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Die
Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der
Gattung des Hauptanspruchs.
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Beispielsweise
ist aus der
DE 100
55 483 A1 ein Brennstoffeinspritzventil mit einer stromaufwärts des
Dichtsitzes angeordneten Dralleinrichtung bekannt. Die Dralleinrichtung
umfaßt
Kanäle,
welche die Brennstoffströmung
mit einem tangentialen Richtungsanteil beaufschlagen und damit den
Brennstoff in Drall versetzen.
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Nachteilig
bei dem aus der obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil
ist insbesondere, daß die
Zerstäubung
des Brennstoffs nur unzureichend erfolgt, insbesondere dann, wenn in
ein Saugrohr eingespritzt wird. Insbesondere beim Einsatz des Brennstoffeinspritzventils
in Saugrohreinspritzanlagen ist der Herstellungsaufwand des Brennstoffeinspriztventils
zu hoch, da die Drallkänale in
den Ventilschließkörper eingearbeitet
sind.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, daß es
den Brennstoff besonders gut zerstäubt und bei gleichzeitig geringem
Herstellungsaufwand besonders für
Saugrohreinspritzungen geeignet ist.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen
Brennstoffeinspritzventils möglich.
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Vorteilhafterweise
weisen alle Stege und/oder alle Wände die gleiche Höhe auf.
Das Brennstoffeinspritzventil kann dadurch besonders einfach hergestellt
werden.
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Von
Vorteil ist es außerdem,
wenn die Höhe der
Stege und/oder Wände
zwischen 20 Mikrometer und 30 Mikrometer beträgt. Turbulenzen lassen sich dadurch
besonders ausgeprägt
erzeugen.
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Vorteilhafterweise
ist der Turbulenzkörper
in der Abspritzöffnung
angeordnet. Dadurch läßt sich der
Turbulenzkörper
einfach anordnen und ggf. austauschen. Dies läßt sich noch durch eine zylinderförmige Ausbildung
des Turbulenzkörpers
verbessern, wobei auch die Herstellung des Turbulenzkörpers vereinfacht
ist.
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Durch
den geradlinigen Verlauf der Wände lassen
sich die Kanäle
bzw. der Turbulenzkörper
vereinfacht herstellen.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen
schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils,
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2 eine
ausschnittsweise im Bereich des Dichtsitzes vergrößerte Darstellung
des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
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3 eine
Draufsicht einer Ausführungsform
eines Turbulenzkörpers
eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils,
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4 eine
Seitenansicht einer Ausführungsform
eines Turbulenzkörpers
eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils
und
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5 eine
vergrößerte Darstellung
eines Kanals einer Ausführungsform
des Turbulenzkörpers.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele und
Ausführungsformen
der Erfindung beispielhaft beschrieben. Übereinstimmende Bauteile sind
dabei mit übereinstimmenden
Bezugszeichen versehen.
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In
den Figuren auftretende Pfeile geben die Strömungsrichtung des Brennstoffes
wieder.
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Ein
in 1 dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 ist
in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen
von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen
ausgeführt.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere
zum Einspritzen von Brennstoff in ein nicht dargestelltes Saugrohr
einer Brennkraftmaschine.
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Das
Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2,
in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 weist
abspritzseitig einen Ventilschließkörper 4 auf, der mit
einer auf 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 einen 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 Abstand 26 voneinander getrennt und miteinander durch
ein nicht ferromagnetisches Verbindungsbauteil 29 verbunden.
Die Magnetspule 10 wird über eine elektrische 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.
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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
der Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21 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 spiralförmige
Rückstellfeder 23 ab,
welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch
eine Hülse 24 auf Vorspannung
gebracht wird.
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In
der Ventilnadelführung 14,
im Anker 20 und an einem Führungselement 36 verlaufen
Brennstoffkanäle 30, 31 und 32.
Der Brennstoff wird über eine
zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch einen Gummiring 28 gegen eine
nicht weiter dargestellte Brennstoffverteilerleitung und durch eine
Dichtung 37 gegen ein nicht weiter dargestelltes Saugrohr
abgedichtet.
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An
der abspritzseitigen Seite des Ankers 20 ist ein ringförmiges Dämpfungselement 33,
welches aus einem Elastomerwerkstoff besteht, angeordnet. Es liegt
auf einem zweiten Flansch 34 auf, welcher über eine
Schweißnaht 35 stoffschlüssig mit
der Ventilnadel 3 verbunden ist.
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Im
Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von
der Rückstellfeder 23 entgegen
seiner Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4 an
der Ventilsitzfläche 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 ersten Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls
in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung
stehende Ventilschließkörper 4 hebt von
der Ventilsitzfläche 6 ab,
und der druckbehaftet zugeführte
Brennstoff wird durch die Abspritzöffnung 7 in das nicht
dargestellte Saugrohr abgespritzt.
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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
Verbindung stehende erste 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.
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In
der im Ausführungsbeispiel
im Ventilsitzkörper 5 zentriert
zur Verlängerung
der Mittelachse der Ventilnadel 3 angeordneten Abspritzöffnung 7 ist ein
im Ausführungsbeispiel zylinderförmiger Turbulenzkörper 38 radial
passgenau angeordnet. Das abspritzseitige Ende des Turbulenzkörpers 38 liegt
dabei auf gleicher Höhe
wie die dem nicht dargestellten Saugrohr zugewiesene abspritzseitige
Fläche
des Ventilsitzkörpers 5,
wobei es in anderen Ausführungsbeispielen über diese
Fläche
hinausstehen kann. Der Turbulenzkörper 38 ist beispielsweise kraft-
und/oder stoffschlüssig
mit dem Ventilsitzkörper 5 verbunden,
wobei er beispielsweise eingepresst, eingeschrumpft und/oder angeschweißt ist.
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2 zeigt
eine ausschnittsweise im Bereich des Dichtsitzes vergrößerte Darstellung
des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.
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3 zeigt
eine schematische dargestellte Draufsicht, 4 zeigt
eine schematisch dargestellte Seitenansicht und 5 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
eines Kanals 39 einer Ausführungsform des Turbulenzkörpers 38 des
erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1.
Alle drei Figuren werden im Folgenden zusammengefaßt beschrieben.
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Gleichmäßig über den
Umfang des in der Draufsicht kreisrunden Turbulenzkörpers 38 verteilte Stege 40 begrenzen
parallel zur Längsachse
des Turbulenzkörpers 38 verlaufende
Kanäle 39.
Die Kanäle 39 weisen
im Ausführungsbeispiel
somit alle die gleiche Breite auf. In den Kanälen 39 des zylinderförmigen Turbulenzkörpers 38 ist
im Ausführungsbeispiel
jeweils eine geradlinig verlaufende Wand 42 angeordnet,
welche schräg
zu den Stegen 40 verläuft. Die
Höhe der
Wände 42 und
der Stege 40 betragen einheitlich beispielsweise 30 Mikrometer.
Zwischen den Wänden 42 sind
jeweils beispielsweise zwei Lücken 41 vorhanden,
die die Wände 42 in
gleichmäßigen Abständen unterbrechen.
Die Wände 42 teilen die
Kanäle 39 in
jeweils einen sich in Strömungsrichtung
des Brennstoffs verjüngenden
ersten Teilkanal 43 und einen sich in Strömungsrichtung
aufweitenden zweiten Teilkanal 44 auf.
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Da
der zuströmseitige
Eintrittsquerschnitt des ersten Teilkanals 43 größer ist
als der des zweiten Teilkanals 44 und sich gleichzeitig
verjüngt, herrscht
auf der Seite des ersten Teilkanals 43 ein größerer Brennstoffdruck
als auf der Seite des zweiten Teilkanals 44. Infolge dessen
strömt
Brennstoff vom ersten Teilkanal 43 durch die Lücken 41 in
den zweiten Teilkanal 44, mit der Folge, daß sich die durch
die Lücken 41 tretenden
Brennstoffteilströme mit
dem im zweiten Teilkanal 44 herrschenden Brennstoffstrom
turbulent vermischen. Die durch die Lücken 41 als Strömungs-Jets
tretenden Brennstoffteilströme
sind scharf gebündelte
Brennstoffströmungen,
welche als Freistrahl in ein brennstoffbefülltes Umfeld eindringen. Der
Strömungs-Jet
soll eine möglichst
stark von der Richtung der Strömung
im zweiten Teilkanal 44 abweichende Strömungsrichtung aufweisen, wobei
der Strömungsimpuls
des Strömungs-Jets
deutlich größer sein
soll als der Strömungsimpuls
der Strömung
im zweiten Teilkanal 44.
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Der
turbulente Impulsaustausch in der Durchmischungszone gibt der aus
dem Turbulenzkörper 38 austretenden
Strömung
eine feinskalige, starke Turbulenz, wodurch der austretende Brennstoffstrahl
an seiner freien Oberfläche
zu feinskaligen Schwingungen angeregt wird und in entsprechend kleine
Tröpfchen
zerfällt.
Die Lücken 41 können so ausgebildet
sein, daß ein
quer zur Richtung der Strömung
des zweiten Teilkanals 44 verlaufender Strömungs-Jet
erzeugt wird. In weiteren Ausführungsbeispielen
können
die Lücken 41 auch
so ausgebildet sein, daß die
Strömungs-Jets
auch einen gegen die im zweiten Teilkanal 44 herrschende
Strömungsrichtung
gerichteten Richtungsanteil aufweisen.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist die Summe der Eintrittsquerschnitte von erstem und zweitem Teilkanal 43 und 44 gleich
der Summe der Austrittsquerschnitte von erstem und zweitem Teilkanal 43 und 44. Erfindungsgemäß ist beim
ersten Teilkanal 43 der Austrittsquerschnitt kleiner als
der Eintrittsquerschnitt und beim zweiten Teilkanal 44 der
Eintrittsquerschnitt kleiner als der Austrittsquerschnitt.
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Die
Stege 40 und/oder Wände 42 können beispielsweise
durch Laserstrukturieren und/oder Mikroprägen hergestellt werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So
können
beispielsweise mehrere Wände 42 in
einem Kanal 39 angeordnet sein oder mehr als zwei Lücken 41 eine Wand 42 unterbrechen.
Gegenüber
den dargestellten Ausführungsbeispielen
sind modifizierte Ausführungsformen
möglich.
Beispielsweise kann der Turbulenzkörper 38 kegelförmig oder
plattenförmig
ausgebildet sein. Entsprechend ist dann die Aufnahmebohrung der
Abspritzöffnung 7 angepaßt. Bei
scheibenförmigem
Turbulenzkörper 38 stehen
die Wände 42 von
der Scheibenoberfläche
ab und werden durch eine ebene Fläche anstelle einer Bohrung
abgedeckt. Ein ebener Turbulenzkörper 38 kann
wegen seiner planaren Bauweise auch mikrogalvanisch in mehreren
strukturierten Galvaniklagen hergestellte werden. Bei kegelförmigen oder
scheibenförmigen Turbulenzkörpern 38 wird
die überströmte Oberfläche gleichmäßig in Umfangsrichtung
in einzelne Kanäle 39 unterteilt,
indem die von der Eintrittseite bis zur Austrittsseite geradlinig
verlaufenden Wände 42 radial
ausgerichtet sind. Die Kanalbreite nimmt also folglich zur Austrittsseite
hin zu.
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Die
Merkmale der Ausführungsbeispiele
und Ausführungsformen
können
in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.