DE102009041028A1

DE102009041028A1 - Nozzle assembly for injection valve, has nozzle body, in which nozzle body cutout and injection opening are disposed, where nozzle body cutout is hydraulically coupled to high-pressure circuit of fluid

Info

Publication number: DE102009041028A1
Application number: DE102009041028A
Authority: DE
Inventors: Junmei Dr. Shi
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-04-07

Abstract

The nozzle assembly has a nozzle body (12), in which a nozzle body cutout (14) and an injection opening (24) are disposed. The nozzle body cutout is hydraulically coupled to a high-pressure circuit of a fluid and the injection opening is hydraulically coupled to the nozzle body cutout. A nozzle needle is disposed axially movably in the nozzle body cutout. An independent claim is also included for an injection valve with an actuator.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düsenbaugruppe für ein Einspritzventil und ein Einspritzventil mit einer Düsenbaugruppe.The invention relates to a nozzle assembly for an injection valve and an injection valve with a nozzle assembly.

Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich der zulässigen Schadstoffemission und des Kraftstoffverbrauchs von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind, machen es erforderlich, diverse Maßnahmen vorzunehmen, durch welche die Schadstoffemissionen und der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden. Die Bildung von Ruß ist unter anderem stark abhängig von der Aufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine. Ein Ansatzpunkt hierbei ist, eine sehr gute Aufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches zu erreichen, und so die von der Brennkraftmaschine erzeugten Schadstoffemissionen und den Kraftstoffverbrauch zu senken.Increasingly stringent legislation on permissible pollutant emissions and fuel consumption of internal combustion engines, which are located in motor vehicles, make it necessary to take various measures by which the pollutant emissions and fuel consumption are reduced. Among other things, the formation of soot is highly dependent on the preparation of the air / fuel mixture in the respective cylinder of the internal combustion engine. A starting point here is to achieve a very good treatment of the air / fuel mixture, and thus to reduce the pollutant emissions generated by the internal combustion engine and fuel consumption.

Eine entsprechend verbesserte Gemischaufbereitung kann erreicht werden, wenn der Kraftstoff unter sehr hohem Druck zugemessen wird. Im Falle von Diesel-Brennkraftmaschinen betragen die Kraftstoffdrücke bis zu über 2000 Bar, beim Einsatz von Benzin-Brennkraftmaschinen betragen die Kraftstoffdrücke circa 200 Bar. Derart hohe Drücke stellen sowohl hohe Anforderungen an das Material der Düsenbaugruppe, an deren Konstruktion als auch an das gesamte Einspritzventil. Gleichzeitig müssen größere Kräfte von der Düsenbaugruppe aufgenommen werden.A correspondingly improved mixture preparation can be achieved if the fuel is metered under very high pressure. In the case of diesel internal combustion engines, the fuel pressures are up to over 2000 bar, when using gasoline internal combustion engines, the fuel pressures are about 200 bar. Such high pressures make high demands on the material of the nozzle assembly, on their construction as well as on the entire injection valve , At the same time, larger forces must be absorbed by the nozzle assembly.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Düsenbaugruppe und ein Einspritzventil zu schaffen, die einen zuverlässigen und präzisen Betrieb ermöglichen.The object of the invention is to provide a nozzle assembly and an injection valve which enable reliable and precise operation.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Gemäß eines ersten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Düsenbaugruppe für ein Einspritzventil, mit einem Düsenkörper, der eine Düsenkörperausnehmung mit einer Wand aufweist. Die Düsenkörperausnehmung ist mit einem Hochdruckkreis des Fluids hydraulisch koppelbar. Die Düsenbaugruppe hat mindestens eine in der Düsenkörperausnehmung axial beweglich angeordnete Düsennadel mit einer Zentralachse und einer Nadelkuppe. Die Nadelkuppe wirkt derart mit einer Wand der Düsenkörperausnehmung zusammen, dass die Düsennadel in einer Schließposition einen Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung verhindert und in einer Offenposition einen Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung freigibt. Mindestens auf der Nadelkuppe und/oder in der Wand des Düsenkörpers und/oder in einer Wand der mindestens einen Einspritzöffnung sind als Mikrostrukturen ausgebildete Ausnehmungen und/oder Erhebungen angeordnet. Mittels der Ausnehmungen und/oder der Erhebungen ist eine vorgegebene Intensität der Turbulenz des Fluids in der mindestens einen Einspritzöffnung erzeugbar.According to a first aspect, the invention is characterized by a nozzle assembly for an injection valve, comprising a nozzle body having a nozzle body recess with a wall. The nozzle body recess can be hydraulically coupled to a high pressure circuit of the fluid. The nozzle assembly has at least one nozzle needle axially movably arranged in the nozzle body recess with a central axis and a needle tip. The needle tip cooperates with a wall of the nozzle body recess such that the nozzle needle prevents fluid flow through the at least one injection opening in a closed position and releases fluid flow through the at least one injection opening in an open position. At least on the Nadelkuppe and / or in the wall of the nozzle body and / or in a wall of the at least one injection port formed as microstructures recesses and / or elevations are arranged. By means of the recesses and / or the elevations, a predetermined intensity of the turbulence of the fluid in the at least one injection opening can be generated.

Als die vorgegebene Intensität der Turbulenz des Fluids wird die Intensität der Turbulenz bezeichnet, welche unter einem vorgegeben Druck des Fluids mit einer gewünschten Verteilung der Schergeschwindigkeiten in dem Fluid und einer gewünschten Ausbildung der Größe und Verteilung von turbulenten Wirbeln des Fluids korreliert ist. Sie ist insbesondere nicht durch zufällig bestehende Unebenheiten auf der Nadelkuppe, in der Wand des Düsenkörpers oder in der Wand der mindestens einen Einspritzöffnung bestimmt.By the given intensity of turbulence of the fluid is meant the intensity of the turbulence which under a given pressure of the fluid is correlated with a desired distribution of shear rates in the fluid and a desired formation of the size and distribution of turbulent vortices of the fluid. In particular, it is not determined by random unevennesses on the needle tip, in the wall of the nozzle body or in the wall of the at least one injection opening.

Diese Anordnung hat den Vorteil, dass eine hohe Intensität der Turbulenz insbesondere in der mindestens einen Einspritzöffnung erreicht werden kann. Damit kann eine gute Wirbelbildung in dem Fluid erreicht werden. Damit kann an dem Einspritzventil ein gut ausgebildetes Spraybild mit sehr kleinen Fluidtröpfchen erhalten werden. Des Weiteren kann auf diese Weise der Strahl des Sprays eine geringe Länge und eine große Breite erreichen. Darüber hinaus kann ein hoher Massenstrom des Fluids durch die Düsenbaugruppe des Einspritzventils erreicht werden.This arrangement has the advantage that a high intensity of the turbulence can be achieved, in particular in the at least one injection opening. Thus, a good vortex formation in the fluid can be achieved. Thus, a well-formed spray pattern with very small fluid droplets can be obtained at the injection valve. Furthermore, in this way the jet of the spray can reach a small length and a large width. In addition, a high mass flow of fluid through the nozzle assembly of the injector can be achieved.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Ausnehmungen und/oder Erhebungen ringförmig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass derartige Formen in einfacher Weise hergestellt werden können.In an advantageous embodiment, the recesses and / or elevations are annular. This has the advantage that such forms can be produced in a simple manner.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Ausnehmungen und/oder Erhebungen eine zickzackförmige Struktur auf. Damit kann eine hohe Intensität der Turbulenz des Fluids in der mindestens einen Einspritzöffnung erreicht werden. Des Weiteren können die Ausnehmungen und Erhebungen sehr einfach an der Nadelkuppe oder dem Injektorkörper hergestellt werden.In a further advantageous embodiment, the recesses and / or elevations have a zigzag-shaped structure. In this way, a high intensity of the turbulence of the fluid in the at least one injection opening can be achieved. Furthermore, the recesses and elevations can be made very easily on the needle tip or the injector body.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Ausnehmungen und/oder Erhebungen Teile einer vorgegebenen Oberflächenrauhigkeit der Nadelkuppe und/oder der Wand der Düsenkörperausnehmung und/oder der Wand der mindestens einen Einspritzöffnung. Damit kann in einfacher Weise bereits bei der Herstellung eine geeignete Oberflächenrauhigkeit der Nadelkuppe oder des Injektorkörpers vorgesehen werden.In a further advantageous embodiment, the recesses and / or elevations are parts of a predetermined surface roughness of the needle tip and / or the wall of the nozzle body recess and / or the wall of the at least one injection opening. Thus, a suitable surface roughness of the needle tip or of the injector body can already be provided in a simple manner during production.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an der Wand der Düsenkörperausnehmung ein Dichtsitz und auf der Nadelkuppe ein Sitzbereich ausgebildet. Der Sitzbereich wirkt mit dem Dichtsitz derart zusammen, dass die Düsennadel in der Schließposition den Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung verhindert und in der Offenposition den Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung freigibt. Stromabwärts des Dichtsitzes ist ein Abschnitt der Düsenkörperausnehmung ausgebildet, der mit der mindestens einen Einspritzöffnung hydraulisch gekoppelt ist. Die Ausnehmungen und/oder Erhebungen sind an einer Wand des Abschnitts der Düsenkörperausnehmung angeordnet. Da in dem Abschnitt der Düsenkörperausnehmung die Geschwindigkeit des Fluids besonders hoch sein kann, hat das Anordnen der Ausnehmungen und/oder Erhebungen an der Wand des Abschnitts der Düsenkörperausnehmung den Vorteil, dass die hohe Intensität der Turbulenz des Fluids besonders einfach erreicht werden kann.In a further advantageous embodiment, a sealing seat is formed on the wall of the nozzle body recess and a seating area is formed on the needle cap. The seating area works with the Sealing seat together such that the nozzle needle in the closed position prevents fluid flow through the at least one injection port and releases the fluid flow through the at least one injection port in the open position. Downstream of the sealing seat, a portion of the nozzle body recess is formed, which is hydraulically coupled to the at least one injection port. The recesses and / or elevations are arranged on a wall of the portion of the nozzle body recess. Since the speed of the fluid in the section of the nozzle body recess can be particularly high, the arrangement of the recesses and / or elevations on the wall of the section of the nozzle body recess has the advantage that the high intensity of the turbulence of the fluid can be achieved particularly easily.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Abschnitt der Düsenkörperausnehmung als Sackloch ausgebildet. Der Düsenkörper weist zwischen dem als Sackloch ausgebildeten Abschnitt und weiteren Abschnitten der Düsenkörperausnehmung eine Kante oder einen Übergangsabschnitt auf. Die Ausnehmungen und/oder Erhebungen sind im Bereich der Kante oder des Übergangsabschnitts des Düsenkörpers angeordnet. Der Übergangsabschnitt ist insbesondere ein Abschnitt des Düsenkörpers, in dem dieser eine Verrundung oder eine Zone mit einem kontinuierlichen Übergang zwischen dem als Sackloch ausgebildeten Abschnitt und den weiteren Abschnitten der Düsenkörperausnehmung hat. Die Kante oder der Übergangsabschnitt hat den Vorteil, dass die hohe Intensität der Turbulenz des Fluids besonders einfach erreicht werden kann, und diese Turbulenzen besonders effektiv in die mindestens eine Einspritzöffnung übertragen werden können.In a further advantageous embodiment, the portion of the nozzle body recess is formed as a blind hole. The nozzle body has an edge or a transition section between the section designed as a blind hole and further sections of the nozzle body recess. The recesses and / or elevations are arranged in the region of the edge or of the transitional section of the nozzle body. The transition section is in particular a section of the nozzle body in which it has a rounding or a zone with a continuous transition between the section formed as a blind hole and the further sections of the nozzle body recess. The edge or the transition section has the advantage that the high intensity of the turbulence of the fluid can be achieved particularly easily, and these turbulences can be transferred into the at least one injection opening in a particularly effective manner.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Düsenkörper zwischen dem Abschnitt der Düsenkörperausnehmung und der mindestens einen Einspritzöffnung eine weitere Kante oder einen weiteren Übergangsabschnitt auf. Die Ausnehmungen und/oder Erhebungen sind im Bereich der weiteren Kante des Düsenkörpers angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die hohe Intensität der Turbulenz des Fluids unmittelbar am Fluideintritt der mindestens einen Einspritzöffnung ausgebildet werden kann und so zu besonders kleinen Fluidtröpfchen beitragen kann.In a further advantageous embodiment, the nozzle body has a further edge or a further transition section between the section of the nozzle body recess and the at least one injection opening. The recesses and / or elevations are arranged in the region of the further edge of the nozzle body. This has the advantage that the high intensity of the turbulence of the fluid can be formed directly at the fluid inlet of the at least one injection opening and thus contribute to particularly small fluid droplets.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform haben die als Mikrostrukturen ausgebildeten Ausnehmungen oder Erhebungen eine Höhe beziehungsweise Tiefe von mindestens etwa 3 μm. Mit derartig kleinen Höhen beziehungsweise Tiefen der Ausnehmungen oder Erhebungen kann insbesondere an der weiteren Kante oder an dem weiteren Übergangsabschnitt zwischen dem Abschnitt der Düsenkörperausnehmung und der mindestens einen Einspritzöffnung bereits eine hohe Intensität der Turbulenz des Fluids erreicht werden.In a further advantageous embodiment, the recesses or elevations designed as microstructures have a height or depth of at least approximately 3 μm. With such small heights or depths of the recesses or elevations, a high intensity of the turbulence of the fluid can already be achieved, in particular at the further edge or at the further transition section between the section of the nozzle body recess and the at least one injection opening.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform haben die als Mikrostrukturen ausgebildeten Ausnehmungen oder Erhebungen eine Höhe beziehungsweise Tiefe von mindestens etwa 18 μm. Derartige Höhen beziehungsweise Tiefen der Ausnehmungen oder Erhebungen ermöglichen eine hohe Intensität der Turbulenz des Fluids sowohl in dem Abschnitt der Düsenkörperausnehmung und in der mindestens einen Einspritzöffnung.In a further advantageous embodiment, the recesses or elevations designed as microstructures have a height or depth of at least approximately 18 μm. Such heights or depths of the recesses or elevations enable a high intensity of the turbulence of the fluid both in the section of the nozzle body recess and in the at least one injection opening.

Gemäß eines zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Einspritzventil mit einer Düsenbaugruppe gemäß des ersten Aspekts und einem Aktuator. Der Aktuator ist zum Einwirken auf die Düsenbaugruppe ausgebildet.According to a second aspect, the invention is characterized by an injection valve with a nozzle assembly according to the first aspect and an actuator. The actuator is designed to act on the nozzle assembly.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings.

Es zeigen:Show it:

1 ein Einspritzventil im Längsschnitt, 1 an injection valve in longitudinal section,

2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts II der 1 im Bereich einer Nadelkuppe einer Düsennadel, und 2 an enlarged view of a section II of 1 in the area of a needle tip of a nozzle needle, and

3 eine vergrößerte Darstellung von Ausbildungsformen von Ausnehmungen oder Erhebungen. 3 an enlarged view of embodiments of recesses or surveys.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction or function are provided across the figures with the same reference numerals.

1 zeigt ein Einspritzventil mit einer Düsenbaugruppe 10 und einen Aktuator 11. Der Aktuator 11 wirkt funktional mit der Düsenbaugruppe 10 zusammen. 1 shows an injection valve with a nozzle assembly 10 and an actuator 11 , The actuator 11 acts functionally with the nozzle assembly 10 together.

Die Düsenbaugruppe 10 hat einen Düsenkörper 12, der Aktuator 11 weist einem Injektorkörper 13 auf. Der Düsenkörper 12 ist mittels einer Düsenspannmutter 34 mit dem Injektorkörper 13 fest gekoppelt. Der Düsenkörper 12 und der Injektorkörper 13 bilden so ein gemeinsames Gehäuse des Einspritzventils.The nozzle assembly 10 has a nozzle body 12 , the actuator 11 has an injector body 13 on. The nozzle body 12 is by means of a nozzle retaining nut 34 with the injector body 13 firmly coupled. The nozzle body 12 and the injector body 13 thus form a common housing of the injection valve.

Der Düsenkörper 12 hat eine Düsenkörperausnehmung 14 mit einer Wand 16. In der Düsenkörperausnehmung 14 ist eine Düsennadel 18 mit einer Zentralachse Z angeordnet, die zusammen mit dem Düsenkörper 12 die Düsenbaugruppe 10 bildet. Die Düsennadel 18 hat an einem Ende eine Nadelkuppe 20.The nozzle body 12 has a nozzle body recess 14 with a wall 16 , In the nozzle body recess 14 is a nozzle needle 18 arranged with a central axis Z, which together with the nozzle body 12 the nozzle assembly 10 forms. The nozzle needle 18 has a needle point at one end 20 ,

Die Düsennadel 18 ist in einem Bereich der Düsenkörperausnehmung 14 geführt. Sie ist ferner mittels einer Düsenfeder 22 so vorgespannt, dass sie einen Fluidfluss durch eine in dem Düsenkörper 12 angeordnete Einspritzöffnung 24 verhindert, wenn keine weiteren Kräfte auf die Düsennadel 16 einwirken. The nozzle needle 18 is in a region of the nozzle body recess 14 guided. It is also by means of a nozzle spring 22 biased so that they flow fluid through one in the nozzle body 12 arranged injection port 24 prevents if no further forces on the nozzle needle 16 act.

Der Injektorkörper 13 hat eine Ausnehmung, in der ein Stellantrieb 38 angeordnet ist. Der Stellantrieb 38 ist als Hubstellantrieb ausgebildet und ist vorzugsweise ein Piezoaktuator, der einen Stapel piezoelektrischer Elemente umfasst. Der Piezoaktuator ändert seine axiale Ausdehnung abhängig von einem angelegten Spannungssignal. Der Stellantrieb kann jedoch auch als ein anderer dem Fachmann für diesen Zweck bekannter und als geeignet bekannter Stellantrieb, beispielsweise als ein elektromagnetischer Stellantrieb ausgebildet sein. Der Stellantrieb 38 wirkt über einen Übertrager auf die Düsennadel 18 ein, so dass diese eine axiale Bewegung ausführen kann.The injector body 13 has a recess in which an actuator 38 is arranged. The actuator 38 is designed as a stroke actuator and is preferably a piezoelectric actuator comprising a stack of piezoelectric elements. The piezoactuator changes its axial extent depending on an applied voltage signal. However, the actuator can also be designed as another known to those skilled in the art for this purpose and known as suitable actuator, for example as an electromagnetic actuator. The actuator 38 acts on the nozzle needle via a transformer 18 so that it can perform an axial movement.

Die Düsenfeder 22 stützt sich einerseits auf einem Topfboden eines mit dem Stellantrieb 38 mechanisch gekoppelten topfförmigen Körpers ab. Die Düsenfeder 22 liegt andererseits auf einer Stirnfläche der Düsennadel 18 auf. Sie ist entsprechend vorgespannt und übt so auf die Düsennadel 18 eine in Schließrichtung wirkende Kraft aus.The nozzle spring 22 on the one hand rests on a pot bottom one with the actuator 38 mechanically coupled cup-shaped body. The nozzle spring 22 on the other hand lies on an end face of the nozzle needle 18 on. It is pretensioned and thus exercises on the nozzle needle 18 a force acting in the closing direction.

Bei Betätigung des Stellantriebs 38 wird die Düsennadel 18 in axialer Richtung von ihrer Schließposition in ihre Offenposition bewegt, in der sie den Fluidfluss durch die Einspritzöffnungen 24 freigibt.When actuating the actuator 38 becomes the nozzle needle 18 moved in the axial direction from its closed position to its open position, in which they control the flow of fluid through the injection openings 24 releases.

In die Düsennadel 18 sind Bohrungen 44 eingebracht, welche die Düsennadel 18 von ihrer dem Topfboden des topfförmigen Körpers zugewandten Seite in einem Abschnitt zumindest entlang eines Teils ihrer axialen Erstreckung durchdringen. In einem weiteren Abschnitt sind die Bohrungen 44 radial nach außen gerichtet. Das Fluid, insbesondere der Kraftstoff, kann durch die Bohrungen 44 gelangen und strömt weiter durch einen Zwischenraum zwischen der Düsennadel 18 und dem Düsenkörper 12 zu den Einspritzöffnungen 24.In the nozzle needle 18 are holes 44 introduced, which the nozzle needle 18 penetrate from its side facing the bottom of the pot-shaped body side in a section at least along part of its axial extent. In another section are the holes 44 directed radially outwards. The fluid, in particular the fuel, can through the holes 44 pass and continues to flow through a gap between the nozzle needle 18 and the nozzle body 12 to the injection openings 24 ,

2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts II der 1 im Bereich der Nadelkuppe 20 und des Düsenkörpers 12. 2 shows an enlarged view of a section II of 1 in the area of the needle point 20 and the nozzle body 12 ,

An der Wand 16 der Düsenkörperausnehmung 14 hat der Düsenkörper 12 einen Dichtsitz 50, der kegelmantelförmig ausgebildet ist. Die Düsennadel 18 hat im Bereich der Nadelkuppe 20 einen Sitzbereich 52. Der Sitzbereich 52 der Nadelkuppe 20 wirkt mit dem Dichtsitz 50 des Düsenkörpers 12 so zusammen, dass die Düsennadel 18 in einer Schließposition einen Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung 24 verhindert und in einer Offenposition einen Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung 24 freigibt. In dem Düsenkörper 12 sind vorzugsweise mehrere Einspritzöffnungen 24 ausgebildet, die einen Einspritzlochkreis formen können.On the wall 16 the nozzle body recess 14 has the nozzle body 12 a sealing seat 50 , which is formed cone-shaped. The nozzle needle 18 has in the area of the needle point 20 a seating area 52 , The seating area 52 the needle point 20 works with the sealing seat 50 of the nozzle body 12 so together, that the nozzle needle 18 in a closed position, a fluid flow through the at least one injection port 24 prevents and in an open position, a fluid flow through the at least one injection port 24 releases. In the nozzle body 12 are preferably a plurality of injection openings 24 formed, which can form an injection hole circle.

Stromabwärts des Dichtsitzes 50 ist ein Abschnitt 56 der Düsenkörperausnehmung 14 ausgebildet. Der Abschnitt 56 der Düsenkörperausnehmung 14 ist vorzugsweise als Sackloch ausgebildet. Der Abschnitt 56 der Düsenkörperausnehmung 14 ist mit den Einspritzöffnungen 24 hydraulisch gekoppelt. Auf diese Weise ist es möglich, dass Fluid aus dem Zwischenraum zwischen der Nadelkuppe 20 und dem Düsenkörper 12 in den Abschnitt 56 der Düsenkörperausnehmung 14 und schließlich weiter zu den Einspritzöffnungen 24 gelangen kann.Downstream of the sealing seat 50 is a section 56 the nozzle body recess 14 educated. The section 56 the nozzle body recess 14 is preferably designed as a blind hole. The section 56 the nozzle body recess 14 is with the injection openings 24 hydraulically coupled. In this way it is possible for fluid to escape from the space between the needle tip 20 and the nozzle body 12 in the section 56 the nozzle body recess 14 and finally on to the injection ports 24 can get.

Der Abschnitt 56 der Düsenkörperausnehmung 14 hat eine Wand 58, die ein Teil der Wand 16 der Düsenkörperausnehmung 14 ist.The section 56 the nozzle body recess 14 has a wall 58 that are part of the wall 16 the nozzle body recess 14 is.

Des Weiteren haben die Einspritzöffnungen 24 Wände 60.Furthermore, the injection openings 24 walls 60 ,

Zwischen dem vorzugsweise als Sackloch ausgebildeten Abschnitt 56 und weiteren Abschnitten der Düsenkörperausnehmung 14, die insbesondere zwischen der Nadelkuppe 20 und dem Düsenkörper 12 ausgebildet sind, weist der Düsenkörper 12 eine Kante oder einen Übergangsabschnitt 62 auf.Between the preferably formed as a blind hole section 56 and other portions of the nozzle body recess 14 especially between the needle point 20 and the nozzle body 12 are formed, the nozzle body 12 an edge or transition section 62 on.

Zwischen dem Abschnitt 56 der Düsenkörperausnehmung 14 und den Einspritzöffnungen 24 weist der Düsenkörper 12 weitere Kanten oder weitere Übergangsabschnitte 64 auf. Vorzugsweise ist jede der weiteren Kanten oder weiteren Übergangsabschnitte 64 einer der Einspritzöffnungen 24 zugeordnet.Between the section 56 the nozzle body recess 14 and the injection ports 24 has the nozzle body 12 further edges or further transition sections 64 on. Preferably, each of the further edges or further transition sections 64 one of the injection openings 24 assigned.

An der Wand 58 des Abschnitts 56 der Düsenkörperausnehmung 14 sind als Mikrostrukturen ausgebildete Ausnehmungen und Erhebungen 66 ausgebildet. Die Ausnehmungen und Erhebungen 66 an der Wand 58 des Abschnitts 56 haben vorzugsweise eine Höhe beziehungsweise Tiefe von mindestens cirka 18 μm. Mit einer derartigen Höhe beziehungsweise Tiefe der Ausnehmungen und Erhebungen 66 kann innerhalb des Abschnitts 56 der Düsenkörperausnehmung 14 eine hohe Intensität der Turbulenz des Fluids erreicht werden. Diese Turbulenz des Fluids kann dazu führen, dass stromabwärts der Einspritzöffnungen 24 ein Spraybild mit einer vorteilhaften räumlichen Verteilung und kleinen Fluidtröpfchen vorliegt.On the wall 58 of the section 56 the nozzle body recess 14 are formed as microstructures recesses and elevations 66 educated. The recesses and elevations 66 on the wall 58 of the section 56 preferably have a height or depth of at least about 18 microns. With such a height or depth of the recesses and elevations 66 can within the section 56 the nozzle body recess 14 a high intensity of the turbulence of the fluid can be achieved. This turbulence of the fluid can cause it to flow downstream of the injection ports 24 There is a spray image with an advantageous spatial distribution and small fluid droplets.

Weiter weist die Wand 58 des Abschnitts 56 der Düsenkörperausnehmung 14 weitere Ausnehmungen und Erhebungen 68 auf, die an der Kante 62 des Düsenkörpers 12 angeordnet sind. Die Ausnehmungen und Erhebungen 68 haben vorzugsweise eine Höhe beziehungsweise Tiefe von mindestens etwa 18 μm. Damit kann in dem Abschnitt 56 der Düsenkörperausnehmung 14 eine hohe Intensität der Turbulenz des Fluids in der mindestens einen Einspritzöffnung 24 hergestellt werden. Damit kann am Austritt der Einspritzöffnungen 24 eine gute Verteilung der Tröpfchen des Fluids und ein Spraybild mit einer vorteilhaften räumlichen Verteilung erreicht werden.Next points the wall 58 of the section 56 the nozzle body recess 14 further recesses and elevations 68 on, on the edge 62 of the nozzle body 12 are arranged. The Recesses and elevations 68 preferably have a height or depth of at least about 18 microns. This can be done in the section 56 the nozzle body recess 14 a high intensity of the turbulence of the fluid in the at least one injection port 24 getting produced. This can be done at the outlet of the injection openings 24 a good distribution of the droplets of the fluid and a spray pattern can be achieved with a favorable spatial distribution.

Die Wand 58 des Abschnitts 56 der Düsenkörperausnehmung 14 weist weitere Ausnehmungen und Erhebungen 70 auf, die an der weiteren Kante oder an dem weiteren Übergangsabschnitt 64 zwischen dem als Sackloch ausgebildeten Abschnitt 56 der Düsenkörperausnehmung 14 und den Einspritzöffnungen 24 angeordnet sind. Die als Mikrostrukturen ausgebildeten Ausnehmungen und Erhebungen 70 haben vorzugsweise eine Höhe beziehungsweise Tiefe von mindestens etwa 3 μm. Damit kann am Eintritt zu den Einspritzöffnungen 24 und weiter in den Einspritzöffnungen 24 eine hohe Intensität der Turbulenz des Fluids erreicht werden.The wall 58 of the section 56 the nozzle body recess 14 has further recesses and elevations 70 on, at the further edge or at the further transition section 64 between the formed as a blind hole section 56 the nozzle body recess 14 and the injection ports 24 are arranged. The formed as microstructures recesses and elevations 70 preferably have a height or depth of at least about 3 microns. This can be done at the entrance to the injection openings 24 and further in the injection openings 24 a high intensity of the turbulence of the fluid can be achieved.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind weitere Ausnehmungen und Erhebungen 72 auf der Nadelkuppe 20 ausgebildet. Die als Mikrostrukturen ausgebildeten Ausnehmungen und Erhebungen 72 haben vorzugsweise eine Höhe beziehungsweise Tiefe von mindestens etwa 18 μm, um so eine hohe Intensität der Turbulenz in dem Abschnitt 56 der Düsenkörperausnehmung 14 und in der Folge in den Einspritzöffnungen 24 zu erreichen. Damit können sehr kleine Tröpfchengrößen am Austritt des Fluids an den Einspritzöffnungen 24 erreicht werden.In a further preferred embodiment, further recesses and elevations 72 on the needle point 20 educated. The formed as microstructures recesses and elevations 72 preferably have a height or depth of at least about 18 microns, so as to have a high intensity of turbulence in the section 56 the nozzle body recess 14 and subsequently in the injection ports 24 to reach. This allows very small droplet sizes at the outlet of the fluid at the injection openings 24 be achieved.

Weitere Ausnehmungen und Erhebungen 74 sind vorzugsweise in der Wand 60 der Einspritzöffnung 24 angeordnet und als Mikrostrukturen ausgebildet. Die Ausnehmungen und Erhebungen 74 haben vorzugsweise eine Höhe beziehungsweise Tiefe von mindestens etwa 3 μm, um so eine hohe Intensität der Turbulenz des Fluids in den Einspritzöffnungen 24 zu erreichen.Further recesses and elevations 74 are preferably in the wall 60 the injection port 24 arranged and formed as microstructures. The recesses and elevations 74 preferably have a height or depth of at least about 3 microns, so as to have a high intensity of turbulence of the fluid in the injection openings 24 to reach.

Die Ausnehmungen und Erhebungen 66, 68, 70, 72, 74 weisen vorzugsweise eine reguläre Form auf.The recesses and elevations 66 . 68 . 70 . 72 . 74 preferably have a regular shape.

Die Ausnehmungen und Erhebungen 66, 68, 70, 72, 74 sind vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung der Ausnehmungen und Erhebungen (3).The recesses and elevations 66 . 68 . 70 . 72 . 74 are preferably annular. This allows easy production of the recesses and elevations ( 3 ).

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Ausnehmungen und Erhebungen 66, 68, 70, 72, 74 zickzackförmig ausgebildet. Damit kann eine besonders hohe Intensität der Turbulenz des Fluids in den Einspritzöffnungen 24 erreicht werden (3).In a further preferred embodiment, the recesses and elevations 66 . 68 . 70 . 72 . 74 formed zigzag. This can be a particularly high intensity of turbulence of the fluid in the injection openings 24 be achieved ( 3 ).

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Ausnehmungen und Erhebungen 66, 68, 70, 72, 74 eine irreguläre Form auf.In a further preferred embodiment, the recesses and elevations 66 . 68 . 70 . 72 . 74 an irregular shape.

Die als Mikrostrukturen ausgebildeten Ausnehmungen und Erhebungen 66, 68, 70, 72, 74 sind in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform als Oberflächenrauhigkeit ausgebildet.The formed as microstructures recesses and elevations 66 . 68 . 70 . 72 . 74 are formed in a further preferred embodiment as a surface roughness.

Die als Mikrostrukturen ausgebildeten Ausnehmungen und Erhebungen 66, 68, 70, 72, 74 ermöglichen eine geeignete Ausbildung der Oberflächenrauhigkeit der Nadelkuppe 20 beziehungsweise der Wand 16 der Düsenkörperausnehmung 14 beziehungsweise der Wand 60 der Einspritzöffnung 24. Damit kann Strömungsenergie des Fluids in Wirbel einer turbulenten Strömung übertragen werden, um so die Ausbildung kleiner Tröpfchen des Fluids am Austritt der Einspritzöffnungen 24 zu erreichen.The formed as microstructures recesses and elevations 66 . 68 . 70 . 72 . 74 allow a suitable formation of the surface roughness of the Nadelkuppe 20 or the wall 16 the nozzle body recess 14 or the wall 60 the injection port 24 , Thus, flow energy of the fluid can be transmitted in vortices of a turbulent flow, so as to form small droplets of the fluid at the exit of the injection openings 24 to reach.

Des Weiteren Damit kann die Länge des Spraykegels klein und die Breite des Spraykegels groß ausgebildet werden.Furthermore, the length of the spray cone can be made small and the width of the spray cone large.

Des Weiteren kann durch die als Mikrostrukturen ausgebildeten Ausnehmungen und Erhebungen 70, 74 eine Kavitation in den Einspritzöffnungen 24 erreicht werden. Dies ermöglicht insbesondere im Fall des Einsatzes des Einspritzventils in einer Brennkraftmaschine eine hohe Qualität der Verbrennung des Kraftstoffs. Insbesondere bei einem Einsatz von mehreren Einspritzöffnungen 24 kann dies zu einer Verbesserung eines geschichteten Verbrennungsbetriebs in einem Zylinder der Brennkraftmaschine führen.Furthermore, can be formed by the microstructures formed as recesses and elevations 70 . 74 a cavitation in the injection openings 24 be achieved. This makes possible, especially in the case of the use of the injection valve in an internal combustion engine, a high quality of combustion of the fuel. Especially when using several injection openings 24 This may lead to an improvement of a stratified combustion operation in a cylinder of the internal combustion engine.

Die Herstellung einer vorgegebenen Oberflächenrauhigkeit der Nadelkuppe 20 beziehungsweise der Wand 16 der Düsenkörperausnehmung 14 beziehungsweise der Wand 60 der Einspritzöffnung 24 kann insbesondere während des Herstellungsprozesses der Düsennadel 18 beziehungsweise des Düsenkörpers 12 durch einen Sinterprozess realisiert werden. Dies bedeutet eine sehr kostengünstige Lösung der Ausbildung der Ausnehmungen und Erhebungen in der Nadelkuppe 20 beziehungsweise in den Wänden 16, 58, 60 des Düsenkörpers 12.The production of a predetermined surface roughness of the Nadelkuppe 20 or the wall 16 the nozzle body recess 14 or the wall 60 the injection port 24 especially during the manufacturing process of the nozzle needle 18 or the nozzle body 12 be realized by a sintering process. This means a very cost-effective solution of the formation of the recesses and elevations in the Nadelkuppe 20 or in the walls 16 . 58 . 60 of the nozzle body 12 ,

Durch das Herbeiführen einer Kavitation in den Einspritzöffnungen 24 können Rückstände, die sich während der Verbrennung eines Kraftstoffs an den Wänden 60 der Einspritzöffnungen 24 ablagern können, in einfacher Weise beseitigt werden.By causing cavitation in the injection openings 24 can cause residue that builds up while burning a fuel on the walls 60 injection ports 24 can be disposed of in a simple manner.

Durch das Auftreten einer vorgegebenen Intensität der Turbulenz des Fluids kann kinetische Energie vom Hauptstrom des Fluids in die Wirbel des Fluids übertragen werden. Damit kann die Turbulenz des Fluids am Austritt der Einspritzöffnungen 24 hoch werden. So kann eine sehr gute Tröpfchenbildung des Fluids erreicht werden. Auf diese Weise kann die Länge des Spraystrahls gering und die Breite des Spraykegels groß sein.By the occurrence of a given intensity of turbulence of the fluid, kinetic energy can be transferred from the main flow of the fluid to the vortex of the fluid. Thus, the turbulence of the fluid at the outlet of the injection openings 24 get high. Thus, a very good droplet formation of the fluid can be achieved. In this way, the length of the spray jet can be small and the width of the spray cone large.

Eine Ausbildung der Ausnehmungen und Erhebungen 66, 68, 72, mit einer Höhe beziehungsweise Tiefe von mindestens etwa 18 μm kann im Falle eines Einsatzes des Einspritzventils in einer Brennkraftmaschine generell zu einer sehr hohen Intensität der Turbulenz des Fluids in den Einspritzöffnungen 24 führen. Im Bereich der weiteren Kante oder des weiteren Übergangsbereichs 64 des Düsenkörpers 12 und in den Wänden 60 der Einspritzöffnungen 24 kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn die als Mikrostrukturen ausgebildeten Ausnehmungen und Erhebungen 70, 74 eine Höhe beziehungsweise Tiefe von mindestens etwa 3 μm aufweisen. Aufgrund der in der Regel geringen Durchmesser der Einspritzöffnungen 24 ist auch für derart kleine Höhen und Tiefen der Ausnehmungen und Erhebungen 70, 74 eine hohe Intensität der Turbulenz des Fluids in den Einspritzöffnungen 24 erreichbar.An education of the recesses and elevations 66 . 68 . 72 , with a height or depth of at least about 18 microns in the case of use of the injection valve in an internal combustion engine generally to a very high intensity of the turbulence of the fluid in the injection openings 24 to lead. In the area of the further edge or of the further transition area 64 of the nozzle body 12 and in the walls 60 injection ports 24 It may be particularly advantageous if the recesses formed as microstructures and elevations 70 . 74 have a height or depth of at least about 3 microns. Due to the usually small diameter of the injection openings 24 is also for such small ups and downs of the recesses and elevations 70 . 74 a high intensity of turbulence of the fluid in the injection ports 24 reachable.

Generell lässt sich mit den als Mikrostrukturen ausgebildeten Ausnehmungen und Erhebungen 66, 68, 70, 72, 74 eine sehr hohe Intensität der Turbulenz des Fluids in den Einspritzöffnungen 24 und eine kleine Tröpfchengröße und ein gut ausgebildetes Spraybild des Fluids am Austritt der Einspritzöffnungen 24 erreichen. Dabei kann ein hoher Massenstrom des Fluids und eine hohe Stabilität des Massenstroms des Fluids erreicht werden.In general, it is possible to use the recesses and elevations designed as microstructures 66 . 68 . 70 . 72 . 74 a very high intensity of turbulence of the fluid in the injection ports 24 and a small droplet size and a well-formed spray image of the fluid at the exit of the injection ports 24 to reach. In this case, a high mass flow of the fluid and a high stability of the mass flow of the fluid can be achieved.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist es möglich, die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele miteinander zu kombinieren, so dass auch derartige Anordnungen von der Erfindung umfasst sind.The invention is not limited to the specified embodiments. In particular, it is possible to combine the features of different embodiments with each other, so that such arrangements are included in the invention.

Claims

Nozzle assembly ( 10 ) for an injection valve, with - a nozzle body ( 12 ), in which a nozzle body recess ( 14 ) and at least one injection opening ( 24 ), wherein the nozzle body recess ( 14 ) is hydraulically coupled to a high pressure circuit of a fluid and the injection port ( 24 ) with the nozzle body recess ( 14 ) is hydraulically coupled, and - at least one in the Düsenkörperausnehmung ( 14 ) axially movably arranged nozzle needle ( 18 ) with a central axis (Z) and a Nadelkuppe ( 20 ), the needle tip ( 20 ) in such a way with a wall ( 16 ) of the nozzle body recess ( 14 ) cooperates, that the nozzle needle ( 18 ) in a closed position a fluid flow through the at least one injection opening ( 24 ) and in an open position, a fluid flow through the at least one injection port ( 24 ), at least on the Nadelkuppe ( 20 ) and / or in the wall ( 16 ) of the nozzle body ( 12 ) and / or in a wall ( 60 ) of the at least one injection opening ( 24 ) formed as microstructures recesses and / or surveys ( 66 . 68 . 70 . 72 . 74 ) are arranged such that by means of the recesses and / or the surveys ( 66 . 68 . 70 . 72 . 74 ) a predetermined intensity of the turbulence of the fluid in the at least one injection port ( 24 ) is producible.

Nozzle assembly ( 10 ) according to claim 1, wherein the recesses and / or elevations ( 66 . 68 . 70 . 72 . 74 ) are annular.

Nozzle assembly ( 10 ) according to claim 1 or 2, wherein the recesses and / or elevations ( 66 . 68 . 70 . 72 . 74 ) have a zigzag-shaped structure.

Nozzle assembly ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the recesses and / or elevations ( 66 . 68 . 70 . 72 . 74 ) Parts of a given surface roughness of the Nadelkuppe ( 20 ) and / or the wall ( 16 ) of the nozzle body recess ( 14 ) and / or the wall ( 60 ) of the at least one injection opening ( 24 ) are.

Nozzle assembly ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein on the wall ( 16 ) of the nozzle body recess ( 14 ) a sealing seat ( 50 ) and on the Nadelkuppe ( 20 ) a seating area ( 52 ), and the seating area ( 52 ) with the sealing seat ( 50 ) cooperates such that the nozzle needle ( 18 ) in the closed position, the fluid flow through the at least one injection port ( 24 ) prevents and in the open position, the fluid flow through the at least one injection port ( 24 ), and downstream of the sealing seat ( 50 ) a section ( 56 ) of the nozzle body recess ( 14 ) is formed, which with the at least one injection opening ( 24 ) is hydraulically coupled, and the recesses and / or elevations ( 66 . 68 . 70 ) on a wall ( 58 ) of the section ( 56 ) of the nozzle body recess ( 14 ) are arranged.

Nozzle assembly ( 10 ) according to claim 5, wherein the section ( 56 ) of the nozzle body recess ( 14 ) is formed as a blind hole, and the nozzle body ( 12 ) between the section formed as a blind hole ( 56 ) and other sections of the nozzle body recess ( 14 ) an edge or a transition section ( 62 ), and the recesses and / or elevations ( 68 ) in the region of the edge or of the transition section ( 62 ) of the nozzle body ( 12 ) are arranged.

Nozzle assembly ( 10 ) according to claim 5 or 6, wherein the nozzle body ( 12 ) between the section ( 56 ) of the nozzle body recess ( 14 ) and the at least one injection opening ( 24 ) another edge or another transition section ( 64 ), and the recesses and / or elevations ( 70 ) in the region of the further edge or of the further transitional section ( 64 ) of the nozzle body ( 12 ) are arranged.

Nozzle assembly ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the cavities formed as microstructures and / or elevations ( 66 . 68 . 70 . 72 . 74 ) have a height or depth of at least about 3 μm.

Nozzle assembly ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the cavities formed as microstructures and / or elevations ( 66 . 68 . 72 ) have a height or depth of at least about 18 μm.

Injector with a nozzle assembly ( 10 ) according to one of the preceding claims and an actuator ( 11 ), wherein the actuator ( 11 ) for acting on the nozzle assembly ( 10 ) is trained.