DE3013007C2 - Einspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Einspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Einspritzventil bekannt (DE-OS 17 51 802), bei dem eine zylindrische Drallkammer vorgesehen ist, die jedoch den Nachteil mit sich bringt, daß insbesondere bei kleinen Einspritzmengen die Verweildauer des Kraftstoffes in der Drallkammer aufgrund der relativ geschlossenen Form der Kammer mit ihrer stark eingezogenen Spritzöffnung zu lang ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungs­ gemäßen Einspritzventil die Verweildauer des Kraftstoffes in der Drallkammer zu verringern und sicherzustellen, daß auch bei sehr kurzen Einspritzimpulsen der Kraftstoff jedes Einspritzimpulses gut aufbereitet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß aufgrund der von den Kraftstoffzuführbohrungen ab konisch zur Spritzöffnung hin verlaufenden Drallkammerwand der Einspritzkraftstoff wegen der ihm hierdurch aufgezwungenen axialen Geschwindigkeitskomponente relativ schnell der Spritzöffnung zustrebt, wo er über die Abreißkante unter guter Vermischung mit der Umgebungsluft austritt. Außerdem kann mit einem niedrigeren Kraft­ stoffdruck gearbeitet werden.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten allgemeiner Art bekannt (CH-PS 276 970) mit einer kreiszylinder­ förmigen Drallkammer, in die horizontal Drallkanäle münden und die unter Zwischenschaltung eines Übergangs mit einer starken, nach außen gerichteten Krümmung in eine eine Abreißkante bildende Spritzöffnung ausläuft. In der kreiszylinderförmigen Drallkammer wird dabei jedoch der Flüssigkeitstransport in axialer Richtung verzögert, was nach­ teilig für die Verweildauer der Flüssigkeit in einer Drallkammer ist, die speziell zu Einspritzzwecken in einem Kraftstoffeinspritzventil ausgebildet ist. Die starke Krümmung zur Spritzöffnungsseite hin führt außerdem in nachteiliger Weise zu einer überwiegend radialen Geschwindigkeitskomponente in der Flüssigkeit.

Bekannt ist ebenfalls ein Einspritzventil (DE-AS 11 11 454), bei dem eine konische Austrittskammer die aus einzelnen vertikalen Bohrungen austretenden einzelnen Kraftstoffstrahlen abschirmend umschließt. Hier findet jedoch keine Drallbildung innerhalb der Austrittskammer im Zusammenhang mit der Kraftstoffeinspritzung statt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung lassen sich den Unter­ ansprüchen entnehmen. So hat sich als besonders günstig eine Neigung der Drallkammerwandung von insbesondere 10° erwiesen (Anspruch 2). Außerdem ist eine spezielle Abstimmung der axialen Drallkammer­ erstreckung gemäß Anspruch 3 geeignet, die Verweildauer des Kraft­ stoffs in der Drallkammer weiter zu steuern.

Kraftstoffzuführbohrungen gemäß dem Anspruch 4 als Zumeßbohrungen auszubilden, ist für sich bereits aus der DE-AS 11 11 454 und eine tangentiale Einmündung der Kraftstoffzuführbohrungen in die Drall­ kammer gemäß Anspruch 5 aus der DE-OS 17 51 802 bekannt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Einspitzventil mit einer erfindungsgemäßen Drallkam­ mer und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Das in Fig. 1 beispielsweise dargestellte Einspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage dient zur Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere mit nie­ derem Druck in das Saugrohr von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Dabei ist mit 1 ein Ventilgehäuse bezeichnet, in dem auf einem Spulen­ träger 2 eine Magnetspule 3 angeordnet ist. Die Magnet­ spule 3 hat eine Stromzuführung über einen elektrischen Steckanschluß 4, der in einen axial auf das Ventilge­ häuse 1 aufgesetzten Kunststoffring 5 eingebettet ist. In das dem elektrischen Steckanschluß 4 zugewandte Ende des Ventilgehäuses 1 ist eine Verschlußplatte 7 einge­ legt, die durch Bördelung und Verlöten oder Verschweißen das Ventilgehäuse an diesem Ende abdichtet. An dem dem elektrischen Steckanschluß 4 abgewandten Ende des Kraftstoffeinspritzventils ist mit dem Ventilge­ häuse 1 ein Düsenträger 8 dichtend verbördelt, in dem ein Ventilsitzkörper 9 angeordnet ist.

Auf einem Absatz 11 im Innern des Düsenträgers 8 liegt ein Ring 13 auf und darauf eine Restluftscheibe 14, die infolge der sich durch die Bördelung des Düsenträgers 8 am Ventilgehäuse 1 ergebenden Druckkraft eingespannt werden. Die aus nichtmagnetischem Federwerkstoff, bei­ spielsweise eine Kobalt-Nickel-Chrom-Legierung, gefer­ tigte Restluftscheibe 14 erstreckt sich zumindest teil­ weise radial über einen dem elektrischen Steckanschluß 4 abgewandten Boden 15 des Ventilgehäuses 1 und verhindert ein magnetisches Kleben eines Flachankers 17 am Boden 15. Als bewegliches Ventilteil dient eine Kugel 16, die mit dem Flachanker 17 fest verbunden ist und mit einem ko­ nisch verlaufenden feststehenden Ventilsitz 18 im Ventilsitz­ körper 9 zusammenwirkt. Die Kraftstoffzufuhr, beispiels­ weise Benzin, erfolgt über einen zentralen Kraftstoffzu­ flußstutzen 21, der gleichzeitig als Kern dient und auf dem der Spulenträger 2 angeordnet ist. In der Zuflußboh­ rung 22 des Kraftstoffzuflußstutzens ist ein Rohreinsatz 23 eingesetzt, an dem sich einerseits eine Schließfeder 24 abstützt, die andererseits am Flachanker 17 anliegt und in nicht erregtem Zustand des Magnetteiles 3, 15 die Ku­ gel 16 den Ventilsitz 18 des Ventilsitzkörpers 9 drückt und dabei das Ventil schließt. Der über den Kraftstoffzu­ flußstutzen 21 in das Einspritzventil strömende Kraftstoff gelangt über Durchbrüche 25 im Flachanker 17 zu dem eigentlichen aus Ventilsitz 9, 18 und Kugel 16 gebildeten Ventil und kann von dort am Außenumfang des Flachankers 17 vorbei, z. B. über Aussparungen 27 in der Restluftscheibe 14 und über Öffnungen 28 im Boden 15 des Ventilgehäuses 1 in einen zwischen Magnetspule 3 und Ventilgehäuse 1 gebildeten Spulenraum 29 gelangen, der über einen Kraftstoffabflußstutzen 31 mit einer nicht dargestellten Kraftstoffrückströmleitung in Verbindung steht.

Aus der Restluftscheibe 14 ist eine Federzunge 35 heraus­ geschnitten, die an ihrem aus der Federzungeneinspannung 36 am Ventilgehäuse 1 herausragenden Ende an der dem fest­ stehenden Ventilsitz 18 abgewandten Seite 32 des Flachankers 17 am Flachanker 17 befestigt ist, beispielsweise ver­ schweißt oder verlötet. Der Flachanker kann somit eine Schwenkbewegung um die Federzungeneinspannung 36 am Ge­ häuse 1 ausführen. Die Federzunge 35 muß nicht zwangsläu­ fig aus der Restluftscheibe 14 geformt sein, sondern sie kann auch als gesondertes Element aus Federblech ausge­ bildet und gehäusefest eingespannt sein. Durch die ein­ seitige Fixierung des Flachankers 17 durch die Federzunge 35 ist gewährleistet, daß der Flachanker 17 nur eine Schwenkbewegung ausschließlich um die Federzungeneinspan­ nung 36 macht.

In erregtem Zustand wird der Flachanker 17 durch die Mag­ netspule 3 angezogen und die Kugel 16 öffnet einen Durch­ strömquerschnitt gegenüber dem Ventilsitz 18, über den Kraftstoff in eine im Ventilsitzkörper 9 vorgesehene Boh­ rung 38 gelangen kann.

Zusammen mit dem Ventilsitzkörper 9 ist im Düsenträger 8 ein Drallkörper 39 eingespannt, der mit einem Ansatz 40 in eine Ausnehmung 41 des Ventilsitzkörpers eingesetzt ist und, wie in Fig. 2 beispielsweise dargestellt, derart gestaltet ist, daß Kraftstoff von der Bohrung 38 in zwi­ schen der Wandung der Ausnehmung 41 und Abflachungen 42 (Fig. 2) des Ansatzes 40 gebildete Zwischenräume 43 gelangen kann. Von jedem Zwischenraum 43 kann je eine horizontal ver­ laufende Kraftstoffzuführbohrung 44 abzweigen, im dar­ gestellten Ausführungsbeispiel sind es vier Kraftstoff­ zuführbohrungen 44, die insbesondere tangential in eine im Drallkörper 39 ausgebildete Drallkammer 45 münden. Die Kraftstoffzuführbohrungen 44 sind als Drosselbohrungen ausgebildet und dienen zur Kraftstoffzumessung. Die Drallkammer 45 ist sich in Strömungsrichtung konisch erweiternd ausgebildet, so daß auf den in die Drallkammer 45 einströmenden Kraftstoff an der Wandung der Drallkammer 45 eine axiale Geschwindigkeitskomponente wirkt, die dazu führt, daß auch bei sehr kurzen aufeinanderfolgenden Einspritzimpulsen der zugemessene Kraftstoff die Drallkammer bereits aufbereitet über eine Spritzöffnung am Ende der Drallkammer verlassen hat, bevor die durch den nächstfolgenden Einspritzimpuls bewirkte zugemessene Kraftstoffmenge in die Drallkammer 45 eintritt, was insbesondere dann der Fall ist, wenn auch die axiale Feststellung der Drallkammer entsprechend abgestimmt ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß für jeden durch den Einspritzimpuls bewirkten Einspritzvorgang die gleichen Ausgangsbedingungen gegeben sind. Der sich an der Wandung der Drallkammer 45 bildende rotierende Kraftstoffilm reißt am Ende der Drallkammer 45 an einer die Spritzöffnung bildenden sogenannten Abreißkante 46 ab und tritt kegelförmig in das Saugrohr ein. Die Wandung der Drallkammer 45 verläuft unter einem Winkel zur Ventilachse geneigt, der kleiner als ca. 20° ist, insbesondere ca. 10°.

Claims (5)

1. Einspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem beweglichen, entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung öffnenden Ventilteil, das mit einem feststehenden Ventilsitz zusammenwirkt, sowie mit stromabwärts vom Ventilsitz horizontal verlaufenden Kraftstoffzuführbohrungen, die zur Erzeugung eines Dralls im einzuspritzenden Kraftstoff in einer Drallkammer münden, aus welcher der Einspritzkraftstoff über eine Spritzöffnung austritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkammer (45) sich vom Mündungsbereich der Kraftstoffzuführbohrungen (44) ab in Kraftstoffströmungsrichtung konisch erweiternd in die eine Abreißkante (46) bildende Spritzöffnung ausläuft.

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Drallkammer (45) unter einem Winkel zur Ventilachse geneigt verläuft, der kleiner ist als 20° und insbesondere 10° beträgt.

3. Einspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkammer (45) eine derartige axiale Erstreckung vom Mündungsbereich der Kraftstoffzuführbohrungen (44), ab bis zur Spritzöffnung aufweist, daß der in der Drallkammer (45) aufbereitete Kraftstoff eines Einspritzimpulses diese bereits verlassen hat, bevor der Kraftstoff des nachfolgenden Einspritzimpulses in die Drallkammer (45) eintritt.

4. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzuführbohrungen (44) zugleich als Zumeßbohrungen ausgebildet sind.

5. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzuführbohrungen (44) tangential in die Drallkammer (45) einmünden.