DE19522284B4

DE19522284B4 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE19522284B4
Application number: DE19522284A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl.-Ing. Reiter (Ba); Christian Dr. Preussner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2015-06-21
Also published as: BR9602823A; DE19522284A1; US5823444A; CN1138664A; JP3811217B2; RU2151320C1; KR100420748B1; CN1080378C; KR970001933A; JPH0914088A

Abstract

Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse (1), mit einem Ventilsitzkörper (16) und einer stromabwärts des Ventilsitzkörpers (16) angeordneten Spritzlochscheibe (21), in der wenigstens ein Abspritzloch (25) vorgesehen ist, wobei stromabwärts der Spritzlochscheibe (21) eine Spaltscheibe (40) mit einem zu einer Ventillängsachse (2) konzentrisch verlaufenden Zentralloch (41) angeordnet ist und zwischen der Spritzlochscheibe (21) und der Spaltscheibe (40) wenigstens eine Ausnehmung (47, 50) vorgesehen ist, die auf den aus dem wenigstens einen Abspritzloch (25) austretenden Brennstoff eine Kapillarwirkung in radialer Richtung nach außen ausübt, wobei die wenigstens eine Ausnehmung (47, 50) zum Zentralloch (41) hin offen ist und sich radial nach außen erstreckend von der Spaltscheibe (40) überdeckt wird.
dadurch gekennzeichnet,
dass in einer konzentrisch zur Ventillängsachse (2) ausgebildeten Längsöffnung (3) des Ventilgehäuses (1) der Ventilsitzkörper (16), die Spritzlochscheibe (21) und die Spaltscheibe (40) angeordnet sind und
dass an der Spritzlochscheibe (21) eine Kapillarscheibe (48) und daran die...

Description

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Brennstoffeinspritzventil bekannt ( DE 40 26 721 A1 ), bei dem nach dem Schließen des Brennstoffeinspritzventiles in einem sogenannten Totraumvolumen zwischen Ventilschließkörper, Ventilsitzfläche und Spritzlochscheibe ein geringer Brennstoffrest verbleibt, aus dem in aller Regel nur die bei niedrigen Temperaturen siedenden Bestandteile verdampfen, während die erst bei höheren Temperaturen siedenden Bestandteile des Brennstoffes zurückbleiben und somit nachteilig während der Betriebszeit des Brennstoffeinspritzventiles nach einer Reihe von Betriebs- und Abstellphasen der Brennkraftmaschine zu Ablagerungen in dem Bereich des wenigstens einen Abspritzloches führen, wodurch sich die eingespritzte Brennstoffmenge in unerwünschter Weise verringert und damit das der Brennkraftmaschine zugeführte Brennstoff-Luft-Gemisch zu mager wird. Dadurch verschlechtert sich das Laufverhalten der Brennkraftmaschine. Es ist deshalb bereits bei einem anderen Brennstoffeinspritzventil bekannt ( DE 39 27 390 A1 ), an dem Abspritzende des Brennstoffeinspritzventiles eine Schutzkappe anzuordnen und an der Schutzkappe in unmittelbarer Nähe des wenigstens einen Abspritzloches wenigstens eine Ausnehmung vorzusehen, die auf den aus dem wenigstens einen Abspritzloch austretenden Brennstoff eine Kapillarwirkung ausübt, so daß nach dem Schließen des Brennstoffeinspritzventiles eventuell an dem wenigstens einen Abspritzloch vorhandener Brennstoff in die wenigstens eine Ausnehmung gezogen wird und durch Verdampfung verbleibende Ablagerungen nur in der wenigstens einen Ausnehmung zurückbleiben.

Aus der DE 40 19 752 A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen bekannt, das ein Ventilgehäuse in Form eines Düsenkörpers besitzt, an dem eine Ventilsitzfläche ausgebildet ist, mit der ein Ventilschließabschnitt einer axial bewegbaren Ventilnadel zusammenwirkt. Am stromabwärtigen Ende des Düsenkörpers ist eine Spritzlochscheibe, in der mehrere Abspritzlöcher vorgesehen sind, angeordnet. Auf das Ventilende ist eine topfförmige Schutzkappe aufgesetzt, die wenigstens einen radial nach außen erstreckenden Spalt zwischen sich und der Spritzlochscheibe bildet, wobei dieser Spalt eine Kapillarwirkung auf den Brennstoff ausübt, so dass die Abspritzlöcher frei von Ablagerungen bleiben. Die Schutzkappe weist wenigstens drei aus ihrem Boden herausgeformte und mit einem vorbestimmten axialen Abstand in Richtung zur Spritzlochscheibe herausragende Erhebungen auf, mit denen die Schutzkappe an der Spritzlochscheibe anliegt. So wird ein definierter axialer Spalt auf einfache Art und Weise ausgebildet.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch bei einer Anordnung der Spritzlochscheibe in der Längsöffnung des Ventilgehäuses eine Bildung von Ablagerungen an dem wenigstens einen Abspritzloch und damit eine ungewollte Abmagerung des Brennstoff-Luft-Gemisches vermieden wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventiles möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, zwischen der Spritzlochscheibe und der Spaltscheibe eine Kapillarscheibe vorzusehen, in der die wenigstens eine Ausnehmung ausgebildet ist, wodurch die Kontur der Ausnehmung auf einfache Art und Weise herstellbar ist und sich das Volumen der Ausnehmung auf die erforderliche Größe begrenzen läßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematisch in Teildarstellung gezeigten Brennstoffeinspritzventiles, 2 eine Draufsicht auf eine Kapillarscheibe.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der 1 ist ein Beispiel eines sonst bereits bekannten Brennstoffeinspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen teilweise dargestellt, das als erstes Ausführungsbeispiel erfindungsgemäß ausgebildet ist. Das Brennstoffeinspritzventil hat ein rohrförmiges Ventilgehäuse 1, in dem konzentrisch zu einer Ventillängsachse 2 eine Längsöffnung 3 ausgebildet ist. In der Längsöffnung 3 ist eine z. B. rohrförmige Ventilnadel 5 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen Ende 6 mit einem kugelförmigen Ventilschließkörper 7, an dessen Umfang beispielsweise fünf kreisförmige Abflachungen 8 vorgesehen sind, verbunden ist.

Die Betätigung des Brennstoffeinspritzventils erfolgt in bekannter Weise beispielsweise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 5 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder bzw. Schließen des Brennstoffeinspritzventils dient ein elektromagnetischer Kreis mit einer nicht dargestellten Magnetspule, einem Anker und einem Kern. Der Anker ist mit dem dem Ventilschließkörper 7 abgewandten Ende der Ventilnadel 5 verbunden und auf den Kern ausgerichtet.

Zur Führung des Ventilschließkörpers 7 während der Axialbewegung dient eine Führungsöffnung 15 eines Ventilsitzkörpers 16. Der zylinderförmige Ventilsitzkörper 16 ist in die konzentrisch zur Ventillängsachse 2 verlaufende Längsöffnung 3 am abspritzseitigen Ende des Ventilgehäuses 1 eingeschoben. Der Umfang des Ventilsitzkörpers 16 weist einen geringfügig kleineren Durchmesser auf als die Längsöffnung 3 des Ventilgehäuses 1. An einer, dem Ventilschließkörper 7 abgewandten, unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 liegt mit einer oberen Stirnseite 19 ein Bodenteil 20 einer z. B. topfförmig ausgebildeten Spritzlochscheibe 21 an und ist konzentrisch und fest mit diesem verbunden. In seinem zentralen Bereich 24 weist das Bodenteil 20 der Spritzlochscheibe 21 wenigstens ein Abspritzloch 25, beispielsweise vier durch Erodieren oder Stanzen ausgeformte Abspritzlöcher 25 auf.

An das Bodenteil 20 der topfförmigen Spritzlochscheibe 21 schließt sich ein umlaufender Halterand 26 an, der sich in axialer Richtung dem Ventilsitzkörper 16 abgewandt erstreckt und bis zu seinem Ende 27 hin konisch nach außen gebogen ist. Da der Umfangsdurchmesser des Ventilsitzkörpers 16 kleiner als der Durchmesser der Längsöffnung 3 des Ventilgehäuses 1 ist, liegt nur zwischen der Längsöffnung 3 und dem leicht konisch nach außen gebogenen Halterand 26 der Spritzlochscheibe 21 eine radiale Pressung vor.

Die Einschubtiefe des aus Ventilsitzkörper 16 und topfförmiger Spritzlochscheibe 21 bestehenden Ventilsitzteils in die Längsöffnung 3 bestimmt den axialen Hub der Ventilnadel 5, da die eine Endstellung der Ventilnadel 5 bei nicht erregter Magnetspule durch die Anlage des Ventilschließkörpers 7 an einer Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 16 festgelegt ist. Die andere Endstellung der Ventilnadel 5 wird bei erregter Magnetspule beispielsweise durch die Anlage des mit der Ventilnadel 5 verbundenen Ankers an dem Kern des elektromagnetischen Kreises festgelegt. Der Weg zwischen diesen beiden Endstellungen der Ventilnadel 5 stellt somit den Hub dar.

An seinem Ende 27 ist der Halterand 26 der Spritzlochscheibe 21 mit der Wandung der Längsöffnung 3 dicht und fest verbunden. Hierfür ist zwischen dem Ende 27 des Halterandes 26 und der Wandung der Längsöffnung 3 eine umlaufende Schweißnaht 30 vorgesehen. Außerhalb des zentralen Bereiches 24 ist mit einer weiteren umlaufenden Schweißnaht 31 das Bodenteil 20 dicht mit dem Ventilsitzkörper 16 verbunden.

Der kugelförmige Ventilschließkörper 7 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 16 zusammen, die in axialer Richtung zwischen der Führungsöffnung 15 und einer Ausströmöffnung 32 in der unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 ausgebildet ist. Zur exakten Führung des Ventilschließkörpers 7 und damit der Ventilnadel 5 während der Axialbewegung ist der Durchmesser der Führungsöffnung 15 so ausgebildet, daß der kugelförmige Ventilschließkörper 7 außerhalb seiner Abflachungen 8 die Führungsöffnung 15 mit geringem radialen Abstand durchragt.

Die im zentralen Bereich 24 der Spritzlochscheibe 21 liegenden Abspritzlöcher 25 werden von der Ausströmöffnung 32 überdeckt. Zwischen dem Ventilschließkörper 7, der oberen Stirnseite 19 des Bodenteils 20 und der Wandung der Ventilsitzfläche 29 sowie der Ausströmöffnung 32 wird ein Sammelraum 37 gebildet, in den bei von der Ventilsitzfläche 29 abgehobenem Ventilschließkörper 7 der Brennstoff zunächst gelangt, bevor er durch die Abspritzlöcher 25 zugemessen und in eine Luftansaugleitung der Brennkraftmaschine abgespritzt wird. In diesem Sammelraum 37 verbleibt auch nach dem Schließen des Brennstoffeinspritzventiles eine gewisse kleine Brennstoffmenge zurück. Es ist deshalb das Bestreben, dieses durch den Sammelraum 37 gebildete sogenannte Totraumvolumen so klein wie möglich zu gestalten, um die Menge des darin nach dem Schließen des Brennstoffeinspritzventiles enthaltenen Brennstoffes so gering wie möglich zu halten. Ein Nachteil des nach dem Schließen des Brennstoffeinspritzventiles in dem Sammelraum 37 enthaltenen Brennstoffes besteht darin, daß nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine infolge der vom Motorraum her erfolgenden Erwärmung der Brennstoff zumindest teilweise verdampft. In aller Regel erfolgt jedoch nur eine Verdampfung der bei niederen Temperaturen verdampfenden Bestandteile des Brennstoffes, während die bei höheren Temperaturen verdampfenden Bestandteile des Brennstoffes zurückbleiben und zu Ablagerungen in den Abspritzlöchern 25 führen. Ablagerungen in den Abspritzlöchern 25 haben jedoch zur Folge, daß bei gleichbleibender Öffnungszeit des Brennstoffeinspritzventiles eine geringere Brennstoffmenge in die Luftansaugleitung abgespritzt wird, wodurch das Brennstoff-Luft-Gemisch abgemagert wird und sich das Laufverhalten der Brennkraftmaschine in ungünstiger Weise ändert.

Stromabwärts der Spritzlochscheibe 21 ist in der Längsöffnung 3 des Ventilgehäuses 1 eine Spaltscheibe 40 angeordnet, die ein zur Ventillängsachse 2 konzentrisch verlaufendes Zentralloch 41 hat, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Ausströmöffnung 32. Die Spaltscheibe 40 ist beispielsweise ebenfalls topfförmig ausgestaltet und hat einen konisch nach außen verlaufenden Spaltscheibenhalterand 42, der von der Spritzlochscheibe 21 weg verlaufend gerichtet ist. Der Spaltscheibenhalterand 42 hat an seinem freien Ende 43 einen größeren Durchmesser als die Längsöffnung 3, so daß die Spaltscheibe 40 in die Längsöffnung 3 eingepreßt ist und das freie Ende 43 mit einer radialen Spannung an der Wandung der Längsöffnung 3 anliegt. Zusätzlich besteht eine weitere Möglichkeit der Befestigung der Spaltscheibe 40 in der Längsöffnung 3 darin, daß das freie Ende 43 mittels einer Verschweißung 44, die umlaufend oder als einzelne Schweißpunkte ausgebildet sein kann, in der Längsöffnung 3 befestigt ist. Zwischen einem Spaltscheibenboden 45 der Spaltscheibe 40 und dem Bodenteil 20 der Spritzlochscheibe 21 ist dabei ein axialer Abstand parallel zur Ventillängsachse 2 von etwa 0,5 bis 1 mm vorgesehen, so daß zwischen dem Bodenteil 20 und dem Spaltscheibenboden 45 eine Ausnehmung 47 gebildet wird, die in axialer Erstreckung eine sehr geringe Ausdehnung von nur etwa 0,5 bis 1 mm hat. Kommt es nun nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine in dem Sammelraum 37 zu einem Ausdampfen von Brennstoff und zu einem Übertritt von Brennstoff aus dem Sammelraum 37 in die Abspritzlöcher 25, so wirkt die Ausnehmung 47 auf den an den Abspritzlöchern 25 vorhandenen Brennstoff wie eine Kapillare und zieht diesen Brennstoff von den Abspritzlöchern 25 weg radial nach außen in die Ausnehmung 47 hinein. Diese Ausbildung der Ausnehmung 47 als einen zwischen der Spritzlochscheibe 21 und der Spaltscheibe 40 gebildeten ringförmigen Kapillarspalt stellt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ebenfalls in der 1 und zusätzlich in 2 dargestellt. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in die Längsöffnung 3 zwischen die Spritzlochscheibe 21 und die Spaltscheibe 40 eine Kapillarscheibe 48 eingesetzt, die mit ihrer oberen Seite an dem Bodenteil 20 der Spritzlochscheibe 21 und mit ihrer unteren Seite an dem Spaltscheibenboden 45 der Spaltscheibe 40 anliegt. Die Kapillarscheibe 48 ist beispielsweise aus Kunststoff oder Gummi hergestellt. In der 2 ist die Kapillarscheibe 48 in einer Draufsicht gezeigt. Insbesondere in 2 ist zu erkennen, daß die Kapillarscheibe 48 mit einem sternförmigen Durchbruch 49 versehen ist, mit sich strahlenförmig in radialer Richtung erstreckenden Schlitzen 50. Die Schlitze 50 haben beispielsweise in Umfangsrichtung einen gleichen Abstand zueinander und sind zu den Abspritzlöchern 25 und dem Zentralloch 41 der Spaltscheibe 40 hin offen. Dabei sind die Schlitze 50 beispielsweise in ihrer lichten Weite quer zur Ventillängsachse 2 so ausgebildet, daß sie sich in Richtung zum Umfang der Kapillarscheibe 48 hin verjüngen oder erweitern. Die lichte Weite der Schlitze 50 in Umfangsrichtung ist dabei klein gegenüber dem Durchmesser des Zentrallochs 41 der Spaltscheibe 40. Durch die Anordnung der Kapillarscheibe 48 läßt sich das zur Erzielung der Kapillarwirkung gewünschte Kapillarvolumen zwischen der Spritzlochscheibe 21 und der Spaltscheibe 40 auf einfache Art und Weise optimieren.

Claims

Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse (1), mit einem Ventilsitzkörper (16) und einer stromabwärts des Ventilsitzkörpers (16) angeordneten Spritzlochscheibe (21), in der wenigstens ein Abspritzloch (25) vorgesehen ist, wobei stromabwärts der Spritzlochscheibe (21) eine Spaltscheibe (40) mit einem zu einer Ventillängsachse (2) konzentrisch verlaufenden Zentralloch (41) angeordnet ist und zwischen der Spritzlochscheibe (21) und der Spaltscheibe (40) wenigstens eine Ausnehmung (47, 50) vorgesehen ist, die auf den aus dem wenigstens einen Abspritzloch (25) austretenden Brennstoff eine Kapillarwirkung in radialer Richtung nach außen ausübt, wobei die wenigstens eine Ausnehmung (47, 50) zum Zentralloch (41) hin offen ist und sich radial nach außen erstreckend von der Spaltscheibe (40) überdeckt wird. dadurch gekennzeichnet, dass in einer konzentrisch zur Ventillängsachse (2) ausgebildeten Längsöffnung (3) des Ventilgehäuses (1) der Ventilsitzkörper (16), die Spritzlochscheibe (21) und die Spaltscheibe (40) angeordnet sind und dass an der Spritzlochscheibe (21) eine Kapillarscheibe (48) und daran die Spaltscheibe (40) anliegt und in der Kapillarscheibe (48) die wenigstens eine zum Zentralloch (41) hin offene Ausnehmung (47, 50) ausgebildet ist, wobei die wenigstens eine Ausnehmung (47, 50) schlitzförmig oder sternförmig ausgebildet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarscheibe (48) aus Kunststoff besteht.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltscheibe (40) topfförmig ausgebildet ist.