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EP1101033B1 - Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen Download PDF

Info

Publication number
EP1101033B1
EP1101033B1 EP99950475A EP99950475A EP1101033B1 EP 1101033 B1 EP1101033 B1 EP 1101033B1 EP 99950475 A EP99950475 A EP 99950475A EP 99950475 A EP99950475 A EP 99950475A EP 1101033 B1 EP1101033 B1 EP 1101033B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
channel
fuel injection
control chamber
injection valve
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99950475A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1101033A2 (de
Inventor
Andreas Voigt
Günter LEWENTZ
Johannes Fitzner
Jürgen Rink
Gerd Schmutzler
Dirk Baranowski
Raimondo Giavi
Stefan Lehmann
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.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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 Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1101033A2 publication Critical patent/EP1101033A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1101033B1 publication Critical patent/EP1101033B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of claim 1.
  • the known fuel injection valve has one Servo valve controlled by a piezoelectric actuator the fuel pressure in a control chamber controls, the amount of fuel pressure in the Control chamber opening and closing the injector, or the beginning and end of the injection process in the Combustion chamber of an internal combustion engine determined.
  • the formation of the fuel passages and lines in a throttle body are introduced determine the dynamics of the injection process, z. B. the speed of the opening and closing process of the injector. Due to the high fuel pressure are attached to the pressure resistant seals between the throttle body and its neighboring components and the pressure resistance of the throttle body places high demands.
  • the design of the transitions from fuel-carrying channels in additional channels or cavities affect the compressive strength.
  • EP 0 767 304 A1 EP 0 647 780 A2 and EP 0 331 198 A3 are also generic fuel injection valves known. With this fuel injector is part of the control chamber in the throttle valve educated.
  • the inlet channels each run in a straight line and directly to the respective fuel channel.
  • a fuel injection valve is included a throttle body known.
  • the throttle body is between a nozzle body and an injector head arranged and as Throttle plate designed.
  • the throttle plate has one Fuel channel from which an inlet channel branches off, which in a control chamber opens. Furthermore is in the throttle plate a drain channel is arranged, which opens into the control chamber and is connected to a servo valve.
  • the servo valve will actuated by an actuator and controls the fuel pressure in the tax chamber.
  • the nozzle needle in the fuel injector moves axially depending on the fuel pressure in the Control chamber and controls the fuel flow to the injection holes in the nozzle body.
  • the object of the invention is the compressive strength to increase the fuel injection valve.
  • the object of the invention is achieved with a device as described in claim 1.
  • a fuel injector, especially for diesel fuel must have a high compressive strength to the high To withstand fuel pressure.
  • the compressive strength is dependent on the wall thickness of the components of the fuel injector. Through the formation of curved fuel channels almost meet in the fuel channels perpendicular to each other. This will create areas with thin walls due to diagonally merging Fuel channels (pimples) avoided, which is advantageous high compressive strength is achieved.
  • High pressure transitions are one in the area of the end faces Throttle body arranged with fuel channels, being through the axial bracing of the throttle body between the neighboring ones Bodies on the end faces and the preferred flat design of the end faces a high pressure resistant seal arises, which is advantageously easy to manufacture.
  • the colliding end faces can also be slightly arched be, the bulges are shaped so that in critical Areas the contact surfaces of the clashing End faces with an increased surface pressure are. The high-pressure strength is thereby advantageous same clamping force increased.
  • a deflection of the actuator 100 is via a guided plunger 200 on a closing body 370 of the servo valve 340 transmitted by a conical, central valve seat 350 is raised and a fuel drain from one the central valve chamber 345 connecting the valve seat 350 releases.
  • the valve chamber 345 is via the drain channel 440 connected to the control chamber 540 into which the inlet channel 420 opens, which opens into the fuel channel 410.
  • Valve spring 390 which is introduced into the valve chamber 345, the closing body 370 back on the valve seat 350 and interrupts the fuel drain.
  • the pressure in the control chamber 540 depends on the shape of the inlet channel 420, the outlet channel 440 and the Position of the actuator 100 and acted upon by the piston 590 the nozzle needle 600.
  • a deflection of the actuator 100 leads to Lowering the pressure in the control chamber 540 and causing one axial displacement of the nozzle needle 600 in the direction of the throttle plate 400, which removes the needle tip 610 from the sealing seat 520 lifts off and an injection process is initiated in the combustion chamber becomes.
  • the fuel is in the fuel channel 530 and through recesses in the nozzle bore 515 through at least one in the nozzle tip 518 introduced spray hole 525 in the Headed combustion chamber.
  • the fuel channel 410 occurs on the upper end face of the Throttle plate 400 in and out on the lower end face connects to the fuel channel 320 of the valve body 300 and the fuel passage 530 of the intermediate body 500.
  • the End faces of the throttle plate 400 are preferably perpendicular to the longitudinal axis 800 and preferably connect flat the end faces of the valve body 300 and the intermediate body 500 at. Due to the axial clamping force and the flat connection arise between the throttle plate 400 and the valve body 300 and between the throttle plate 400 and the intermediate body 500 high pressure resistant seals that are easy to manufacture are.
  • the abutting end faces can also be slightly arched, with the curvatures being so shaped are that in critical areas the contact areas of the adjacent end faces with an increased surface pressure are acted upon. This makes the high pressure resistance increased with the same clamping force.
  • the second part of the body of the fuel injection valve is designed as a nozzle body 510, there is no intermediate body 500.
  • the throttle plate 400 is not executed as an independent body, but integrated into the first or the second sub-body of the fuel injection valve.
  • FIG. 2a shows a second embodiment of a throttle plate 400, with the following differences to the throttle plate consist of Figure 1:
  • the throttle plate 400 has a central valve recess 430 which are essentially the same diameter as that Has valve chamber 345 and is open to the valve chamber 345.
  • Valve recess 430 preferably adjoins coaxially Longitudinal axis 800 of the drain channel 440.
  • the drain channel 440 opens approximately vertically into a control chamber recess 460, the side wall 465 of which is at least partially frustoconical is trained.
  • the inlet channel 420, 425 opens approximately perpendicular to the frustoconical section of the side wall 465th
  • the control chamber recess 460 goes into the cylindrical piston recess 450 over, which is essentially the same Diameter as the guide bore 550 and in the one Part of the piston 590 is introduced.
  • the control chamber recess 460 and the piston recess 450 represent in this embodiment the control chamber 540, since depending on the Position of the piston 590, the control chamber recess 460 and the piston recess 450 are filled with fuel.
  • FIG. 2b 465 shown in Figure 2a A further embodiment of the side wall is shown in FIG. 2b 465 shown in Figure 2a, the transition from the piston recess 450 to the heel of the control chamber recess 460 is rounded off by a curve in the side wall 465.
  • the Rounding of the side wall 465 has a rounding radius R of preferably 0.7 to 1mm.
  • Inlet channel 420, 425 opens approximately vertically into the Rounding the side wall 465.
  • the rounding is, for example introduced into the throttle plate 400 by Elysier.
  • the inlet channel 420 opens preferably and approximately vertically into the side wall 465 of the control chamber recess 460, whereby a high compressive strength is advantageously achieved.
  • the inlet channel 420 has an inlet throttle 425 which preferably to the side of the control chamber recess 460 borders.
  • the drain channel 440 has a drain throttle 445, which is preferably adjacent to the side of the valve recess 430.
  • FIG. 3 preferably shows one approximately circularly curved inlet channel 420, which at its first end approximately perpendicular to the fuel channel 410 and at its second end approximately perpendicular to the Side wall 465 of the control chamber recess 460 opens, whereby advantageously a high compressive strength of the throttle plate 400 is achieved.
  • the inlet channel acts 420 simultaneously as inlet throttle 425, which is advantageous manufacturing simplified.
  • the inlet channel 420 is in FIG. 4 in a first, approximately straight part and a second, almost curved part with a smaller diameter divided.
  • the first part flows almost vertically into the Fuel channel 410, is starting from there in the direction of Valve body 300 curved and ends in the throttle plate 400.
  • the second part opens approximately vertically at one end preferably in the side wall 465 of the control chamber recess 460 and at the other end approximately perpendicular in the side wall of the first part.
  • the second part acts as an inlet throttle 425, the length of which is advantageous in connection with the first part to the given parameters, e.g. B. the fuel pressure, can be adjusted.
  • cross sections of those shown in the exemplary embodiments are fuel-carrying, curved or uncurved channels preferably circular and with given diameters executed.
  • FIG. 4 also shows an eroding device 700 with which approximately circularly curved channels, e.g. B. the inlet channel 420, in the material of the fuel injector, preferably of the throttle plate 400.
  • the eroding device 700 has an eroding electrode 701, which corresponds the desired radius of curvature of the inlet channel 420 is approximately circular.
  • the eroding electrode 701 is clamped in an electrode holder 702, which is advanced along an arc, its Center with the center of the desired curvature of the Inlet channel 420 matches.
  • curved eroding electrode 701 push through a fixed, curved electrode guide, which reduces the tendency of the eroding electrode to vibrate 701 reduced and so advantageous small tolerances be reached.
  • Known eroding processes are used as the process for shaping the channels used, e.g. the spark erosion process.
  • the erosion process mentioned above is also used for manufacturing of the curved inlet channel 420 shown in FIG.
  • the compressive strength is also advantageous to increase if the edges in the area of the mouths are also rounded e.g. about electrochemical rounding.

Landscapes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein solches Kraftstoffeinspritzventil ist bereits aus dem Artikel "Das Common-Rail-Einspritzsystem - ein neues Kapitel der Dieseleinspritztechnik" der MTZ Motortechnische Zeitschrift 58 (1997) 10, Abschnitt 4.4 "Injektor", S.575 und 576 bekannt. Das bekannte Kraftstoffeinspritzventil weist ein Servoventil auf, das von einem piezoelektrischen Aktor gesteuert wird und das den Kraftstoffdruck in einer Steuerkammer steuert, wobei die Höhe des Kraftstoffdruckes in der Steuerkammer das Öffnen und Schließen des Einspritzventils, bzw. den Anfang und das Ende des Einspritzvorgangs in den Brennraum einer Brennkraftmaschine bestimmt. Die Ausformung der Kraftstoffkanäle und -leitungen, die in einem Drosselkörper eingebracht sind, bestimmen die Dynamik des Einspritzvorgangs, z. B. die Geschwindigkeit des Öffnungs- und Schließungsvorgangs des Einspritzventils. Durch den hohen Kraftstoffdruck werden an die druckfesten Abdichtungen zwischen dem Drosselkörper und dessen benachbarten Komponenten und an die Druckfestigkeit des Drosselkörpers hohe Anforderungen gestellt. Insbesondere die Ausgestaltung der Übergänge von kraftstofführenden Kanälen in weitere Kanäle oder Hohlräume beeinflussen die Druckfestigkeit.
Aus der EP 0 767 304 A1, der EP 0 647 780 A2 und der EP 0 331 198 A3 sind ebenfalls gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzventile bekannt. Bei diesem Kraftstoffeinspritzventil ist jeweils ein Teil der Steuerkammer in der Drosselklappe ausgebildet. Die Zulaufkanäle verlaufen jeweils geradlinig und direkt zum jeweiligen Kraftstoffkanal.
Aus DE 195 41 819 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem Drosselkörper bekannt. Der Drosselkörper ist zwischen einem Düsenkörper und einem Injektorkopf angeordnet und als Drosselplatte ausgebildet. Die Drosselplatte weist einen Kraftstoffkanal auf, von dem ein Zulaufkanal abzweigt, der in eine Steuerkammer mündet. Weiterhin ist in der Drosselplatte ein Ablaufkanal angeordnet, der in die Steuerkammer mündet und mit einem Servoventil verbunden ist. Das Servoventil wird von einem Aktor betätigt und steuert den Kraftstoffdruck in der Steuerkammer. Die Düsennadel im Kraftstoffeinspritzventil bewegt sich axial in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck in der Steuerkammer und steuert den Kraftstoffzufluß zu den Einspritzlöchern im Düsenkörper.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Druckfestigkeit des Kraftstoffeinspritzventils zu steigern.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Vorrichtung gelöst, wie sie in dem Patenanspruch 1 beschrieben sind.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Ein Kraftstoffeinspritzventil, insbesondere für Dieselkraftstoff, muß eine hohe Druckfestigkeit aufweisen, um dem hohen Kraftstoffdruck standzuhalten. Die Druckfestigkeit ist abhängig von den Wandstärken der Komponenten des Kraftstoffeinspritzventils. Durch die Ausbildung gekrümmter Kraftstoffkanäle treffen ineinander mündende Kraftstoffkanäle annähernd senkrecht aufeinander. Dadurch wird die Bildung von Bereichen mit geringen Wandstärken durch schräg ineinander mündende Kraftstoffkanäle (Spickel) vermieden, wodurch vorteilhaft eine hohe Druckfestigkeit erzielt wird.
Hochdruckübergänge sind im Bereich der Stirnflächen eines Drosselkörpers mit Kraftstoffkanälen angeordnet, wobei durch die axiale Verspannung des Drosselkörpers zwischen den benachbarten Körpern an den Stirnflächen und die vorzugsweise plane Ausführung der Stirnflächen eine hochdruckfeste Abdichtung entsteht, die vorteilhaft einfach herzustellen ist. Die aufeinandertreffenden Stirnflächen können auch leicht gewölbt sein, wobei die Wölbungen so ausgeformt sind, daß in kritischen Bereichen die Kontaktflächen der aufeinandertreffenden Stirnflächen mit einer erhöhten Flächenpressung beaufschlagt sind. Dadurch wird vorteilhaft die Hochdruckfestigkeit bei gleicher Einspannkraft erhöht.
Durch einen modularen Aufbau des Kraftstoffeinspritzventils mit einem Drosselkörper und dessen benachbarten Körpern, einen ersten und einen zweiten Teilkörper, ist durch Austausch des Drosselkörpers auf einfache Weise die Charakteristik der Dynamik des Einspritzvorgangs einstellbar. Weiterhin kann durch den modularen Aufbau die Funktion des Drosselkörpers außerhalb des Kraftstoffeinspritzventils getestet und geprüft werden.
Vorteilhaft wird durch Einbringen von Ausnehmungen im Drosselkörper für die Steuerkammer und das Servoventil eine besonders kompakte Bauform des Kraftstoffeinspritzventils erreicht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:
Figur 1
einen Längsschnitt durch Teile eines Kraftstoffeinspritzventils mit einem ersten Drosselkörper;
Figur 2
einen Längsschnitt eines zweiten Drosselkörpers in zwei Ausführungsformen;
Figur 3
einen Längsschnitt eines dritten Drosselkörpers;
Figur 4
einen Längsschnitt eines vierten Drosselkörpers mit einer Erodiervorrichtung.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch Teile eines Kraftstoffeinspritzventils mit rotationssymmetrischer Grundkörperform mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines als Drosselplatte 400 ausgebildeten Drosselkörpers. Das Kraftstoffeinspritzventil weist, ausgehend von einem Aktor 100 entlang einer Längsachse 800 des Kraftstoffeinspritzventils, folgende Grundkomponenten auf, die aneinander anliegen und mittels einer Einspannkraft gegeneinander vorgespannt sind:
  • einen ersten Teilkörper, vorzugsweise als Ventilkörper 300 ausgebildet mit einem vorzugsweise annähernd parallel zur Längsachse 800 gerichteten Kraftstoffkanal 320 und einem vorzugsweise koaxial zur Längsachse 800 gelegenen Servoventil 340, das den Kraftstoffabfluß aus einer Ventilkammer 345 des Servoventils 340 steuert,
  • eine Drosselplatte 400 mit einem vorzugsweise annähernd parallel zur Längsachse 800 geführten Kraftstoffkanal 410, einem Zulaufkanal 420 und einem Ablaufkanal 440,
  • einen zweiten Teilkörper, vorzugsweise als Zwischenkörper 500 ausgebildet mit einer zentralen Führungsbohrung 550 zur Führung eines Kolbens 590, einer Steuerkammer 540, die an die Drosselplatte 400 angrenzt und durch ein Endstück der Führungsbohrung 550 dargestellt wird, und einem Kraftstoffkanal 530, der seitlich zur Führungsbohrung 550 angeordnet ist,
  • einen Düsenkörper 510 mit einer zentralen Düsenbohrung 515 zur Führung einer Düsennadel 600, wobei der Kolben 590 in Wirkverbindung mit der Düsennadel 600 steht. Die Nadelspitze 610 der Düsennadel 600 und der innere, konische Dichtsitz 520 der Düsenspitze 518 des Düsenkörpers 510 bilden zusammen ein Ventil 520, 610 zur Steuerung des Einspritzvorgangs in den Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Eine Auslenkung des Aktors 100 wird über einen geführten Stößel 200 auf einen Schließkörper 370 des Servoventils 340 übertragen, der dadurch von einem konischen, mittigen Ventilsitz 350 gehoben wird und einen Kraftstoffabfluß von einer an den Ventilsitz 350 anschließenden, mittigen Ventilkammer 345 freigibt. Die Ventilkammer 345 ist über den Ablaufkanal 440 mit der Steuerkammer 540 verbunden, in die der Zulaufkanal 420 mündet, der in den Kraftstoffkanal 410 mündet.
Kehrt der Aktor 100 in seine Ruhestellung zurück, drückt eine Ventilfeder 390, die in die Ventilkammer 345 eingebracht ist, den Schließkörper 370 auf den Ventilsitz 350 zurück und unterbricht den Kraftstoffabfluß.
Der Druck in der Steuerkammer 540 ist abhängig von der Ausformung des Zulaufkanals 420, des Abflußkanals 440 und der Stellung des Aktors 100 und beaufschlagt über den Kolben 590 die Düsennadel 600. Eine Auslenkung des Aktors 100 führt zum Absenken des Druckes in der Steuerkammer 540 und bewirkt eine axiale Verschiebung der Düsennadel 600 in Richtung der Drosselplatte 400, wodurch die Nadelspitze 610 von dem Dichtsitz 520 abhebt und ein Einspritzvorgang in den Brennraum ausgelöst wird.
Der Kraftstoff wird dabei über den Kraftstoffkanal 530 und durch Ausnehmungen der Düsenbohrung 515 durch mindestens ein in der Düsenspitze 518 eingebrachtes Spritzloch 525 in den Brennraum geleitet.
Die Betriebsparameter des Kraftstoffeinspritzventils, z. B. die Dynamik des Druckabbaus bzw. des Druckaufbaus der Steuerkammer 540 und die Geschwindigkeit des Beginns und des Endes des Einspritzvorgangs und sind abhängig von
  • dem Durchmesser und der Länge des Zulaufkanals 420 und des Ablaufkanals 440,
  • dem Durchmesser und der Länge der Zulaufdrossel 425 oder der Ablaufdrossel 445, die in den Zulaufkanal 420 bzw. den Ablaufkanal 440 eingebracht sind, und
  • durch die Ausformung der Drosseln 425, 445 und der Kanäle 420, 440.
Der Kraftstoffkanal 410 tritt an der oberen Stirnfläche der Drosselplatte 400 ein und an der unteren Stirnfläche aus und schließt an den Kraftstoffkanal 320 des Ventilkörpers 300 und den Kraftstoffkanal 530 des Zwischenkörpers 500 an. Die Stirnflächen der Drosselplatte 400 liegen vorzugsweise senkrecht zur Längsachse 800 und schließen vorzugsweise plan an die Stirnflächen des Ventilkörpers 300 und des Zwischenkörpers 500 an. Durch die axiale Einspannkraft und die plane Anbindung entstehen zwischen der Drosselplatte 400 und dem Ventilkörper 300 und zwischen der Drosselplatte 400 und dem Zwischenkörper 500 hochdruckfeste Abdichtungen, die einfach herzustellen sind. Die aneinander anliegenden Stirnflächen können auch leicht gewölbt sein, wobei die Wölbungen so ausgeformt sind, daß in kritischen Bereichen die Kontaktflächen der aneinander liegenden Stirnflächen mit einer erhöhten Flächenpressung beaufschlagt sind. Dadurch wird die Hochdruckfestigkeit bei gleicher Einspannkraft erhöht.
In dieser Weise sind die Übergänge
  • des Kraftstoffkanals 410 der Drosselplatte 400 mit dem Kraftstoffkanal 320 des Ventilkörpers 300 und mit dem Kraftstoffkanal 530 des Zwischenkörpers 500,
  • des Ablaufkanals 440 zur Ventilkammer 345, und
  • der Steuerkammer 540 zum Zulaufkanal 420 bzw. zum Ablaufkanal 440
abgedichtet.
In einer weiteren Ausbildungsform ist der zweite Teilkörper des Kraftstoffeinspritzventils als Düsenkörper 510 ausgebildet, wobei kein Zwischenkörper 500 vorhanden ist.
In weiteren Ausbildungsformen ist die Drosselplatte 400 nicht als eigenständiges Körper ausgeführt, sondern integriert in den ersten oder den zweiten Teilkörper des Kraftstoffeinspritzventils.
Figur 2a zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Drosselplatte 400, bei dem folgende Unterschiede zur Drosselplatte aus Figur 1 bestehen:
Die Drosselplatte 400 weist eine zentrale Ventilausnehmung 430 auf, die im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Ventilkammer 345 hat und zur Ventilkammer 345 geöffnet ist. An die Ventilausnehmung 430 schließt vorzugsweise koaxial zur Längsachse 800 der Ablaufkanal 440 an. Der Ablaufkanal 440 mündet annähernd senkrecht in eine Steuerkammerausnehmung 460, dessen Seitenwand 465 zumindest teilweise kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Der Zulaufkanal 420, 425 mündet annähernd senkrecht in den kegelstumpfförmigen Abschnitt der Seitenwand 465.
Die Steuerkammerausnehmung 460 geht in die zylindrische Kolbenausnehmung 450 über, die im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Führungsbohrung 550 hat und in der ein Teil des Kolbens 590 eingebracht ist. Die Steuerkammerausnehmung 460 und die Kolbenausnehmung 450 stellen in dieser Ausführungsform die Steuerkammer 540 dar, da abhängig von der Stellung des Kolbens 590 die Steuerkammerausnehmung 460 und die Kolbenausnehmung 450 mit Kraftstoff gefüllt sind.
In Figur 2b ist eine weitere Ausführungsform der Seitenwand 465 aus Figur 2a dargestellt, wobei der Übergang von der Kolbenausnehmung 450 zum Absatz der Steuerkammerausnehmung 460 über eine Rundung in der Seitenwand 465 abgerundet ist. Die Rundung der Seitenwand 465 weist einen Rundungsradius R von vorzugsweise 0,7 bis 1mm auf. In den Absatz der Steuerkammerausnehmung 460 mündet der Ablaufkanal 440. Der Zulaufkanal 420, 425 mündet annähernd senkrecht in die Rundung der Seitenwand 465. Die Rundung wird beispielsweise durch Elysieren in die Drosselplatte 400 eingebracht.
Bei den im Kraftstoffeinspritzventil auftretenden Druckschwankungen dehnen sich die Bohrungen und Ausnehmungen in Abhängigkeit von deren Geometrie aus, vor allem abhängig von deren Durchmessern, da die Geometrie der Ausnehmungen bzw. der Bohrungen die Wandstärken festlegen und somit das Maß der Ausdehnung bestimmen. Daher sind die Durchmesser der Ventilausnehmung 430 und der Ventilkammer 345 und die Durchmesser der Kolbenausnehmung 450 und der Steuerkammer 540 im wesentlichen gleich, da gleiche Ausdehnungen vorteilhaft zur sicheren Abdichtung der Hochdruckverbindungen dienen. Unterschiedliche Ausdehnungen verursachen Relativbewegungen des Materials im Bereich den Dichtflächen, was zu Problemen an der Dichtigkeit führen kann.
Durch das Einbringen der Kolbenausnehmung 450 und der Ventilausnehmung 430 in die Drosselplatte 400 wird vorteilhaft eine kompakte Bauform des Kraftstoffeinspritzventils erreicht.
Der Zulaufkanal 420 mündet vorzugsweise und annähernd senkrecht in die Seitenwand 465 der Steuerkammerausnehmung 460, wodurch vorteilhaft eine hohe Druckfestigkeit erreicht wird. Der Zulaufkanal 420 weist eine Zulaufdrossel 425 auf, die vorzugsweise an die Seite der Steuerkammerausnehmung 460 grenzt. Der Ablaufkanal 440 weist eine Ablaufdrossel 445 auf, die vorzugsweise an die Seite der Ventilausnehmung 430 angrenzt.
Im Unterschied zu Figur 2a zeigt Figur 3 einen vorzugsweise annähernd kreisförmig gekrümmten Zulaufkanal 420, der an seinem ersten Ende annähernd senkrecht in den Kraftstoffkanal 410 und an seinem zweiten Ende annähernd senkrecht in die Seitenwand 465 der Steuerkammerausnehmung 460 mündet, wodurch vorteilhaft eine hohe Druckfestigkeit der Drosselplatte 400 erreicht wird. In diesem Ausführungsbeispiel wirkt der Zulaufkanal 420 gleichzeitig als Zulaufdrossel 425, was vorteilhaft die Fertigung vereinfacht.
Im Unterschied zu Figur 3 ist der Zulaufkanal 420 in Figur 4 in einen ersten, annähernd geraden Teil und einen zweiten, annähernd ungekrümmten Teil mit kleinerem Durchmesser unterteilt. Der erste Teil mündet annähernd senkrecht in den Kraftstoffkanal 410, ist von dort ausgehend in Richtung des Ventilkörpers 300 gekrümmt und endet in der Drosselplatte 400. Der zweite Teil mündet an einem Ende annähernd senkrecht vorzugsweise in der Seitenwand 465 der Steuerkammerausnehmung 460 und am anderen Ende annähernd senkrecht in der Seitenwand des ersten Teils. Der zweite Teil wirkt als Zulaufdrossel 425, dessen Länge in Verbindung mit dem ersten Teil vorteilhaft an die vorgegebenen Parameter, z. B. den Kraftstoffdruck, angepaßt werden kann.
Die Querschnitte der in den Ausführungsbeispielen gezeigten kraftstofführenden, gekrümmten oder ungekrümmten Kanäle sind vorzugsweise kreisförmig und mit vorgegebenen Durchmessern ausgeführt.
Figur 4 zeigt weiterhin eine Erodiervorrichtung 700, mit der annähernd kreisförmig gekrümmte Kanäle, z. B. der Zulaufkanal 420, in das Material des Kraftstoffeinspritzventils, vorzugsweise der Drosselplatte 400, eingebracht werden. Die Erodiervorrichtung 700 weist eine Erodierelektrode 701 auf, die entsprechend dem gewünschten Radius der Krümmung des Zulaufkanals 420 annähernd kreisförmig ausgeführt ist. Die Erodierelektrode 701 ist in einen Elektrodenhalter 702 eingespannt, der entlang eines Kreisbogens vorgeschoben wird, wobei dessen Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt der gewünschten Krümmung des Zulaufkanals 420 übereinstimmt.
Die Erodierelektrode 701 bringt, ausgehend von der Kolbenausnehmung 450 oder dem Kraftstoffkanal 410, den gekrümmten Zulaufkanal 420 aus Figur 3 und, ausgehend vom Kraftstoffkanal 410, den ersten Teil des Zulaufkanals 420 aus Figur 4 in die Drosselplatte 400 ein.
Alternativ ist es möglich, die gekrümmte Erodierelektrode 701 durch eine feststehende, gekrümmte Elektrodenführung durchzuschieben, wodurch sich die Schwingungsneigung der Erodierelektrode 701 verringert und so vorteilhaft geringe Toleranzen ereicht werden.
Als Verfahren zur Ausformung der Kanäle werden bekannte Erodierverfahren eingesetzt, z.B. das Funkenerosionsverfahren.
Das oben genannte Erodierverfahren wird auch zur Herstellung des in Figur 3 aufgeführten gekrümmten Zulaufkanals 420 eingesetzt.
Die Druckfestigkeit ist zusätzlich vorteilhaft zu steigern, wenn die Kanten im Bereich der Mündungen zusätzlich abgerundet werden, z.B. über elektrochemisches Verrunden.

Claims (11)

  1. Kraftstoffeinspritzventil
    mit einem Kraftstoffkanal (320, 410, 530), der Kraftstoff unter hohem Druck führt,
    mit einem Drosselkörper, der einen Zulaufkanal (420) aufweist, der an den Kraftstoffkanal (410) angeschlossen ist, mit einer Steuerkammer (540, 450, 460), in die der Zulaufkanal (420) mündet,
    mit einer Düsennadel (600), die über einen Kolben (590) in Wirkverbindung mit der Steuerkammer (540, 450, 460) steht und die vom Druck in der Steuerkammer (540, 450, 460) gesteuert wird, wobei
    der Drosselkörper als Drosselplatte (400) ausgebildet ist, die zwischen einem ersten Teilkörper und einem zweiten Teilkörper des Kraftstoffeinspritzventils eingebracht ist,
    eine obere und eine untere Stirnfläche der Drosselplatte (400) annähernd senkrecht zur Längsachse (800) des Kraftstoffeinspritzventils angeordnet sind und gegen die Stirnflächen des ersten Teilkörpers und des zweiten Teilkörpers gedrückt sind, wobei
    durch die Drosselplatte (400) ein Kraftstoffkanal (410) verläuft, der an der oberen Stirnfläche der Drosselplatte (400) eintritt und an der unteren Stirnfläche austritt, und wobei sich der Kraftstoffkanal (320) des ersten Teilkörpers und der Kraftstoffkanal (530) des zweiten Teilkörpers an den Kraftstoffkanal (410) der Drosselplatte (400) anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufkanal (420) zumindest in einem Teil seiner Länge gekrümmt ist und annähernd senkrecht in den Kraftstoffkanal (410) mündet.
  2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufkanal (420) vom Kraftstoffkanal (410) ausgehend nach unten in Richtung der Steuerkammer (540, 450, 460) annähernd kreisförmig gekrümmt ist.
  3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teil des Zulaufkanals (420) annähernd kreisförmig gekrümmt ist, und
    daß ein zweiter Teil des Zulaufkanals (420, 425) annähernd zylindrisch ausgeformt ist.
  4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil des Zulaufkanals (420) vom Kraftstoffkanal (410) ausgehend nach oben, in Richtung von der Steuerkammer (540, 450, 460) weg, gekrümmt ist.
  5. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der 'Steuerkammer (450, 460) in der Drosselplatte (400) ausgebildet ist,
    daß der Zulaufkanal (420) annähernd senkrecht in die Seitenwand (465) der Steuerkammer (450, 460) mündet.
  6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (465) der Steuerkammer (450, 460) zumindest teilweise kegelstumpfförmig ausgebildet ist und
    daß der Zulaufkanal (420) annähernd senkrecht in den kegelstumpfförmigen Teil der Seitenwand mündet.
  7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (465) der Steuerkammer (450, 460) zumindest teilweise abgerundet ausgebildet ist und
    daß der Zulaufkanal (420) annähernd senkrecht in den abgerundeten Teil der Seitenwand mündet.
  8. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilkörper als Ventilkörper (300) ausgebildet ist, der einen Kraftstoffkanal (320) und ein Servoventil (340) zur Regulierung des Kraftstoffdrucks in der Steuerkammer (540, 450, 460) aufweist, und
    daß der zweite Teilkörper als Düsenkörper (510) zur Führung der Düsennadel (600) ausgebildet ist, oder
    daß der zweite Teilkörper als Zwischenkörper (500) ausgebildet ist, der zwischen der Drosselplatte (400) und dem Düsenkörper (510) eingebracht ist.
  9. Kraftstoffeinspritzventil nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Führungsbohrung (550) zur Führung des Kolbens (590) vorgesehen ist,
    daß die Drosselplatte (400) eine Kolbenausnehmung (450) aufweist, die sich an die Führungsbohrung (550) anschließt und im wesentlichen den gleichen Querschnitt wie die Führungsbohrung (550) aufweist.
  10. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Servoventil (340) vorgesehen ist, das den Abfluß des Kraftstoffs aus einer Ventilkammer (345) des ersten Teilkörpers steuert,
    daß die Drosselplatte (400) eine Ventilausnehmung (430) aufweist, die im wesentlichen den gleichen Querschnitt wie die Ventilkammer (345) aufweist, wobei die Ventilausnehmung (430) zur Ventilkammer (345) hin geöffnet ist, in der ein Schließkörper (370) des Servoventils (340) angeordnet ist.
  11. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventilfeder (390), die den Schließkörper (370) gegen einen Ventilsitz (350) vorspannt, teilweise in die Ventilausnehmung (430) und in die Ventilkammer (345) eingebracht ist.
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