DE10049519B4

DE10049519B4 - Fuel injector

Info

Publication number: DE10049519B4
Application number: DE2000149519
Authority: DE
Inventors: Guenter Dantes; Detlef Nowak
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2020-10-07
Also published as: JP2002155834A; DE50110018D1; DE10049519A1; EP1195516B1; EP1195516A3; EP1195516A2

Abstract

Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Aktor (10) zur Betätigung einer Ventilnadel (3), wobei die Ventilnadel (3) an einem abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkörper (4) aufweist, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6), die an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist, einen Dichtsitz bildet, und mit Brennstoffkanälen (35), die in einer mit dem Ventilsitzkörper (5) verbundenen oder einstückig ausgebildeten Ventilnadelführung (31) angeordnet sind, wobei die Brennstoffkanäle (35) in mehreren Reihen (34) umfänglich in der Ventilnadelführung (31) angeordnet sind, wobei die Anzahl der Brennstoffkanäle (35) und ihre Lage zueinander so gewählt ist, daß dadurch eine Kennlinie, die einen dynamischen Brennstofffluß (q_dyn) durch das Brennstoffeinspritzventil (1) in Abhängigkeit von einem Hub (h) der Ventilnadel (3) darstellt, eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Reihen (34) durch Auslassung von Brennstoffkanälen (35) entstehende Lücken (40) aufweist, so daß sie nicht vollständig mit Brennstoffkanälen (35) ausgestattet ist.Fuel injection valve (1), in particular for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, with an actuator (10) for actuating a valve needle (3), wherein the valve needle (3) at a discharge-side end a valve closing body (4) which together with a valve seat surface (6) formed on a valve seat body (5) forming a sealing seat, and with fuel channels (35) disposed in a valve pin guide (31) connected or integrally formed with the valve seat body (5), wherein the Fuel channels (35) in a plurality of rows (34) circumferentially in the valve needle guide (31) are arranged, wherein the number of fuel channels (35) and their position to each other is selected so that thereby a dynamic fuel flow (q _dyn ) through the fuel injection valve (1) as a function of a stroke (h) of the valve needle (3) is set, characterized, d at least one of the rows (34) has gaps (40) resulting from the omission of fuel channels (35), so that it is not completely equipped with fuel channels (35).

Description

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The The invention is based on a fuel injection valve after Genus of the main claim.

Aus der DE 196 25 059 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, welches in einem Strömungsweg des Brennstoffs von einem Brennstoffzulauf zu einer Abspritzöffnung mehrere Brennstoffkanäle aufweist, deren Querschnitt bei gegebenem Brennstoffdruck die jeweils pro Zeiteinheit abgespritzte Brennstoffmenge bestimmt. Um die Brennstoffverteilung in einer abgespritzten Brennstoffwolke zu beeinflussen, ist zumindest ein Teil der Brennstoffkanäle so ausgerichtet, daß die von ihnen austretenden Brennstoffstrahlen direkt durch die Abspritzöffnung gespritzt werden.From the DE 196 25 059 A1 a fuel injection valve is known which has a plurality of fuel channels in a flow path of the fuel from a fuel inlet to a spray orifice whose cross section determines the amount of fuel sprayed off per unit of time at a given fuel pressure. In order to influence the fuel distribution in a sprayed-off fuel cloud, at least a part of the fuel channels is aligned so that the fuel jets emerging from them are sprayed directly through the injection orifice.

Die Anzahl der Bohrungen ist nicht ausreichend, um eine hinreichend homogene Brennstoffwolke zu erzeugen, die den stöchiometrischen Anforderungen für eine vollständige Verbrennung genügt. Dies wird zusätzlich durch den großen Durchmesser der Brennstoffkanäle verstärkt.The Number of holes is not sufficient to adequately produce homogeneous fuel cloud that meets the stoichiometric requirements for one full Combustion is enough. This will be added by the big one Diameter of the fuel channels strengthened.

In der DE 198 12 092 A1 wird ein Brennstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine beschrieben. Dabei wird ein Kraftstoffverwirbelungselement mit Schichtstruktur verwendet, durch das auf den Kraftstoff auf einer von einer Einspritzbohrung entfernten Seite eine starke Verwirbelungskraft ausgeübt wird und auf einer Seite in der Nähe der Kraftstoffeinspritzbohrung eine geringe Verwirbelungskraft ausgeübt wird. Das Kraftstoffverwirbelungselement mit Schichtstruktur enthält vier Teile, die durch einen zylindrischen Abschnitt, eine obere Platte, eine mittlere Platte und eine untere Platte gegeben sind. Der zylindrische Abschnitt besitzt ein Führungsloch für den beweglichen Abschnitt einer Ventilnadel. Darüber hinaus besitzt die obere Platte zwei radiale Kraftstoffkanäle, die zu einer Mittellinie jeweils um einen Wert Ls versetzt sind. Die untere Platte besitzt ebenfalls zwei radiale Kraftstoffkanäle, die nicht versetzt sind. In der oberen Platte, die entfernt von der Sitzfläche des Düsenelements angeordnet ist, wird der Sprühstrahl mit geringer Verwirbelungskraft und großem Streuwinkel erzeugt und in der unteren Platte, die in der Nähe der Sitzfläche des Düsenelements angeordnet ist, wird der Sprühstrahl mit starker Verwirbelungskraft und kleinem Streuwinkel erzeugt.In the DE 198 12 092 A1 For example, a fuel injection valve for injecting fuel directly into the combustion chamber of an internal combustion engine will be described. In this case, a fuel swirling element having a layer structure is used, by which a strong swirling force is exerted on the fuel on a side remote from an injection bore and a low swirling force is exerted on one side in the vicinity of the fuel injection bore. The laminated structure fuel swirling element includes four parts which are given by a cylindrical portion, an upper plate, a middle plate, and a lower plate. The cylindrical portion has a guide hole for the movable portion of a valve needle. In addition, the upper plate has two radial fuel channels, which are offset to a center line by a value Ls. The lower plate also has two radial fuel channels which are not offset. In the upper plate, which is located away from the seat surface of the nozzle member, the spray is generated with low swirling force and large scattering angle and in the lower plate, which is arranged in the vicinity of the seat of the nozzle member, the spray with strong swirling force and small Scattering angle generated.

Im Ergebnis wird ein Kraftstoffsprühstrahl erzeugt, der eine vergleichsweise stabile, kegelförmige Kraftstoffsprühstrahlstruktur besitzt.in the The result is a fuel spray which produces a comparatively stable conical fuel spray jet structure has.

In der DE 198 14 693 A1 wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Einspritzventil beschrieben, welches eine Düse aufweist, die in eine Brennkammer mündet. Das Kraftstoffeinspritzventil erzeugt wenigstens während der Hälfte eines einzelnen Kraftstoffeinspritzzyklus einen Kraftstoffsprühstrahl mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit und danach einen Kraftstoffsprühstrahl mit verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit, weshalb das Kraftstoff-Luft-Gemisch, das den Kraftstoffsprühstrahl mit hoher Geschwindigkeit enthält, dem Bereich in der Nähe der Zündkerze zugeführt werden kann. Um eine Kraftstoffwirbelströmung zu erzeugen, sind Kanäle vorgesehen, die sich von der Mitte der Düse erstrecken und zu dieser unterschiedlich versetzt sind.In the DE 198 14 693 A1 a fuel injector is described with an injection valve having a nozzle which opens into a combustion chamber. The fuel injector generates a relatively high velocity fuel spray at least during one-half of a single fuel injection cycle and then a relatively low velocity fuel spray, and therefore, the fuel-air mixture containing the high-velocity fuel spray is supplied to the region near the spark plug can. In order to create a fuel vortex flow, channels are provided which extend from the center of the nozzle and are offset to this differently.

Die DE 195 04 849 A1 beschreibt eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen, welche wie folgt aufgebaut ist: Zur Kraftstoffversorgung des Einspritzventils und zur Steuerung der Öffnungshubbewegung des nach außen öffnenden Ventilgliedes verzweigt sich eine Hochdruckleitung nahe dem Einspritzventil in zwei Teilleitungen, von denen eine erste Teilleitung ungedrosselt in den Kraftstoffzulaufkanal und weiter in den Druckraum und eine zweite Teilleitung in den Rückstellraum des Rückraums mündet, wobei die zweite Teilleitung durch ein darin eingesetztes, mittels eines Elektromagneten steuerbaren 2/2-Wegeventils verschließbar ist.The DE 195 04 849 A1 describes a fuel injection device for internal combustion engines, which is constructed as follows: For fuel supply of the injector and for controlling the opening stroke of the outwardly opening valve member branches a high-pressure line near the injection valve in two sub-lines, of which a first sub-line unthrottled in the fuel inlet channel and further in the Pressure chamber and a second sub-line opens into the return chamber of the rear space, wherein the second sub-line can be closed by an inserted therein by means of an electromagnet controllable 2/2-way valve.

Die EP 1 118 767 A2 beschreibt eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Einspritznadel, einem Nadelsitz, einer Nadelführung und einer Düsenscheibe, welche einen oder mehrere Messblendendurchgänge aufweist. Weiterhin weist die Nadelführung eine Vielzahl von Filterdurchgängen auf, um Kraftstoff, welcher durch die Nadelführung hindurch läuft, zu filtern und um die Kraftstoffzerstäubung zu verbessern.The EP 1 118 767 A2 describes a fuel injector having an injection needle, a needle seat, a needle guide, and a nozzle disk having one or more meter orifice passages. Furthermore, the needle guide has a plurality of filter passages to filter fuel passing through the needle guide and to enhance fuel atomization.

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass eine beliebige Kennlinie durch die Anordnung der Brennstoffkanäle bzw. ihre Anzahl erzeugt werden kann, so dass das Zumessverhalten des Brennstoffeinspritzventils in Bezug auf die Öffnungs- und Schließzeiten verbessert wird.The Fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the Advantage that any characteristic through the arrangement of the fuel channels or their number can be generated so that the metering behavior of the Fuel injection valve with respect to the opening and closing times is improved.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By in the subclaims listed activities are advantageous developments of the specified in the main claim Fuel injection valve possible.

Die hohlzylindrische Form der Ventilnadelführung ist einfach herstellbar und kann entweder einstückig mit dem Ventilsitzträger hergestellt oder an diesem befestigt sein.The hollow cylindrical shape of the valve needle guide is easy to produce and can be either one-piece with the valve seat carrier be made or attached to this.

Die Führung des Ventilschließkörpers in der Ventilnadelführung hat neben der Verbesserung und Steuerung der Zumesseigenschaften eine stabilisierende Wirkung auf den Hubverlauf der Ventilnadel, da seitliche Versätze ausgeschlossen sind. Der Ventilschließkörper kann nach dem Schließvorgang sehr präzise auf dem Dichtsitz aufsetzen.The guide of the valve closing body in the valve needle guide In addition to improving and controlling the metering properties a stabilizing effect on the stroke of the valve needle, da lateral offsets excluded are. The valve closing body can after the closing process very precise Place on the sealing seat.

Die Lücken in den Reihen der Brennstoffkanäle sorgen für eine frei wählbare Einspritzdynamik und ein formbares Strahlbild, die durch das gezielte Einbringen von Brennstoffkanälen an einzelnen Stellen der Ventilnadelführung beeinflussbar sind.The Gaps in the rows of fuel channels take care of a freely selectable Injection dynamics and a shapable spray pattern, which through the targeted introduction of fuel channels can be influenced at individual points of the valve needle guide.

Durch die Anordnung der Brennstoffkanäle mit einer tangentialen Komponente relativ zur Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils erhält der Brennstoff einen Drall, welcher für eine gute Aufbereitung der Gemischwolke sorgt.By the arrangement of the fuel channels with a tangential component relative to the center axis of the fuel injection valve receives the fuel a spin, which for a good treatment of the Mixture cloud provides.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:

1 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik, 1 FIG. 2 shows a schematic section through an exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the prior art, FIG.

2 einen schematischen Ausschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich II in 1, 2 a schematic section through an embodiment of the fuel injection valve according to the invention in the area II in 1 .

3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines nicht erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem Schnitt entlang der Linie III-III in 2, 3 a first embodiment of a non-inventive fuel injection valve according to a section along the line III-III in 2 .

4A-B ein zweites Ausführungsbeispiel eines nicht erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem Schnitt entlang der Linie III-III in 2 mit der dazugehörigen Kennlinie, 4A B is a second embodiment of a non-inventive fuel injection valve according to a section along the line III-III in 2 with the associated characteristic,

5A-B ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem Schnitt entlang der Linie III-III in 2 mit der dazugehörigen Kennlinie, 5A -B a third embodiment of a fuel injection valve according to the invention corresponding to a section along the line III-III in 2 with the associated characteristic,

6A-B ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem Schnitt entlang der Linie III-III in 2 mit der dazugehörigen Kennlinie, und 6A A fourth embodiment of a fuel injection valve according to the invention corresponding to a section along the line III-III in 2 with the associated characteristic curve, and

7A-B ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem Schnitt entlang der Linie III-III in 2 mit der dazugehörigen Kennlinie. 7A -B a fifth embodiment of a fuel injection valve according to the invention corresponding to a section along the line III-III in 2 with the associated characteristic.

Bevor anhand der 2 und 5 bis 7 Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 näher beschrieben werden, soll zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst anhand von 1 ein bereits bekanntes, abgesehen von den erfindungsgemäßen Maßnahmen zu den Ausführungsbeispielen baugleiches Brennstoffeinspritzventil 1 bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert werden.Before using the 2 and 5 to 7 Embodiments of a fuel injection valve according to the invention 1 be described in more detail, is intended to better understanding of the invention initially with reference to 1 an already known, apart from the measures according to the invention to the embodiments of identical fuel injector 1 briefly explained with respect to its essential components.

Das 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.The fuel injector 1 is in the form of a fuel injector 1 designed for fuel injection systems of mixture-compression, spark-ignited internal combustion engines. The fuel injector 1 is particularly suitable for direct injection of fuel into a combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine.

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 an 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 durch einen Spalt 26 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.The fuel injector 1 consists of a nozzle body 2 in which a valve needle 3 is arranged. The valve needle 3 stands with a valve closing body 4 in operative connection with one on a valve seat body 5 arranged valve seat surface 6 cooperates to a sealing seat. In the fuel injection valve 1 In the exemplary embodiment, this is an inwardly opening fuel injection valve 1 , which has an injection opening 7 features. The nozzle body 2 is through a seal 8th against the outer pole 9 a magnetic coil 10 sealed. The magnetic coil 10 is in a coil housing 11 encapsulated and placed on a coil carrier 12 wound, which at an inner pole 13 the solenoid 10 is applied. The inner pole 13 and the outer pole 9 are through a gap 26 separated from each other and are based on a connecting component 29 from. The magnetic coil 10 is over a line 19 from one via an electrical plug contact 17 energized electric current. The plug contact 17 is from a plastic casing 18 surrounded by the inner pole 13 can be injected.

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 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 Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.The valve needle 3 is in a valve needle guide 14 guided, which is designed disk-shaped. For stroke adjustment is a paired shim 15 , On the other side of the dial 15 there is an anchor 20 , This is about a first flange 21 non-positively with the valve needle 3 in connection, which by a weld 22 with the first flange 21 connected is. On the first flange 21 a return spring is supported 23 from, which in the present design of the fuel injection valve 1 through a sleeve 24 is brought to bias.

Ein zweiter Flansch, welcher mit der Ventilnadel 3 über eine Schweißnaht verbunden ist, dient als unterer Ankeranschlag. Ein elastischer Zwischenring, welcher auf dem zweiten Flansch aufliegt, vermeidet Prellen beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1.A second flange, which with the valve needle 3 Connected via a weld, serves as a lower anchor stop. An elastic intermediate ring, which rests on the second flange, avoids bouncing when closing the Brennstoffein injection valve 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.In the valve needle guide 14 , in anchor 20 and on the valve seat body 5 run fuel channels 30a to 30c containing the fuel, which has a central fuel supply 16 fed and through a filter element 25 is filtered, to the injection opening 7 conduct. The fuel injector 1 is through a seal 28 sealed against a fuel line, not shown.

Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 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 12 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.At rest of the fuel injection valve 1 becomes the anchor 20 from the return spring 23 against its stroke direction so acted upon, that the valve closing body 4 at the valve seat 6 is held in sealing contact. Upon energization of the solenoid 10 builds up this a magnetic field, which is the anchor 20 against the spring force of the return spring 23 moved in the stroke direction, wherein the stroke by a in the rest position between the inner pole 12 and the anchor 20 working gap 27 is predetermined. The anchor 20 takes the flange 21 , which with the valve needle 3 is welded, also in the stroke direction with. The with the valve needle 3 in operative connection valve closing body 4 lifts from the valve seat surface 6 off and on via the fuel channels 30a to 30c to the injection opening 7 Guided fuel is sprayed.

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.If the coil current is switched off, the armature drops 20 after sufficient degradation of the magnetic field by the pressure of the return spring 23 from the inner pole 13 which causes the valve needle 3 operatively connected flange 21 moved against the stroke direction. The valve needle 3 is thereby moved in the same direction, whereby the valve closing body 4 on the valve seat surface 6 touches down and the fuel injector 1 is closed.

2 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Der dargestellte Ausschnitt ist in 1 mit II bezeichnet. 2 shows in an excerpted sectional view of an embodiment of a fuel injection valve according to the invention 1 , The section shown is in 1 denoted by II.

Das in 2 darstellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 weist eine Ventilnadelführung 31 auf, welche an einer zulaufseitigen Stirnseite 32 des Ventilsitzkörpers 5 ausgebildet ist. Die Ventilnadelführung 31 kann dabei mit dem Ventilsitzkörper 5 einstückig ausgebildet sein oder beispielsweise durch Schweißen, Löten oder ähnliche Verfahren mit dem Ventilsitzkörper 5 verbunden sein. Die Ventilnadelführung 31 ist hohlzylindrisch ausgebildet.This in 2 illustrated embodiment of a fuel injection valve according to the invention 1 has a valve needle guide 31 on, which at an inlet-side end face 32 of the valve seat body 5 is trained. The valve needle guide 31 can do this with the valve seat body 5 be integrally formed or, for example, by welding, soldering or similar methods with the valve seat body 5 be connected. The valve needle guide 31 is formed hollow cylindrical.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Ventilnadel 3 einen kugelförmigen Ventilschließkörper 4 auf. Der Ventilschließkörper 4 bildet mit der auf dem Ventilsitzkörper 5 ausgebildeten Ventilsitzfläche 6 einen Dichtsitz. Der Ventilschließkörper 4 wird durch die Ventilnadelführung 31 geführt, wobei der Ventilschließkörper 4 mit einer Führungslinie 33 an einer Innenwandung 38 der Ventilnadelführung 31 anliegt. Zwischen der Führungslinie 33 und dem Dichtsitz sind in der Ventilnadelführung 31 mehrere Reihen 34 von Brennstoffkanälen 35 angeordnet, welche sich von einer radial äußeren Seite 36 der Ventilnadelführung 31 zu einer radial inneren Seite 39 erstrecken.In the present embodiment, the valve needle 3 a spherical valve closing body 4 on. The valve closing body 4 forms with the on the valve seat body 5 trained valve seat surface 6 a sealing seat. The valve closing body 4 is through the valve needle guide 31 guided, wherein the valve closing body 4 with a guide 33 on an inner wall 38 the valve needle guide 31 is applied. Between the guide line 33 and the sealing seat are in the valve needle guide 31 several rows 34 of fuel channels 35 arranged, which extends from a radially outer side 36 the valve needle guide 31 to a radially inner side 39 extend.

Die Brennstoffkanäle 35 können dabei entweder senkrecht zu einer Mittelachse 37 des Brennstoffeinspritzventils 1 verlaufen oder unter einem Winkel α gegenüber der zur Mittelachse 37 senkrechten Ausrichtung in Abströmrichtung geneigt sein. Letzteres ist hydrodynamisch günstiger.The fuel channels 35 can either perpendicular to a central axis 37 of the fuel injection valve 1 run or at an angle α relative to the center axis 37 vertical orientation be inclined in the outflow direction. The latter is hydrodynamically cheaper.

Sobald die Ventilnadel 3 durch Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 entgegen der Strömungsrichtung des Brennstoffs bewegt wird, werden die Brennstoffkanäle 35 der Reihen 34 freigegeben. Brennstoff strömt von einer radial äußeren Seite 36 der Ventilnadelführung 31 durch die Brennstoffkanäle 35 in Richtung Dichtsitz.As soon as the valve needle 3 by actuation of the fuel injection valve 1 is moved counter to the flow direction of the fuel, the fuel channels 35 of the ranks 34 Approved. Fuel flows from a radially outer side 36 the valve needle guide 31 through the fuel channels 35 in the direction of sealing seat.

Durch eine entsprechende Anordnung der Brennstoffkanäle 35 kann eine Kennlinie, welche den dynamischen Durchfluß von Brennstoff durch das Brennstoffeinspritzventil in Abhängigkeit von einem Hub der Ventilnadel 3 darstellt, eingestellt bzw. modelliert werden. Durch entsprechende Hubeinstellung der Ventilnadel 3 fließt dann so viel Brennstoff durch die Brennstoffkanäle 35, wie dies im Rahmen der zu erzielenden Durchflußgenauigkeit notwendig ist.By an appropriate arrangement of the fuel channels 35 may be a characteristic which the dynamic flow of fuel through the fuel injection valve in response to a stroke of the valve needle 3 represents, adjusted or modeled. By appropriate stroke adjustment of the valve needle 3 then flows as much fuel through the fuel channels 35 , as is necessary in the context of the flow accuracy to be achieved.

3 zeigt einen schematischen Schnitt entlang der Linie III-III in 2 durch die Ventilnadelführung 31 eines ersten Ausführungsbeispiels eines nicht erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich der Brennstoffkanäle 35. Die Brennstoffkanäle 35 der benachbarten Reihen 34 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel umfänglich zueinander versetzt angeordnet, um eine möglichst homogene Gemischwolke zu erzeugen. Die Brennstoffkanäle 35 können jedoch auch ohne umfänglichen Versatz angeordnet sein. Um die erforderliche Zumeßgenauigkeit zu erreichen, sollten die Brennstoffkanäle 35 einen sehr kleinen Durchmesser, beispielsweise kleiner als 100 μm, insbesondere kleiner oder gleich 70 μm, aufweisen. Die Herstellung solcher kleinkalibrigen Bohrungen kann beispielsweise mittels Laserbearbeitung erfolgen. 3 shows a schematic section along the line III-III in 2 through the valve needle guide 31 a first embodiment of a non-inventive fuel injection valve in the region of the fuel channels 35 , The fuel channels 35 the neighboring rows 34 are circumferentially offset from each other in the illustrated embodiment, to produce a homogeneous mixture as possible cloud. The fuel channels 35 However, they can also be arranged without circumferential offset. In order to achieve the required metering accuracy, the fuel channels should 35 a very small diameter, for example less than 100 microns, in particular less than or equal to 70 microns have. The production of such small-caliber holes can be done for example by means of laser processing.

Da die Brennstoffkanäle 35 zur Erzeugung eines Dralls eine tangentiale Komponente relativ zur Mittelachse 37 des Brennstoffeinspritzventils 1 aufweisen, erscheint der Querschnitt der Brennstoffkanäle 35 in 3 oval. Die Orientierung der tangentialen Komponenten der Brennstoffkanäle 35 kann dabei in jeder Reihe 34 gleichsinnig relativ zu den übrigen Reihen 34 sein. Das vorliegende Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 verbindet somit die Drallaufbereitung mit einer Verfeinerung der zugemessenen Brennstoffmenge.Because the fuel channels 35 to generate a twist, a tangential component relative to the central axis 37 of the fuel injection valve 1 have, the cross section of the fuel channels appears 35 in 3 oval. Orientation of tangential components of fuel channels 35 can there in every row 34 in the same sense relative to the other rows 34 be. The present embodiment of a fuel injection valve according to the invention 1 thus combines the twist processing with a refinement of the metered amount of fuel.

4 bis 7 zeigen in der gleichen Schnittebene wie 3 weitere Ausführungsbeispiele des Brennstoffeinspritzventils 1 mit unterschiedlichen Anordnungen der Brennstoffkanäle 35 jeweils in Verbindung mit der durch die entsprechende Anordnung von Brennstoffkanälen 35 erzeugte Kennlinie. 4 to 7 show in the same section plane as 3 further embodiments of the fuel injection valve 1 with different arrangements of the fuel channels 35 each in conjunction with the through the corresponding arrangement of fuel channels 35 generated characteristic.

Die Kennlinien stellen den Zusammenhang zwischen der dynamischen Durchflußmenge durch das Brennstoffeinspritzventil 1 während des Öffnungsvorgangs in Abhängigkeit vom Ventilnadelhub dar. Bei einer gleichförmigen Anordnung der Brennstoffkanäle 35 steigt der Durchfluß mit dem Hub der Ventilnadel 3 relativ gleichförmig an, um dann in einen konstanten Sättigungswert überzugehen, welcher den statischen Durchfluß durch das Brennstoffeinspritzventil 1 in geöffnetem Zustand repräsentiert.The curves represent the relationship between the dynamic flow rate through the fuel injector 1 during the opening operation in response to the Ventilnadelhub. With a uniform arrangement of the fuel channels 35 the flow increases with the stroke of the valve needle 3 in a relatively uniform manner, and then transition to a constant saturation value, which is the static flow through the fuel injector 1 represented in the open state.

Das in 4A dargestellte Ausführungsbeispiel eines nicht erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils weist eine ähnliche Anordnung der Brennstoffkanäle 35 wie das in 3 dargestellte auf, jedoch sind die Brennstoffkanäle 35 nicht umfänglich versetzt zueinander, sondern in einer gitterähnlichen Struktur unmittelbar untereinander angeordnet. Die Kennlinien der in 3 und 4A dargestellten Ausführungsbeispiele entsprechen der in 4B schematisch dargestellten Kennlinie.This in 4A illustrated embodiment of a non-inventive fuel injection valve has a similar arrangement of the fuel channels 35 like that in 3 shown on, but are the fuel channels 35 not circumferentially offset from each other, but arranged in a grid-like structure directly below each other. The characteristics of in 3 and 4A illustrated embodiments correspond to in 4B schematically illustrated characteristic.

Wird die Anordnung der Brennstoffkanäle 35 verändert, indem z. B. die Reihen 34 nicht mehr vollständig mit Brennstoffkanälen 35 ausgestattet sind, sondern Lücken 40 aufweisen, verändert sich die Kennlinie. Wird beispielsweise, wie in 5A dargestellt, in zwei näher zum Dichtsitz angeordneten Reihen 34 jeder zweite Brennstoffkanal 35 ausgelassen, wird die Kennlinie, wie in 5B gezeigt, S-förmig verformt. Zu Beginn des Öffnungsvorgangs fließt also zunächst eine kleinere Brennstoffmenge durch das Brennstoffeinspritzventil 1, bis der Ventilschließkörper 4 auch die vollständigen Reihen 34 freigibt und nach einem steileren Anstieg als in 4B der Sättigungswert erreicht wird.Will the arrangement of the fuel channels 35 changed by z. B. the rows 34 not completely with fuel channels 35 are equipped, but gaps 40 have, the characteristic changes. For example, as in 5A shown in two rows closer to the sealing seat 34 every second fuel channel 35 omitted, the characteristic is, as in 5B shown, S-shaped deformed. Thus, at the beginning of the opening process, a smaller amount of fuel initially flows through the fuel injection valve 1 until the valve closing body 4 also the complete series 34 releases and after a steeper rise than in 4B the saturation value is reached.

Das in 6A dargestellte Ausführungsbeispiel verzichtet auf weitere Brennstoffkanäle 35, so daß die Lücken 40 umfänglich länger werden, wobei außerdem die Anzahl der Reihen 34 reduziert ist. Durch die nun sehr vereinzelten Brennstoffkanäle 35 fließt zu Beginn des Öffnungsvorgangs nur noch eine sehr geringe Brennstoffmenge, die dann bei Freigabe der übrigen Reihen 34 sehr schnell auf den Sättigungswert ansteigt und beinahe einen stufenförmigen Verlauf erreicht, wie in 6B dargestellt.This in 6A illustrated embodiment dispenses with further fuel channels 35 so that the gaps 40 become circumferentially longer, in addition, the number of rows 34 is reduced. Through the now very isolated fuel channels 35 flows at the beginning of the opening process, only a very small amount of fuel, which then release the remaining rows 34 rises very fast to the saturation value and almost reaches a stepped course, as in 6B shown.

Auch das in 7A dargestellte Ausführungsbeispiel führt zu einem schnellen Anstieg des Brennstoffdurchflusses, da die näher zum Dichtsitz liegenden Reihen 34 von Brennstoffkanälen 35 noch vollständig besetzt sind, während die übrigen Reihen 34 nur noch vereinzelte Brennstoffkanäle 35 bzw. große Lücken 40 aufweisen oder die Brennstoffkanäle 35 gänzlich fehlen. Die zugehörige Kennlinie ist in 7B dargestellt.Also in 7A illustrated embodiment leads to a rapid increase in the fuel flow, since the lying closer to the sealing seat rows 34 of fuel channels 35 are still fully occupied while the remaining rows 34 only isolated fuel channels 35 or large gaps 40 have or the fuel channels 35 completely missing. The associated characteristic is in 7B shown.

Insbesondere die in 6B und 7B gezeigten Kennlinien haben den Vorteil, daß die gewünschte Brennstoffmenge in einem kurzen Zeitraum zugemessen werden kann und der Durchfluß rasch in Sättigung geht, wodurch die Öffnungs- und Schließzeiten des Brennstoffeinspritzventils 1 günstig beeinflußt werden können.In particular, the in 6B and 7B The characteristics shown have the advantage that the desired amount of fuel can be measured in a short period of time and the flow is rapidly saturated, whereby the opening and closing times of the fuel injection valve 1 can be influenced favorably.

Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß eine sehr kleine minimale Brennstoffmenge q_min erreicht werden kann, wodurch das Verhältnis q_max/q_min der maximal einspritzbaren Brennstoffmenge q_max zur minimal einspritzbaren Brennstoffmenge q_min erhöht wird.All embodiments have in common that a very small minimum amount of fuel q _min can be achieved, whereby the ratio q _max / q _{min of} the maximum injectable amount of fuel q _max to the minimum injectable amount of fuel q _{min is} increased.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und z. B. auch für Brennstoffeinspritzventile 1 mit piezoelektrischen und magnetostriktiven Aktoren anwendbar.The invention is not limited to the illustrated embodiment and z. B. also for fuel injection valves 1 applicable with piezoelectric and magnetostrictive actuators.

Claims

Fuel Injector ( 1 ), in particular for the direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, with an actuator ( 10 ) for actuating a valve needle ( 3 ), the valve needle ( 3 ) at a discharge-side end a valve closing body ( 4 ), which together with a valve seat surface ( 6 ) attached to a valve seat body ( 5 ), forms a sealing seat, and with fuel channels ( 35 ), which in one with the valve seat body ( 5 ) connected or integrally formed valve needle guide ( 31 ) are arranged, wherein the fuel channels ( 35 ) in several rows ( 34 ) circumferentially in the valve needle guide ( 31 ) are arranged, wherein the number of fuel channels ( 35 ) and their position relative to each other is selected so that thereby a characteristic curve, the dynamic fuel flow (q _dyn ) through the fuel _{injection valve} ( 1 ) in dependence on a stroke (h) of the valve needle ( 3 ), characterized in that at least one of the rows ( 34 ) by omitting fuel channels ( 35 ) gaps ( 40 ) so that they are not completely filled with fuel channels ( 35 ) Is provided.

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the valve needle guide ( 31 ) at an inlet-side end face ( 32 ) of the valve seat body ( 5 ) is trained.

Fuel injection valve according to Claim 2, characterized in that the valve needle guide ( 31 ) from the front ( 32 ) of the valve seat body ( 5 ) extends hollow cylindrical.

Fuel injection valve according to claim 3, that the valve closing body ( 4 ) is shaped so that it is in the range of a guide line ( 33 ) on an inner wall ( 38 ) of the valve needle guide ( 31 ) is present.

Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the fuel channels ( 35 ) a tangential component with respect to a central axis ( 37 ) of the fuel injection valve ( 1 ) exhibit.

Fuel injection valve according to Claim 5, characterized in that the tangential components of the fuel channels ( 35 ) are oriented in the same direction.

Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the rows ( 34 ), which gaps ( 40 ) are arranged closer to the sealing seat, than the rows ( 34 ), which leave no gaps ( 40 ) exhibit.

Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the rows ( 34 ), which gaps ( 40 ) are farther from the sealing seat than the rows ( 34 ), which leave no gaps ( 40 ) exhibit.

Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the gaps ( 40 ) of a series ( 34 ) circumferentially offset to the gaps of another row ( 34 ) are arranged.

Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the gaps ( 40 ) of different series ( 34 ) are dimensioned differently in terms of number and / or circumferential length.