Stand der TechnikState of the art
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 196 36 396
A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei
dem stromabwärts der Ventilsitzfläche eine Lochscheibe
vorgesehen ist, die eine Vielzahl von Abspritzöffnungen
aufweist. Die günstigerweise zehn bis zwanzig Abspritzöffnungen
befinden sich in einer Ebene der Lochscheibe, die senkrecht zur
Ventillängsachse verläuft. Der größte
Teil der Abspritzöffnungen ist schräg bzw. geneigt
in der Lochscheibe eingebracht, so dass die Öffnungsachsen
der Abspritzöffnungen keine Parallelität zur Ventillängsachse
besitzen. Da die Neigungen der Abspritzöffnungen unterschiedlich
gewählt werden können, ist eine Divergenz der
abzuspritzenden Einzelstrahlen leicht erreichbar. Die Abspritzöffnungen
sind beispielsweise durch Laserstrahlbohren in der Lochscheibe in
einer weitgehend einheitlichen Größe eingebracht.
Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders für
Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten
Brennkraftmaschinen.From the DE 196 36 396 A1 A fuel injection valve is already known, in which a perforated disc is provided downstream of the valve seat surface, which has a plurality of injection openings. The zweckigerweise ten to twenty spray orifices are located in a plane of the perforated disc, which is perpendicular to the valve longitudinal axis. The largest part of the ejection openings is obliquely or inclined introduced into the perforated disc, so that the opening axes of the ejection openings have no parallelism to the valve longitudinal axis. Since the inclinations of the ejection openings can be chosen differently, a divergence of the individual jets to be sprayed is easily achievable. The ejection openings are introduced, for example, by laser drilling in the perforated disk in a largely uniform size. The fuel injector is particularly suitable for fuel injection systems of mixture-compression spark-ignition internal combustion engines.
Aus
der DE 198 47 625
A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei
dem am stromabwärtigen Ende eine schlitzförmige
Austrittsöffnung vorgesehen ist. Die Austrittsöffnung
ist entweder in einer Lochscheibe oder unmittelbar im Düsenkörper selbst
ausgebildet. Die schlitzförmigen Austrittsöffnungen
sind stets zentral an der Ventillängsachse eingebracht,
so dass die Abspritzung des Brennstoffs achsparallel aus dem Brennstoffeinspritzventil
heraus erfolgt. Stromaufwärts des Ventilsitzes ist eine Drallnut
vorgesehen, die den zum Ventilsitz strömenden Brennstoff
in eine kreisförmige Drehbewegung versetzt. Die flache
Austrittsöffnung sorgt dafür, dass der Brennstoff
fächerartig abgespritzt wird.From the DE 198 47 625 A1 A fuel injection valve is already known in which a slot-shaped outlet opening is provided at the downstream end. The outlet opening is formed either in a perforated disc or directly in the nozzle body itself. The slot-shaped outlet openings are always introduced centrally on the valve longitudinal axis, so that the injection of the fuel takes place axially parallel from the fuel injection valve out. Upstream of the valve seat, a swirl groove is provided, which sets the fuel flowing to the valve seat in a circular rotational movement. The flat outlet opening ensures that the fuel is hosed fan-like.
Bekannt
ist zudem noch ein Brennstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen
von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine aus der US 6,019,296 A ,
bei dem am stromabwärtigen Ende eine schlitzförmige
Austrittsöffnung vorgesehen ist, aus der Brennstoff unter
einem Winkel zur Ventillängsachse austreten kann.Also known is still a fuel injector for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine from the US 6,019,296 A in that at the downstream end, a slot-shaped outlet opening is provided, can emerge from the fuel at an angle to the valve longitudinal axis.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das
erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass
auf einfache Art und Weise eine gleichmäßige Feinstzerstäubung
des Brennstoffs erreicht wird, wobei eine besonders hohe Aufbereitungsqualität
und Zerstäubungsgüte mit sehr kleinen Fluidtröpfchen
erzielt wird. In idealer Weise besitzt die scheibenförmige
Multi-Fächerstrahl-Düse am stromabwärtigen
Ende des Brennstoffeinspritzventils eine Vielzahl von sehr kleinen
Abspritzöffnungen, die schlitzförmig gezielt so
ausgeführt sind, dass aus der Multi-Fächerstrahl-Düse
eine Vielzahl von räumlich versetzten Fächerstrahlen
austreten, die Lamellenpakete bilden, wobei sich die einzelnen Flüssigkeitslamellen
divergent zueinander bewegen und eine Lufteinsaugung zwischen die
Fächerstrahlen ermöglichen. Auf diese Weise sind
Brennstoffsprays mit extrem kleinen Brennstofftröpfchen
mit einem Sauter Mean Diameter (SMD) von ca. 20 μm abspritzbar.
Insofern kann sehr wirkungsvoll die HC-Emission der Brennkraftmaschine
deutlich reduziert werden.The
inventive fuel injection valve with
The characterizing features of claim 1 has the advantage that
in a simple way a uniform atomizing
of the fuel is achieved, with a particularly high quality of treatment
and atomization quality with very small fluid droplets
is achieved. Ideally has the disc-shaped
Multi-fan jet nozzle at the downstream
End of the fuel injector a variety of very small
Spray openings, the slot-shaped specifically so
that are running out of the multi-fan jet nozzle
a variety of spatially offset fan beams
emerge, the lamella packages form, with each liquid lamellae
Divergent move to each other and a Lufteinsaugung between the
Enable fan beams. That way are
Fuel sprays with extremely small fuel droplets
can be sprayed off with a Sauter Mean Diameter (SMD) of approx. 20 μm.
Insofar can very effectively the HC emission of the internal combustion engine
be significantly reduced.
Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch
1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By
the measures listed in the dependent claims
are advantageous developments and improvements of the claim
1 specified fuel injector possible.
In
idealer Weise handelt es sich bei der Multi-Fächerstrahl-Düse
um eine Scheibe, die im Bereich ihrer Abspritzöffnungen
zweilagig ausgeführt ist, wobei in einer ersten oberen
stromaufwärtigen Lage wenigstens ein Anströmkanal
ausgebildet ist, dem in Strömungsrichtung richtungsparallele
schlitzförmige Abspritzöffnungen folgen. Der Anströmkanal überdeckt
jede Abspritzöffnung in einer genau definierten Weise und
zwar in radialer Richtung vom Zentrum der Multi-Fächerstrahl-Düse
ausgehend abweichend. Der wenigstens eine Anströmkanal
hat im Bereich des Strömungseingangs von der Austrittsöffnung
des Ventilsitzkörpers kommend die größte
Kanalbreite, wobei die Kanalbreite zu den Kanalenden, an denen die
Abspritzöffnungen angeordnet sind, nach außen
hin abnimmt. Die schlitzförmigen Abspritzöffnungen
verlaufen weitgehend im rechten Winkel zum Anströmkanal
und haben in idealer Weise eine größere Länge
als die Breite des Anströmkanals, so dass wirkungsvoll
ein Auffächern des Brennstoffs und somit jeweils ein gewünschter
Fächerstrahl erzielt wird.In
Ideally, it is the multi-fan jet nozzle
around a disc, which is in the area of their injection openings
is executed in two layers, with a first upper
upstream situation at least one inflow channel
is formed, the direction parallel to the flow direction
follow slot-shaped spray openings. The inflow channel covers
each spray opening in a well-defined manner and
although in the radial direction from the center of the multi-fan jet nozzle
starting divergent. The at least one inflow channel
has in the region of the flow input from the outlet opening
the valve seat body coming the largest
Channel width, where the channel width to the channel ends, where the
Spray orifices are arranged, to the outside
decreases. The slit-shaped injection openings
run largely at right angles to the inflow channel
and ideally have a longer length
as the width of the inflow channel, so that effective
a fanning of the fuel and thus each one desired
Fan beam is achieved.
Das
Design der erfindungsgemäßen Multi-Fächerstrahl-Düse
bietet die nötigen geometrischen Freiheitsgrade zur variantenabhängigen
Richtungs- und Auffächerungs- Steuerung der einzelnen Fächerstrahlen.
Mit den vorhandenen Geometrieparametern lässt sich die
Strahlsteuerung sehr gut beherrschen.The
Design of the multi-fan jet nozzle according to the invention
offers the necessary geometric degrees of freedom for variant-dependent
Directional and fan-out control of individual fan beams.
With the existing geometry parameters, the
Control jet control very well.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigenembodiments
The invention are shown in simplified form in the drawing and
explained in more detail in the following description.
Show it
1 ein
teilweise dargestelltes Ventil in der Form eines Brennstoffeinspritzventils
mit einem Ausführungsbeispiel einer Multi-Fächerstrahl-Düse
in einer Seitenansicht und schematisch angedeuteten Flüssigkeitslamellen, 1 a partially illustrated valve in the form of a fuel injection valve with an embodiment of a multi-fan jet nozzle in a side view and schematically indicated liquid fins,
2 einen
außermittigen Schnitt durch das Ventilende im Bereich der
Multi-Fächerstrahl-Düse entlang der Linie II-II
in 3, 2 an off-center section through the valve end in the region of the multi-fan jet nozzle along the line II-II in 3 .
3 einen
Schnitt durch das Ventilende entlang der Linie III-III in 2, 3 a section through the valve end along the line III-III in 2 .
4 das
Detail IV aus 3 mit der Großdarstellung
von schlitzförmigen Abspritzöffnungen in der Draufsicht, 4 the detail IV off 3 with the large representation of slot-shaped spray orifices in plan view,
5 ein
zweites Ausführungsbeispiel einer Multi-Fächerstrahl-Düse
und 5 A second embodiment of a multi-fan jet nozzle and
6 ein
drittes Ausführungsbeispiel einer Multi-Fächerstrahl-Düse. 6 A third embodiment of a multi-fan jet nozzle.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
der 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein
Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen
von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen
teilweise dargestellt. Das Brennstoffeinspritzventil hat einen nur
schematisch angedeuteten, einen Teil eines Ventilgehäuses
bildenden, rohrförmigen Ventilsitzträger 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 z. B. kugelförmigen Ventilschließkörper 7,
an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 8 zum
Vorbeiströmen des Brennstoffs vorgesehen sind, fest verbunden
ist.In the 1 For example, as an embodiment, a valve in the form of an injector for fuel injection systems of mixture-compression spark-ignition internal combustion engines is partially shown. The fuel injection valve has an only schematically indicated, forming part of a valve housing, tubular valve seat carrier 1 in which concentric to a valve longitudinal axis 2 a longitudinal opening 3 is trained. In the longitudinal opening 3 is a z. B. tubular valve needle 5 arranged at its downstream end 6 with a z. B. spherical valve closing body 7 , on the circumference, for example, five flats 8th are provided for flowing past the fuel, is firmly connected.
Die
Betätigung des Brennstoffeinspritzventils erfolgt in bekannter
Weise, beispielsweise elektromagnetisch. Eine Betätigung
des Brennstoffeinspritzventils mit einem piezoelektrischen oder
magnetostriktiven Aktor ist jedoch ebenso denkbar. Zur axialen Bewegung
der Ventilnadel 5 und damit zum Öffnen entgegen
der Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder
bzw. Schließen des Brennstoffeinspritzventils dient ein
schematisch angedeuteter elektromagnetischer Kreis mit einer Magnetspule 10, einem Anker 11 und
einem Kern 12. Der Anker 11 ist mit dem dem Ventilschließkörper 7 abgewandten Ende
der Ventilnadel 5 durch z. B. eine mittels eines Lasers
ausgebildete Schweißnaht verbunden und auf den Kern 12 ausgerichtet.The actuation of the fuel injection valve takes place in a known manner, for example electromagnetically. An actuation of the fuel injection valve with a piezoelectric or magnetostrictive actuator is also conceivable. For the axial movement of the valve needle 5 and thus to open against the spring force of a return spring, not shown, or closing the fuel injection valve is a schematically indicated electromagnetic circuit with a magnetic coil 10 , an anchor 11 and a core 12 , The anchor 11 is with the valve closing body 7 opposite end of the valve needle 5 by z. B. connected by means of a laser weld and connected to the core 12 aligned.
In
dem stromabwärts liegenden Ende des Ventilsitzträgers 1 ist
ein Ventilsitzkörper 16 z. B. durch Schweißen
dicht montiert. An der dem Ventilschließkörper 7 abgewandten,
unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 ist
eine scheibenförmige Multi-Fächerstrahl-Düse 23 als
Zerstäubereinrichtung befestigt. Die Verbindung von Ventilsitzkörper 16 und
Multi-Fächerstrahl-Düse 23 erfolgt beispielsweise
durch eine umlaufende und dichte, mittels eines Lasers ausgebildete
Schweißnaht 26, die z. B. an der Stirnseite 17 oder
am äußeren Umfang von Ventilsitzkörper 16 und
Multi-Fächerstrahl-Düse 23 vorgesehen
ist. Die Befestigung der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 erfolgt
in jedem Falle so, dass ein mittlerer Düsenbereich 28 der
Multi-Fächerstrahl-Düse 23 mit einer
Vielzahl von sehr kleinen schlitzförmigen Abspritzöffnungen 25 ohne
negative Verformungseinflüsse bleibt.In the downstream end of the valve seat carrier 1 is a valve seat body 16 z. B. tightly mounted by welding. At the valve closing body 7 facing away, lower end face 17 of the valve seat body 16 is a disk-shaped multi-fan jet nozzle 23 attached as atomizer. The connection of valve seat body 16 and multi-fan jet nozzle 23 For example, by a circumferential and dense, formed by a laser weld 26 that z. B. at the front 17 or on the outer periphery of valve seat body 16 and multi-fan jet nozzle 23 is provided. The attachment of the multi-fan jet nozzle 23 takes place in each case so that a central nozzle area 28 the multi-fan jet nozzle 23 with a large number of very small slit-shaped injection openings 25 without negative deformation influences remains.
In
dem Ventilsitzkörper 16 ist stromabwärts einer
Ventilsitzfläche 29 eine Austrittsöffnung 27 vorgesehen,
von der aus der abzuspritzende Brennstoff unmittelbar in den Düsenbereich 28 der
Multi-Fächerstrahl-Düse 23 eintritt.
Die Multi-Fächerstrahl-Düse 23 ist z.
B. eben ausgeführt und liegt plan an der Stirnseite 17 des
Ventilsitzkörpers 16 an. Die Ausbildung des abspritzseitigen
Ventilendes wird vor allen Dingen in den 2 bis 4 deutlich.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der
Abspritzöffnungen 25 in einer spezifischen Schlitzform und
deren Verteilung über den Düsenbereich 28 treten
aus der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 Flüssigkeitslamellen 30 aus,
wobei sich die einzelnen Flüssigkeitslamellen 30 divergent
zueinander bewegen und in 1 nur schematisch
angedeutet sind. Die zum Zentrum der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 nächstliegende
Flüssigkeitslamelle 30 besitzt den kleinsten Winkel α zur
Mittelachse der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 und
hier entsprechend auch zur Ventillängsachse 2,
während die vom Zentrum der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 entferntestliegende
Flüssigkeitslamelle 30 den größten
Winkel, hier δ, zur Mittelachse der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 bzw.
zur Ventillängsachse 2 aufweist. Es gilt also α < β < γ < δ usw.In the valve seat body 16 is downstream of a valve seat surface 29 an outlet opening 27 provided, from which the fuel to be sprayed directly into the nozzle area 28 the multi-fan jet nozzle 23 entry. The multi-fan jet nozzle 23 is z. B. just run and is flat on the front page 17 of the valve seat body 16 at. The formation of the discharge-side valve end is above all in the 2 to 4 clear. Due to the inventive design of the ejection openings 25 in a specific slot shape and their distribution over the nozzle area 28 emerge from the multi-fan jet nozzle 23 liquid lamellae 30 out, whereby the individual liquid lamellae 30 divergent to each other and move in 1 are indicated only schematically. Which is the center of the multi-fan jet nozzle 23 nearest liquid lamella 30 has the smallest angle α to the central axis of the multi-fan jet nozzle 23 and here also corresponding to the valve longitudinal axis 2 while that from the center of the multi-fan jet nozzle 23 most remote liquid lamella 30 the largest angle, here δ, to the central axis of the multi-fan jet nozzle 23 or to the valve longitudinal axis 2 having. It therefore holds α <β <γ <δ, etc.
2 zeigt
einen außermittigen Schnitt durch das Ventilende im Bereich
der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 entlang
der Linie II-II in 3, während 3 einen
Schnitt durch das Ventilende entlang der Linie III-III in 2 zeigt.
In der 4 ist das Detail IV aus 3 mit der
Großdarstellung von schlitzförmigen Abspritzöffnungen 25 in
der Draufsicht dargestellt. Aus diesen Figuren wird deutlich, dass
jede Abspritzöffnung 25 eine spezifische Öffnungskontur
besitzt. In der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 ist
anströmseitig zumindest ein Anströmkanal 40 (in 3 sind
zwei Anströmkanäle 40 gezeigt) vorgesehen,
dem stromabwärtig die Abspritzöffnungen 25 folgen. 2 shows an off-center section through the valve end in the region of the multi-fan jet nozzle 23 along the line II-II in 3 , while 3 a section through the valve end along the line III-III in 2 shows. In the 4 is the detail IV off 3 with the large representation of slit-shaped spray orifices 25 shown in plan view. From these figures it is clear that each spray opening 25 has a specific opening contour. In the multi-fan jet nozzle 23 is on the inflow side at least one inflow channel 40 (in 3 are two inflow channels 40 shown), the downstream of the spray orifices 25 consequences.
In
einer ersten oberen stromaufwärtigen Lage der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 verlaufen
die Anströmkanäle 40. Die Anströmkanäle 40 zeichnen sich
dadurch aus, dass sie sich radial außen an ihren Kanalenden
im Bereich der Abspritzöffnungen 25 in ihrem Durchflussquerschnitt,
insbesondere in ihrer Kanalbreite verjüngen. Die Abspritzöffnungen 25 besitzen
jeweils einen z. B. rechteckförmigen Grundriss, sind aber
in ihrer Schlitzbreite veränderlich, wobei die Schlitzbreite
der Abspritzöffnungen 25 bei abnehmender Kanalbreite
des Anströmkanals 40 zunimmt. Dabei ist die Schlitzbreite
ungefähr umgekehrt proportional zur Kanalbreite an der
Stelle, an der sich die entsprechende Abspritzöffnung 25 befindet.
Die Querschnittsflächen der Abspritzöffnungen 25 sind
insofern weitgehend konstant, womit über alle Abspritzöffnungen 25 ein ähnlich
großer Strömungsdurchsatz ermöglicht
ist. Die Abspritzöffnungen 25 erstrecken sich
unter einem Winkel, insbesondere im rechten Winkel zur Grunderstreckung des
Anströmkanals 40.In a first upper upstream position of the multi-fan jet nozzle 23 run the inflow channels 40 , The inflow channels 40 to draw characterized by the fact that they are radially outward at their channel ends in the region of the injection openings 25 taper in their flow area, in particular in their channel width. The injection openings 25 each have a z. B. rectangular plan, but are variable in their slot width, the slot width of the spray openings 25 with decreasing channel width of the inflow channel 40 increases. The slot width is approximately inversely proportional to the channel width at the point at which the corresponding injection opening 25 located. The cross-sectional areas of the injection openings 25 are so far largely constant, bringing about all spray openings 25 a similar flow rate is possible. The injection openings 25 extend at an angle, in particular at right angles to the basic extent of the inflow channel 40 ,
Die
zwei Anströmkanäle 40 sind z. B. außermittig
in der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 eingebracht. Der
Querschnitt der Anströmkanäle 40 ist
weitgehend rechteckförmig, an den Kanalenden jedoch durch
die Kanalbreitenreduzierung trapezförmig bzw. dreieckförmig.
Die Strömung gelangt von der Austrittsöffnung 27 in
die Anströmkanäle 40 und von dort horizontal
in die schlitzförmigen Abspritzöffnungen 25, die
gezielt an gewünschten Stellen stromabwärts der Anströmkanäle 40 auf
der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 platziert
sind. Entsprechend den beiden Anströmkanälen 40 sind
die Abspritzöffnungen 25 ebenfalls zweireihig
parallel angeordnet, wobei die schlitzförmigen Abspritzöffnungen 25 richtungsparallel
zueinander verlaufen. Die einzelnen Abspritzöffnungen 25 einer
Reihe, also eines zugeordneten Anströmkanals 40 sind
dabei genau auf Lücke lateral versetzt zu den Abspritzöffnungen 25 des
anderen Anströmkanals 40 platziert. So berühren
sich die austretenden Fächerstrahlen 30 beider
Schlitzreihen nicht. Die Abspritzöffnungen 25 liegen
außerhalb des Durchmessers der Austrittsöffnung 27,
so dass stets eine Anströmung über die Anströmkanäle 40 erfolgt.The two inflow channels 40 are z. B. off-center in the multi-fan jet nozzle 23 brought in. The cross section of the inflow channels 40 is largely rectangular, but trapezoidal or triangular at the channel ends by the channel width reduction. The flow passes from the outlet opening 27 in the inflow channels 40 and from there horizontally into the slot-shaped spray orifices 25 , specifically at desired locations downstream of the flow channels 40 on the multi-fan jet nozzle 23 are placed. According to the two inflow channels 40 are the injection openings 25 also arranged in two rows in parallel, wherein the slot-shaped spray openings 25 parallel to each other. The individual spray openings 25 a row, ie an associated inflow channel 40 are exactly laterally offset to the discharge openings 25 of the other inflow channel 40 placed. This is how the exiting fan beams touch 30 not both slot rows. The injection openings 25 are outside the diameter of the outlet opening 27 , so that always a flow over the inflow channels 40 he follows.
Die
Abspritzöffnungen 25 haben eine größere
Länge als die Breite des Anströmkanals 40 im
Bereich der jeweiligen Abspritzöffnung 25, so
dass wirkungsvoll ein Auffächern des Brennstoffs und somit jeweils
ein gewünschter Fächerstrahl erzielt wird. Die Abspritzöffnungen 25 werden
also an deren Enden durch die Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 abgedeckt.
Die nicht abgedeckte Schlitzquerschnittsfläche einer jeden
Abspritzöffnung 25 ist üblicherweise als
engster Querschnitt im Strömungspfad durchflussbestimmend.
Jedem Ende der Anströmkanäle 40 sind
im Ausführungsbeispiel je zwei Abspritzöffnungen 25 zugeordnet,
es ist jedoch eine davon abweichende Anzahl ebenso denkbar. Stromabwärts der
zuerst versorgten Abspritzöffnung 25 muss der Anströmkanal 40 nur
noch die Durchflussmenge für die zweite stromabwärtig
gelegene Abspritzöffnung 25 durchleiten. Entsprechend
ist dort der Kanalströmungsquerschnitt größer
oder gleich dem Strömungsquerschnitt der zweiten stromabwärtigen
Abspritzöffnung 25. Damit erklärt sich
bei konstanter Kanaltiefe die Variation der Kanalbreite. Allerdings kann
die Kanalbreite auch so eingestellt werden, dass der Anströmkanal 40 drosselt,
d. h. der lokale Kanalquerschnitt ist kleiner als der Querschnitt
der stromabwärts davon in Summe zu versorgenden Abspritzöffnungen 25.The injection openings 25 have a greater length than the width of the inflow channel 40 in the region of the respective injection opening 25 , so that effectively a fanning of the fuel and thus in each case a desired fan beam is achieved. The injection openings 25 so be at the ends of the front page 17 of the valve seat body 16 covered. The uncovered slot cross-sectional area of each ejection opening 25 is usually flow restricting as the narrowest cross section in the flow path. Each end of the flow channels 40 are in the embodiment each two spray orifices 25 assigned, but it is a different number also conceivable. Downstream of the first supplied spray opening 25 must the inflow channel 40 only the flow rate for the second downstream injection port 25 by conduct. Accordingly, there is the channel flow cross-section greater than or equal to the flow cross-section of the second downstream spray orifice 25 , This explains the variation of the channel width with constant channel depth. However, the channel width can also be adjusted so that the inflow channel 40 throttles, ie the local channel cross-section is smaller than the cross-section of the downstream of it to be supplied in total injection orifices 25 ,
4 zeigt
das Strömungsfeld über zwei benachbarte Abspritzöffnungen 25,
die gemeinsam über ein Ende eines Anströmkanals 40 versorgt
werden. Dabei ist das Kollisionsprinzip zu erkennen, welches zur
Ausbildung eines Fächerstrahls 30 hinter jeder
Abspritzöffnung 25 führt. Das Verhältnis
zwischen Kanalbreite und Länge der Abspritzöffnungen 25 bestimmt
den Auffächerungsgrad der Flüssigkeitslamellen 30.
Damit alle Flüssigkeitslamellen 30 ähnlich
breit auffächern, wird das Verhältnis von Kanalbreite
und Schlitzlänge in Näherung konstant gehalten,
wodurch die am weitesten an den Kanalenden gelegenen Abspritzöffnungen 25 wegen
der dort geringsten Kanalbreite die kleinsten Schlitzlängen aufweisen.
Die Längen der Abspritzöffnungen 25 können
aber auch konstant oder beliebig variabel über die Schlitzreihe
sein. In Kanallängsrichtung werden die aus den Abspritzöffnungen 25 austretenden Flüssigkeitslamellen 30 von
der Ventillängsachse 2 wegzeigend gekippt. Dies
ist Folge eines Impulsungleichgewichts der auf jede Abspritzöffnung 25 von beiden
Seiten zulaufenden Kollisionsströme im Anströmkanal 40.
Dabei ist der Impuls des Kollisionsstromes höher, der in
Richtung der Kanalenden läuft. Zum Kanalende hin wird die
Kippung der dort gelegenen Flüssigkeitslamellen 30 stärker,
d. h. das Impulsungleichgewicht wird größer. Da
die Kippung der Flüssigkeitslamellen 30 zu den
Kanalenden hin zunimmt, ist sichergestellt, dass benachbarte Flüssigkeitslamellen 30 divergent
zueinander abspritzen und sich dadurch nicht berühren.
Auf diese Weise besitzt die innerste Flüssigkeitslamelle 30 den
kleinsten Winkel α zur Mittelachse der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 und
die radial äußerste Flüssigkeitslamelle 30 den größten
Winkel zur Mittelachse der Multi-Fächerstrahl-Düse 23 (α < β < γ < δ usw.).
Als gesamtes Lamellenpaket bilden die divergenten Flüssigkeitslamellen 30 die
gewünschte Strahlform. Die Kippung bzw. das Impulsungleichgewicht
werden gezielt über die entsprechend an jeder Abspritzöffnung 25 eingestellte
Kanalbreite definiert. 4 shows the flow field over two adjacent spray openings 25 , which together over one end of a flow channel 40 be supplied. In this case, the collision principle can be seen, which is to form a fan beam 30 behind each spray opening 25 leads. The ratio between channel width and length of the spray openings 25 determines the fanning level of the liquid fins 30 , So all liquid fins 30 Similarly broad fan out, the ratio of channel width and slot length is kept constant in approximation, whereby the injection ports located furthest at the channel ends 25 have the smallest slot lengths because of the smallest channel width there. The lengths of the spray openings 25 but can also be constant or variable over the row of slots. In channel longitudinal direction are from the spray orifices 25 leaking fluid lamellae 30 from the valve longitudinal axis 2 tilted pointing away. This is due to a momentum imbalance on each ejection port 25 from both sides converging collision currents in the inflow channel 40 , In this case, the momentum of the collision current is higher, which runs in the direction of the channel ends. Towards the end of the channel, the tilting of the liquid fins located there 30 stronger, ie the impulse imbalance becomes larger. Because the tilting of the liquid fins 30 increases toward the channel ends, it is ensured that adjacent liquid fins 30 divergent cumshot each other and do not touch. In this way, the innermost liquid lamella has 30 the smallest angle α to the central axis of the multi-fan jet nozzle 23 and the radially outermost liquid lamella 30 the largest angle to the central axis of the multi-fan jet nozzle 23 (α <β <γ <δ etc.). The entire disk set forms the divergent liquid fins 30 the desired beam shape. The tilting or impulse imbalance are targeted over the corresponding at each spray opening 25 defined channel width defined.
Die
Abspritzöffnungen 25 müssen nicht mittig
zum Anströmkanal 40 positioniert werden. In Richtung
der Kanalbreite dürfen die Abspritzöffnungen 25 beliebig
lateral versetzt sein. Durch den lateralen Versatz wird die austretende
Flüssigkeitslamelle 30 in Richtung des Versatzes
gekippt, so dass sie von der Ventillängsachse 2 wegzeigend
radial nach außen abgespritzt wird. Dieser Kippwinkel sollte
für alle Fächerstrahlen 30 einer Schlitzreihe
identisch eingestellt sein. In einer zweiten Schlitzreihe kann die Asymmetrie
(Außermittigkeit) identisch der ersten Schlitzreihe erzeugt
werden oder abweichend davon. Werden die Asymmetrien zweier Schlitzreihen
entgegengesetzt gewählt, so sind die beiden Fächerstrahlreihen
auch senkrecht zur Zeichenebene der 1 divergent
zueinander abgespritzt, wodurch insgesamt eine doppelte Divergenz
vorliegt.The injection openings 25 do not have to be in the middle of the inflow channel 40 be positioned. In the direction of the channel width, the spray openings may 25 be arbitrarily laterally offset. Due to the lateral offset becomes the exiting liquid lamella 30 tilted in the direction of the offset, leaving it from the valve longitudinal axis 2 pointing away radially outward is hosed. This tilt angle should be for all fan beams 30 be set identically to a row of slots. In a second row of slots, the asymmetry (eccentricity) can be generated identically to the first row of slots or different from it. If the asymmetries of two rows of slots chosen opposite, the two fan beam rows are also perpendicular to the plane of the 1 hosed divergent to each other, resulting in a total of double divergence.
Die
schlitzförmigen Abspritzöffnungen 25 können
als Rechteck oder Langloch, oval oder gekrümmt bogenförmig
ausgeführt sein. Anstelle der trapezförmigen bzw.
dreieckförmigen Kanalenden der Anströmkanäle 40 ist
es auch denkbar, die Verjüngungen der Kanalbreiten der
Anströmkanäle 40 stufenartig vorzunehmen.The slit-shaped injection openings 25 can be designed as a rectangle or slot, oval or curved curved. Instead of the trapezoidal or triangular channel ends of the inflow channels 40 It is also conceivable, the tapers of the channel widths of the flow channels 40 make stepwise.
In
den 5 und 6 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele
einer Multi-Fächerstrahl-Düse 23 dargestellt.
Diese Varianten unterscheiden sich von der in den 2 bis 4 gezeigten
Düse 23 hauptsächlich in der Geometrie
des Anströmkanals 40. Mit diesen Ausgestaltungen
sind (in die Zeichenebene der 1 hinein)
gekippte Flüssigkeitslamellen 30 generierbar,
wie dies auch mit der zuvor beschriebenen Möglichkeit der
außermittig angeordneten Abspritzöffnungen 25 denkbar
ist. Bei beiden Beispielen der 5 und 6 sind
die Anströmkanäle 40 abgewinkelt. Entweder
ist die Kanalmittelachse des Anströmkanals 40 unmittelbar
an den sich verjüngenden Kanalenden abgewinkelt (5)
oder erfolgt die Abwinkelung der Kanalmittelachse in einem mittleren
Bereich des Anströmkanals 40 (6).
Anstelle eines abgewinkelten Anströmkanals 40 kann der
Anströmkanal 40 auch bogenförmig über
seine Kanallänge verlaufen.In the 5 and 6 are two further embodiments of a multi-fan jet nozzle 23 shown. These variants differ from those in the 2 to 4 shown nozzle 23 mainly in the geometry of the inflow channel 40 , With these configurations are (in the plane of the 1 into) tilted liquid fins 30 can be generated, as with the previously described possibility of eccentrically arranged injection orifices 25 is conceivable. In both examples the 5 and 6 are the inflow channels 40 angled. Either the channel center axis of the inflow channel 40 Angled directly at the tapered channel ends ( 5 ) or the deflection of the channel center axis takes place in a central region of the inflow channel 40 ( 6 ). Instead of an angled inflow channel 40 can the inflow channel 40 also arcuate over its channel length.
Die
Multi-Fächerstrahl-Düse 23 wird z. B. durch
galvanische Abscheidung aufgebaut (Multilayergalvanik). Andererseits
ist es jedoch ebenso denkbar, die Multi-Fächerstrahl-Düse 23 stanz-
und prägetechnisch, erodiertechnisch oder ätztechnisch
herzustellen.The multi-fan jet nozzle 23 is z. B. by galvanic deposition (multilayer electroplating). On the other hand, it is also conceivable, the multi-fan jet nozzle 23 stamping and embossing technology, eroding technology or etching technology to produce.
Die
Zerstäubungsqualität des Fächerstrahls bzw.
des Lamellenzerfalls ist so hoch, dass Brennstoffsprays mit extrem
kleinen Brennstofftröpfchen mit einem Sauter Mean Diameter
(SMD) von ca. 20 μm abspritzbar sind. Auf diese Weise kann
sehr wirkungsvoll die HC-Emission der Brennkraftmaschine deutlich
gegenüber bekannter Einspritzanordnungen reduziert werden.The
Atomization quality of the fan beam or
The lamellar decay is so high that fuel sprays with extreme
small fuel droplets with a Sauter Mean Diameter
(SMD) of about 20 microns can be sprayed off. This way you can
very effective the HC emission of the engine significantly
be reduced compared to known injection arrangements.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list
The documents listed by the applicant have been automated
generated and is solely for better information
recorded by the reader. The list is not part of the German
Patent or utility model application. The DPMA takes over
no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
- DE 19636396
A1 [0002] - DE 19636396 A1 [0002]
-
- DE 19847625 A1 [0003] - DE 19847625 A1 [0003]
-
- US 6019296 A [0004] - US 6019296 A [0004]