EP1373715B1 - Fuel-injection valve for internal combustion engines - Google Patents
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- EP1373715B1 EP1373715B1 EP02727266A EP02727266A EP1373715B1 EP 1373715 B1 EP1373715 B1 EP 1373715B1 EP 02727266 A EP02727266 A EP 02727266A EP 02727266 A EP02727266 A EP 02727266A EP 1373715 B1 EP1373715 B1 EP 1373715B1
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- EP
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- valve
- valve member
- sealing surface
- fuel
- valve seat
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- 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
- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
- F02M61/1873—Valve seats or member ends having circumferential grooves or ridges, e.g. toroidal
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- 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
- F02M61/047—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 the valves being formed by deformable nozzle parts, e.g. flexible plates or discs with fuel discharge orifices
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
Definitions
- the invention is based on a fuel injection valve for Internal combustion engines, as for example from the published patent application DE 196 18 650 A1 is known.
- Fuel injection valve has a valve body, in a bore is formed.
- a piston-shaped valve member disposed longitudinally displaceable, the has a valve sealing surface at its combustion chamber end, the one with the combustion chamber end of the bore trained valve seat cooperates.
- the valve member is surrounded by a pressure chamber formed in the valve body, whereby this pressure space can be filled with fuel under high pressure is and extends to the valve seat.
- In the valve seat at least one injection opening is formed, the bore and thus the pressure chamber with the combustion chamber the internal combustion engine connects.
- valve member By a longitudinal movement of the valve member raises the valve member with the valve sealing surface from the valve seat, so that the pressure chamber with the injection openings is connected.
- valve seat formed substantially conically, wherein the tip of the the conical surface forming cone to the combustion chamber trimmed is.
- the valve sealing surface of the valve member is corresponding also conical, wherein the valve sealing surface two conical surfaces with different angles of inclination has, so that at the transition of these two conical surfaces a sealing edge is formed. In the closed position of the valve member, so if the valve sealing surface on the valve seat is applied, this sealing edge is pressed into the valve seat, so that a secure seal of the pressure chamber opposite the injection openings is possible.
- the valve member is by a device with a Closing force applied, the valve member to the valve seat presses. Due to the hydraulic pressure in the pressure chamber the valve member experiences an acting in the axial direction Force, which is directed against this closing force. exceeds the pressure in the pressure chamber has an opening pressure, so will the hydraulic force on the valve member is greater than that Closing force and the valve member moves out of the Closed position away from the valve seat.
- the size of this opening pressure depends among other things on which diameter has the sealing edge on the valve seat.
- a change of the Opening pressure goes with a change in the injection characteristic the injection valve, so that at least one approximately constant opening pressure indispensable for an optimal injection is.
- valve member having a substantially conical valve sealing surface having, with it with a correspondingly shaped valve seat interacts.
- the valve sealing surface are two annular grooves formed, and on the remaining between the annular grooves section the valve sealing surface is the sealing edge, with the the valve member rests on the valve seat in the closed position.
- the sealing edge with time hammered into the valve seat and the hydraulic effective seal diameter changes.
- the fuel injection valve according to the invention with the characterizing Features of claim 1 has in contrast the advantage that the opening pressure of the fuel injection valve does not change during operation.
- the valve member an end portion in which two annular grooves are formed are.
- the first annular groove in a radial plane arranged the longitudinal axis of the valve member and the second annular groove axially arranged to the valve seat to move and parallel to the first annular groove.
- the valve sealing surface can optimally adapt to the valve seat, so that even in the Time just before the injection, where by the rising Pressure in the pressure chamber of the valve body somewhat elastic widened, an optimal investment of the valve sealing surface takes place at the valve seat.
- the first annular groove is always with the pressure chamber hydraulically connected. Due to the hydraulic pressure in the first annular groove is widened this slightly elastic, so that the remaining between the two annular grooves ring web the valve member at the beginning of the opening stroke against the valve seat is pressed. This ensures that the hydraulically effective sealing line diameter always corresponds to the edge at the transition of the first ring groove is formed to the valve sealing surface. This applies independently angle tolerances in new condition or wear over the lifetime.
- the edges, at the transition of the annular grooves to the valve sealing surface are formed, rounded or bevelled. This results in a reduction of the notch effect by pressing these edges into the valve seat.
- the result is a better high pressure stability and allows the spring-trained annular web of the valve sealing surface in the opening or closing movement a rolling Movement on the valve seat.
- FIG 1 is a longitudinal section through an inventive Fuel injection valve shown.
- a valve body 1 which is part of a fuel injection system for Internal combustion engine forms, has a bore 3, in the a piston-shaped valve member 5 arranged longitudinally displaceable is that has a longitudinal axis 6.
- the Valve member 5 In installation position of the Fuel injection valve in the internal combustion engine is the closed end of the bore 3 facing the combustion chamber.
- the Valve member 5 is in a brennraumabgewandten section in the bore 3 sealingly and tapers the combustion chamber to form a pressure shoulder 9.
- the valve member 5 At his the combustion chamber end is the valve member 5 in an im essential conical end portion 22 about, with a also conical at the combustion chamber end of the bore.
- 3 trained valve seat 18 cooperates.
- a pressure chamber 7 is formed, which acts as a valve member 5 surrounding annular channel continues to the valve seat 18.
- the pressure chamber 7 With a not in the drawing shown high-pressure fuel source connected so that he can be filled with fuel under high pressure.
- a guide portion 10 is formed through which the valve member 5 out in a guide portion 14 of the bore 3 becomes.
- the guide section 10 To the fuel flow from the pressure chamber 7 to the valve seat 18, at the guide section 10 are several, For example, four recesses 12 are arranged, evenly arranged distributed over the circumference of the valve member 5 are and that enable the fuel flow.
- valve seat 18 At least one injection opening 20 is formed, the bore 3 with the combustion chamber of the internal combustion engine combines.
- the at least one injection port 20 is released or closed, so that fuel from the pressure chamber 7 through the injection port 20 controlled by the valve member 5 in can reach the combustion chamber of the internal combustion engine.
- the control of the injection operation of the fuel injection valve is done by hydraulic forces.
- An injection cycle looks like this:
- the valve member 5 is by a device not shown in the drawing acted upon by a closing force, the valve member. 5 with the end portion 22 presses on the valve seat 18. hereby the pressure chamber 7 is closed with respect to the injection openings, and there is no fuel through the injection ports 20 in the combustion chamber of the internal combustion engine.
- By introducing fuel under high pressure through the Inlet channel 4 in the pressure chamber 7 results in a hydraulic Force in the longitudinal direction of the valve member 5 by applying the pressure shoulder 9 and at least partial areas of the end region 22.
- Exceed these hydraulic forces the closing force on the valve member the valve member moves 5 away from the valve seat 18 and the end portion 22 lifts from the valve seat 18.
- FIG 2 is an enlargement of Figure 1 in one with II designated section shown.
- the essentially conical End surface 22 of the valve member 5 has a first Ring groove 30 and a second annular groove 32, wherein the second Ring groove arranged axially offset from the first annular groove 30 is, but with both annular grooves 30,32 parallel to each other are.
- the annular grooves 30, 32 are each at least approximately in a radial plane with respect to the longitudinal axis 6 of the valve member 5 arranged.
- valve sealing surface 26 is at an intermediate the ring grooves 30,32 remaining ring land 27 is formed.
- the first conical surface 24, the valve sealing surface 26 and the second cone surface 28 are all at least approximately the same cone angle, but is the first Conical surface 24 and the second conical surface 28 slightly set back, so that in the closed position of the valve member 5, the is when the pressure chamber 7 against the injection openings 20th is closed, only the valve sealing surface 26 on the valve seat 18 comes to the plant. This position is shown in FIG. By the recessed first conical surface 24 remains the first annular groove 30 always with the pressure chamber 7 hydraulically connected because between the first cone surface 24 and the Valve seat 18 always a gap remains.
- FIG 3 is an enlargement of Figure 2 in III designated area shown.
- the valve member 5 is located Here in a slightly open state, so that the Valve sealing surface 26 is not applied to the valve seat 18.
- hydraulically Part of the end portion 22 of the valve member 5 corresponds to the first cone surface 24 to the first edge 35, which at the transition the first annular groove 30 is formed to the valve sealing surface 26 is and that forms the sealing line.
- the hydraulic, in axial forces acting on the walls of the first Ring groove 30 cancel each other.
- valve sealing surface 26 something is deformed away from the combustion chamber, causing the Sealing surface 26 always optimally applied to the valve seat 18.
- the Deformation of the valve sealing surface 26 may go so far that the second conical surface 28 in the closed state of the Fuel injection valve on the valve seat 18 comes to rest and thereby limits the deformation of the valve sealing surface 26.
- the second cone surface 28 covers the injection opening 20, so will be between the individual injections the one connected to the combustion chamber and fuel filled space of the injector minimized, which is favorable affects the pollutant emission of the internal combustion engine.
- the annular ridge 27 with the valve sealing surface formed thereon 26 has a height D in the direction of the longitudinal axis 6, which must be such that allows elastic deformations be without the valve sealing surface 26 their stability loses.
- the height D is therefore preferably 0.3 mm to 0.5 mm, the axial height of the annular grooves 30, 32 about 0.2 mm up to 0.4 mm.
- valve sealing surface 26th limiting edges so the combustion chamber facing away from the first Edge 35 and the combustion chamber facing the second edge 37, rounded or beveled formed. hereby can the valve sealing surface 26 during the opening movement roll the valve member 5 on the valve seat 18 and the notch stresses, when pressing the edges 35,37 in the valve seat 18 arise, are thereby minimized.
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Description
Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen aus, wie es beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 196 18 650 A1 bekannt ist. Ein solches Kraftstoffeinspritzventil weist einen Ventilkörper auf, in dem eine Bohrung ausgebildet ist. In dieser Bohrung ist ein kolbenförmiges Ventilglied längsverschiebbar angeordnet, das an seinem brennraumseitigen Ende eine Ventildichtfläche aufweist, die mit einem am brennraumseitigen Ende der Bohrung ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Das Ventilglied ist von einem im Ventilkörper ausgebildeten Druckraum umgeben, wobei dieser Druckraum mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist und sich bis zum Ventilsitz erstreckt. Im Ventilsitz ist wenigstens eine Einspritzöffnung ausgebildet, die die Bohrung und damit den Druckraum mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine verbindet. Durch eine Längsbewegung des Ventilgliedes hebt das Ventilglied mit der Ventildichtfläche vom Ventilsitz ab, so daß der Druckraum mit den Einspritzöffnungen verbunden wird. Hierbei ist der Ventilsitz im wesentlichen konisch ausgebildet, wobei die Spitze des die Konusfläche bildenden Kegels dem Brennraum zugerichtet ist. Die Ventildichtfläche des Ventilgliedes ist entsprechend ebenfalls konisch ausgebildet, wobei die Ventildichtfläche zwei Konusflächen mit unterschiedlichem Neigungswinkel aufweist, so daß am Übergang dieser beiden Konusflächen eine Dichtkante gebildet wird. In Schließstellung des Ventilgliedes, also wenn die Ventildichtfläche am Ventilsitz anliegt, wird diese Dichtkante in den Ventilsitz eingedrückt, so daß eine sichere Abdichtung des Druckraums gegenüber den Einspritzöffnungen möglich ist.The invention is based on a fuel injection valve for Internal combustion engines, as for example from the published patent application DE 196 18 650 A1 is known. Such Fuel injection valve has a valve body, in a bore is formed. In this hole is a piston-shaped valve member disposed longitudinally displaceable, the has a valve sealing surface at its combustion chamber end, the one with the combustion chamber end of the bore trained valve seat cooperates. The valve member is surrounded by a pressure chamber formed in the valve body, whereby this pressure space can be filled with fuel under high pressure is and extends to the valve seat. In the valve seat at least one injection opening is formed, the bore and thus the pressure chamber with the combustion chamber the internal combustion engine connects. By a longitudinal movement of the valve member raises the valve member with the valve sealing surface from the valve seat, so that the pressure chamber with the injection openings is connected. Here is the valve seat formed substantially conically, wherein the tip of the the conical surface forming cone to the combustion chamber trimmed is. The valve sealing surface of the valve member is corresponding also conical, wherein the valve sealing surface two conical surfaces with different angles of inclination has, so that at the transition of these two conical surfaces a sealing edge is formed. In the closed position of the valve member, so if the valve sealing surface on the valve seat is applied, this sealing edge is pressed into the valve seat, so that a secure seal of the pressure chamber opposite the injection openings is possible.
Das Ventilglied wird durch eine Einrichtung mit einer Schließkraft beaufschlagt, die das Ventilglied auf den Ventilsitz preßt. Durch den hydraulischen Druck im Druckraum erfährt das Ventilglied eine in axialer Richtung wirkende Kraft, die dieser Schließkraft entgegen gerichtet ist. Übersteigt der Druck im Druckraum einen Öffnungsdruck, so wird die hydraulische Kraft auf das Ventilglied größer als die Schließkraft und das Ventilglied bewegt sich aus der Schließstellung vom Ventilsitz weg. Die Größe dieses Öffnungsdrucks hängt unter anderem davon ab, welchen Durchmesser die Dichtkante am Ventilsitz aufweist. Eine Änderung des Öffnungsdrucks geht mit einer Veränderung der Einspritzcharakteristik des Einspritzventils einher, so daß ein zumindest näherungsweise konstanter Öffnungsdruck unerläßlich für eine optimale Einspritzung ist. Das bekannte Kraftstoffeinspritzventil weist hierbei jedoch den Nachteil auf, daß die durch den Übergang der beiden Konusflächen gebildete Dichtkante mit dem Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils in den Ventilsitz eingeschlagen wird, wodurch sich der hydraulisch wirksame Dichtliniendurchmesser mit der Zeit verändert und so der Öffnungsdruck nicht konstant bleibt. Dies stellt insbesondere bei modernen Kraftstoffeinspritzsystemen, die auf niedrigen Schadstoffausstoß optimiert sind, einen großen Nachteil dar. The valve member is by a device with a Closing force applied, the valve member to the valve seat presses. Due to the hydraulic pressure in the pressure chamber the valve member experiences an acting in the axial direction Force, which is directed against this closing force. exceeds the pressure in the pressure chamber has an opening pressure, so will the hydraulic force on the valve member is greater than that Closing force and the valve member moves out of the Closed position away from the valve seat. The size of this opening pressure depends among other things on which diameter has the sealing edge on the valve seat. A change of the Opening pressure goes with a change in the injection characteristic the injection valve, so that at least one approximately constant opening pressure indispensable for an optimal injection is. The known fuel injection valve However, this has the disadvantage that the formed by the transition of the two conical surfaces sealing edge with the operation of the fuel injection valve in the Valve seat is hammered, causing the hydraulic effective line diameter changes with time and so the opening pressure does not remain constant. This in particular represents in modern fuel injection systems based on low pollutant emissions are optimized, a big one Disadvantage dar.
Aus der Schrift DE 199 31 891 A1 ist ein Einspritzventil bekannt, das ein Ventilglied mit einer im wesentlichen konischen Ventildichtfläche aufweist, mit der es mit einem entsprechend geformten Ventilsitz zusammenwirkt. In der Ventildichtfläche sind zwei Ringnuten ausgebildet, und auf dem zwischen den Ringnuten verbleibenden Abschnitt der Ventildichtfläche befindet sich die Dichtkante, mit der das Ventilglied auf dem Ventilsitz in Schließstellung aufliegt. Auch bei diesem Ventilglied ergibt sich der Nachteil, daß sich die Dichtkante mit der Zeit in den Ventilsitz einhämmert und sich der hydraulisch wirksame Dichtliniendurchmesser ändert. From the document DE 199 31 891 A1 an injection valve is known, a valve member having a substantially conical valve sealing surface having, with it with a correspondingly shaped valve seat interacts. In the valve sealing surface are two annular grooves formed, and on the remaining between the annular grooves section the valve sealing surface is the sealing edge, with the the valve member rests on the valve seat in the closed position. Also In this valve member, there is the disadvantage that the sealing edge with time hammered into the valve seat and the hydraulic effective seal diameter changes.
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber
den Vorteil, daß sich der Öffnungsdruck des Kraftstoffeinspritzventils
im Betrieb nicht ändert. Hierzu weist das Ventilglied
einen Endbereich auf, in dem zwei Ringnuten ausgebildet
sind. Hierbei ist die erste Ringnut in einer Radialebene
der Längsachse des Ventilgliedes angeordnet und die
zweite Ringnut axial dem Ventilsitz zu verschoben angeordnet
und zur ersten Ringnut parallel. Hierdurch wird der Endbereich
des Ventilgliedes in drei Abschnitte unterteilt, wobei
die Ventildichtfläche an einem zwischen den beiden Ringnuten
verbleibenden Ringsteg ausgebildet ist, der am äußeren Rand
in Längsrichtung des Ventilgliedes federnd ausgebildet ist.
Dies hat zum einen den Vorteil, daß sich die hydraulisch
wirksame Dichtkante im Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils
nicht ändert. Zum anderen kann sich die Ventildichtfläche
optimal an den Ventilsitz anpassen, so daß auch in der
Zeit unmittelbar vor der Einspritzung, wo durch den ansteigenden
Druck im Druckraum der Ventilkörper etwas elastisch
aufgeweitet wird, eine optimale Anlage der Ventildichtfläche
am Ventilsitz erfolgt. The fuel injection valve according to the invention with the characterizing
Features of
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist die erste Ringnut stets mit dem Druckraum hydraulisch verbunden. Durch den hydraulischen Druck in der ersten Ringnut wird diese etwas elastische aufgeweitet, so daß der zwischen den beiden Ringnuten verbleibende Ringsteg des Ventilgliedes zu Beginn der Öffnungshubbewegung gegen den Ventilsitz gepreßt wird. Hierdurch ist sichergestellt, daß der hydraulisch wirksame Dichtliniendurchmesser stets der Kante entspricht, die am Übergang der ersten Ringnut zur Ventildichtfläche ausgebildet ist. Dies gilt unabhängig von Winkeltoleranzen im Neuzustand oder vom Verschleiß über der Lebenszeit.In an advantageous embodiment of the article the invention, the first annular groove is always with the pressure chamber hydraulically connected. Due to the hydraulic pressure in the first annular groove is widened this slightly elastic, so that the remaining between the two annular grooves ring web the valve member at the beginning of the opening stroke against the valve seat is pressed. This ensures that the hydraulically effective sealing line diameter always corresponds to the edge at the transition of the first ring groove is formed to the valve sealing surface. This applies independently angle tolerances in new condition or wear over the lifetime.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kanten, die am Übergang der Ringnuten zur Ventildichtfläche ausgebildet sind, abgerundet oder abgeschrägt gefertigt. Hierdurch ergibt sich eine Verringerung der Kerbwirkung durch das Eindrücken dieser Kanten in den Ventilsitz. Als Folge davon ergibt sich eine bessere Hochdruckstabilität und ermöglicht dem federnd ausgebildeten Ringsteg der Ventildichtfläche bei der Öffnungs- oder Schließbewegung eine abrollende Bewegung auf dem Ventilsitz.In a further advantageous embodiment, the edges, at the transition of the annular grooves to the valve sealing surface are formed, rounded or bevelled. This results in a reduction of the notch effect by pressing these edges into the valve seat. When The result is a better high pressure stability and allows the spring-trained annular web of the valve sealing surface in the opening or closing movement a rolling Movement on the valve seat.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the subject The invention are the drawing, the description and the claims.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils dargestellt. Es zeigt
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Kraftstoffeinspritzventil,- Figur 2 eine Vergrößerung des mit II bezeichneten Ausschnitts
von
Figur 1 und Figur 3 eine Vergrößerung von Figur 2 des mit III bezeichneten Ausschnitts.
- 1 shows a longitudinal section through a fuel injection valve,
- Figure 2 shows an enlargement of the designated II section of Figure 1 and
- Figure 3 is an enlargement of Figure 2 of the designated III section.
In der Figur 1 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Kraftstoffeinspritzventil dargestellt. Ein Ventilkörper
1, der einen Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems für
Brennkraftmaschinen bildet, weist eine Bohrung 3 auf, in der
ein kolbenförmiges Ventilglied 5 längsverschiebbar angeordnet
ist, das eine Längsachse 6 aufweist. In Einbaulage des
Kraftstoffeinspritzventils in der Brennkraftmaschine ist das
geschlossene Ende der Bohrung 3 dem Brennraum zugewandt. Das
Ventilglied 5 ist in einem brennraumabgewandten Abschnitt in
der Bohrung 3 dichtend geführt und verjüngt sich dem Brennraum
zu unter Bildung einer Druckschulter 9. An seinem
brennraumseitigen Ende geht das Ventilglied 5 in einen im
wesentlichen konischen Endbereich 22 über, der mit einem
ebenfalls konischen am brennraumseitigen Ende der Bohrung 3
ausgebildeten Ventilsitz 18 zusammenwirkt. Durch eine radiale
Erweiterung der Bohrung 3 ist auf Höhe der Druckschulter
9 ein Druckraum 7 ausgebildet, der sich als ein das Ventilglied
5 umgebender Ringkanal bis zum Ventilsitz 18 fortsetzt.
Über einen im Ventilkörper 1 ausgebildeten Zulaufkanal
4 ist der Druckraum 7 mit einer in der Zeichnung nicht
dargestellten Kraftstoffhochdruckquelle verbunden, so daß er
mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist. Zwischen der
Druckschulter 9 und dem Endbereich 22 ist am Ventilglied 5
ein Führungsabschnitt 10 ausgebildet, durch den das Ventilglied
5 in einem Führungsbereich 14 der Bohrung 3 geführt
wird. Um den Kraftstofffluß vom Druckraum 7 zum Ventilsitz
18 sicherzustellen, sind am Führungsabschnitt 10 mehrere,
beispielsweise vier Ausnehmungen 12 angeordnet, die gleichmäßig
über den Umfang des Ventilgliedes 5 verteilt angeordnet
sind und die den Kraftstofffluß ermöglichen. Im Ventilsitz
18 ist wenigstens eine Einspritzöffnung 20 ausgebildet,
die die Bohrung 3 mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine
verbindet. Durch die Längsbewegung des Ventilgliedes 5 wird
die wenigstens eine Einspritzöffnung 20 freigegeben oder
verschlossen, so daß Kraftstoff aus dem Druckraum 7 durch
die Einspritzöffnung 20 gesteuert durch das Ventilglied 5 in
den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen kann.In the figure 1 is a longitudinal section through an inventive
Fuel injection valve shown. A
Die Steuerung der Einspritztätigkeit des Kraftstoffeinspritzventils
erfolgt durch hydraulische Kräfte. Ein Einspritzzyklus
sieht wie folgt aus: Das Ventilglied 5 wird
durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung
mit einer Schließkraft beaufschlagt, die das Ventilglied 5
mit dem Endbereich 22 auf den Ventilsitz 18 preßt. Hierdurch
wird der Druckraum 7 gegenüber den Einspritzöffnungen verschlossen,
und es gelangt kein Kraftstoff durch die Einspritzöffnungen
20 in den Brennraum der Brennkraftmaschine.
Durch Einbringen von Kraftstoff unter hohem Druck durch den
Zulaufkanal 4 in den Druckraum 7 ergibt sich eine hydraulische
Kraft in Längsrichtung des Ventilgliedes 5 durch Beaufschlagung
der Druckschulter 9 und zumindest Teilbereichen
des Endbereichs 22. Übersteigen diese hydraulischen Kräfte
die Schließkraft auf das Ventilglied, bewegt sich das Ventilglied
5 vom Ventilsitz 18 weg und der Endbereich 22 hebt
vom Ventilsitz 18 ab. Hierdurch wird der Druckraum 7 mit den
Einspritzöffnungen 20 verbunden, und Kraftstoff fließt am
Ventilglied 5 vorbei zu den Einspritzöffnungen 20 und von
dort in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Durch eine Reduzierung
des Kraftstoffzuflusses in den Druckraum 7 sinkt
der Druck wieder, so daß, sobald die Schließkraft auf das
Ventilglied 5 überwiegt, das Ventilglied 5 zurück in seine
Schließstellung fährt, d.h. mit dem Endbereich 22 am Ventilsitz
18 aufsetzt. Da das Ventilglied 5 sowohl im brennraumabgewandten
Abschnitt als auch im Führungsabschnitt 10 in
der Bohrung 3 geführt ist, ergibt sich auch am Ventilsitz 18
eine genau zentrische Lage des Ventilgliedes 5 in der Bohrung
3, so daß ein symmetrischer Kraftstofffluß zum Ventilsitz
18 sichergestellt ist. The control of the injection operation of the fuel injection valve
is done by hydraulic forces. An injection cycle
looks like this: The
In Figur 2 ist eine Vergrößerung von Figur 1 in einem mit II
bezeichneten Ausschnitt dargestellt. Die im wesentlichen konische
Endfläche 22 des Ventilgliedes 5 weist eine erste
Ringnut 30 und eine zweite Ringnut 32 auf, wobei die zweite
Ringnut axial verschoben zur ersten Ringnut 30 angeordnet
ist, wobei jedoch beide Ringnuten 30,32 zueinander parallel
sind. Die Ringnuten 30,32 sind jeweils zumindest annähernd
in einer Radialebene bezüglich der Längsachse 6 des Ventilglieds
5 angeordnet. Hierdurch wird der Endbereich 22 des
Ventilgliedes 5 in drei Abschnitte aufgeteilt, wobei eine
erste Konusfläche 24, die sich direkt an das Ventilglied 5
anschließt, gebildet wird, eine zwischen den beiden Ringnuten
30,32 ausgebildete Ventildichtfläche 26 und eine zweite
Konusfläche 28, die das brennraumzugewandte Ende des Ventilgliedes
5 bildet. Die Ventildichtfläche 26 ist an einem zwischen
den Ringnuten 30,32 verbleibenden Ringsteg 27 ausgebildet.
Die erste Konusfläche 24, die Ventildichtfläche 26
und die zweite Konusfläche 28 weisen alle zumindest näherungsweise
denselben Konuswinkel auf, jedoch ist die erste
Konusfläche 24 und die zweite Konusfläche 28 etwas zurückgesetzt,
so daß in Schließstellung des Ventilgliedes 5, das
ist, wenn der Druckraum 7 gegen die Einspritzöffnungen 20
verschlossen ist, nur die Ventildichtfläche 26 am Ventilsitz
18 zur Anlage kommt. Diese Stellung ist in Figur 2 dargestellt.
Durch die zurückgesetzte erste Konusfläche 24 bleibt
die erste Ringnut 30 stets mit dem Druckraum 7 hydraulisch
verbunden, da zwischen der ersten Konusfläche 24 und dem
Ventilsitz 18 immer ein Spalt verbleibt.In Figure 2 is an enlargement of Figure 1 in one with II
designated section shown. The essentially
In Figur 3 ist eine Vergrößerung von Figur 2 im durch III
bezeichneten Bereich dargestellt. Das Ventilglied 5 befindet
sich hier in einem leicht geöffneten Zustand, so daß die
Ventildichtfläche 26 nicht am Ventilsitz 18 anliegt. Der
durch den Druck im Druckraum 7 hydraulisch beaufschlagte
Teil des Endbereichs 22 des Ventilgliedes 5 entspricht der
ersten Konusfläche 24 bis zur ersten Kante 35, die am Übergang
der ersten Ringnut 30 zur Ventildichtfläche 26 gebildet
ist und die die Dichtlinie bildet. Die hydraulischen, in
axialer Richtung wirkenden Kräfte auf die Wände der ersten
Ringnut 30 heben sich gegenseitig auf. Da die Ringnuten
30;32 in den Endbereich 22 des Ventilgliedes 5 eingeschnitten
sind, ist der Ringsteg 27 zwischen den beiden Ringnuten
30;32 an seinem äußeren Rand federnd ausgebildet, so daß bei
Anlage des Ventilgliedes 5 am Ventilsitz 18 die Ventildichtfläche
26 etwas vom Brennraum weg verformt wird, wodurch die
Dichtfläche 26 stets optimal am Ventilsitz 18 anliegt. Die
Verformung der Ventildichtfläche 26 kann soweit gehen, daß
die zweite Konusfläche 28 im geschlossenen Zustand des
Kraftstoffeinspritzventils am Ventilsitz 18 zur Anlage kommt
und hierdurch die Verformung der Ventildichtfläche 26 begrenzt.
Überdeckt die zweite Konusfläche 28 die Einspritzöffnung
20, so wird zwischen den einzelnen Einspritzungen
der mit dem Brennraum verbundene und mit Kraftstoff
gefüllte Raum des Einspritzventils minimiert, was sich günstig
auf die Schadstoffemission der Brennkraftmaschine auswirkt.In Figure 3 is an enlargement of Figure 2 in III
designated area shown. The
Der Ringsteg 27 mit der daran ausgebildeten Ventildichtfläche
26 weist in Richtung der Längsachse 6 eine Höhe D auf,
die so beschaffen sein muß, daß elastische Verformungen ermöglicht
werden, ohne daß die Ventildichtfläche 26 ihre Stabilität
einbüßt. Die Höhe D ist deshalb vorzugsweise 0,3 mm
bis 0,5 mm, die axiale Höhe der Ringnuten 30;32 etwa 0,2 mm
bis 0,4 mm.The
Neben dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann
es auch vorgesehen sein, daß die die Ventildichtfläche 26
begrenzenden Kanten, also die dem brennraumabgewandte erste
Kante 35 und die dem brennraumzugewandte zweite Kante 37,
abgerundet oder abgeschrägt ausgebildet werden. Hierdurch
kann sich die Ventildichtfläche 26 bei der Öffnungsbewegung
des Ventilgliedes 5 am Ventilsitz 18 abrollen und die Kerbspannungen,
die beim Eindrücken der Kanten 35,37 in den Ventilsitz
18 entstehen, werden hierdurch minimiert.In addition to the embodiment shown in Figure 3 can
It should also be provided that the valve sealing surface 26th
limiting edges, so the combustion chamber facing away from the
Claims (4)
- Fuel injection valve for internal combustion engines, with a valve body (1), in which a piston-shaped valve member (5) is arranged longitudinally displaceably in a bore (3), the valve member (5) being surrounded at least on part of its length by a pressure space (7) capable of being filled with fuel, and with a valve seat (18) which is formed at the combustion-space-side end of the bore (3) and against which the valve member (5) comes to bear with a valve-sealing surface (26) in a closing position, so that the pressure space (7) is separated from at least one injection orifice (20) located downstream of the valve-sealing surface (18), there being formed in the combustion-space-side end region of the valve member (5) a first annular groove (30) and a second annular groove (32) parallel to the latter and arranged so as to face the valve seat (18) axially, and the valve-sealing surface (26) being arranged on an annular web (27) remaining between these two annular grooves (30; 32), characterized in that the annular web (27), remaining between the annular grooves (30; 32), of the valve member (5) is designed at its outer edge so as to be resilient in the direction of movement of the valve member (5).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the valve-sealing surface (26) is shaped at least approximately conically.
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the first annular groove (30) is constantly connected hydraulically to the pressure space (7).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the edges (35; 37) formed at the transition of the annular grooves (30; 32) to the valve-sealing surface (32) are rounded or bevelled.
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