[go: up one dir, main page]

WO2014082774A1 - Einspritzventil - Google Patents

Einspritzventil Download PDF

Info

Publication number
WO2014082774A1
WO2014082774A1 PCT/EP2013/070405 EP2013070405W WO2014082774A1 WO 2014082774 A1 WO2014082774 A1 WO 2014082774A1 EP 2013070405 W EP2013070405 W EP 2013070405W WO 2014082774 A1 WO2014082774 A1 WO 2014082774A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
opening
spray
injection valve
edge
valve
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/070405
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guido Pilgram
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to US14/443,239 priority Critical patent/US9506437B2/en
Priority to KR1020157013916A priority patent/KR102112492B1/ko
Priority to EP13773678.1A priority patent/EP2925998B1/de
Publication of WO2014082774A1 publication Critical patent/WO2014082774A1/de

Links

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
    • 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
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1833—Discharge orifices having changing cross sections, e.g. being divergent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/28—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with integral means for shielding the discharged liquid or other fluent material, e.g. to limit area of spray; with integral means for catching drips or collecting surplus liquid or other fluent material
    • 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
    • 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
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • 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
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • 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
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1826—Discharge orifices having different sizes
    • 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
    • F02M61/1853—Orifice plates

Definitions

  • the invention is based on an injection valve of the type of
  • a fuel injection valve which has a perforated disc downstream of its valve seat surface, with which a valve closing body for opening and closing the valve cooperates.
  • This shaped from a sheet, cup-shaped perforated disc has a variety of
  • Spray orifices through which the fuel is discharged, for example in a suction pipe of an internal combustion engine in the direction of an intake valve. These spray orifices are introduced by punching, eroding or laser drilling in the perforated disc.
  • the spray openings have a constant circular or elliptical cross section throughout their axial length.
  • a fuel injection valve which has a fuel inlet, an excitable actuator through which a valve closing member is movable, formed on a valve seat member fixed valve seat, with which the valve closing member for opening and closing the Valve cooperates, and at least one provided downstream of the valve seat outlet opening as a fuel outlet.
  • the at least one outlet opening has at its discharge-side end an exit region, in the form and / or size and / or contour of the remaining embodiment of
  • Discharge opening deviates, wherein the outlet region of the outlet opening convex or concave, conically widening or diverging, multi-stepped o.ä. is executed.
  • the injection valve according to the invention with the features of the main claim has the advantage that a spray can be generated in a cost effective manner per spray orifice, which provides a very good atomization quality with respect to its lamellar decay and in particular a defined demolition of the flow is still achieved within the spray orifice, in an advantageous Way the coking tendency in the injection opening effectively reduced.
  • the liquid to be sprayed off is more defined and more effectively torn off by the trailing edge formed in the transition of the at least two opening sections of the ejection opening than is the case with known stepped ejection openings.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of that shown in FIG
  • Figure 3 shows a second embodiment of an inventively designed
  • Figure 4 shows a third embodiment of an inventively designed
  • the fuel injection valve 1 shown in Figure 1 is in the form of a fuel injection valve 1 for fuel injection systems of
  • the fuel injection valve 1 is particularly suitable for direct injection of Fuel in a combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine.
  • inventive design of a spray hole only by way of example with reference to such
  • Fuel injection valve 1 is described, however, the invention also to fuel injection valves for port injection, on
  • Fuel injection valves of self-igniting internal combustion engines or to injection valves for introducing aqueous urea solutions e.g.
  • AdBlue TM into the exhaust system of internal combustion engines or similar. can be implemented.
  • the fuel injection valve 1 consists of a nozzle body 2, in which a valve needle 3 is arranged.
  • the valve needle 3 is operatively connected to a valve closing body 4 which cooperates with a valve seat body 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat.
  • Fuel injection valve 1 is in the exemplary embodiment to an inwardly opening fuel injection valve 1, which via at least one
  • the nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against an outer pole 9 of a magnetic coil 10.
  • the magnetic coil 10 is encapsulated in a coil housing 11 and wound on a bobbin 12, which rests against an inner pole 13 of the magnetic coil 10.
  • Inner pole 13 and the outer pole 9 are separated by a constriction 26 and connected to each other by a non-ferromagnetic connecting member 29.
  • the magnetic coil 10 is energized via a line 19 from a via an electrical plug contact 17 can be supplied with electric current.
  • the plug contact 17 is surrounded by a plastic casing 18, which on
  • Inner pole 13 may be molded. Instead of an electromagnetic actuator may also be a piezoelectric, magnetostrictive or other drive for actuating the valve closing body 4 are used.
  • the valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14, which is designed disk-shaped.
  • For stroke adjustment is a paired dial 15.
  • armature 20 Upstream of the dial 15 is an armature 20. This is a non-positively connected via a first flange 21 with the valve needle 3 in connection, which is connected by a weld 22 with the first flange 21. On the first flange 21, a return spring 23 is supported, which is brought in the present design of the fuel injection valve 1 by an adjusting sleeve 24 to bias.
  • Guide element 36 extend fuel channels 30, 31 and 32.
  • the fuel is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25.
  • the fuel injection valve 1 is connected by a seal 28 against a fuel distributor line, not shown, and by another
  • Damping element 33 which consists of an elastomeric material arranged. It rests on a second flange 34, which has a
  • Weld 35 is non-positively connected to the valve needle 3.
  • Vorhubfeder 38 is arranged, which holds the armature 20 in the resting state of the fuel injection valve 1 in abutment against the second flange 34.
  • the spring constant of the Vorhubfeder 38 is substantially smaller than the spring constant of the return spring 23rd In the idle state of the fuel injection valve 1, the armature 20 is acted upon by the return spring 23 and the Vorhubfeder 38 against its stroke direction so that the valve closing body 4 on the valve seat surface 6 in
  • Fuel channels 30 to 32 guided fuel is sprayed through the spray opening 7.
  • the armature 20 drops after sufficient degradation of the magnetic field by the pressure of the return spring 23 from the inner pole 13, whereby the valve connected to the needle 3 in communication first flange 21 moves against the stroke direction.
  • the valve needle 3 is thereby moved in the same direction, whereby the valve closing body 4 touches on the valve seat surface 6 and the fuel injection valve 1 is closed.
  • the Vorhubfeder 38 then acts on the armature 20 again so that it does not rebound from the second flange 34, but returns to the rest state without Anschlagspreller.
  • FIG. 2 shows, in an excerptional axial sectional representation, the detail designated by II in FIG. 1, a first exemplary embodiment of the ejection opening 7 according to the invention.
  • the ejection opening 7 is characterized in that it consists of two successive ejection opening sections 7 ', 7 ". is formed, wherein seen in the flow direction according to arrow 40, the first Abspritzö Maschinensabites 7 'a smaller opening width, in particular in a cylindrical embodiment of Abspritzö Stammsab hurdlee 7', 7 “has a smaller diameter than the opening width and the diameter of the second Abspritzö Stammsabites 7".
  • Set valve seat body 5 targeted.
  • the best possible way is to ensure that a constant flow rate can be sprayed off via the spray-discharge openings 7 over the entire service life of the fuel injection valve 1. It has been found that, in particular in the case of stepped injection openings 7, which have an opening width enlargement in the downstream direction, the tendency to form deposits, coking and thus the risk of clogging of the free cross section of the ejection openings 7 are considerably reduced.
  • a tear-off edge 41 is formed, which is characterized in that it depends on the material of the valve seat body 5, the
  • Nozzle body or a spray perforated disk with an angle of ⁇ 90 ° is formed circumferentially in this area.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the ejection opening 7, in which, starting from the tear-off edge 41, the bottom area 42 receding radially outward extends obliquely and flat, so that the lowest lying annular area in the outer wall area of the second
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a spray-discharge opening 7 in a valve-seat body 5 in a sectional view comparable to FIG. The only significant difference from that shown in FIG.
  • Embodiment consists in that, starting from the tear-off edge 41, the base region 42, which is set back in a radially outward direction, runs concavely, whereby here, too, e.g. the deepest lying annular region in the outer wall region of the second Abspritzö Stammsabiteses 7 "of the ejection opening 7 is located.
  • the bottom area 42 is roof-shaped. Starting from the tear-off edge 41 extends the radially outward recessed running
  • the contours according to the invention are produced inexpensively by means of U KP laser drilling (ultra short pulse laser drilling).
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments and z. B. for differently arranged spray openings 7 and for any construction of inwardly opening multi-hole fuel injectors 1 applicable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfasst eine Magnetspule (10), einen durch die Magnetspule (10) 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), der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, wobei der Anker (20) auf der Ventilnadel (3) beweglich angeordnet ist. Stromabwärts der Ventilsitzfläche (6) ist wenigstens eine Abspritzöffnung (7) ausgeformt, die im Übergang eines ersten (7') zu einem zweiten Abspritzöffnungsabschnitt (7") eine derartige Abrisskante (41) aufweist, dass der vollständige Öffnungswinkel (a) der Abspritzöffnung (7) an der Abrisskante (41) > 270° über die gesamte umlaufende Abrisskante (41) beträgt, so dass sich von der Abrisskante (41) ausgehend am Boden des zweiten Abspritzöffnungsabschnittes (7") der Abspritzöffnung (7) ein hinter die Übergangsebene, in der sich die Abrisskante (41) befindet, zurückversetzter umlaufender Bodenbereich (42) erstreckt.

Description

Beschreibung Titel
Einspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Einspritzventil nach der Gattung des
Hauptanspruchs.
Aus der DE 196 36 396 AI ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das stromabwärts seiner Ventilsitzfläche, mit der ein Ventilschließkörper zum Öffnen und Schließen des Ventils zusammenwirkt, eine Lochscheibe aufweist. Diese aus einem Blech geformte, topfförmige Lochscheibe besitzt eine Vielzahl von
Abspritzöffnungen, durch die der Brennstoff beispielsweise in ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine in Richtung eines Einlassventils abgegeben wird. Diese Abspritzöffnungen werden durch Stanzen, Erodieren oder Laserstrahlbohren in die Lochscheibe eingebracht. Die Abspritzöffnungen weisen dabei über ihre axiale Länge durchgehend einen konstanten kreisförmigen bzw. elliptischen Querschnitt auf.
Aus der DE 199 37 961 AI ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen Brennstoffeinlass, eine erregbare Betätigungseinrichtung, durch die ein Ventilschließglied bewegbar ist, einen an einem Ventilsitzelement ausgebildeten festen Ventilsitz, mit dem das Ventilschließglied zum Öffnen und Schließen des Ventils zusammenwirkt, und wenigstens eine stromabwärts des Ventilsitzes vorgesehene Austrittsöffnung als Brennstoffauslass aufweist. Die wenigstens eine Austrittsöffnung hat an ihrem abspritzseitigen Ende einen Austrittsbereich, der in Form und/oder Größe und/oder Kontur von der restlichen Ausführung der
Austrittsöffnung abweicht, wobei der Austrittsbereich der Austrittsöffnung konvex oder konkav gewölbt, konisch zu- oder auseinander laufend, mehrfach gestuft o.ä. ausgeführt ist.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Einspritzventil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass auf kostengünstige Art pro Abspritzöffnung ein Spray erzeugt werden kann, das bezüglich seines Lamellenzerfalls eine sehr gute Zerstäubungsqualität liefert und insbesondere ein definierter Abriss der Strömung noch innerhalb der Abspritzöffnung erreicht wird, der in vorteilhafter Weise die Verkokungsneigung in der Abspritzöffnung wirkungsvoll reduziert.
Die abzuspritzende Flüssigkeit wird durch die im Übergang der wenigstens zwei Öffnungsabschnitte der Abspritzöffnung ausgebildete Abrisskante definierter und wirkungsvoller abgerissen als dies bei bekannten gestuften Abspritzöffnungen der Fall ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Einspritzventils möglich.
Vorteilhaft ist es, den von der Abrisskante ausgehend zurückversetzt nach radial außen verlaufenden Bodenbereich des zweiten Abspritzöffnungsabschnitts schräg geneigt, konkav gewölbt oder dachförmig auszubilden. Von Vorteil ist es, die Kontur der Abspritzöffnung mittels U KP- Laserbohren herzustellen. Mit diesem Verfahren lassen sich kostengünstig und mit hoher Präzision derartige Konturen exakt einformen. Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen axialen Schnitt durch ein Brennstoffeinspritzventil gemäß dem Stand der Technik,
Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in Figur 1 dargestellten
Brennstoffeinspritzventil im Bereich II in Figur 1 mit einer ersten erfindungsgemäß ausgestalteten Abspritzöffnung eines Einspritzventils,
Figur 3 eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäß ausgestalteten
Abspritzöffnung und
Figur 4 eine dritte Ausführung einer erfindungsgemäß ausgestalteten
Abspritzöffnung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bevor anhand der Figuren 2 bis 4 Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Einspritzventils näher beschrieben werden, soll zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst anhand von Figur 1 ein bereits bekanntes
Brennstoffeinspritzventil bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert werden.
Das in Figur 1 dargestellte Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 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. Es soll jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Spritzlochs nur beispielhaft anhand eines solchen
Brennstoffeinspritzventils 1 beschrieben wird, die Erfindung jedoch auch an Brennstoffeinspritzventilen für die Saugrohreinspritzung, an
Brennstoffeinspritzventilen von selbstzündenden Brennkraftmaschinen oder auch an Einspritzventilen zur Einbringung von wässrigen Harnstofflösungen (z.B.
AdBlue™) in den Abgasstrang von Brennkraftmaschinen o.ä. umgesetzt sein kann.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 steht mit einem Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung, 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 wenigstens eine
Abspritzöffnung 7 verfügt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist jedoch
beispielsweise als Mehrloch- Einspritzventil ausgeführt und hat deshalb zwischen zwei und zwanzig Abspritzöffnungen 7. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen einen 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 durch eine Verengung 26 voneinander getrennt und miteinander durch ein nicht ferromagnetisches Verbindungsbauteil 29 verbunden. 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. Anstelle eines elektromagnetischen Aktuators kann auch ein piezoelektrischer, magnetostriktiver oder sonstiger Antrieb zur Betätigung des Ventilschließkörpers 4 zum Einsatz kommen. Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15.
Stromaufwärts 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 Flansch 21 verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Einstellhülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.
In der oberen Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und an einem unteren
Führungselement 36 verlaufen Brennstoffkanäle 30, 31 und 32. Der Brennstoff wird über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffverteilerleitung und durch eine weitere
Dichtung 37 gegen einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf abgedichtet.
An der abspritzseitigen Seite des Ankers 20 ist ein ringförmiges
Dämpfungselement 33, welches aus einem Elastomerwerkstoff besteht, angeordnet. Es liegt auf einem zweiten Flansch 34 auf, welcher über eine
Schweißnaht 35 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 verbunden ist.
Zwischen dem ersten Flansch 21 und dem Anker 20 ist eine Vorhubfeder 38 angeordnet, welche den Anker 20 im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 in Anlage an dem zweiten Flansch 34 hält. Die Federkonstante der Vorhubfeder 38 ist dabei wesentlich kleiner als die Federkonstante der Rückstellfeder 23. Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 und der Vorhubfeder 38 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, dass der Ventilschließkörper 4 an der Ventilsitzfläche 6 in
dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 zunächst entgegen der Federkraft der Vorhubfeder 38 in Hubrichtung bewegt, wobei ein Ankerfreiweg durch den
Abstand zwischen dem ersten Flansch 21 und dem Anker 20 vorgegeben ist. Nach Durchlaufen des Ankerfreiwegs nimmt der Anker 20 den ersten Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, entgegen der Federkraft der
Rückstellfeder 23 ebenfalls in Hubrichtung mit. Der Anker 20 durchläuft dabei einen Gesamthub, der der Höhe des Arbeitsspaltes 27 zwischen dem Anker 20 und dem Innenpol 13 entspricht. Der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab, und der über die
Brennstoffkanäle 30 bis 32 geführte Brennstoff wird durch die Abspritzöffnung 7 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 Verbindung stehende erste 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. Die Vorhubfeder 38 beaufschlagt den Anker 20 dann wiederum so, dass dieser nicht von dem zweiten Flansch 34 zurückprellt, sondern ohne Anschlagspreller in den Ruhezustand zurückkehrt.
Figur 2 zeigt in einer auszugsweisen axialen Schnittdarstellung den in Figur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Abspritzöffnung 7. Die Abspritzöffnung 7 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass sie aus zwei aufeinander folgenden Abspritzöffnungsabschnitten 7', 7" gebildet ist, wobei in Strömungsrichtung gemäß Pfeil 40 gesehen der erste Abspritzöffnungsabschnitt 7' eine kleinere Öffnungsweite, insbesondere bei einer zylindrischen Ausführung der Abspritzöffnungsabschnitte 7', 7" einen kleineren Durchmesser aufweist als die Öffnungsweite bzw. den Durchmesser des zweiten Abspritzöffnungsabschnitts 7".
Bei Brennstoffeinspritzventilen 1 zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine besteht ein erhebliches Risiko der
Belagbildung an den stromabwärtigen Bauteilen, wie Spritzlochscheiben und Ventilsitzkörpern. Insbesondere sind die Abspritzöffnungen 7 anfällig gegen eine Verkokung des freien Querschnitts, so dass es in nachteiliger Weise zu
Mindermengen gegenüber den gewünschten Abspritzmengen kommen kann. Entsprechend wünschenswert ist es, den Temperaturhaushalt im Bereich des stromabwärtigen Endes des Brennstoffeinspritzventils 1 rund um den
Ventilsitzkörper 5 gezielt einzustellen. Außerdem soll bestmöglich sichergestellt werden, dass über die Abspritzöffnungen 7 über die gesamte Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils 1 eine konstante Durchflussmenge abspritzbar ist. Es wurde herausgefunden, dass insbesondere bei gestuften Abspritzöffnungen 7, die in stromabwärtiger Richtung eine Öffnungsweitenvergrößerung besitzen, die Neigung zur Belagbildung, Verkokung und damit die Gefahr des Zusetzens des freien Querschnitts der Abspritzöffnungen 7 erheblich reduziert sind.
Besonders vorteilhaft ist es deshalb, die gestuften Abspritzöffnungen 7 spezifisch auszuformen. Im Übergang der wenigstens zwei Abspritzöffnungsabschnitte 7', 7" der Abspritzöffnung 7 ist eine Abrisskante 41 ausgebildet, die sich dadurch auszeichnet, dass sie von dem Material des Ventilsitzkörpers 5, des
Düsenkörpers oder einer Spritzlochscheibe mit einem Winkel von < 90° in diesem Bereich umlaufend gebildet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass der vollständige Öffnungswinkel α der Abspritzöffnung 7 an der Abrisskante 41 > 270° über die gesamte umlaufende Abrisskante 41 beträgt, wodurch ein sehr definierter und wirkungsvoller Abriss des abzuspritzenden Fluids erreicht wird. Von der Abrisskante 41 ausgehend erstreckt sich damit zwangsläufig am Boden des zweiten Abspritzöffnungsabschnittes 7" der Abspritzöffnung 7 ein ringförmig umlaufender Bodenbereich 42, der zumindest teilweise zurückversetzt hinter der Übergangsebene, in der sich die Abrisskante 41 befindet, liegt.
In der Figur 2 ist eine Ausführungsform der Abspritzöffnung 7 gezeigt, bei der ausgehend von der Abrisskante 41 der nach radial außen zurückversetzt laufende Bodenbereich 42 schräg geneigt und eben verläuft, so dass der am tiefsten zurückliegende Ringbereich im äußeren Wandungsbereich des zweiten
Abspritzöffnungsabschnittes 7" der Abspritzöffnung 7 liegt.
In Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Abspritzöffnung 7 in einem Ventilsitzkörper 5 in einer mit Fig. 2 vergleichbaren Ausschnittsdarstellung dargestellt. Der einzige wesentliche Unterschied zur in der Figur 2 gezeigten
Ausführungsform besteht darin, dass nun von der Abrisskante 41 ausgehend der nach radial außen zurückversetzt laufende Bodenbereich 42 konkav gewölbt verläuft, wobei auch hier z.B. der am tiefsten zurückliegende Ringbereich im äußeren Wandungsbereich des zweiten Abspritzöffnungsabschnittes 7" der Abspritzöffnung 7 liegt.
In einer dritten Ausführung einer Abspritzöffnung 7 in einem Ventilsitzkörper 5, die ebenfalls in einer mit Fig. 2 vergleichbaren Ausschnittsdarstellung in der Figur 4 gezeigt ist, ist der Bodenbereich 42 dachförmig ausgebildet. Ausgehend von der Abrisskante 41 verläuft der nach radial außen zurückversetzt laufende
Bodenbereich 42 schräg geneigt bis zu einer tiefsten Stelle, die nicht bündig mit dem äußeren Wandungsbereich des zweiten Abspritzöffnungsabschnittes 7" der Abspritzöffnung 7 verläuft. Vielmehr erstreckt sich von dieser tiefsten Stelle ein weiterer ebener und schräg geneigter Bodenbereich 42 in anderer
Neigungsrichtung bis hin zum äußeren Wandungsbereich des zweiten Abspritzöffnungsabschnittes 7" der Abspritzöffnung 7. Der Übergang des schräg geneigten Bodenbereichs 42 zum äußeren Wandungsbereich des zweiten Abspritzöffnungsabschnittes 7" der Abspritzöffnung 7 kann dabei, wie in Figur 4 gezeigt, in der Ebene der Abrisskante 41 liegen; dies ist jedoch keine
zwangsläufige Bedingung.
In idealer Weise werden die erfindungsgemäßen Konturen kostengünstig mittels U KP- Laserbohren (Ultrakurzpuls-Laserbohren) hergestellt. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und z. B. für andersartig angeordnete Abspritzöffnungen 7 sowie für beliebige Bauweisen von nach innen öffnenden Mehrloch- Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar.

Claims

Ansprüche
1. Einspritzventil (1), insbesondere Brennstoffeinspritzventil für
Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem Aktuator (10, 13, 20) und einem bewegbaren Ventilbauteil (3) sowie einem Ventilschließkörper (4), der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, sowie wenigstens einer stromabwärts der Ventilsitzfläche (6) ausgeformten
Abspritzöffnung (7),
wobei die wenigstens eine Abspritzöffnung (7) wenigstens einen stromaufwärtigen ersten Abspritzöffnungsabschnitt (7') mit einer Öffnungsweite und einen stromabwärtigen zweiten Abspritzöffnungsabschnitt (7") mit einer Öffnungsweite, die größer ist als die Öffnungsweite des ersten Abspritzöffnungsabschnitts (7'), umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Übergang des ersten (7') zum zweiten Abspritzöffnungsabschnitt (7") eine derartige Abrisskante (41) gebildet ist, dass der vollständige Öffnungswinkel (a) der Abspritzöffnung (7) an der Abrisskante (41) > 270° über die gesamte umlaufende Abrisskante (41) beträgt, so dass sich von der Abrisskante (41) ausgehend am Boden des zweiten Abspritzöffnungsabschnittes (7") der
Abspritzöffnung (7) ein hinter die Übergangsebene, in der sich die Abrisskante (41) befindet, zurückversetzter umlaufender Bodenbereich (42) erstreckt.
2. Einspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass ausgehend von der Abrisskante (41) der nach radial außen zurückversetzt laufende Bodenbereich (42) schräg geneigt und eben verläuft, so dass der am tiefsten zurückliegende Ringbereich im äußeren Wandungsbereich des zweiten Abspritzöffnungsabschnittes (7") der Abspritzöffnung (7) liegt.
3. Einspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass von der Abrisskante (41) ausgehend der nach radial außen zurückversetzt laufende Bodenbereich (42) konkav gewölbt verläuft, wobei der am tiefsten zurückliegende Ringbereich im äußeren Wandungsbereich des zweiten
Abspritzöffnungsabschnittes (7") der Abspritzöffnung (7) liegt.
4. Einspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass ausgehend von der Abrisskante (41) der nach radial außen zurückversetzt laufende Bodenbereich (42) sich schräg geneigt bis zu einer tiefsten Stelle, die nicht bündig mit dem äußeren Wandungsbereich des zweiten
Abspritzöffnungsabschnittes 7" der Abspritzöffnung 7 verläuft, erstreckt.
5. Einspritzventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich von der tiefsten Stelle ausgehend ein weiterer ebener und schräg geneigter Bodenbereich (42) in anderer Neigungsrichtung bis hin zum äußeren Wandungsbereich des zweiten Abspritzöffnungsabschnittes (7") der
Abspritzöffnung (7) erstreckt.
6. Einspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontur der Abspritzöffnung (7) mittels U KP- Laserbohren hergestellt ist.
7. Einspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das die Abspritzöffnungen (7) aufweisende Ventilbauteil der
Ventilsitzkörper (5) ist.
8. Einspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen zwei und zwanzig Abspritzöffnungen (7) in dem entsprechenden Ventilbauteil vorgesehen sind.
PCT/EP2013/070405 2012-11-28 2013-10-01 Einspritzventil WO2014082774A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/443,239 US9506437B2 (en) 2012-11-28 2013-10-01 Injection valve
KR1020157013916A KR102112492B1 (ko) 2012-11-28 2013-10-01 분사 밸브
EP13773678.1A EP2925998B1 (de) 2012-11-28 2013-10-01 Einspritzventil

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012221713.4A DE102012221713A1 (de) 2012-11-28 2012-11-28 Einspritzventil
DE102012221713.4 2012-11-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014082774A1 true WO2014082774A1 (de) 2014-06-05

Family

ID=49304926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/070405 WO2014082774A1 (de) 2012-11-28 2013-10-01 Einspritzventil

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9506437B2 (de)
EP (1) EP2925998B1 (de)
KR (1) KR102112492B1 (de)
DE (1) DE102012221713A1 (de)
WO (1) WO2014082774A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015224618A (ja) * 2014-05-29 2015-12-14 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射弁
JP5969564B2 (ja) * 2014-10-01 2016-08-17 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射弁

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR415512A (fr) * 1910-05-04 1910-09-28 Ets Delaunay Belleville Sa Pulvérisateur de mazout ou de tout autre combustible liquide pour le chauffage des chaudières
DE19636396A1 (de) 1996-09-07 1998-03-12 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
US5881958A (en) * 1996-02-14 1999-03-16 Kyoritsu Gokin Mfg. Co., Ltd. Fluid discharge nozzle
EP0918157A1 (de) * 1997-11-19 1999-05-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine
DE19937961A1 (de) 1999-08-11 2001-02-15 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zur Herstellung von Austrittsöffnungen an Ventilen
WO2004109094A1 (de) * 2003-06-04 2004-12-16 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE102006051327A1 (de) * 2006-10-31 2008-05-08 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10307931A1 (de) * 2003-02-25 2004-10-28 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
JP2007177766A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Toyota Motor Corp 燃料噴射装置
JP4610631B2 (ja) * 2008-05-01 2011-01-12 三菱電機株式会社 燃料噴射弁

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR415512A (fr) * 1910-05-04 1910-09-28 Ets Delaunay Belleville Sa Pulvérisateur de mazout ou de tout autre combustible liquide pour le chauffage des chaudières
US5881958A (en) * 1996-02-14 1999-03-16 Kyoritsu Gokin Mfg. Co., Ltd. Fluid discharge nozzle
DE19636396A1 (de) 1996-09-07 1998-03-12 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
EP0918157A1 (de) * 1997-11-19 1999-05-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine
DE19937961A1 (de) 1999-08-11 2001-02-15 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zur Herstellung von Austrittsöffnungen an Ventilen
WO2004109094A1 (de) * 2003-06-04 2004-12-16 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE102006051327A1 (de) * 2006-10-31 2008-05-08 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil

Also Published As

Publication number Publication date
EP2925998A1 (de) 2015-10-07
KR102112492B1 (ko) 2020-05-19
DE102012221713A1 (de) 2014-05-28
KR20150088260A (ko) 2015-07-31
EP2925998B1 (de) 2016-09-14
US20150300304A1 (en) 2015-10-22
US9506437B2 (en) 2016-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1599669B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP2087228B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
WO2000050766A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1364117A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10122353A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1395749B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1312796B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP2925998B1 (de) Einspritzventil
WO2002025100A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
WO2004109094A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
WO2017114634A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10046305A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102017218224A1 (de) Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil
WO2002033247A2 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1702156B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
WO2002033248A2 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1598550B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102010064275A1 (de) Einspritzventil
EP1308618B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102020200372A1 (de) Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil
DE102018219649A1 (de) Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil
DE102018219342A1 (de) Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil
WO2002059476A2 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102005024067A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102018200341A1 (de) Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil

Legal Events

Date Code Title Description
REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2013773678

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013773678

Country of ref document: EP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13773678

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14443239

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157013916

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A