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EP1309793A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number
EP1309793A1
EP1309793A1 EP01962595A EP01962595A EP1309793A1 EP 1309793 A1 EP1309793 A1 EP 1309793A1 EP 01962595 A EP01962595 A EP 01962595A EP 01962595 A EP01962595 A EP 01962595A EP 1309793 A1 EP1309793 A1 EP 1309793A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
armature
fuel injection
injection valve
valve according
elevation
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.)
Granted
Application number
EP01962595A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1309793B1 (de
Inventor
Hubert Stier
Guenther Hohl
Norbert Keim
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
Publication of EP1309793A1 publication Critical patent/EP1309793A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1309793B1 publication Critical patent/EP1309793B1/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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205—Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
    • 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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—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
    • 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
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/28—Details of throttles in fuel-injection apparatus
    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/165—Filtering elements specially adapted in fuel inlets to injector

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injection valve which has a throttle-like constriction in the area of the magnet armature.
  • the fuel is guided so that the throttle-like. Narrows with a flow component directed away from the spray opening.
  • an at least partially compensating counterforce is exerted on the valve needle or the armature that is non-positively connected to the valve needle.
  • the closing times cannot be optimized through targeted use of the fuel back pressure acting on the armature, as a result of which the opening times of the fuel injector also remain in need of improvement, since the sealing of the Fuel injector against the combustion chamber pressure, the return spring must have a high closing force.
  • swirl grooves or swirl bores are provided in the area of the metering point.
  • the throttling of the fuel flow in the area of these swirl grooves or swirl bores causes a force component on the valve needle in the closing direction. This can adversely affect valve behavior.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that, on the one hand, the hydraulic forces can be used to shorten the closing time of the ' fuel injector, since a slight dynamic pressure builds up on the armature due to the throttle point between the armature and the inner pole, and on the other hand that Bounce behavior during the opening process is improved by the hydraulic forces that occur due to damping at the anchor stop.
  • the increase at the throttle point has a wedge shape, so that hydraulic adhesive cles anchor is prevented at the stop.
  • the dethrottling via the central recess of the armature can be carried out particularly easily, since the central recess only has to be drilled in a somewhat larger diameter during the manufacture of this armature. ' It is also advantageous to form the elevation on the armature stop surface of the inner pole, since the armature shape does not have to be changed as a result.
  • Attaching a shoulder to the outlet-side surface of the inner pole as a throttling point is also advantageous, since this embodiment variant is particularly easy to manufacture.
  • FIG. 1 shows a schematic section through an example of a fuel injection valve according to the prior art
  • Fig. 2 is a schematic detail
  • FIG. 3A shows a schematic sectional view of a second exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the invention with bores for dethrottling
  • 3B is a schematic sectional view of a third and a fourth embodiment of a fuel injector according to the invention with bores for dethrottling, and
  • Fig. 3C is a schematic section through a fifth and a sixth embodiment of a fuel injector according to the invention with gene throttling. Description of the embodiments
  • the fuel injection valve 1 is in the form of a fuel injection valve for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited
  • Fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
  • the fuel injector 1 consists of a nozzle body 2, in which a valve needle 3 is guided.
  • the valve needle 3 is operatively connected to a valve closing body 4, which cooperates with a valve seat surface 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat.
  • fuel injector 1 is a fuel injector 1 that opens inward and has a spray opening 7.
  • the nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against the outer pole 9 of a solenoid 10.
  • the magnet coil 10 is encapsulated in a coil housing 11 and wound on a coil carrier 12, which bears against an inner pole 13 of the magnet coil 10.
  • the inner pole 13 and the outer pole 9 are magnetically separated from one another and are supported on a connecting component 29.
  • the magnet coil 10 is excited via a line 19 by an electrical current that can be supplied via an electrical plug contact 17.
  • the plug contact 17 is one Surround plastic sheath 18, which may be molded onto the inner pole 13.
  • valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14, which is disc-shaped.
  • a paired adjustment disk 15 At the other side of adjustment disk 15 is an armature 20. This is connected via a first flange 21 force-locking to valve needle 3, which is connected by a weld 22 to the first flange 21 is.
  • a restoring spring 23 is supported on the first flange 21 and, in the present design of the fuel injector 1, is preloaded by a sleeve 24.
  • Fuel channels 30a to 30c run in the valve needle guide 14, in the armature 20 and on the valve seat body 5, which channels the fuel, which is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25, to the spray opening 7.
  • the fuel injector 1 is sealed by a seal 28 against a fuel line, not shown.
  • the armature 20 In the idle state of the fuel injection valve 1, the armature 20 is acted upon by the return spring 23 against its stroke direction so that the valve closing body 4 is held in a sealing arrangement on the valve seat 6.
  • the solenoid 10 When the solenoid 10 is excited, it builds up a magnetic field which moves the armature 20 in the stroke direction against the spring force of the return spring 23, the stroke being predetermined by a working gap 27 which is in the rest position between the inner pole 13 and the armature 20.
  • the Armature 20 takes flange 21, which is welded to valve needle 3, also in the stroke direction.
  • the valve closing body 4, which is operatively connected to the valve needle 3, lifts off the valve seat surface 6 and the fuel led to the spray opening 7 via the fuel channels 30a to 30c is sprayed off.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a fuel injector 1 according to the invention in a sectional view. The section described is designated II in FIG. 1.
  • FIG. 2 shows the area around the armature 20, which is supported on the second flange 31, shown in simplified form, when the fuel injector 1 is in the rest position.
  • the second flange 31 is operatively connected to the valve needle 3 via the weld seam 33.
  • the first flange 21 is also operatively connected to the valve needle 3 via a weld seam 22.
  • a slight step-like elevation 35 is formed on an inlet-side armature surface 34.
  • the elevation 35 runs in a ring shape on the inlet-side armature surface 34.
  • the strength of the throttling effect depends, among other things, on the surface 46 enclosed by the elevation 35.
  • the throttle effect in one Throttle point 36 on the elevation 35 reinforces the existing throttle set, which is caused by a lateral throttle gap 26 on the outer jacket side of the armature 20.
  • the increase 35 is shown in FIG. 2 shown exaggerated.
  • the elevation 35 is rectangular or slightly wedge-shaped in cross-section in order to prevent hydraulic bonding of the armature 20 to the inner pole 13.
  • an increase 35 of just a few ⁇ m compared to the otherwise flat inlet-side anchor surface 34 is sufficient.
  • different manufacturing processes such. B. the vapor deposition of a metal layer or the milling out of a depression in the inlet-side anchor surface 34 is conceivable.
  • the operation of a fuel injection valve 1 with such a throttle 36 is subject to relatively large fluctuations.
  • the throttling effect is greatly influenced by geometric, hydraulic and thermal parameters, as for example, the 'viscosity and thus the
  • Flow rate of the fuel through the temperature to be influenced can be influenced.
  • various operating states For example, if the hydraulic damping is so strong that the armature 20 does not strike the inner pole 13, the operation is ballistic. This is an operating state that is desirable in terms of dynamics, but is difficult to control. If the armature 20 strikes the inner pole 13 with a delay, the opening time of the fuel injector 1 is extended.
  • the system can be deliberately dethrottled.
  • the throttling effect is reduced, in particular by bores in the armature 20, and thus the influence of the hydraulic closing force is reduced. If the dethrottling is sufficient, the system switches to non-ballistic operation.
  • FIG. 3A schematically shows a second exemplary embodiment of the fuel injector 1 according to the invention in an excerpt from a sectional view.
  • the elevation 35 is not attached to the inlet-side armature surface 34 but to an outlet-side armature stop surface 37 of the inner pole 13. As long as the distance of the throttle point 36 from the valve needle 3 or a surface 46 enclosed by the elevation 35 remains the same, the effect of the dynamic pressure does not change.
  • a bore 38 is provided in the armature 20 for the targeted reduction of the throttling effect.
  • the bore 38 is arranged so that it lies within the area enclosed by the annular elevation 35, so that the throttling effect is reduced by the smaller amount of fuel flowing through the throttle point 36.
  • this allows interference factors to be reduced, but on the other hand the hydraulic force on the inlet-side anchor surface '34 can still be used.
  • FIG. 3B shows, in a view similar to FIG. 3A, a third and fourth exemplary embodiment for the targeted dethrottling of the system.
  • the dethrottling measure carried out in the previous exemplary embodiment as a bore 38 can also be implemented as a groove-like widening of a central recess 39 of the armature 20, as shown in the area to the left of the valve needle 3 in FIG. 3B.
  • This embodiment has the particular advantage that the dethrottling groove can be produced with the central recess 39 of the armature 20 without great effort, without further holes 38 having to be made in the armature 20.
  • the fourth exemplary embodiment shown on the right in FIG. 3B is designed in the form of a likewise groove-like recess 40 in the valve needle 3.
  • This exemplary embodiment is also characterized by a simple production method, for example the recess 40 can be introduced into the valve needle 3 by turning or milling, in particular with edges 44 that are rounded in terms of flow.
  • Figure 3C shows in a partial cross-sectional view a fifth and sixth embodiment of the fuel injector 1 according to the invention, each with a so-called stop dethrottling.
  • the armature 20 is designed such that a recess 41, for. B. is attached in the form of a radially extending groove, which is completed by an edge elevation 42, which runs in a ring on an outer edge 45 of the inlet-side anchor surface 34.
  • the throttling effect of the throttling point 36 formed between the marginal elevation 42 and a corresponding shoulder 43 of the inner pole 13 is weakened by an amount which is dependent on the length of the depression 41.
  • an edge 47 facing the recess 41 is chamfered or rounded in a flow-favorable manner. • This in particular the length of the throttle gap 36
  • 3C on the right shows a sixth exemplary embodiment of the fuel injection valve 1 according to the invention, which also has a stop dethrottling. :.
  • this exemplary embodiment is similar to that described in FIG. 3A, but the bore 38 is not located within the annular elevation 35, but is moved radially further outward in the armature 20. This in turn reduces the length of the throttle gap 36.
  • Exemplary embodiments limited and can also be realized with a variety of other designs of fuel injection valves.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen weist eine Magnetspule (10), einen in einer Schliessrichtung von einer Rückstellfeder (23) beaufschlagten Anker (20) und eine mit dem Anker (20) kraftschlüssig in Verbindung stehende Ventilnadel (3) zur Betätigung eines Ventilschliesskörpers (4) auf, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, wobei der Anker (20) mit einer zulaufseitigen Ankerfläche (34) an einem Innenpol (13) anschlägt. An der zulaufseitigen Ankerfläche (34) ist eine Drosselstelle (36) ausgebildet, welche durch eine ringförmige, stufenförmige Erhöhung (35) an der zulaufseitigen Ankerfläche (34) gebildet wird.

Description

Brennstoffeinspritzvexitil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffemspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Aus der DE 196 26 576 AI ist ein Brennstoffemspritzventil bekannt, welches eine drosselartige Verengung im Bereich des Magnetankers aufweist. Der Brennstoff wird dabei so geführt, daß dieser die drosselartige . Verengung mit einer von der Abspritzöffnung weggerichteten Strömungskomponente durchströmt. Dadurch wird auf die Ventilnadel oder den mit der Ventilnadel kraftschlüssig verbundenen Anker eine zumindest teilweise kompensierende Gegenkraft ausgeübt.
Nachteilig an dem aus der oben genannten Druckschrift bekannten Brennstoffemspritzventil "' ist insbesondere die komplizierte "Bauform, welche einen hohen Aufwand bei der Fertigung der Bauteile erfordert .
Zudem können in dem oben angegebenen Brennstoffeinspritzventil die Schließzeiten nicht durch gezielten Einsatz des am Anker wirkenden BrennstoffStaudrucks optimiert werden, wodurch auch die Öffnungszeiten des Brennstoffeinspritzventils verbesserungswürdig bleiben, da zum Abdichten des Brennstoffeinspritzventils gegen den Brennraumdruck die Rückstellfeder eine hohe Schließkraft aufweisen muß .
Bei bereits bekannten Brennstoffeinspritzventilen sind im Bereich der Zumeßstelle Drallnuten oder Drallbohrungen vorgesehen. Die Drosselung der BrennstoffStrömung im Bereich dieser Drallnuten oder Drallbohrungen bewirkt eine Kraftkomponente auf die Ventilnadel in Schließrichtung. Dies kann das Ventilverhalten ungünstig beeinflussen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß einerseits die hydraulischen Kräfte zur Verkürzung der Schließzeit des 'Brennstoffeinspritzventils genutzt werden können, da sich durch die zwischen Anker und Innenpol angebrachte Drosselstelle ein geringfügiger Staudruck auf den Anker aufbaut, andererseits das Prellverhalten beim Öffnungsvorgang durch die auftretenden hydraulischen Kräfte durch Dämpfung am Ankeranschlag verbessert wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Vorteilhafterweise weist die Erhöhung an der Drosselstelle eine keilige Form auf, so daß hydrauliches Kleben cles Ankers am Anschlag unterbunden wird.
Von Vorteil ist auch, daß die zur Entdrosselung eingesetzten Bohrungen im Anker einfach an der jeweils gewünschten Stelle anbringbar sind.
Insbesondere ist die Entdrosselung über die zentrale Ausnehmung des Ankers besonders einfach durchführbar, da die zentrale Ausnehmung lediglich bei der Herstellung dies Ankers in einem etwas größeren Durchmesser gebohrt werden muß.' Von Vorteil ist auch die Ausbildung der Erhöhung an der Ankeranschlagfläche des Innenpols, da dadurch die Ankerform nicht verändert werden muß.
Auch die Anbringung einer Schulter an der ablaufseitigen Fläche des Innenpols als Drosselstelle ist vorteilhaft, da diese AusführungsVariante besonders einfach herstellbar ist.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Beispiel eines Brennstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine schematische ausschnittsweise
Schnittdarstellung eines ersten
• Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils im Bereich II in Fig.
1,
Fig. 3A eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils mit Bohrungen zur Entdrosselung,
Fig. 3B eine schematische Schnittansicht eines dritten und eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils mit Bohrungen zur Entdrosselung, und
Fig. 3C einen schematischen Schnitt durch ein fünftes und ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils mit Anschl gentdrosselung . Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bevor anhand der Figuren 2 und 3A-C Ausfuhrungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 näher beschrieben werden, soll zum besseren Verständnis der
Erfindung zunächst anhand von Fig. 1 ein bereits bekanntes,
, abgesehen von den erfindungsgemäßen Maßnahmen zu den
Ausführungsbeispielen baugleiches Brennstoffeinspritzventil 1 bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert werden.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten
Brennkraftmaschinen ausgeführt . Das
Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 geführt ist. Die Ventilnadel 3 steht in Wirkverbindung mit einem Ventilschließkörper 4, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen den Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem SpuLengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind magnetisch voneinander getrennt und stützen sich auf einem Verbindungsbauteil 29 ab. Die Magnetspule 10 wird über eine Leitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17 ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann.
Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung' dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. An der anderen Seite der Einstellscheibe 15 befindet sich ein Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Fl-ansch 21 verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.
Ein zweiter Flansch 31, welcher mit der Ventilnadel 3 über eine Schweißnaht 33 verbunden ist, dient als unterer Ankeranschlag. Ein elastischer Zwischenring 32, welcher auf dem zweiten Flansch 31 aufliegt, vermeidet ein Prellen beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1.
In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und am Ventilsitzkörper 5 verlaufen Brennstoffkanäle 30a bis 30c, die den Brennstoff, welcher über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert wird, zur Abspritzöffnung 7 leiten. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffleitung abgedichtet .
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließ>körper 4 am Ventilsitz 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt, wobei der Hub durch einen in der Ruhestellung zwischen dem Innenpol 13 und dem Anker 20 befindlichen Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der Anker 20 nimmt den Flansch 21, welcher, mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab und der über die Brennstoffkanäle 30a bis 30c zur Abspritzöffnung 7 geführte Brennstoff wird abgespritzt.
Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt, der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der • Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Flansch 21 entgegen der Hubrichtung bewegt . Die Ventilnadel 3 wird dadurch in die gleiche Richtung bewegt, wodurch der VentilSchließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird.
Fig. 2 zeigt in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Der beschriebene Ausschnitt ist in Fig. 1 mit II bezeichnet.
Fig. 2 zeigt dabei den Bereich um den Anker 20, welcher sich auf dem vereinfacht dargestellten zweiten Flansch 31 abstützt, wenn sich das Brennstoffeinspritzventil 1 in Ruhelage befindet. Der zweite Flansch 31 steht über die Schweißnaht 33 mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung. Zulaufseitig vom Anker 20 befindet sich der erste Flansch 21, an dem sich die Rückstellfeder 23 abstützt. Auch der erste Flansch 21 steht über eine Schweißnaht 22 mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung.
Zur erfindungsgemäßen Drosselung des Brennstoffflusses um den Anker 20 ist auf einer zulaufseitigen Ankerfläche 34 eine geringfügige stufenförmige Erhöhung 35 ausgebildet. Die Erhöhung 35 verläuft ringförmig auf der zulaufseitigen Ankerfläche 34. Dadurch wird der den Anker 20 umfließende Brennstofffluß gedrosselt. Die Stärke der Drosselwirkung ist dabei unter anderem von der durch die Erhöhung 35 umschlossene Fläche 46 abhängig. Der Drosseleffekt in einer Drosselstelle 36 an der Erhöhung 35 verstärkt den bereits vorhandenen Drosselet fekt , welcher durch einen seitlichen Drosselspalt 26 an der äußeren Mantelseite des Ankers 20 hervorgerufen wird.
Durch die Drosselung des Brennstof ff lusses entsteht auf dem Anker 20 ein geringfügiger Staudruck . Dieser Staudruck führt dazu, daß sich der Anker 20 bei Abschaltung des die Magnetspule 10 erregenden Spulenstroms schneller vom Innenpol 13 lösen kann . Dies wird verstärkt durch die Verkleinerung der Ankeranschlagfläche , welche auf die Erhöhung 35 beschränkt bleibt . Dadurch werden die Adhäsionskräfte zwischen Anker 20 und Innenpol 13 reduziert . Beide Effekte zusammengenommen führen zu einer Verkürzung der Ventilschließzeit . Dies wiederum kann dahingehend ausgenutzt werden, daß die Rückstellfeder 23 schwächer dimensioniert werden kann . Daraus wiederum f olgt ein verbessertes Öffnungsverhalten des Brennstof feinspritzventils 1 , da die Magnetkraft , welche gegen die Kraft der Rückstellfeder 22 gerichtet ist , den Anker 20 le ichter in Richtung Innenpol 13 ziehen kann.
Die Erhöhung 35 ist in der Fig . 2 überhöht dargestellt . Die Erhöhung 35 ist dabei im Querschnitt rechteckig oder leicht keilig, um hydraulisches Kleben des Ankers 20 am Innenpol 13 zu unterbinden. Zum Erreichen der beschriebenen Effekte genügt bereits eine Erhöhung 35 von wenigen μm gegenüber der ansonsten flach verlaufenden zulaufseitigen Ankerf läche 34 . Für die Erhöhung 35 sind verschiedene Herstellungsverfahren wie z . B . das Aufdampfen einer Metallschicht oder aber das Ausfräsen einer Vertiefung in der zulaufseitigen Ankerfläche 34 denkbar .
Der Betrieb eines Brennstof feinspritzventils 1 mit einer derartigen Drosselstelle 36 unterliegt relativ starken Schwankungen . Die Drosselwirkung wird durch geometrische , hydraulische und thermische Parameter stark beeinflußt , da beispielsweise die ' Viskosität und damit die
Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs durch die Temperatur beeinflußt werden. In der Folge ' kann das System verschiedene Betriebszustände einnehmen. Ist beispielsweise die hydraulische Dämpfung so stark, daß der Anker 20 nicht am Innenpol 13 anschlägt, ist der Betrieb ballistisch. Dies ist ein zwar von der Dynamik her wünschenswerter, aber schwer kontrollierbarer Betriebszustand. Schlägt der Anker 20 verzögert an den Innenpol 13 an, verlängert sich die Öffnungszeit des Brennstoffeinspritzventils 1.
Zur Verringerung der Störparameter kann eine gezielte Entdrosselung des Systems vorgenommen werden. Dabei wird insbesondere durch Bohrungen im Anker 20 die Drosselwirkung verringert und somit der Einfluß der hydraulischen Schließkraft reduziert. Bei ausreichender Entdrosselung geht das System in den nicht ballistischen Betrieb über.
Fig. 3A zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung schematisiert ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Dabei ist die Erhöhung 35 nicht an der zulaufseitigen Ankerfläche 34, sondern an einer ablaufseitigen Ankeranschlagfläche 37 des Innenpols 13 angebracht. Solange die Entfernung der Drosselstelle 36 von der Ventilnadel 3 bzw. eine von der Erhöhung 35 eingeschlossene Fläche 46 gleich bleibt, ändert sich auch die Einwirkung des Staudrucks nicht.
Im Anker 20 ist eine Bohrung 38 zur gezielten Verringerung des Drosseleffekts vorgesehen. Die Bohrung 38 ist dabei so angeordnet, daß sie innerhalb der von der ringförmigen Erhöhung 35 eingeschlossenen Fläche liegt, so daß der Drosseleffekt durch die geringere Brennstoffmenge, welche durch die Drosselstelle 36 fließt, verringert wird. Dadurch können einerseits Störfaktoren verkleinert, andererseits kann aber immer noch die hydraulische Kraft auf die zulaufseitige Ankerfläche' 34 ausgenutzt werden.
Fig. 3B zeigt in ähnlicher Ansicht wie Fig. 3A ein drittes und viertes Ausführungsbeispiel zur gezielten Entdrosselung des Systems. So kann die im vorherigen Ausführungsbeispiel als Bohrung 38 ausgeführte Entdrosselungsmaßnahme auch als nutähnliche Aufweitung einer zentralen Ausnehmung 39 des Ankers 20 ausgeführt sein, wie im Bereich links von der Ventilnadel 3 in Fig. .3B dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel hat insbesondere den Vorteil, daß die Entdrosselungsnut ohne großen Aufwand mit der zentralen Ausnehmung 39 des Ankers 20 gefertigt werden kann, ohne daß weitere Bohrungen 38 in den Anker 20 eingebracht werden müssen.
Das in Fig. 3B rechts dargestellte vierte Ausführungsbeispiel ist in Form einer ebenfalls nutähnlichen Ausnehmung 40 in der Ventilnadel 3 ausgeführt. Auch dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch eine einfache Herstellungsweise aus, beispielsweise kann die Ausnehmung 40 durch Drehen oder Fräsen insbesondere mit strömungsgünstig gerundeten Kanten 44 in die Ventilnadel 3 eingebracht werden.
Abbildung 3C zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung ein fünftes und sechstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 jeweils mit einer sogenannten Anschlagentdrosselung.
In dem in Fig. 3C links dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Anker 20 so gestaltet, daß an der zulaufseitigen Ankerfläche 34 eine Vertiefung 41 z. B. in Form einer radial verlaufenden Rille angebracht wird, welche durch eine randständige Erhöhung 42, welche ringförmig an einem Außenrand 45 der zulaufseitigen Ankerfläche 34 verläuft, abgeschlossen wird. Die Drosselwirkung der zwischen der randständigen Erhöhung 42 und einer dazu korrespondierenden Schulter 43 des Innenpols 13 ausgebildeten Drosselstelle 36 wird durch einen von der Länge der Vertiefung 41 abhängigen Betrag abgeschwächt. Auch hier ist eine der Vertiefung 41 zugewandte Kante 47 strömungsgünstig abgeschrägt oder abgerundet . • Dadurch wird insbesondere die Länge des Drosselspalts 36 am
Ankeranschlag 42, 43 reduziert, ohne daß die für den
Staudruck wirksame Fläche 46 deutlich verringert wird. Beim
Betrieb tendiert diese Anordnung dazu, im ballistischen Bereich zu verbleiben.
In Fig. 3C rechts ist ein sechstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 dargestellt, welches ebenfalls eine Anschlagentdrosselung besitzt. :.
Prinzipiell ist dieses Ausführungsbeispiel dem in Fig. 3A beschriebenen ähnlich, allerdings befindet sich die Bohrung 38 nicht innerhalb der ringförmigen Erhöhung 35, sondern ist im Anker 20 radial weiter nach außen gerückt. Dadurch wird wiederum die Länge des Drosselspalts 36 reduziert.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten
Ausfuhrungsbeispiele beschränkt und auch bei einer Vielzahl anderer Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen realisierbar.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1) für
Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Magnetspule (10) , einem in einer Schließrichtung von einer Rückstellfeder (23) beaufschlagten Anker (20) und einer mit dem Anker (20) kraftschlüssig in Verbindung stehenden Ventilnadel (3) zur Betätigung eines
Ventilschließkörpers (4) , der zusammen mit einer
Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, wobei der Anker
(20) mit einer zulaufseitigen Ankerfläche (34) an einem
Innenpol (13) anschlägt, dadurch gekennzeichnet, daß an der zulaufseitigen Ankerfläche (34) eine Drosselstelle (36) ausgebildet ist, welche durch eine ringförmige stufenförmige Erhöhung (35) an der zulaufseitigen Ankerfläche (34) und/oder einer ablaufseitigen Ankeranschlagfläche (37) des Inne'npols (13) gebildet ist.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß nahe der Drosselstelle (36) Mittel zur Entdrosselung (38, 39, 40, 41) am Anker (20) vorgesehen sind.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung (35) keilig oder rechteckig ausgebildet ist .
4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselwirkung der Drosselstelle (36) durch eine
Bohrung (38) im Anker (20) reduziert ist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (38) innerhalb einer durch die Erhöhung (35) eingeschlossenen Fläche (46) mündet.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselwirkung der Drosselstelle (36) durch eine zentrale Ausnehmung (39) des Ankers (20) reduziert ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die DrosselWirkung der Drosselstelle (36) durch eine Ausnehmung (40) der Ventilnadel (3) reduziert ist.
8. Brenstoffeinspritzventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (39, 40) am Anker (20) und an der Ventilnadel (3) nutähnlich ausgeführt sind.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (40) der Ventilnadel (3) gerundete oder abgeschrägte Kanten (44) aufweist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (38) außerhalb der von der Erhöhung (35) umschlossenen Fläche (46) liegt.
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schulter (43) an der ablaufseitigen
Ankeranschlagfläche (37) des Innenpols (13) ausgebildet ist.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (20) an der zulaufseitigen Ankerfläche (34) eine Vertiefung (41) aufweist.
13. Brennstoffeinspritzventil nach' Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (41) durch eine randständige Erhöhung (42) umschlossen ist.
14. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die randständige Erhöhung (42) eine der Vertiefung (41) zugewandte abgerundete Kante (47) aufweist.
15. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (36) zwischen der randständigen Erhöhung (42) und der Schulter (43) ausgebildet ist.
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