art. For example, the DE 100 24 703 A1 a fuel injector having a valve body with a bore formed therein. At its end on the combustion chamber side, the bore is delimited by a conical valve seat, from which at least one injection opening extends, which opens into the combustion chamber of the internal combustion engine in the installed position of the fuel injection valve. A piston-shaped valve needle is arranged in the bore in a longitudinally displaceable manner and is guided in a central section in the bore. At its end on the combustion chamber side, the valve needle has an essentially conical valve sealing surface which interacts with the valve seat and has an annular seat edge at its end facing away from the combustion chamber. A cylindrical section is formed between the valve sealing surface and the guide section of the valve needle, between which fuel and the wall of the bore the at least one injection opening flows.

Das bekannte Kraftstoffeinspritzventil weist hierbei jedoch den Nachteil auf, dass die Düsennadel ein recht steifes Bauelement darstellt. Bei den Öffnungshubbewegungen der Ventil nadel, also wenn die Ventilnadel vom Ventilsitz abhebt und hierdurch den Kraftstoffzufluss zu den Einspritzöffnung freigibt und anschließend wieder durch eine Längsbewegung in die Gegenrichtung unterbricht, kommt es durch das Aufsetzen der Ventilnadel auf den Ventilsitz zu starken mechanischen Belastungen der Ventilnadel und des Ventilkörpers. Dies begünstigt den Verschleiß im Bereich des Ventilsitzes, was mit der Zeit zu einer Änderung der Öffnungsdynamik der Ventilnadel führen kann.The well-known fuel injector However, this has the disadvantage that the nozzle needle represents quite rigid component. When opening the valve needle, So when the valve needle lifts off the valve seat and thereby the Releases fuel flow to the injection port and then again through a longitudinal movement interrupts in the opposite direction, it comes on by putting on the Valve needle on the valve seat to heavy mechanical loads the valve needle and the valve body. This favors the wear in Area of the valve seat, which changes over time the opening dynamics the valve needle can.

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass das Kraftstoffeinspritzventil eine bessere Öffnungsdynamik aufweist und die Ventilnadel bei sonst unveränderten Komponenten schneller in ihrer Längsrichtung bewegbar ist. Hierzu weist der zylindrische Abschnitt, der zwischen der Ventildichtfläche und dem Führungsabschnitt ausgebildet ist, einen Durchmesser auf, der das 1,0- bis 1,5-fache des Sitzdurchmessers beträgt. Die bewegenden Kräfte auf die Ventilnadel bestimmen sich unter anderem über den Sitzdurchmesser, da hierdurch die Fläche festgelegt wird, die vom hydraulischen Druck im Druckraum beaufschlagt wird und dadurch eine Längskraft erzeugt, die auf den zylindrischen Abschnitt der Ventilnadel ausgeübt wird. Durch eine geeignete Abstimmung des Sitzdurchmessers auf den Durchmesser des zylindrischen Abschnitts lässt sich erreichen, dass die Ventilnadel einerseits eine genügend hohe Längselastizität aufweist, um die auftretende Kräfte beim Aufsetzen auf den Ventilsitz zu reduzieren, um so den Verschleiß klein zu halten. Andererseits ist ein solcher Durchmesser des zylindrischen Abschnitts ausreichend, um eine ausreichende Stabilität der Ventilnadel zu gewährleisten, damit es nicht zu einem seitlichen Ausknicken durch die hydraulische Kraft auf die Ventildichtfläche kommt.The fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of claim 1, in contrast, the Advantage on that the fuel injector has better opening dynamics and the valve needle faster with otherwise unchanged components in their longitudinal direction is movable. For this purpose, the cylindrical section between the valve sealing surface and the guide section is formed, a diameter which is 1.0 to 1.5 times of the seat diameter is. The moving forces on the valve needle are determined, among other things, by the Seat diameter, as this determines the area that is covered by the hydraulic pressure in the pressure chamber and thereby a Longitudinal force generated, which is exerted on the cylindrical portion of the valve needle. By a suitable adjustment of the seat diameter to the diameter of the cylindrical section achieve that on the one hand the valve needle has a sufficiently high longitudinal elasticity, to the forces occurring at Put on the valve seat to reduce wear and tear to keep. On the other hand, such a diameter is cylindrical Section sufficient to ensure sufficient stability of the valve needle to ensure, so that there is no lateral buckling due to the hydraulic Force on the valve sealing surface comes.

Durch die Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindungen möglich.Through the subclaims are advantageous developments of the subject of the inventions possible.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist am Führungsabschnitt wenigstens ein Anschliff ausgebildet, durch den der Kraftstoff zwischen der Wand der Bohrung und der Ventilnadel hindurch zu den Einspritzöffnungen strömen kann. Der Querschnitt des wenigstens einen Anschliffs ist hierbei mindestens so groß wie der Querschnitt des Ringspalts, der im Bereich des zylindrischen Abschnitts zwischen der Ventilnadel und der Wand der Bohrung ausgebildet ist. Hierdurch drosselt der Führungsabschnitt auch bei einem relativ kleinen Durchmesser des zylindrischen Abschnitts den Kraftstoffzufluss zu der wenigstens einen Einspritzöffnung nicht.In a first advantageous embodiment on the guide section formed at least one bevel through which the fuel between the wall of the bore and the valve needle through to the injection ports stream can. The cross section of the at least one bevel is at least as big as the cross-section of the annular gap in the area of the cylindrical Section formed between the valve needle and the wall of the bore is. This throttles the guide section even with a relatively small diameter of the cylindrical section the fuel flow to the at least one injection opening.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Ventilnadel eine umlaufende Auskehlung vorgesehen, die brennraumabgewandt zum Führungsabschnitt angeordnet ist und deren Durchmesser zumindest annähernd dem Durchmesser des zylindrischen Abschnitts entspricht. Durch diese Auskehlung erhält die Ventilnadel in diesem Bereich eine gewisse Biegeelastizität, so dass es bei Fehlstellungen zu einem Ausgleich innerhalb der Ventilnadel kommen kann und keine erhöhte Reibung zwischen dieser und der Wand der Bohrung auftreten kann.In a further advantageous embodiment A circumferential groove is provided on the valve needle, facing away from the combustion chamber to the guide section is arranged and the diameter of which is at least approximately that Corresponds to the diameter of the cylindrical section. Through this Groove receives the valve needle has a certain bending elasticity in this area, so that there is a compensation within the valve needle in the event of incorrect positions can and no elevated Friction can occur between this and the wall of the bore.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung und den Zeichnungen entnehmbar.Other advantages and beneficial Embodiments of the subject of the invention are the description and the drawings.

Zeichnungdrawing

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil dargestellt. Es zeigtIn the drawing is a fuel injection valve according to the invention shown. It shows

1 ein Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt und 1 a fuel injector in longitudinal section and

2 eine vergrößerte Darstellung von 1 im Bereich des Ventilsitzes. 2 an enlarged view of 1 in the area of the valve seat.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt dargestellt. In einem Ventilkörper 1 ist eine Bohrung 3 ausgebildet, die an ihrem brennraumseitigen Ende einen konischen Ventilsitz 12 aufweist. Vom Ventilsitz 12 gehen mehrere Einspritzöffnungen 16 ab, die in Einbaulage des Kraftstoffeinspritzventils in den Brennraum der Brennkraftmaschine münden. In der Bohrung 3 ist eine kolbenförmige Ventilnadel 5 längsverschiebbar angeordnet, wobei die Ventilnadel 5 in einem mittig angeordneten Führungsabschnitt 205 in der Bohrung 3 geführt ist. Ausgehend vom Führungsabschnitt 205 verjüngt sich die Ventilnadel 5 dem Ventilsitz 12 zu und geht unter Bildung einer Druckschulter 7 in einen zylindrischen Abschnitt 105 über. Zwischen der Ventilnadel 5 und der Wand der Bohrung 3 ist ein Druckraum 10 ausgebildet, durch den Kraftstoff in die Einspritzöffnungen 16 zufließen kann. Das brennraumseitige Ende der Ventilnadel 5 ist als eine Ventildichtfläche 14 ausgebildet, wobei 2 eine Vergrößerung von 1 im Bereich der Ventildichtfläche 14 zeigt. Die Ventildichtfläche 14 umfasst eine erste Konusfläche 21 und eine zweite Konusfläche 22, zwischen denen eine Ringnut 23 verläuft. Die Öffnungswinkel der Konusflächen 21, 22 und der Öffnungswinkel des konischen Ventilsitzes 12 sind so aufeinander abgestimmt, dass bei Anlage der Ventilnadel 5 am konischen Ventilsitz 12 die Grenzlinie, die am Übergang der ersten Konusfläche 21 zur Ringnut 23 ausgebildet ist, als Dichtkante 18 am Ventilsitz 12 anliegt. Die Ventilnadel 5 dichtet bei Anlage am Ventilsitz 12 an der Stelle der Dichtkante 18 die Einspritzöffnungen 16 gegen den Druckraum 10.In 1 A fuel injection valve according to the invention is shown in longitudinal section. In a valve body 1 is a hole 3 formed, which has a conical valve seat at its combustion chamber end 12 having. From the valve seat 12 go multiple injection ports 16 from, in the installed position of the fuel injector in the combustion chamber Internal combustion engine open. In the hole 3 is a piston-shaped valve needle 5 arranged longitudinally displaceable, the valve needle 5 in a centrally arranged guide section 205 in the hole 3 is led. Starting from the management section 205 the valve needle tapers 5 the valve seat 12 closes and goes under a pressure shoulder 7 into a cylindrical section 105 about. Between the valve needle 5 and the wall of the hole 3 is a pressure room 10 formed by the fuel in the injection ports 16 can flow. The end of the valve needle on the combustion chamber side 5 is as a valve sealing surface 14 trained, being 2 an increase of 1 in the area of the valve sealing surface 14 shows. The valve sealing surface 14 comprises a first conical surface 21 and a second cone surface 22 , between which an annular groove 23 runs. The opening angle of the conical surfaces 21 . 22 and the opening angle of the conical valve seat 12 are coordinated so that when the valve needle is in place 5 on the conical valve seat 12 the boundary line at the transition of the first conical surface 21 to the ring groove 23 is formed as a sealing edge 18 at the valve seat 12 is applied. The valve needle 5 seals when seated on the valve seat 12 at the location of the sealing edge 18 the injection ports 16 against the pressure chamber 10 ,

Im brennraumabgewandten Endbereich erweitert sich die Bohrung 3 zu einem Federraum 25, in dem der brennraumabgewandte Federabschnitt 305 der Ventilnadel 5 angeordnet ist. Der brennraumabgewandte Endabschnitt der Ventilnadel 5 wird von einer Druckhülse 29 begrenzt, in der die Ventilnadel 5 geführt ist. Die brennraumabgewandte Stirnseite der Ventilnadel 5 und die Druckhülse 29 begrenzen einen Steuerraum 40, in den eine Zulaufdrossel 42 und eine Ablaufdrossel 44 münden. Über die Zulaufdrossel 42 ist der Steuerraum 40 mit einem Hochdruckraum verbunden und über die Ablaufdrossel 44 mit einem Leckölraum verbindbar. Durch das Auf- und Zusteuern der Ablaufdrossel 44 lässt sich der Druck im Steuerraum 40 erhöhen oder absenken, so dass sich auch die hydraulische Kraft auf die brennraumabgewandte Stirnseite der Ventilnadel 5 entsprechend ändert. Zwischen der Druckhülse 29 und einem Stützring 32, der die Ventilnadel 5 ebenfalls umgibt und sich an einem, an der Ventilnadel 5 ausgebildeten Ringabsatz 34 abstützt, ist eine den Federabschnitt 305 der Ventilnadel 5 umgebende Schließfeder 27 unter Druckvorspannung angeordnet, wobei die Schließfeder 27 als Schraubendruckfehler ausgebildet ist. Da sich die Druckhülse 29 an den an den Ventilkörper 1 angrenzenden Ventilhaltekörper abstützt, wird durch die Schließfeder 27 eine Kraft in Längsrichtung auf die Ventilnadel 5 ausgeübt, die diese in Richtung des Ventilsitzes 12 beaufschlagt.The hole widens in the end area facing away from the combustion chamber 3 to a spring chamber 25 , in which the spring section facing away from the combustion chamber 305 the valve needle 5 is arranged. The end section of the valve needle facing away from the combustion chamber 5 is from a pressure sleeve 29 limited in which the valve needle 5 is led. The end of the valve needle facing away from the combustion chamber 5 and the pressure sleeve 29 delimit a control room 40 into which an inlet throttle 42 and a flow restrictor 44 lead. Via the inlet throttle 42 is the control room 40 connected to a high pressure chamber and via the outlet throttle 44 connectable with a leak oil chamber. By opening and closing the flow restrictor 44 the pressure in the control room 40 increase or decrease so that the hydraulic force is also applied to the end of the valve needle facing away from the combustion chamber 5 changes accordingly. Between the pressure sleeve 29 and a support ring 32 holding the valve needle 5 also surrounds and attaches itself to one, the valve needle 5 trained ring heel 34 is a spring section 305 the valve needle 5 surrounding closing spring 27 arranged under pressure, the closing spring 27 is designed as a screw pressure error. Because the pressure sleeve 29 to the to the valve body 1 adjacent valve support body is supported by the closing spring 27 a longitudinal force on the valve needle 5 exercised this towards the valve seat 12 applied.

Zwischen dem Ringabsatz 34 und dem Führungsabschnitt 205 ist an der Ventilnadel 5 eine Auskehlung 37 ausgebildet, so dass der Durchmesser der Ventilnadel 5 an dieser Stelle zumindest näherungsweise den Durchmesser DZ des zylindrischen Abschnitts 105 entspricht. Am Führungsabschnitt 205 sind an der Ventilnadel 5 mehrere Anschliffe 20 ausgebildet, von de nen in diesem Ausführungsbeispiel vier über den Umfang verteilt angeordnet sind. Die Anschliffe 20 ermöglichen einen Kraftstofffluss zwischen dem Führungsabschnitt 205 und der Wand der Bohrung 3 und sind so ausgebildet, dass der gesamte Querschnitt der Anschliffe 20 zumindest näherungsweise dem Querschnitt des Druckraums 10 entspricht, der im Bereich des zylindrischen Abschnitts 105 ausgebildet ist. Die Kraftstoffzufuhr für den Druckraum 10 erfolgt über eine, in der Zeichnung nicht dargestellte, Zulaufbohrung in den Federraum 25, von wo aus der Kraftstoff durch die Anschliffe 20 in den Druckraum 10 strömt.Between the ring heel 34 and the guide section 205 is on the valve needle 5 a groove 37 trained so that the diameter of the valve needle 5 at least approximately the diameter D Z of the cylindrical section at this point 105 equivalent. At the management section 205 are on the valve needle 5 several cuts 20 formed from de NEN in this embodiment, four are arranged distributed over the circumference. The cuts 20 allow fuel flow between the guide section 205 and the wall of the hole 3 and are designed so that the entire cross section of the bevels 20 at least approximately the cross section of the pressure chamber 10 corresponds to that in the region of the cylindrical section 105 is trained. The fuel supply for the pressure chamber 10 takes place via an inlet bore, not shown in the drawing, into the spring chamber 25 , from where the fuel through the bevels 20 in the pressure room 10 flows.

Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils ist wie folgt:
Der Federraum 25 und damit auch der Druckraum 10 wird ständig mit Kraftstoff unter hohem Druck beaufschlagt. Anfänglich ist die Ventilnadel 5 in ihrer Schließstellung, d.h. sie liegt mit ihrer Ventildichtfläche 14 am Ventilsitz 12 auf. Die Ventilnadel 5 wird durch den Druck im Steuerraum 40, der dem Druck im Druckraum 10 entspricht, in dieser Stellung gehalten und verschließt so die Einspritzöffnungen 16. Durch das Öffnen der Ablaufdrossel 44 sinkt der Druck im Steuerraum 40 ab und damit auch die hydraulische Kraft auf die brennraumabgewandte Stirnseite der Ventilnadel 5. Jetzt überwiegt die hydraulische Kraft auf die Ventilnadel 5, wie sie durch den Druck im Druckraum 10 auf die Ventilnadel 5 ausgeübt wird, insbesondere auf die Druckschulter 7 und die erste Konusfläche 21. Angetrieben durch die hydraulische Kraft bewegt sich die Ventilnadel 5 vom Ventilsitz 12 weg und ermöglicht so einen Kraftstofffluss aus dem Druckraum 10 zwischen der Ventildichtfläche 14 und dem Ventilsitz 12 hindurch zu den Einspritzöffnungen 16. Durch das Verschließen an der Ablaufdrossel 44 und den nachströmenden Kraftstoff durch die Zulaufdrossel 42 baut sich nach erfolgter Einspritzung erneut ein Kraftstoffdruck in dem Steuerraum 40 auf, der die Ventilnadel 5 zurück in ihre Schließstellung drückt. Die Schließfeder 27 spielt bei diesem Vorgang nur eine untergeordnete Rolle, da die hydraulischen Kräfte aufgrund des sehr hohen Einspritzdrucks von teilweise deutlich mehr als 100 MPa gegenüber der Kraft der Schließfeder 27 deutlich überwiegend. Die Schließfeder 27 dient hauptsächlich dazu, die Ventilnadel 5 bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine in ihrer Schließstellung zu halten.The fuel injector works as follows:
The spring chamber 25 and with it the pressure room 10 is constantly pressurized with fuel under high pressure. Initially, the valve needle 5 in its closed position, ie it lies with its valve sealing surface 14 at the valve seat 12 on. The valve needle 5 is caused by the pressure in the control room 40 which corresponds to the pressure in the pressure chamber 10 corresponds, held in this position and thus closes the injection openings 16 , By opening the flow restrictor 44 the pressure in the control room drops 40 and thus also the hydraulic force on the end of the valve needle facing away from the combustion chamber 5 , The hydraulic force on the valve needle now predominates 5 as caused by the pressure in the pressure room 10 on the valve needle 5 is exercised, especially on the pressure shoulder 7 and the first cone surface 21 , The valve needle is driven by the hydraulic force 5 from the valve seat 12 away and thus enables a fuel flow from the pressure chamber 10 between the valve sealing surface 14 and the valve seat 12 through to the injection ports 16 , By closing the flow restrictor 44 and the inflowing fuel through the inlet throttle 42 After the injection, a fuel pressure builds up again in the control room 40 on the the valve needle 5 pushes back into its closed position. The closing spring 27 plays only a subordinate role in this process, since the hydraulic forces due to the very high injection pressure of sometimes significantly more than 100 MPa compared to the force of the closing spring 27 clearly predominantly. The closing spring 27 mainly serves the valve needle 5 to keep in their closed position when the internal combustion engine is switched off.

Da bei modernen, schnelllaufenden Brennkraftmaschinen die Drehzahlen von bis 4500 Umdrehungen pro Minute sehr rasch aufeinanderfolgende Einspritzungen nötig sind, muss die Ventilnadel 5 in sehr kurzer Zeit von ihrer Schließstellung in die Öffnungsstellung bewegt werden. Um die Längsbewegung der Ventilnadel 5 zu beschleunigen, können entweder die Kräfte erhöht oder die Masse der Ventilnadel 5 erniedrigt werden. Darüber hinaus muss berücksichtigt werden, dass bei einer sehr schnellen Bewegung der Ventilnadel 5 und entsprechend heftigem Aufsetzen auf den Ventilsitz 12 starke Verformungen und Schwingungen in der Ventilnadel 5 auftreten, die zu einem erhöhten Verschleiß zwischen Ventildichtfläche 14 und Ventilsitz 12 führen. Aus diesen Gründen ist beim erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil der zylindrische Abschnitt 105 soweit verjüngt, dass der Durchmesser DZ dem 1,0- bis 1,5-fachen Durchmesser des Sitzdurchmessers entspricht, also dem Durchmesser D der ringförmigen Sitzkante 18. Die dadurch vergrößerte Längselastizität verringert dynamische Kraftspritzen beim Aufsetzen der Ventilnadel 5 auf den Ventilsitz 12 und vermindert so den Verschleiß.Since in modern, high-speed internal combustion engines the speeds of up to 4500 revolutions per minute require very quick successive injections, the valve needle must be used 5 can be moved from their closed position to the open position in a very short time. The longitudinal movement of the valve needle 5 To accelerate, either the forces increase or the mass of the valve needle 5 be humiliated. In addition, must be taken into account that with a very fast movement of the valve needle 5 and correspondingly violent placement on the valve seat 12 strong deformations and vibrations in the valve needle 5 occur, which leads to increased wear between the valve sealing surface 14 and valve seat 12 to lead. For these reasons, the cylindrical section is in the fuel injection valve according to the invention 105 tapered to such an extent that the diameter D Z corresponds to 1.0 to 1.5 times the diameter of the seat diameter, that is to say the diameter D of the annular seat edge 18 , The resulting increased longitudinal elasticity reduces dynamic force injections when the valve needle is attached 5 on the valve seat 12 and thus reduces wear.

Dieses Verhältnis des Durchmessers DZ des zylindrischen Abschnitts 105 zum Sitzdurchmesser D der Sitzkante 18 hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da die Längselastizität des zylindrischen Abschnitts 105 bei gegebener hydraulischer Kraft auf die Ventildichtfläche 14 in einem bestimmten Bereich optimal ist, dahingehend, dass die Längselastizität weder zu hoch noch zu niedrig sein darf, um einerseits eine gute Schwingungsdämpfung zu erreichen und andererseits eine Destabilisierung der Ventilnadel 5 durch einen zu geringen Durchmesser zu vermeiden.This ratio of the diameter D Z of the cylindrical section 105 to the seat diameter D of the seat edge 18 has proven to be particularly advantageous because the longitudinal elasticity of the cylindrical section 105 for a given hydraulic force on the valve sealing surface 14 is optimal in a certain range, in that the longitudinal elasticity must not be too high or too low, on the one hand to achieve good vibration damping and on the other hand to destabilize the valve needle 5 to avoid by too small a diameter.

Durch die Verjüngung des zylindrischen Abschnitts 105 der Ventilnadel 5 wird jedoch zwangsläufig auch die Quersteifigkeit vermindert. Als Ausgleichselement dient die Auskehlung 37, die gezielt an dieser Stelle die Biegesteifigkeit der Ventilnadel 5 vermindert. Sollte es zu einer leichten Schiefstellung der Ventilnadel 5 im Bereich des zylindrischen Abschnitts 105 kommen, so kann es aufgrund an der Auskehlung 37 zu einem Ausgleich kommen und somit nicht zu einer erhöhten Reibung in der Federhülse 29. Dies vermindert auch die Querkräfte im Bereich des Führungsabschnitts 205 und damit die Reibung in diesem Bereich.By tapering the cylindrical section 105 the valve needle 5 however, the transverse stiffness is inevitably reduced. The groove serves as a compensating element 37 that specifically target the bending stiffness of the valve needle at this point 5 reduced. There should be a slight misalignment of the valve needle 5 in the area of the cylindrical section 105 can come because of the grooving 37 come to a compensation and thus not to increased friction in the spring sleeve 29 , This also reduces the lateral forces in the area of the guide section 205 and thus the friction in this area.

Abweichend von der Darstellung in 2 kann es auch vorgesehen sein, dass an der Ventildichtfläche 14 die Ringnut 21 entfällt und die erste Konusfläche 21 direkt an die zweite Konusfläche 22 grenzt. Die Dichtkante 18 ist in diesem Fall am Übergang der beiden Konusflächen 21, 22 ausgebildet. Daneben kann es auch vorgesehen sein, dass die Ventildichtfläche 14 durch eine einzige, durchgängige Konusfläche gebildet wird. Die Dichtkante 18 ist dann am Übergang des zylindrischen Abschnitts 105 zur Ventildichtfläche 14 ausgebildet, was bedingt, dass der Öffnungswinkel der Ventildichtfläche 14 größer als der Öffnungswinkel des konischen Ventilsitzes 12 sein muss.Deviating from the representation in 2 it can also be provided that on the valve sealing surface 14 the ring groove 21 omitted and the first conical surface 21 directly to the second cone surface 22 borders. The sealing edge 18 is in this case at the transition of the two cone surfaces 21 . 22 educated. In addition, it can also be provided that the valve sealing surface 14 is formed by a single, continuous conical surface. The sealing edge 18 is then at the transition of the cylindrical section 105 to the valve sealing surface 14 formed, which requires that the opening angle of the valve sealing surface 14 larger than the opening angle of the conical valve seat 12 have to be.

Claims (6)

Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilkörper (1), in dem eine Bohrung (3) ausgebildet ist, die an ihrem brennraumseitigen Ende von einem konischen Ventilsitz (12) begrenzt wird und an welchem Ende wenigstens eine Einspritzöffnung (16) vorgesehen ist, die in den Brennraum der Brennkraftmaschinen mündet, und mit einer Ventilnadel (5), die in der Bohrung (3) längsverschiebbar angeordnet ist und die in einem mittleren Führungsabschnitt (205) in der Bohrung (3) geführt wird, mit einer am brennraumseitigen Ende der Ventilnadel (5) ausgebildeten, im wesentlichen konischen Ventildichtfläche (14), wobei an der Ventildichtfläche (14) eine ringförmige Sitzkante (18) ausgebildet ist, und mit einem zylindrischen Abschnitt der Ventilnadel (105), der zwischen dem Führungsabschnitt (205) und der Ventildichtfläche (14) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Abschnitt (105) einen Durchmesser (DZ) aufweist, der das 1,0- bis 1,5-fache des Durchmessers (D) der Sitzkante (18) beträgt.Fuel injection valve for internal combustion engines with a valve body ( 1 ) in which a hole ( 3 ) which is formed at its combustion chamber end by a conical valve seat ( 12 ) is limited and at which end at least one injection opening ( 16 ) is provided, which opens into the combustion chamber of the internal combustion engines, and with a valve needle ( 5 ) in the hole ( 3 ) is arranged to be longitudinally displaceable and which in a central guide section ( 205 ) in the hole ( 3 ) is guided with an end of the valve needle on the combustion chamber side ( 5 ) formed, essentially conical valve sealing surface ( 14 ), where on the valve sealing surface ( 14 ) an annular seat edge ( 18 ) is formed, and with a cylindrical portion of the valve needle ( 105 ) between the guide section ( 205 ) and the valve sealing surface ( 14 ) is formed, characterized in that the cylindrical section ( 105 ) has a diameter (D Z ) that is 1.0 to 1.5 times the diameter (D) of the seat edge ( 18 ) is. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Führungsabschnitts (205) wenigstens ein Anschliff (20) an der Ventilnadel (5) vorgesehen ist, durch den Kraftstoff zwischen der Wand der Bohrung (3) und der Ventilnadel (5) hindurch der wenigstens einen Einspritzöffnung (16) zuströmen kann, wobei die Summer der Querschnitte sämtlicher Anschliffe mindestens so groß ist wie der Querschnitt des Druckraums (10) im Bereich des zylindrischen Abschnitts (105).Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that in the region of the guide section ( 205 ) at least one bevel ( 20 ) on the valve needle ( 5 ) is provided by the fuel between the wall of the bore ( 3 ) and the valve needle ( 5 ) through the at least one injection opening ( 16 ) can flow in, the buzzer of the cross sections of all bevels being at least as large as the cross section of the pressure chamber ( 10 ) in the area of the cylindrical section ( 105 ). Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzdurchmesser (D) 1,9 mm bis 2,1 mm beträgt.Fuel injection valve according to claim 1, characterized characterized that the seat diameter (D) is 1.9 mm to 2.1 mm. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass brennraumabgewandt zum Führungsabschnitt (205) in der Ventilnadel (5) eine umlaufende Auskehlung (37) vorgesehen ist, deren Durchmesser zumindest annähernd dem Durchmesser (DZ) des zylindrischen Abschnitts (105) entspricht.Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that facing away from the combustion chamber to the guide section ( 205 ) in the valve needle ( 5 ) a circumferential groove ( 37 ) is provided, the diameter of which is at least approximately the diameter (D Z ) of the cylindrical section ( 105 ) corresponds. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Abschnitt (105) direkt an die Ventildichtfläche (12) grenzt.Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the cylindrical section ( 105 ) directly to the valve sealing surface ( 12 ) borders. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkante (18) am Übergang zwischen dem zylindrischen Abschnitt (105) und der Ventildichtfläche (14) angeordnet ist.Fuel injection valve according to claim 5, characterized in that the sealing edge ( 18 ) at the transition between the cylindrical section ( 105 ) and the valve sealing surface ( 14 ) is arranged.
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