DE10002718A1

DE10002718A1 - Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE10002718A1
Application number: DE10002718A
Authority: DE
Inventors: Stephan Haas; Thomas Kuegler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 2000-01-22
Publication date: 2000-12-07

Abstract

Ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem in einer Bohrung eines Ventilkörpers entgegen einer Rückstellkraft axial nach außen verschiebbaren Ventilglied, das an seinem brennraumseitigen Ende einen aus der Bohrung ragenden, ein Ventilschließglied bildenden Schließkopf aufweist, der auf seiner dem Ventilkörper zugewandten Seite eine Ventildichtfläche aufweist, mit der er mit einer an der brennraumseitigen Stirnseite des Ventilkörpers angeordneten Ventilsitzfläche zusammenwirkt, und mit wenigstens einer von einem Druckraum ausgehenden Einspritzöffnung am Schließkopf, deren Austrittsöffnung in Schließstellung des Ventilglieds vom Ventilkörper abgedeckt und beim nach außen gerichteten Öffnungshub freigegeben wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ventilglied eine mit einem Niederdruckraum verbundene Leitung vorgesehen ist, die in Kraftstoffströmungsrichtung stromabwärts der wenigstens einen Austrittsöffnung im Bereich einer brennraumseitigen Führung in wenigstens einer bei einem Öffnungshub nicht aufsteuerbaren Öffnung im Schaft des Schließkopfs mündet.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentan spruchs 1.

Derartige Kraftstoffeinspritzventile gehen beispiels weise aus der DE 44 42 764 A1 und aus der nicht vorver öffentlichten DE 197 39 905 hervor.

Bei diesen, nach außen in den Brennraum öffnenden Kraftstoffeinspritzventilen tritt eine nicht zu verhin dernde Kraftstoffleckage an der brennraumseitigen Füh rung des Ventilglieds in den Brennraum auf, die als un kontrollierte und emissionsverschlechternde Einsprit zung wirkt. Bei höheren Einspritzdrücken tritt des wei teren ein Aufweiten des Ventilkörpers auf, wodurch sich der Leckspalt vergrößert und eine erheblich höhere Leckage auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungs gemäßes Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschi nen dahingehend weiterzubilden, daß eine Kraft stoffleckage in den Brennraum der Brennkraftmaschine weitestgehend verhindert wird. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß der Leckagestrom von der brenn raumseitigen Führung des Ventilglieds durch die in dem Ventilglied vorgesehene Leitung abgeführt wird.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Ge genstand der Unteransprüche.

So ist es beispielsweise insbesondere hinsichtlich der Herstellung besonders vorteilhaft, daß die Leitung ei nen zentralen axialen Sackkanal und mit diesem verbun dene, im wesentlichen sternförmig in Radialrichtung verlaufende Ablaufkanäle umfaßt, die in im Schaft des Schließkopfes angeordnete Öffnungen münden.

Die Öffnungen sind dabei vorteilhafterweise durch eine am äußeren Umfang des Schafts des Schließkopfes ange ordnete umlaufende Nut miteinander verbunden.

Um zu verhindern, daß beim Öffnen des Kraftstoffein spritzventils eine Verbindung des Brennraums mit dem Niederdruckraum, mit dem die Leitung verbunden ist, entstehen kann, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Ablaufbohrungen in Umfangsrichtung benachbart zu Zulaufkanälen, die zu den Einspritzöffnungen führen, einen maximal möglichen Abstand aufweisen.

Dies wird beispielsweise vorteilhafterweise dadurch realisiert, daß sowohl die Ablaufbohrungen als auch die Zulaufkanäle in Umfangs- und Radialrichtung symmetrisch und jeweils um gleiche Winkel zueinander versetzt ange ordnet sind.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraft stoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der folgenden Be schreibung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch und teilweise geschnitten den vorderen Teil eines von der Erfindung Ge brauch machenden Kraftstoffeinspritzventils unter Weglassung des Ventilhaltekörpers;

Fig. 2 eine in Fig. 1 mit II bezeichnete Detailver größerung und

Fig. 3 eine in Fig. 2 mit III-III bezeichnete Schnittdarstellung.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil, darge stellt in den Fig. 1, 2 und 3, weist einen Ventilkörper 1 auf, der mit seinem unteren freien Ende in den Brenn raum einer mit Kraftstoff zu versorgenden Brennkraftma schine ragt (nicht dargestellt). Der Ventilkörper 1 weist eine axiale Durchgangsbohrung 3 auf, in der ein kolbenförmiges Ventilglied 5 axial verschiebbar geführt ist.

Das Ventilglied 5 weist an seinem unteren brennraumsei tigen Ende einen aus der Bohrung 3 ragenden, im Quer schnitt vergrößerten Schließkopf 7 auf, der ein Ventil schließglied bildet. Dieser in Fig. 2 vergrößert darge stellte Schließkopf 7 bildet mit seiner dem Ventilkör per 1 zugewandten Ringstirnfläche eine Ventildichtflä che 9, die dabei mit einer ortsfesten Ventilsitzfläche 11 zusammenwirkt, die an der brennraumseitigen, die Bohrung 3 umgebenden Stirnfläche des Ventilkörpers 1 gebildet ist. Die einen Dichtquerschnitt ergebende Ven tildichtfläche 9 und die Ventilsitzfläche 11 sind ko nisch ausgebildet, wobei die Konuswinkel der beiden Kontaktflächen geringfügig voneinander abweichen, so daß eine definierte Dichtkante gebildet wird.

Zwischen der Wand der Bohrung 3 und dem Schaft des Ven tilglieds 5 ist ein ringförmiger Druckraum 13 gebildet, der brennraumseitig von einer eine Ringschulter 15 bil denden Durchmessererweiterung des Ventilglieds 5 an dessen Übergang in den Schließkopf 7 und andererseits durch eine Querschnittserweiterung 17 des Ventilglieds 5 auf das Maß der Bohrung 3 begrenzt ist. Dieser Druck raum 13 ist über einen (nicht dargestellten) Druckkanal mit Kraftstoff hohen Drucks befüllbar, wozu der Druck kanal in nicht näher gezeigter Weise an eine Einspritz leitung einer Einspritzpumpe angeschlossen ist. Von der den Druckraum 13 begrenzenden Ringschulter 15 führen Einspritzkanäle 21 ab, die zunächst als Längsbohrung im Schließkopf 7 des Ventilglieds 5 ausgebildet sind und von denen Steuerbohrungen abführen. Die Austrittsöff nungen 23 (Spritzlöcher) der Einspritzkanäle 21 sind dabei oberhalb der Ventildichtfläche 9 so an der Man telfläche des Schließkopfs 7 angeordnet, daß sie in Schließstellung des Einspritzventils, also bei am Ven tilsitz anliegenden Ventilglied 5 von der Wand der Boh rung 3 abgedeckt sind und erst beim nach außen gerich teten Öffnungshub des Ventilglieds 5 durch Austauchen aus der Bohrung 3 des Ventilkörpers 1 aufgesteuert wer den.

Das Ventilglied 5 weist einen axialen Sackkanal in Form einer Sackbohrung 31 auf, die an der dem Brennraum ab gewandten Seite 5a des Ventilglieds 5 offen und mit ei nem Niederdruckraum verbunden ist. Diese axiale Sack bohrung 31 kann entweder von vornherein als Sackbohrung ausgeführt sein, oder als durchgehende Bohrung, die später beispielsweise durch Stauchen am Schließkopf 7 verschlossen wird. Von der zentralen Sackbohrung 31 führen Ablaufkanäle in Form von Ablaufbohrungen 33 ab, die in im Schaft des Schließkopfes 7 angeordnete Öff nungen 35 münden. Diese Öffnungen 35 sind durch eine am äußeren Umfang des Schafts des Schließkopfs 7 des Ven tilglieds 1 angeordnete umlaufende Nut 36 miteinander verbunden. Die Öffnungen 35 und die Nut 36 sind in Strömungsrichtung vor den Spritzlöchern 23 so angeord net, daß sichergestellt ist, daß beim Öffnen des Kraft stoffeinspritzventils keine Verbindung zu den Ablauf bohrungen 33 und damit über die Sackbohrung 31 zu dem Niederdruckraum entsteht.

Die Funktion der Sackbohrung 31 und der Ablaufbohrungen 33 ist folgende:

Beim Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils durch Hoch druck weitet sich die Führung 41 geringfügig auf. Der hierdurch entstehende Leckagestrom verläuft über die Führung 41 bis zur Nut 36 und fließt dann zum größten Teil, insbesondere auch durch die unterschiedlichen Druckniveaus, über die als Ablaufbohrungen 33 ausge führten Ablaufkanäle sowie über den als Sackbohrung 31 ausgeführten Sackkanal in den Niederdruckraum, z. B. in den mit dem Kraftstofftank verbundenen Federraum, in dem sich Lecköl sammelt und in dem das dem Brennraum abgewandte Ende 5a des Ventilglieds 5 angeordnet ist. In der Führung 41 verbleibt auf diese Weise nur noch ein wenig verbrennungsschädlicher, jedoch tribologisch notwendiger Leckagerest.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem in einer Bohrung (3) eines Ventilkörpers (1) entgegen einer Rückstellkraft axial nach außen verschiebbaren Ventilglied (5), das an seinem brennraumseitigen Ende einen aus der Bohrung (3) ragenden, ein Ventilschließglied bildenden Schließkopf (7) aufweist, der auf seiner dem Ven tilkörper (1) zugewandten Seite eine Ventildicht fläche (9) aufweist, mit der er mit einer an der brennraumseitigen Stirnseite des Ventilkörpers (1) angeordneten Ventilsitzfläche (11) zusammenwirkt, und mit wenigstens einer von einem Druckraum (13) ausgehenden Einspritzöffnung (21) am Schließkopf (7), deren Austrittsöffnung (23) in Schließstel lung des Ventilglieds (5) vom Ventilkörper (1) ab gedeckt und beim nach außen gerichteten Öffnungs hub freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ventilglied (5) eine mit einem Niederdruck raum verbundene Leitung (31, 33) vorgesehen ist, die in Kraftstoffströmungsrichtung stromabwärts der wenigstens einen Austrittsöffnung (23) im Be reich einer brennraumseitigen Führung (41) in we nigstens einer bei einem Öffnungshub nicht auf steuerbaren Öffnung (35) im Schaft des Schließ kopfs (7) mündet.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung einen zentralen, axialen Sackkanal (31) und mit diesem verbundene, im wesentlichen sternförmig in Radialrichtung ver laufende Ablaufkanäle (33) umfaßt, die in im Schaft des Schließkopfs (7) angeordnete Öffnungen (35) münden.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (35) durch eine, am äußeren Umfang des Schafts des Schließkopfs (7) angeordnete umlaufende Nut (36) miteinander ver bunden sind.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufkanäle (33) in Umfangsrichtung benachbart zu Zulaufkanälen (21), die zu den Einspritzöffnungen (23) führen, einen möglichst maximalen Abstand aufweisen.

5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Ablaufkanäle (33) als auch die Zulaufkanäle (21) in Umfang- und Ra dialrichtung symmetrisch und jeweils um gleiche Winkel zueinander versetzt in dem Schließkopf (7) angeordnet sind.