Die
Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der
Gattung des Hauptanspruchs.The
The invention is based on a fuel injection valve after
Genus of the main claim.
Aus
der DE 199 51 014
A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen
von Brennkraftmaschinen bekannt, welches eine Magnetspule, eine
mit der Magnetspule in Wirkverbindung stehende und in einer Schließrichtung
von einer Rückstellfeder
beaufschlagte Ventilnadel zur Betätigung eines Ventilschließkörpers, der
zusammen mit einer an einem Ventilsitzkörper ausgebildeten Ventilsitzfläche einen
Dichtsitz bildet, und Abspritzöffnungen
umfasst, die stromabwärts
der Ventilsitzfläche
in dem Ventilsitzkörper
ausgebildet sind. Der wenigstens eine Abspritzöffnung aufweisende Ventilsitzkörper weist
zumindest im Mündungsbereich
der Abspritzöffnung
an seiner stromabwärtigen Stirnfläche eine
Beschichtung auf, die Verkokungen in diesem Bereich verhindert.
Die Beschichtung umgibt dabei den Mündungsbereich der wenigstens
einen Abspritzöffnung
vollständig
und ragt auch teilweise noch in die Abspritzöffnung hinein.From the DE 199 51 014 A1 A fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines is already known which comprises a magnetic coil, a valve needle operatively connected to the solenoid and acted upon in a closing direction by a return spring for actuation of a valve closing body which forms a sealing seat together with a valve seat surface formed on a valve seat body, and ejection openings includes, which are formed downstream of the valve seat surface in the valve seat body. The valve seat body having at least one injection orifice has a coating at its downstream end face, at least in the mouth region of the injection orifice, which prevents coking in this region. The coating completely surrounds the mouth region of the at least one spray-discharge opening and also partially protrudes into the spray-discharge opening.
Nachteilig
an dem aus der oben genannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil
ist insbesondere, dass dieser beschichtete, dem Brennraum zugewandte
Stirnflächenbereich
des Brennstoffeinspritzventils besonders hohen thermischen Belastungen
ausgesetzt ist und die Qualität
der Beschichtung im Langzeitbetrieb des Einspritzventils nachlässt, wobei
die gewünschte
Antihaftwirkung bezüglich
Verbrennungsrückständen ganz
verloren gehen kann. In der Folge können durch die Ablagerung von
Verkokungsrückständen die
Funktionsfähigkeit des
Brennstoffeinspritzventils stark eingeschränkt und das Emissionsverhalten
verschlechtert sein.adversely
on the fuel injection valve known from the above document
is in particular that this coated, facing the combustion chamber
End face region
the fuel injector particularly high thermal loads
is exposed and the quality
the coating deteriorates in the long-term operation of the injection valve, wherein
the desired
Non-stick effect re
Combustion residues completely
can get lost. In consequence, by the deposition of
Coking residues the
Functioning of the
Fuel injection valve severely limited and the emission behavior
be worse.
Vorteile der
ErfindungAdvantages of
invention
Das
erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, dass eine besonders hohe und langlebige Funktionsfähigkeit
des Brennstoffeinspritzventils durch Vermeidung von Belag- bzw.
Ablagerungsbildung am stromabwärtigen
Ende des Brennstoffeinspritzventils gewährleistet ist.The
Fuel injection valve according to the invention
with the characterizing features of the main claim has the
Advantage that a particularly high and durable functioning
of the fuel injection valve by avoiding coating or
Deposit formation at the downstream
End of the fuel injection valve is ensured.
Die
sich durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen
ergebende deutliche Verringerung der Gefahr von Ablagerungen im
Totvolumen stromabwärts der
Ventilsitzfläche
bietet neben der Reduzierung der Partikel in diesem Volumen den
Vorteil, dass die Toleranzanforderungen an die Maßhaltigkeit
der Ventilnadel, des Ventilsitzelements und des eingeschlossenen
Volumens gegenüber
bekannten Brennstoffeinspritzventilen deutlich gelockert werden
können. Feinbearbeitungsprozesse
der vorgenannten Bauteile können
reduziert werden oder ganz entfallen. Außerdem erhöht sich der Freiheitsgrad zur
Anordnung der Austrittsöffnungen
im Ventilsitzelement in vorteilhafter Weise wesentlich.The
itself through the inventive measures
resulting significant reduction in the risk of deposits in the
Dead volume downstream of the
Valve seat
In addition to reducing the particles in this volume, it also offers
Advantage that the tolerance requirements for dimensional accuracy
the valve needle, the valve seat member and the enclosed
Volume opposite
known fuel injection valves are significantly loosened
can. Finishing Processes
the aforementioned components can
be reduced or eliminated altogether. In addition, the degree of freedom increases
Arrangement of the outlet openings
in the valve seat member in an advantageous manner substantially.
Erfindungsgemäß werden
diese positiven Aspekte dadurch erreicht, dass an wenigstens einer der
das Volumen begrenzenden Stirnflächen
eine Beschichtung als Antihaftschicht zur Vermeidung von Ablagerungen
im Totvolumen im Inneren des Brennstoffeinspritzventils aufgebracht
ist.According to the invention
These positive aspects are achieved in that at least one of
the volume limiting faces
a coating as an anti-adhesion layer to prevent deposits
applied in the dead volume in the interior of the fuel injection valve
is.
Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By
in the subclaims
listed
activities
are advantageous developments and improvements of the main claim
specified fuel injector possible.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 einen
schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten
Brennstoffeinspritzventils in einer Gesamtansicht, 2 einen
schematischen Schnitt durch den abspritzseitigen Teil eines zweiten
Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils, 3 eine
vergrößerte Darstellung des
Sitz- und Abspritzbereichs als Ausschnitt aus 2, 4 ein
drittes Ausführungsbeispiel
in einer Darstellung gemäß 3 und 5 ein
viertes Ausführungsbeispiel
in einer Darstellung gemäß 3.Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it 1 3 shows a schematic section through a first exemplary embodiment of a fuel injection valve designed according to the invention in an overall view, 2 a schematic section through the discharge-side part of a second embodiment of the fuel injection valve according to the invention, 3 an enlarged view of the seat and Abspritzbereichs as a section 2 . 4 a third embodiment in a representation according to 3 and 5 a fourth embodiment in a representation according to 3 ,
Beschreibung
der Ausführungsbeispieledescription
the embodiments
Das
in der 1 beispielsweise als ein Ausführungsbeispiel dargestellte
elektromagnetisch betätigbare
Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen
von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen
hat einen von einer Magnetspule 1 zumindest teilweise umgebenen,
als Innenpol eines Magnetkreises dienenden, rohrförmigen, weitgehend
hohlzylindrischen Kern 2. Das Brennstoffeinspritzventil
eignet sich besonders als Hochdruckeinspritzventil zum direkten
Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine. Ein
beispielsweise gestufter Spulenkörper 3 aus Kunststoff
nimmt eine Bewicklung der Magnetspule 1 auf und ermöglicht in
Verbindung mit dem Kern 2 und einem ringförmigen,
nichtmagnetischen, von der Magnetspule 1 teilweise umgebenen
Zwischenteil 4 mit einem L-förmigen Querschnitt einen besonders
kompakten und kurzen Aufbau des Einspritzventils im Bereich der
Magnetspule 1.That in the 1 For example, an electromagnetically operable valve in the form of an injector for fuel injection systems of spark-ignition internal combustion engines shown as one embodiment has one of a solenoid coil 1 at least partially surrounded, serving as the inner pole of a magnetic circuit, tubular, largely hollow cylindrical core 2 , The fuel injection valve is particularly suitable as a high-pressure injection valve for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. An example, stepped bobbin 3 made of plastic takes a winding of the solenoid 1 on and allows in conjunction with the core 2 and an annular, nonmagnetic, magnetic coil 1 partially surrounded intermediate part 4 with an L-shaped cross-section a particularly com compact and short design of the injector in the field of solenoid coil 1 ,
In
dem Kern 2 ist eine durchgängige Längsöffnung 7 vorgesehen,
die sich entlang einer Ventillängsachse 8 erstreckt.
Der Kern 2 des Magnetkreises dient auch als Brennstoffeinlassstutzen,
wobei die Längsöffnung 7 einen
Brennstoffzufuhrkanal darstellt. Mit dem Kern 2 oberhalb
der Magnetspule 1 fest verbunden ist ein äußeres metallenes
(z. B. ferritisches) Gehäuseteil 14,
das als Außenpol
bzw. äußeres Leitelement
den Magnetkreis schließt
und die Magnetspule 1 zumindest in Umfangsrichtung vollständig umgibt.
In der Längsöffnung 7 des
Kerns 2 ist zulaufseitig ein Brennstofffilter 15 vorgesehen,
der für die
Herausfiltrierung solcher Brennstoffbestandteile sorgt, die aufgrund
ihrer Größe im Einspritzventil
Verstopfungen oder Beschädigungen
verursachen könnten.
Der Brennstofffilter 15 ist z. B. durch Einpressen im Kern 2 fixiert.In the core 2 is a continuous longitudinal opening 7 provided, extending along a valve longitudinal axis 8th extends. The core 2 the magnetic circuit also serves as a fuel inlet nozzle, wherein the longitudinal opening 7 represents a fuel supply channel. With the core 2 above the magnetic coil 1 firmly connected is an outer metal (eg ferritic) housing part 14 , which closes the magnetic circuit as outer pole or outer guide element and the magnetic coil 1 completely surrounds at least in the circumferential direction. In the longitudinal opening 7 of the core 2 is a fuel filter on the inlet side 15 provided, which provides for the filtering out of such fuel components that could cause blockages or damage due to their size in the injector. The fuel filter 15 is z. B. by pressing in the core 2 fixed.
Der
Kern 2 bildet mit dem Gehäuseteil 14 das zulaufseitige
Ende des Brennstoffeinspritzventils, wobei sich das obere Gehäuseteil 14 beispielsweise
in axialer Richtung stromabwärts
gesehen gerade noch über
die Magnetspule 1 hinaus erstreckt. An das obere Gehäuseteil 14 schließt sich
dicht und fest ein unteres rohrförmiges
Gehäuseteil 18 an,
das z. B. ein axial bewegliches Ventilteil bestehend aus einem Anker 19 und
einer stangenförmigen
Ventilnadel 20 bzw. einen lang gestreckten Ventilsitzträger 21 umschließt bzw.
aufnimmt. Die beiden Gehäuseteile 14 und 18 sind
z. B. mit einer umlaufenden Schweißnaht fest miteinander verbunden.The core 2 forms with the housing part 14 the inlet end of the fuel injection valve, wherein the upper housing part 14 For example, seen in the axial direction downstream just about the solenoid 1 extends beyond. To the upper housing part 14 closes tightly and firmly a lower tubular housing part 18 on, the z. B. an axially movable valve member consisting of an anchor 19 and a rod-shaped valve needle 20 or an elongated valve seat carrier 21 encloses or receives. The two housing parts 14 and 18 are z. B. firmly connected to each other with a circumferential weld.
In
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind das untere
Gehäuseteil 18 und
der weitgehend rohrförmige
Ventilsitzträger 21 durch
Verschrauben fest miteinander verbunden; Schweißen, Löten oder Bördeln stellen aber ebenso mögliche Fügeverfahren
dar. Die Abdichtung zwischen dem Gehäuseteil 18 und dem
Ventilsitzträger 21 erfolgt
z. B. mittels eines Dichtrings 22. Der Ventilsitzträger 21 besitzt über seine
gesamte axiale Ausdehnung eine innere Durchgangsöffnung 24, die konzentrisch
zu der Ventillängsachse 8 verläuft.In the in 1 illustrated embodiment, the lower housing part 18 and the largely tubular valve seat carrier 21 firmly connected by screwing together; However, welding, soldering or flanging are also possible joining methods. The seal between the housing part 18 and the valve seat carrier 21 takes place for. B. by means of a sealing ring 22 , The valve seat carrier 21 has over its entire axial extent an inner passage opening 24 that are concentric with the valve longitudinal axis 8th runs.
Mit
seinem unteren Ende 25, das auch zugleich den stromabwärtigen Abschluss
des gesamten Brennstoffeinspritzventils darstellt, umgibt der Ventilsitzträger 21 ein
in der Durchgangsöffnung 24 eingepasstes
scheibenförmiges
Ventilsitzelement 26 mit einer sich stromabwärts kegelstumpfförmig verjüngenden
Ventilsitzfläche 27.
In der Durchgangsöffnung 24 ist
die z. B. stangenförmige,
einen weitgehend kreisförmigen
Querschnitt aufweisende Ventilnadel 20 angeordnet, die
an ihrem stromabwärtigen Ende
einen Ventilschließabschnitt 28 aufweist.
Dieser beispielsweise kugelig oder teilweise kugelförmig bzw.
abgerundet ausgebildete oder sich keglig verjüngende Ventilschließabschnitt 28 wirkt
in bekannter Weise mit der im Ventilsitzelement 26 vorgesehenen Ventilsitzfläche 27 zusammen.
Das axial bewegliche Ventilteil kann neben der dargestellten Ausführung mit
Anker 19, Ventilnadel 20 und Ventilschließabschnitt 28 auch
völlig
anderweitig als axial beweglicher Ventilschließkörper ausgebildet sein. Stromabwärts der
Ventilsitzfläche 27 ist
im Ventilsitzelement 26 wenigstens eine Austrittsöffnung 32 für den Brennstoff
eingebracht. Idealerweise besitzt das Brennstoffeinspritzventil
als Mehrlochventil zwischen zwei und dreißig Austrittsöffnungen 32.With its lower end 25 , which also represents the downstream end of the entire fuel injection valve, surrounds the valve seat carrier 21 one in the passage opening 24 fitted disk-shaped valve seat element 26 with a downstream of the truncated cone tapered valve seat surface 27 , In the passage opening 24 is the z. B. rod-shaped, a substantially circular cross-section having valve needle 20 arranged at its downstream end a valve closing portion 28 having. This, for example, spherical or partially spherical or rounded or conically tapered valve closing portion 28 acts in a known manner with the valve seat member 26 provided valve seat surface 27 together. The axially movable valve member may, in addition to the illustrated embodiment with anchor 19 , Valve needle 20 and valve closing section 28 also be designed completely differently than axially movable valve closing body. Downstream of the valve seat surface 27 is in the valve seat element 26 at least one outlet opening 32 introduced for the fuel. Ideally, the fuel injector has as a multi-hole valve between two and thirty outlet openings 32 ,
Die
Betätigung
des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch.
Ein Piezoaktor als erregbares Betätigungselement ist jedoch ebenso denkbar.
Ebenso ist eine Betätigung über einen
gesteuert druckbelasteten Kolben denkbar. Zur axialen Bewegung der
Ventilnadel 20 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft
einer in der Längsöffnung 7 des
Kerns 2 ange ordneten Rückstellfeder 33 bzw. Schließen des
Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1,
dem Kern 2, den Gehäuseteilen 14 und 18 und
dem Anker 19. Der Anker 19 ist mit dem dem Ventilschließabschnitt 28 abgewandten
Ende der Ventilnadel 20 z. B. durch eine Schweißnaht verbunden
und auf den Kern 2 ausgerichtet. Zur Führung der Ventilnadel 20 während ihrer
Axialbewegung mit dem Anker 19 entlang der Ventillängsachse 8 dient
einerseits eine im Ventilsitzträger 21 am
dem Anker 19 zugewandten Ende vorgesehene Führungsöffnung 34 und
andererseits ein stromaufwärts
des Ventilsitzelements 26 angeordnetes scheibenförmiges Führungselement 35 mit einer
maßgenauen
Führungsöffnung 55.
Der Anker 19 ist während
seiner Axialbewegung von dem Zwischenteil 4 umgeben.The actuation of the injection valve takes place in a known manner electromagnetically. However, a piezoelectric actuator as an excitable actuator is also conceivable. Likewise, an operation via a controlled pressure-loaded piston is conceivable. For the axial movement of the valve needle 20 and thus to open against the spring force in the longitudinal opening 7 of the core 2 attached return spring 33 or closing of the injector serves the electromagnetic circuit with the solenoid 1 the core 2 , the housing parts 14 and 18 and the anchor 19 , The anchor 19 is with the valve closing section 28 opposite end of the valve needle 20 z. B. connected by a weld and on the core 2 aligned. To guide the valve needle 20 during its axial movement with the anchor 19 along the valve longitudinal axis 8th On the one hand, one serves in the valve seat carrier 21 at the anchor 19 facing the end provided guide opening 34 and on the other hand, an upstream of the valve seat member 26 arranged disc-shaped guide element 35 with a dimensionally accurate guide opening 55 , The anchor 19 is during its axial movement of the intermediate part 4 surround.
Zwischen
dem Führungselement 35 und dem
Ventilsitzelement 26 ist z.B. ein weiteres scheibenförmiges Element,
wie ein Drallelement 47 angeordnet, so dass die drei Elemente 35, 47 und 26 unmittelbar
aufeinander liegen und im Ventilsitzträger 21 Aufnahme finden.
Die drei scheibenförmigen
Elemente 35, 47 und 26 sind in vorteilhafter
Weise stoffschlüssig
fest miteinander verbunden.Between the guide element 35 and the valve seat member 26 Eg is another disk-shaped element, such as a swirl element 47 arranged so that the three elements 35 . 47 and 26 lie directly on each other and in the valve seat carrier 21 Find recording. The three disc-shaped elements 35 . 47 and 26 are connected firmly bonded together in an advantageous manner cohesively.
Eine
in der Längsöffnung 7 des
Kerns 2 eingeschobene, eingepresste oder eingeschraubte
Einstellhülse 38 dient
zur Einstellung der Federvorspannung der über ein Zentrierstück 39 mit
ihrer stromaufwärtigen
Seite an der Einstellhülse 38 anliegenden Rückstellfeder 33,
die sich mit ihrer gegenüberliegenden
Seite am Anker 19 abstützt.
Im Anker 19 sind ein oder mehrere bohrungsähnliche
Strömungskanäle 40 vorgesehen,
durch die der Brennstoff von der Längsöffnung 7 im Kern 2 aus über stromabwärts der Strömungskanäle 40 ausgebildete
Verbindungskanäle 41 nahe
der Führungsöffnung 34 im
Ventilsitzträger 21 bis
in die Durchgangsöffnung 24 gelangen kann.One in the longitudinal opening 7 of the core 2 inserted, pressed or screwed adjustment sleeve 38 used to adjust the spring preload over a centering 39 with its upstream side on the adjustment sleeve 38 adjacent return spring 33 , anchored to its opposite side 19 supported. In the anchor 19 are one or more bore-like flow channels 40 provided by the fuel from the longitudinal opening 7 in the core 2 out over downstream of the flow channels 40 trained connection channels 41 near the guide hole 34 in the valve seat carrier 21 into the passage opening 24 reach can.
Der
Hub der Ventilnadel 20 wird durch die Einbaulage des Ventilsitzelements 26 vorgegeben. Eine
Endstellung der Ventilnadel 20 ist bei nicht erregter Magnetspule 1 durch
die Anlage des Ventilschließabschnitts 28 an
der Ventilsitzfläche 27 des Ventilsitzelements 26 festgelegt,
während
sich die andere Endstellung der Ventilnadel 20 bei erregter Magnetspule 1 durch
die Anlage des Ankers 19 an der stromabwärtigen Stirnseite
des Kerns 2 ergibt. Die Oberflächen der Bauteile im letztgenannten
Anschlagbereich sind beispielsweise verchromt.The stroke of the valve needle 20 is due to the installation position of the valve seat element 26 specified. An end position of the valve needle 20 is with non-energized solenoid 1 by the installation of the valve closing section 28 on the valve seat surface 27 the valve seat member 26 set while the other end position of the valve needle 20 with energized solenoid 1 through the attachment of the anchor 19 at the downstream end of the core 2 results. The surfaces of the components in the latter stop area are, for example, chrome-plated.
Die
elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren
Erregung erfolgt über
Kontaktelemente 43, die noch außerhalb des Spulenkörpers 3 mit
einer Kunststoffumspritzung 44 versehen sind. Die Kunststoffumspritzung 44 kann
sich auch über
weitere Bauteile (z. B. Gehäuseteile 14 und 18) des
Brennstoffeinspritzventils erstrecken. Aus der Kunststoffumspritzung 44 heraus
verläuft
ein elektrisches Anschlusskabel 45, über das die Bestromung der
Magnetspule 1 erfolgt. Die Kunststoffumspritzung 44 ragt
durch das in diesem Bereich unterbrochene obere Gehäuseteil 14.The electrical contacting of the magnetic coil 1 and thus their excitement is via contact elements 43 that are still outside the bobbin 3 with a plastic coating 44 are provided. The plastic extrusion 44 can also have other components (eg housing parts 14 and 18 ) of the fuel injection valve. From the plastic extrusion 44 out runs an electrical connection cable 45 , via which the energization of the magnetic coil 1 he follows. The plastic extrusion 44 protrudes through the interrupted in this area upper housing part 14 ,
2 zeigt
einen stromabwärtigen
Endbereich eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines Brennstoffeinspritzventils. Bei dieser Ausführungsvariante
wird auf ein Drallelement 47 verzichtet; das Ventilsitzelement 26 ist
unmittelbar mit dem Führungselement 35 z.B.
mittels Schweißen
fest verbunden. Außerdem
hat das Ventilsitzelement 26 einen umlaufenden Flansch 48,
der das stromabwärtige Ende 25 des
Ventilsitzträgers 21 untergreift. 2 shows a downstream end portion of a second embodiment of a fuel injection valve. In this embodiment is on a swirl element 47 dispensed; the valve seat element 26 is directly with the guide element 35 eg firmly connected by welding. In addition, the valve seat element has 26 a circumferential flange 48 , the downstream end 25 of the valve seat carrier 21 engages below.
In 3 ist
der Sitz- und Abspritzbereich als Ausschnitt aus 2 nochmals
in geändertem
Maßstab
dargestellt, um die erfindungsgemäßen Maßnahmen besser zu verdeutlichen.
Zwischen der stromabwärtigen
Stirnfläche 52 des
Ventilschließabschnitts 28 der
Ventilnadel 20 stromabwärts
der Ventilsitzfläche 27 und
der inneren Stirnfläche 53 des Ventilsitzelements 26,
an der die Eintrittsebenen der Austrittsöffnungen 32 liegen,
ist ein als Totvolumen bezeichnetes Volumen 30 eingeschlossen,
das Idealerweise möglichst
klein gehalten werden soll. Besonders kleine Abstände zwischen
der Ventilnadel 20 und den Austrittsöffnungen 32 sorgen
dafür,
dass nachteilige Ablagerungen an den das Volumen 30 begrenzenden
Stirnflächen 52, 53 gering
gehalten werden können.
Ein solcher sehr geringer Abstand zwischen Ventilnadel 20 und
Austrittsöffnungen 32 ist in
der Serienfertigung jedoch nur mit sehr hohem Aufwand aufgrund der
sehr engen Toleranzen umsetzbar.In 3 is the seat and Abspritzbereich as a cutout 2 shown again in a different scale in order to better illustrate the measures according to the invention. Between the downstream end face 52 the valve closing section 28 the valve needle 20 downstream of the valve seat surface 27 and the inner face 53 the valve seat member 26 , at the entrance levels of the outlet openings 32 lie is a volume called dead volume 30 included, which ideally should be kept as small as possible. Especially small distances between the valve needle 20 and the outlet openings 32 Ensure that harmful deposits on the volume 30 limiting faces 52 . 53 can be kept low. Such a very small distance between valve needle 20 and outlet openings 32 However, in mass production can only be implemented with great effort due to the very tight tolerances.
Erfindungsgemäß weist
das Brennstoffeinspritzventil an wenigstens einer der das Volumen 30 begrenzenden
Stirnflächen 52, 53 eine
Beschichtung 50 als Antihaftschicht zur Vermeidung von
Ablagerungen im Totvolumen auf. Die sich aufgrund der Beschichtung 50 ergebende
deutliche Verringerung der Gefahr von Ablagerungen im Volumen 30 bietet
neben der Reduzierung der Partikel im Volumen 30 den Vorteil,
dass die Toleranzanforderungen an die Maßhaltigkeit der Ventilnadel 20,
des Ventilsitzelements 26 und des eingeschlossenen Volumens 30 gegenüber bekannten
Brennstoffeinspritzventilen deutlich gelockert werden können. Feinbearbeitungsprozesse
der vorgenannten Bauteile können
reduziert werden oder ganz entfallen. Außerdem erhöht sich der Freiheitsgrad zur
Anordnung der Austrittsöffnungen 32 im
Ventilsitzelement 26 in vorteilhafter Weise wesentlich,
da durch die Beschichtung 50 die Gefahr des Zusetzens der
Austrittsöffnungen 32 deutlich
reduziert ist.According to the invention, the fuel injection valve on at least one of the volume 30 limiting faces 52 . 53 a coating 50 as an anti-adhesion layer to prevent deposits in the dead volume. Which is due to the coating 50 resulting significant reduction in the risk of deposits in the volume 30 offers besides the reduction of the particles in the volume 30 the advantage that the tolerance requirements for the dimensional accuracy of the valve needle 20 , the valve seat member 26 and volume included 30 can be significantly relaxed compared to known fuel injection valves. Finishing processes of the aforementioned components can be reduced or eliminated altogether. In addition, the degree of freedom increases the arrangement of the outlet openings 32 in the valve seat element 26 advantageously substantially, as by the coating 50 the risk of clogging the outlet openings 32 is significantly reduced.
Bei
bekannten Brennstoffeinspritzventilen kann bei hohen Temperaturen
des stromabwärtigen Endes
des Brennstoffeinspritzventils in der Pause zwischen zwei Einspritzungen
eine Ausdampfung des Brennstoffs aus dem Totvolumen erfolgen. In
der Folge kann sich das als Totvolumen bezeichnete Volumen 30 in
der Kompressionsphase mit brennfähigem
Gemisch füllen,
in der anschließenden
Verbrennungsphase schlägt
dann die Flammfront in das Volumen 30 über und hinterlässt in dem
Volumen 30 im Inneren des Brennstoffeinspritzventils Verbrennungsrückstände, die
zu einer unzulässigen
Durchflussminderung bzw. vollständiger
Verstopfung des Brennstoffeinspritzventils führen können.In known fuel injection valves, at high temperatures of the downstream end of the fuel injection valve in the interval between two injections, a vaporization of the fuel from the dead volume can take place. As a consequence, the volume called dead volume can become 30 fill in the compression phase with a combustible mixture, then in the subsequent combustion phase, the flame front beats into the volume 30 over and leaves in the volume 30 in the interior of the fuel injection valve combustion residues, which can lead to an inadmissible flow reduction or complete blockage of the fuel injection valve.
Um
dem entgegenzuwirken, ist gemäß 3 die
innere Stirnfläche 53 des
Ventilsitzelements 26, an der die Eintrittsebenen der Austrittsöffnungen 32 liegen,
mit der einen Belag an Verbrennungsrückständen vermeidenden Beschichtung 50 versehen.
Anstelle der beschichteten Stirnfläche 53 des Ventilsitzelements 26 kann
auch eine an dem Ventilsitzelement 26 befestigte (nicht
dargestellte) Spritzlochscheibe vorgesehen sein, deren das Volumen 30 begrenzende
innere Stirnfläche
dann die Beschichtung 50 aufweist. Die Beschichtung 50 ist
derart aufgebaut, dass die Partikel der sich bilden wollenden Beläge eine
stark verringerte Haftkraft aufbauen können. Besonders geeignet sind
deshalb für die
Beschichtung 50 so genannte FAS (Fluoralkylsilikate). Auch
andere Antihaftschichten, z.B. auf dem Prinzip der Nanotechnologie
basierende Schichten können
ebenso eingesetzt werden. Aufgebracht wird die Beschichtung 50 beispielsweise
mittels Spritzlackieren. Die Beschichtung 50 wird z.B.
vor dem Stanzen oder Erodieren der Austrittsöffnungen 32 am Ventilsitzelement 26 und
dem Schleifen der Ventilsitzfläche 27 aufgebracht.
Ein Maskieren dieser Funktionsflächen
am Ventilsitzelement 26 kann bei dieser Bearbeitungsreihenfolge
entfallen.To counteract this is according to 3 the inner face 53 the valve seat member 26 , at the entrance levels of the outlet openings 32 lie, with a coating on combustion residues avoiding coating 50 Mistake. Instead of the coated face 53 the valve seat member 26 may also be on the valve seat member 26 fastened (not shown) spray perforated disk may be provided, whose volume 30 limiting inner face then the coating 50 having. The coating 50 is constructed in such a way that the particles of the deposits which want to form can build up a greatly reduced adhesive force. Therefore, especially suitable for the coating 50 so-called FAS (fluoroalkyl silicates). Other non-stick layers, eg layers based on the principle of nanotechnology, can also be used. The coating is applied 50 for example by means of spray painting. The coating 50 For example, before punching or eroding the outlet openings 32 on the valve seat element 26 and grinding the valve seat surface 27 applied. A masking of these functional surfaces on the valve seat member 26 can be omitted in this processing order.
In 4 ist
ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem zusätzlich
zur Beschichtung 50 an der inneren Stirnfläche 53 des
Ventilsitzelements 26 auch die Wandungen der Austrittsöffnungen 32 sowie
die äußere, zum
Brennraum ragende Stirnfläche des
Ventilsitzelements 26 mit einer Beschichtung 50' versehen sind.
Die Beschichtung 50, 50' kann dabei derart aufgebracht
werden, dass das Ventilsitzelement 26 nach Abschluss der
mechanischen Bearbeitungsschritte getaucht wird. Bei dieser Vorgehensweise
muss allerdings die Ventilsitzfläche 27 des Ventilsitzelements 26 maskiert
werden. Je nach Art und Qualität
der Beschichtung 50, 50' kann es passieren, dass die Beschichtung 50' an der äußeren Stirnfläche des
Ventilsitzelements 26 durch die hohen thermischen Belastungen
im Dauerbetrieb ihre Antihafteigenschaften teilweise verliert, während im Bereich
des Volumens 30, in dem die Temperaturschwankungen wesentlich
geringer sind, die Antihaftwirkung der Beschichtung 50 über die
lange Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils besteht.In 4 an embodiment is shown in which in addition to the coating 50 on the inner face 53 the valve seat member 26 also the walls of the outlet openings 32 and the outer, projecting to the combustion chamber end face of the valve seat member 26 with a coating 50 ' are provided. The coating 50 . 50 ' can be applied in such a way that the valve seat element 26 is dipped after completion of the mechanical processing steps. However, this procedure requires the valve seat surface 27 the valve seat member 26 be masked. Depending on the type and quality of the coating 50 . 50 ' It can happen that the coating 50 ' on the outer end face of the valve seat member 26 Due to the high thermal loads in continuous operation their non-stick properties partially loses while in the range of volume 30 in which the temperature fluctuations are much lower, the non-stick effect of the coating 50 exists over the long life of the fuel injection valve.
5 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel in
einer Darstellung gemäß 3.
Dabei ist die stromabwärtige
Stirnfläche 52 des
Ventilschließabschnitts 28 der
Ventilnadel 20 stromabwärts
der Ventilsitzfläche 27 mit
der Beschichtung 50 versehen. Bei sehr hohen thermischen
Belastungen der Brennstoffeinspritzventile neigen nämlich auch
die Enden der Ventilnadeln 20 zu einer unerwünschten
Belagbildung. In vorteilhafter Weise sind deshalb sämtliche das
Volumen 30 begrenzenden Stirnflächen, also sowohl die innere
Stirnfläche 53 des
Ventilsitzelements 26 als auch die stromabwärtige Stirnfläche 52 des Ventilschließabschnitts 28 der
Ventilnadel 20 stromabwärts
der Ventilsitzfläche 27 mit
der Beschichtung 50 beschichtet. 5 shows a fourth embodiment in a representation according to 3 , Here is the downstream end face 52 the valve closing section 28 the valve needle 20 downstream of the valve seat surface 27 with the coating 50 Mistake. In fact, at very high thermal loads on the fuel injection valves, the ends of the valve needles also tend 20 to an undesirable deposit formation. Advantageously, therefore, all the volume 30 limiting end faces, so both the inner end face 53 the valve seat member 26 as well as the downstream end face 52 the valve closing section 28 the valve needle 20 downstream of the valve seat surface 27 with the coating 50 coated.
Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und
z.B. für
beliebig angeordnete Austrittsöffnungen 32 sowie
für beliebige
Bauweisen von nach innen öffnenden
Mehrloch-Brennstoffeinspritzventilen anwendbar. Insbesondere sind
alle Merkmale der Erfindung beliebig kombinierbar.The invention is not limited to the illustrated embodiments and eg for arbitrarily arranged outlet openings 32 as well as for any constructions of inwardly opening multi-hole fuel injection valves applicable. In particular, all features of the invention can be combined as desired.