DE19847459A1 - Fuel injection valve sealing element comprizes pair of hollow metal rings filled with highpressure nitrogen and axially abutted level with injection hole orifice. - Google Patents

Abstract

The sealing element inclues two sealing rings (50,51) arranged between the adjuster disk (40) and valve (20) endface (23) and pre-tensioned by the disk to prescribed opening pressure. The rings axially abut one another level with the injection hole (24) orifice (24a). Additional components include the pressure space (60) for the pressurized fuel and the central fuel bore (70).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentan­ spruchs 1. Ein Kraftstoffeinspritzventil für Brenn­ kraftmaschinen mit einem Ventilkörper, an dessen brenn­ raumseitigem Ende ein mit einem Zulaufkanal verbundener ringförmiger Druckraum vorgesehen ist, der von einem federnden Ventilglied begrenzt wird, das unter Eigen­ spannung mit einer Ventildichtfläche an einem ortsfe­ sten Ventilsitz anliegt und vom Druck im Druckraum von diesem abhebbar ist, wobei dem dabei aufgesteuerten Öffnungsquerschnitt wenigstens eine Einspritzöffnung in den Brennraum der Brennkraftmaschine nachgeordnet ist, ist aus der DE 195 48 540 A1 bekannt. Bei diesem Kraft­ stoffeinspritzventil ist das als Membran ausgebildete federnde Ventilglied in seiner Mitte gegenüber dem Ven­ tilkörper fixiert und bildet mit seinem radial aufwärts weisenden Randbereich die federnd vom Ventilsitz abheb­ bare Ventildichtfläche.The invention relates to a fuel injection valve for internal combustion engines according to the genus of the patent Proverb 1. A fuel injector for combustion engines with a valve body, on the combustion end on the room side connected to an inlet channel annular pressure chamber is provided by a resilient valve member is limited, the own tension with a valve sealing surface at a local most valve seat and the pressure in the pressure chamber of this can be lifted off, the one being activated Opening cross section at least one injection opening in the combustion chamber is arranged downstream of the internal combustion engine, is known from DE 195 48 540 A1. With this force fuel injector is the membrane  resilient valve member in its center opposite the Ven tilkörper fixed and forms with its radially upward facing edge area which springily lift off the valve seat bare valve sealing surface.

Bei diesem Ventil ist vorteilhaft, daß durch das mitti­ ge Fixieren des scheibenförmigen Ventilgliedes (Ventil­ membran) eine große freie Biegelänge und damit ein gro­ ßer darstellbarer Hub am Ventilglied zur Verfügung steht, was sich vorteilhaft auf die Membranbeanspru­ chung und somit auf deren Lebensdauer auswirkt. Außer­ dem ermöglicht das Vorsehen der Ventildichtfläche am radial äußeren Bereich des Ventilgliedes eine große Kontaktfläche im Dichtbereich.With this valve it is advantageous that by the mitti Fixing the disc-shaped valve member (valve membrane) a large free bending length and thus a large Available stroke is available on the valve member stands, which is beneficial to the membrane stress and therefore affects their lifespan. Except this allows the provision of the valve sealing surface on radially outer area of the valve member a large Contact area in the sealing area.

Aus der DE 195 47 169 A1 geht ein Kraftstoffeinspritz­ ventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilkörper hervor, an dessen brennraumseitigem Ende eine Ventil­ sitzfläche vorgesehen ist, an der ein ortsfest gegen­ über dem Ventilkörper angeordnetes Ventilglied unter axialer Vorspannung mit einer Ventildichtfläche an­ liegt, mit einem den Ventilkörper in Längsrichtung durchdringenden Druckkanal, der in einen vom Ventilsitz begrenzten, das Ventilglied in Öffnungsrichtung beauf­ schlagenden Druckraum mündet und mit wenigstens einer sich stromabwärts an die Ventilsitzfläche anschließen­ den Einspritzöffnung in den Brennraum der mit Kraft­ stoff zu versorgenden Brennkraftmaschine.A fuel injection is known from DE 195 47 169 A1 Valve for internal combustion engines with a valve body a valve at the combustion chamber end Seat is provided on which a stationary against valve member arranged above the valve body below axial preload with a valve sealing surface lies with a the valve body in the longitudinal direction penetrating pressure channel into one from the valve seat limited, the valve member in the opening direction striking pressure chamber opens and with at least one connect downstream to the valve seat surface the injection opening into the combustion chamber with force internal combustion engine to be supplied.

Um einen besonders einfachen Aufbau zu erzielen, ist das Ventilglied als ein direkt am brennraumseitigen En­ de des Ventilkörpers befestigtes Kopfstück ausgebildet, dessen dem Ventilkörper zugewandte Stirnfläche die Ven­ tildichtfläche bildet.To achieve a particularly simple construction, is the valve member as a directly on the combustion chamber side En  de head body attached to the valve body, whose end face facing the valve body is the Ven part sealing surface forms.

Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß durch die direkte Befestigung des Ventilglieds am Ventilkörper nur noch zwei Bauteile benötigt werden, wodurch sich der Her­ stellungs- und Montageaufwand des Kraftstoffeinspritz­ ventils erheblich reduzieren läßt.This structure has the advantage that the direct Attachment of the valve member to the valve body only two components are required, which makes the Her Positioning and assembly effort of the fuel injection valve can be significantly reduced.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoffeinspritz­ ventil zu vermitteln, das eine drastische Reduzierung von Bauteilen und infolge davon Herstellungsaufwand er­ möglicht. Insbesondere sollen Schraubendruckfedern, be­ wegte Ventilglieder und Zwischenscheiben entfallen.The object of the invention is a fuel injection to convey valve, which is a drastic reduction of components and as a result of it, manufacturing costs possible. In particular, helical compression springs, be Moved valve elements and washers are no longer required.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoffventil für Brennkraftmaschinen der gattungsgemäßen Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is for a fuel valve Internal combustion engines of the generic type with the Features of claim 1 solved.

Dadurch, daß das Schließelement zwei elastische Ringe, vorzugsweise zwei gasgefüllte Metalldichtringe umfaßt, die zwischen einer Stirnfläche des Ventilkörpers und einer Einstellscheibe angeordnet und durch die Ein­ stellscheibe auf einen definierten Öffnungsdruck vorge­ spannt sind, wird eine drastische Reduzierung der Bau­ teile des Kraftstoffeinspritzventils erzielt, da das gesamte Schließelement lediglich die beiden vorzugswei­ se gasgefüllten Metallringe und die Einstellscheibe um­ faßt. Hierdurch entfallen Schraubendruckfedern, ein be­ wegtes nadelförmiges Ventilglied und Zwischenscheiben, die nicht nur eine aufwendige Herstellung, sondern auch eine aufwendige Montage erfordern.Because the closing element has two elastic rings, preferably comprises two gas-filled metal sealing rings, between an end face of the valve body and a shim and arranged by the on adjusting disc to a defined opening pressure are strained, there will be a drastic reduction in construction parts of the fuel injector achieved because that entire locking element only the two preferably se gas-filled metal rings and the shim around  sums up. This eliminates helical compression springs, a be moving needle-shaped valve member and washers, which is not only a complex manufacture, but also require complex assembly.

Besonders vorteilhaft ist es auch, daß das Kraftstoff­ einspritzventil lecköllos arbeitet, womit ein komplet­ tes Leckagerückleitungssystem entfallen kann.It is also particularly advantageous that the fuel injector works without oil, which makes a complete leakage return system can be omitted.

Insbesondere hinsichtlich eines reduzierten Fertigungs­ aufwands ist es von großem Vorteil, daß aufwendige Füh­ rungspassungen, z. B. bei der Führung eines nadelförmi­ gen Ventilglieds entfallen.Especially with regard to reduced manufacturing it is of great advantage that complex work fit fits, e.g. B. in the management of a needle-shaped omitted valve member.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Beibehaltung der aus dem Stand der Technik bekannten und heute üblichen Spritzlochgeometrie. Hierdurch wird eine Applikation auf bekannte Brennkraftmaschinen erheblich erleichtert, da der maximale hydraulische Durchfluß exakt definiert wird.Another benefit is the retention of the the state of the art and common today Spray hole geometry. This makes an application considerably easier on known internal combustion engines, because the maximum hydraulic flow is precisely defined becomes.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht dabei vor, daß die Dichtringe metallische Hohlringe sind, die mit einem unter Druck stehenden Gas, vorzugsweise Stickstoff, gefüllt sind. Alternativ sind jedoch auch andere Ausführungsmöglichkeiten der Dichtringe, wie z. B. Elastomere, dünnwandige Metallrohre, möglich.A particularly advantageous embodiment provides before that the sealing rings are metallic hollow rings that with a gas under pressure, preferably Nitrogen, are filled. However, alternatives are also other possible designs of the sealing rings, such as e.g. B. elastomers, thin-walled metal pipes possible.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Zeichnung, der Be­ schreibung und den Ansprüchen entnehmbar. Further advantages and advantageous configurations of the The invention relates to the drawing, the Be writing and the claims removed.  

Zeichnungdrawing

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines erfindunsgemä­ ßen Kraftstoffeinspritzventils und Fig. 1 is a sectional view of a fuel injector according to the invention and

Fig. 2 eine in Fig. 1 mit II bezeichnete Detailver­ größerung des Schließelements des Kraftstoff­ einspritzventils. Fig. 2 is a in Fig. 1 designated II Detailver enlargement of the closing element of the fuel injection valve.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Ein Kraftstoffeinspritzventil, dargestellt in Fig. 1, umfaßt einen Ventilhaltekörper 10, an dem ein Ventil­ glied 20 durch eine Spannmutter 30 befestigt ist.A fuel injection valve, shown in Fig. 1, comprises a valve holding body 10 to which a valve member 20 is fixed by a clamping nut 30 .

Das Ventilglied 20 weist eine zylindrische Sackbohrung auf, in dem ein Einsatz 21 angeordnet ist, der mit Ab­ stand über einer brennraumseitigen Stirnfläche 23 en­ det. In dem Ventilkörper 20 sind in den Brennraum mün­ dende Einspritzöffnungen 24 angeordnet.The valve member 20 has a cylindrical blind bore, in which an insert 21 is arranged, which was from a combustion chamber-side end face 23 en det. In the valve body 20 into the combustion chamber muzzle injection openings 24 are arranged.

Zwischen dem Einsatz 21 und der brennraumseitigen Stirnfläche 23 ist eine Einstellscheibe 40 angeordnet, die in der Sackbohrung 22 des Ventilglieds 20 axial verschieblich befestigbar ist. Zwischen der Einstell­ scheibe 40 und der brennraumseitigen Stirnfläche 23 sind zwei übereinanderliegende metallische Hohlringe 50, 51 angeordnet, die im wesentlichen in Höhe der Ein­ trittsöffnung 24a des Spritzlochs 24 in einen durch die Einstellscheibe 40 und die brennraumseitige Stirnfläche 23 begrenzten Druckraum 60 aneinanderstoßen.An adjusting disk 40 is arranged between the insert 21 and the end face 23 on the combustion chamber side and can be fastened axially displaceably in the blind bore 22 of the valve member 20 . Between the adjusting disc 40 and the combustion chamber-side end face 23 , two superimposed metallic hollow rings 50 , 51 are arranged, which essentially meet at the height of the entry opening 24 a of the spray hole 24 into a pressure chamber 60 delimited by the adjusting disk 40 and the combustion chamber-side end face 23 .

Sowohl der Ventilhaltekörper 10 als auch der Einsatz 21 in dem Ventilkörper 20 und die Einstellscheibe 40 wei­ sen eine im wesentlichen zentral angeordnete Bohrung 70 auf, die der Kraftstoffzufuhr in den Druckraum 60 dient.Both the valve holding body 10 and the insert 21 in the valve body 20 and the shim 40 have an essentially centrally arranged bore 70 which serves to supply fuel to the pressure chamber 60 .

Die Funktion des oben beschriebenen Kraftstoffein­ spritzventils ist nun folgende. Bei einem Einspritzvor­ gang wird durch die Kraftstoffleitung 70 in den Druck­ raum 60 Kraftstoff unter hohem Druck eingeleitet. Die beiden Hohlringdüsen, die unter einem definierten Öff­ nungsdruck vorgespannt sind, sind zunächst geschlossen. Nach Überschreiten eines Schwelldruckes verbiegen sich die beiden Hohlringe 50, 51 derart, daß ein Querschnitt freigegeben wird und der Kraftstoff in die Spritzlöcher 24 fließt. Die Anordnung und die Form der Spritzlöcher 24 entspricht dabei den heute bekannten Spritzlöchern.The function of the fuel injector described above is now as follows. During an injection process, fuel is introduced under high pressure into the pressure chamber 60 through the fuel line 70 . The two hollow ring nozzles, which are biased under a defined opening pressure, are initially closed. After a threshold pressure is exceeded, the two hollow rings 50 , 51 bend in such a way that a cross section is released and the fuel flows into the spray holes 24 . The arrangement and the shape of the spray holes 24 corresponds to the spray holes known today.

Dadurch, daß die Dichtringe 50, 51 mit Stickstoff unter 40 bar gefüllt sind - es können beispielsweise an sich bekannte "Wills Rings" verwendet werden - kompensieren die Hohlringe 50, 51 bei einem Temperaturanstieg das Weicherwerden des Metalls durch einen erhöhten Innen­ gasdruck. Hierdurch werden die bei an sich bekannten Kraftstoffeinspritzventilen nachteiligen Federeigen­ schaften von Stahlfedern vermieden. Ein großer Vorteil der oben beschriebenen Kraftstoffeinspritzdüse ist auch, daß sie lecköllos arbeitet.Characterized in that the sealing rings 50 , 51 are filled with nitrogen under 40 bar - for example, known "Wills Rings" can be used - the hollow rings 50 , 51 compensate for the softening of the metal with an increase in gas pressure when the temperature rises. As a result, the disadvantageous properties of steel springs are avoided in known fuel injection valves spring properties. Another great advantage of the fuel injector described above is that it works without leakage.

Claims (3)

1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilkörper (20), an dessen brennraum­ seitigem Ende ein mit einem Zulaufkanal (70) ver­ bundener ringförmiger Druckraum (60) vorgesehen ist, der von einem unter Vorspannung stehenden Schließelement begrenzt wird, das vom Druck im Druckraum zur Freigabe eines Öffnungsquerschnitts deformierbar ist, wobei dem Öffnungsquerschnitt wenigstens eine Einspritzöffnung (24) in den Brennraum der Brennkraftmaschine nachgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement zwei Dichtringe umfaßt, die zwischen einer Stirn­ fläche (23) des Ventilkörpers (20) und einer Ein­ stellscheibe (40) angeordnet und durch die Ein­ stellscheibe (40) auf einen vorgebbaren Öffnungs­ druck vorgespannt sind.1. Fuel injection valve for internal combustion engines with a valve body ( 20 ), at the end of the combustion chamber a ver with an inlet channel ( 70 ) connected annular pressure chamber ( 60 ) is provided, which is limited by a pretensioned closing element, which is dependent on the pressure in the pressure chamber Release of an opening cross-section is deformable, the opening cross-section being followed by at least one injection opening ( 24 ) in the combustion chamber of the internal combustion engine, characterized in that the closing element comprises two sealing rings which between an end face ( 23 ) of the valve body ( 20 ) and an adjusting disk ( 40 ) arranged and are biased by the adjusting disc ( 40 ) to a predetermined opening pressure. 2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe vorzugsweise metallische Hohlringe (50, 51) sind, die mit einem unter hohem Druck stehenden Gas, vorzugsweise Stickstoff, gefüllt sind.2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the sealing rings are preferably metallic hollow rings ( 50 , 51 ) which are filled with a gas under high pressure, preferably nitrogen. 3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtringe (50, 51) in Höhe der Eintrittsöffnung (24a) des Spritzlochs (24) axial aneinanderstoßen.3. Fuel injection valve according to claim 1 or 2, characterized in that the two sealing rings ( 50 , 51 ) axially abut each other at the level of the inlet opening ( 24 a) of the spray hole ( 24 ).